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天文望远镜的装置

(2007年06月23日 19:08:02)
来源:《飞碟探索》 2007年第2期

□作者: 覃 育

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  望远镜的装置一般可分为地平式装置和赤道式装置两大类。
  
  地平式装置
  
  地平式装置是望远镜装置中最简单的一种结构形式。它有两根互相垂直的旋转轴系,一根在铅垂方向,叫垂直轴,也即是方位轴,另一根位于水平面内,叫水平轴,也即是高度轴。高度一般有0℃~±90℃盘,而方位则往往有0℃~360℃度盘。如果跟踪天体周日运动(天体的方位与高度都随时在变化),必须同时两根轴旋转,且两根轴的旋转速度也分别需要不断变化。因此,在普及望远镜中地平式装置多不采用,仅在以下情况下采用:
  第一种情况是观测彗星及人造卫星的专用望远镜。为了方便地目视搜寻彗星,彗星搜寻者习惯于使用地平式装置,有的甚至将观测椅和寻彗镜设计成一体以减少观测者的疲劳。在专业或业余拦截观测人造卫星的仪器中,由于人造卫星运动速度快而大部分采用地平式装置。其中为全国各人造卫星观测站配备的广角望远镜和人工打印经纬仪都采用地平式装置。此外一些流星雨观测者,也有将流星雨的拍摄装置设计成地平式的。
  第二种情况是为了降低成本,也为了能兼顾地面观测方便而设计成地平式。此类往往用于价廉的天文望远镜,特别是采用一些木制脚架。爱好者自制望远镜时,为了方便制作而大都采用地平式,且高度及方位两根轴往往仅能手动。
  地平式望远镜的优点是结构简单,基架稳定,圆顶随动控制较易,且价格也在同等口径时较低。随着电子计算机的普及,地平坐标与赤道坐标换算的软件精度越来越高,因此,地平式装置日益被天文工作者所接受。大型望远镜中也有采用。
  
  赤道式装置
  
  赤道式装置有两根互相垂直的轴系,一根轴和地球自转轴平行,也即它和地平面的交角等于当地的地理纬度。此轴是“赤经轴”或称“极轴”。它是跟踪轴,望远镜在跟踪天体周日运动时,回绕其转动。普及型天文望远镜中,往往设计有电动跟踪装置,此跟踪轴的转速是24小时一转。另一根轴叫“赤纬轴”。对于某一特定天体观测,望远镜可同时旋转赤经和赤纬两根轴系,而对于恒星等天体观测,往往只要赤经轴跟踪即可(赤纬仅在找星时旋转)。因此,在普及型望远镜中,很多将赤纬轴转动设计成手动的。由于跟踪天体仅要赤经轴以相同的方向和速度旋转,十分方便。这也就是在普及型天文望远镜中,绝大部分采用赤道式装置的原因。
  赤道式装置有德国式、英国式、摇篮式、马蹄式及叉式等许多种。在普及望远镜中,对于赤道式装置,应用最多的是德国式与叉式。
  
  德国式装置
  
  德国式装置是在普及型天文望远镜中应用最广泛,也是在赤道式装置中最早被采用的形式。它外形美观,结构稳定,而且没有观测盲区。它使用方便,可加接不同的附属设备而较易调整赤经和赤纬平衡,因而它往往被采用于镜筒较长的折射望远镜及牛顿式望远镜中,也用于其他反射或折反射望远镜中。但由于“平衡座”给安装和携带增加了一定的困难,限制了它在便携式望远镜中的应用。
  
  叉式装置
  
  叉式装置也叫美国式装置。始用于19世纪。它的极轴上端连接一个叉形架,而赤纬轴连接在叉架上。它不需要平衡锤,结构紧凑,对称性好,在镜筒不长的折反射望远镜中多采用这种装置。对于便携式望远镜,轻便、稳定的优点特别明显。在中国各地使用的120望远镜就是叉式装置,但它不易调平衡,不易换接不同的接收器,更不能随意换镜筒,再加上有观测盲区在镜筒较长的望远镜中不宜采用。

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文章作者:覃 育
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