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双眼观天的精粹

(2007年12月08日 14:44:17)
来源:上海启明星联盟

□作者: Alan Adler 著 何允 译

[1]



(原文来自《Sky & Telescope》2001年第9期94页)


  很多天文爱好者都有双筒镜,但是你看他们有多少人会在观星会上频繁地使用它们?按我的看法,人们花费整晚弯腰曲背於单筒望远镜之上,却失去了一些真正壮美的星空景观。

  天空中有许多在双筒镜中看起来比在任何望远镜中能看到的大而美丽的对象。包括一些亮彗星、大星系、恒星密集处、大的疏散星团和星云等。双筒天文观测不单是欣赏夜空的有效手段,而且比用其他单眼望远镜更舒适,这是由于神经将两眼所观察到图像的最佳处合并成一幅图像,从而避免了单眼图像可能的缺陷。你当然可以将任何双筒镜用于天文观测,但显然只有某些类型才真正适合。我曾多年享受了双筒镜的魅力并在夜空中测试和比较了几十种这类镜子,在这些时间里锤练了我的判断力,以下就是这样一个双筒镜狂热者的多年经验之谈。

宽视野广角双筒镜

  在我最喜爱的两个双筒镜中,一个为10X50的宽视野双筒镜,用以寻找目标物,当然也可以用以随意观看,另一只镜子则具有较高的放大倍力,可以对感兴趣的目标仔细观测。广角双筒镜用于扫描银河是令人神往的,包括我喜爱的部位:人马座,天鹅颈部,猎户座和仙后座等。

  可以看到的天空面积正比於望远镜视场直径的平方。例如,视场为7度的双筒镜比视场为5度的其可见的天空面积近乎为两倍。一般来说,低倍率的双筒镜比高倍率的有较大的视场。但是倍率太低时你想找的一些小的球状星团或行星状星云将变得不易察觉。由此,作为宽视野用途,我逐渐喜爱10X的超过了7X的。10X双筒镜的视场一般从5度到6.5度。看起耒只是一个小的差别,但是6.5度的双筒镜比5度的实实在在要多看到69%的天空面积,我认为这在夜空中是意义重大的。

  双筒镜实际的视场往往要比厂家给出的数据小。你可以自己来测量:把双筒镜固定在三脚架上,看一颗星从视场的一个边缘移动到另一边缘要经过多少时间。最容易的办法是选一颗子午线附近的星,这样就能使它水平地穿过双筒镜的规场。於是,视场直径(度)就能用下列公式计算出来:

  视场(度)=时间(秒)/240*cos(星的赤纬)

  双筒镜最大的视场到底可以达到多大?实际的极限似乎可以用65除以双筒镜的放大倍率来估计。例如,10X的双筒镜的最大视场约为6.5度,而15X的镜子最大可达4.3度。这一计算对应于目镜视在视野为65度左右的“广角”或“超广角”双筒镜,而一般的双筒镜,其目镜的标准视野仅为50度。

  有些制造厂评价视场不用多少度,而采用1000码距离处视场有多少英尺。这个数据一般都刻在双筒镜镜身上。你可以将这数据除以52.4换算成度数。一位朋友的7X50镜子标示了在1000码处为376英尺,此数据换算成7.2度(376/52.4)。这个数据比用上一节公式算出的理论最大值9.3度略小。

  关于双筒望远镜的目镜,我要谈谈一个不大被注意的方面,称为“出瞳距离”。出瞳距离就是从双筒镜的目镜与眼睛最远位置间的距离,在该处能看清全部视场。我戴着校正高度散光的眼镜,所以对我来说,较长的出瞳距离是十分必要的。我测试出瞳距离的方法是用眼观看双筒镜内,看何处能看到全部视场。需要警惕的是,许多声称有较长出瞳距离适用于戴眼镜用户的双筒镜,至少有半数以上是不能接受的(包括一些很贵的欧洲双筒镜)。

  有些双筒望远镜特别难于使用,即使当它们有合适的出瞳距离,而你的眼睛也似乎已放在正确位置上了,仍然如此。光学设计师Richard Buchroeder指出这种感觉可能是由于一种俗称为“kidney beaning”作用的结果,在晚上比在白天更令人讨厌。如果你在检试双筒镜时发现这种现象,不妨选择别种型号的镜子。所以需强调的是,购买之前一定要遵循“试用”的原则。

放大倍率问题

  和要求宽视场一样,我发现双筒镜的放大倍率是也是观看天体极其重要的指标。这就是我为什么要有另二只高倍率型号镜子的原因。观测类似星云的目标(例如彗星,星云,星系等)时,我的15X45双筒镜比任何一款10X双筒镜都有能留下深刻的印象。增加放大倍率会使背景天空变暗,从而突出了目标的细节,这些在低倍率双筒镜中是无法看到的。对高倍率观察唯一要注意的是必须有稳定的支架。

  我曾有意识地进行过一系列在10X50和10X70双筒镜间的比较,同样在15X45和15X63型号之间的比较。在这些场合下大口径镜子比小口径镜可收集到二倍的光子,但是,出乎人们的意料,它们的观看效果竟然相差很小。

  很多人试图找出一种方法,用公式来比较不同口径和放大倍率的双筒镜的性能。有两种著名的双筒镜性能的指标,一种指标称为清晰度系数,由Roy Bishop提出,加拿大皇家天文学会的Observer’s Handbook每年出版;另一种叫作黄昏性能指数,由蔡司光学公司发表。两种指标对倍率和物镜直径都有相等的权重;于是7X50和14X25的双筒镜将有相同的指数。

  经过多年实践,在观测深空目标中比较了不同倍率和物镜尺寸的双筒镜的效果,我发现更准确的天文指数应该是倍率乘以口径的平方根,这一指标给予倍率以更大的权重。计算结果如下:

双筒镜的型号 天文指数

7X50 49

9X63 71

10X40 63

10X50 71

10X70 84

15X45 101

15X63 119

15X70 126

18X50 127

  请注意:9X63和10X50虽然口径相差很大,它们的指数都是71,而15X70和18X50均得分127。如果试看几个梅西叶天体,你会发现这个指标是正确的。

  对我来说,大物镜的最大好处不在于能有亮的影象而是有较大的出瞳直径。计算出瞳直径可将双筒镜物镜的直径除以放大倍率,当出瞳直径大于实际瞳孔直径时,眼睛就比较舒服。我测量在暗中的瞳孔直径为6.5毫米,方法是在暗中拍一张面部的闪光照片,在拍摄时坐在暗中同时在面颊上放一根尺子。如果你要自己试试,要记住将照相机的防红眼功能关掉。

  增大双筒镜的口径往往会缩小视场,许多10X50的视场可达6.5度,但是10X70的视场很少超过5.3度。因此在挑选天文设备时,不可避免要进行一些权衡。

平行度

  双筒望远镜包含了两具对称的望远镜。要使它正常的工作,每个双筒镜的一半必须与另一半小心地校直。否则,你的眼睛和神经会强烈地斗争去将两个影象合成一个,其结果造成了眼睛疲劳,头痛,和视力变坏。我发现我的眼睛在晚上比白天更不能忍受平行度的差异——在晚上平行度稍有差别会显著损害观看效果。

  这里有个简单有效的检查平行度的方法。在白天,把双筒镜架在三脚架或其他稳固的支架上看一个远处的目标(可以是房屋建筑)校正其一边与视场的左边或右边相重合,看看两半镜子中房屋与视场边缘的位置是否相同?其次可用物体的上边或下边和视场的上下边缘来检查垂直平行度。你也可以在晚上用星星来做同样的测试(建义利用北极星,因为它基本上不大移动)。

  如果你的双筒镜不能通过这些测试,就可能需要修理了。虽然,有些高手也可以自己校直,但大多数情况下还是需要返厂或送修理店修理。

使观看更稳定

  为了使任何双筒镜达到最佳的观看效果,它们必须被稳固地握持住。使人惊奇的是稍有微小的抖动都会造成观看被严重损害!因此,你的双筒镜最重要的附件是一张有靠背的椅子。坐在靠背椅或者躺椅上观看远比站着观看要稳定得多。同样也使你的脖子大大松弛了。我改造了一张便宜的扶手椅,为了便于双筒镜天文观测而特地增加提高了的扶手。

  另外一个重要的配件是设备双筒镜支架。大部分观测者很快会在简单的三脚架上支架双筒镜对颈子实在太累了。现在有很好的商品双筒镜支架,但是也可以自己制造,在《Sky & Telescope》2002年3月号中有部分设计方案。

  理想的双筒镜支架应当能向任何方向自由移动,而当你松手的时候,它仍能留在原处不动。我最终制成了一种称为“自然关节梁”的设备,它不需要用平行杆来保持目镜的俯仰,而双筒镜能自然地保持观看的指向。一根短的侧梁(在三脚架顶部)可容易地转动,这样我就可以靠回到椅背上然后把双筒镜拉回来靠在我的眼睛上。

  电子影像稳定器的产生极大地解放了双筒镜爱好者们。我曾使用过佳能牌的15X45和18X50的影象稳定双筒镜若干年,发现它们对我喜爱的目标给予了激动人心的影象。佳能牌稳象系列有完美的光学质量和平直的视场,获得了理所当然的赞扬。在白天它们的影象稳定功能完全有效。但在晚上,当眼睛的视网膜持续特性大大延长时,即使这些双筒镜也需要某些支架的帮助,我的T形支架或改造的椅子可以非常好的完成些任务。用这种方式,我的18X50稳象双筒镜在各方面都能和15X70使用自然关节支架同样好。

  如果你对双筒镜天文还未达到专业程度,你将会失去一种最有价值的观赏追求。那么,你就拖一把好椅子,然后开始用双眼观赏,在美丽的夜空之中陶醉吧。



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责任编辑:skylook

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