§10.4 望远镜结构及其原理 一、基本结构二、光束限制三、分辨本领四、放大本领 1、视角放大率 2、有效视角放大率五、聚光本领六、望远镜的物镜 一、基本结构－望远镜1、、Kepler望远镜结构望远镜结构2、、Galileo望远镜结构望远镜结构眼眼睛睛xaFe’目镜目镜Fo物镜物镜Fe(Fo')物镜和目镜均由正透镜物镜和目镜均由正透镜构成构成, ,镜筒内存在实像镜筒内存在实像Ø可设置视场光阑，消渐晕可设置视场光阑，消渐晕Ø可设置分划板可设置分划板, ,测量物体大小测量物体大小v系统成倒像系统成倒像目镜由负透镜构成目镜由负透镜构成, ,镜镜筒内不存在实像筒内不存在实像Ø系统结构紧凑，筒长短系统结构紧凑，筒长短, ,成正立像成正立像v不可设置分划板不可设置分划板, ,测量物体大小测量物体大小v存在渐晕存在渐晕目镜目镜Fe'Fo物镜物镜Fe (Fo')眼眼睛睛 二、光束限制－望远镜以以Kepler望远镜为例望远镜为例 孔径光阑孔径光阑：：物镜框 Fe’目镜目镜Fo物镜物镜Fe(Fo‘)-w-wfo’视场光阑视场光阑孔径光阑孔径光阑视场光阑视场光阑：通常：通常设置在物镜的像平面上。
设置在物镜的像平面上 视视场场光光阑阑的的大大小小等等于于物物方方视视场场角角与与物物镜镜焦焦距距的乘积 出瞳出瞳D’三、分辨本领－望远镜1、分辨极限、分辨极限q0s's'-xa'A'(F')望远镜物镜像面上刚好能望远镜物镜像面上刚好能够分辨的两点的最小距离够分辨的两点的最小距离2、表示、表示FNum称为物镜的称为物镜的F数数, D/fo'称为相对孔径称为相对孔径 1、视角放大率－望远镜放大本领-w-ww w’Fe'目镜目镜Fo物镜物镜Fe(Fo')fo'fe'Fe'目镜目镜Fo物镜物镜Fe(Fo')fo'fe'D/2D'/2 2、有效视角放大率－望远镜放大本领使用望远镜要求使用望远镜要求: (1)、望远镜、望远镜光学系统的性能得到充分的利用光学系统的性能得到充分的利用; (2)、没有、没有赝像赝像; 视角放大率的要求视角放大率的要求: 望望远远镜镜的的角角分分辨辨极极限限经经望望远远镜镜放放大大后后能能够够被被眼睛分辨眼睛分辨 实际望远镜的视角放大率为上式的实际望远镜的视角放大率为上式的1.5~2倍倍 五、聚光本领－望远镜 设望远镜光学系统的基本设望远镜光学系统的基本亮度为亮度为L0,则像面的照度为则像面的照度为:U'出瞳出瞳D'xo'(F')-xa'A' 六、望远镜的物镜－望远镜物镜参数物镜参数: 相对孔径和焦距。
相对孔径和焦距物镜的结构物镜的结构: 折射式折射式/反射式和折反射式反射式和折反射式§ 折射式折射式 以透镜为主要构成元件以透镜为主要构成元件. 双胶合物镜双胶合物镜同时校正轴上球差和色差同时校正轴上球差和色差.双分离物镜双分离物镜同时校正轴上球差和色差同时校正轴上球差和色差. F1'F1' (F2)F1'反射式物镜－望远镜的物镜 以反射面为主要构成元件以反射面为主要构成元件. 无色差无色差,易于制成大孔径结构易于制成大孔径结构.轴外像差难校正轴外像差难校正ØNewton系统系统主镜主镜:抛物面抛物面;次镜次镜:平面镜平面镜ØGregory系统系统主镜主镜:抛物面抛物面;次镜次镜:椭球面椭球面ØCassegrain系统系统主镜主镜:抛物面抛物面;次镜次镜:双曲面双曲面F’F'F’ C折反射式物镜－望远镜的物镜在反射式结构中增加透射元件来校正像差在反射式结构中增加透射元件来校正像差施密特系统施密特系统反射镜反射镜:球面镜球面镜+校正板校正板马克苏托夫系统马克苏托夫系统反射镜反射镜:球面镜球面镜+分离弯月透镜分离弯月透镜曼金系统曼金系统反射镜反射镜:球面镜球面镜+紧贴弯月透镜紧贴弯月透镜F'F'CF' 例题例题－望远镜望远镜例题1、、有一架开普勒望远镜．目镜焦距为有一架开普勒望远镜．目镜焦距为100mm，出瞳直径，出瞳直径D'＝＝4mm，求当望远镜，求当望远镜视角放大率分别为视角放大率分别为10×和和20×时，物镜和目时，物镜和目镜之间的距离各为多少镜之间的距离各为多少?假定入瞳为物镜框，假定入瞳为物镜框，物镜通光口径各为多大物镜通光口径各为多大?(忽略透镜厚度忽略透镜厚度) 例题例题－望远镜望远镜例题2、、有一架开普勒望远镜，视角放大率有一架开普勒望远镜，视角放大率为为6×，物方视场角为，物方视场角为8度，出瞳直径度，出瞳直径D'＝＝5mm，物镜和目镜之间距离，物镜和目镜之间距离L＝＝140mm．假．假定孔径光阑与物镜框重合，系统无渐晕，求：定孔径光阑与物镜框重合，系统无渐晕，求：(1) 物镜焦距和目镜焦距；物镜焦距和目镜焦距；(2) 物镜口径；物镜口径；(3) 视场光阑的直径；视场光阑的直径；(4) 出瞳的位置。
出瞳的位置 作业作业－望远镜望远镜 1、、10－－7 2、、10－－8 。