光學(xué)課程設(shè)計(jì) 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

1、光學(xué)課程設(shè)計(jì)光學(xué)課程設(shè)計(jì)——望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)三望遠(yuǎn)鏡的分類廣義上的望遠(yuǎn)鏡不僅僅包括工作在可見光波段的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，還包括射電，紅外，紫外，X射線，甚至γ射線望遠(yuǎn)鏡。我們探討的只限于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。1609年，伽利略制造出第一架望遠(yuǎn)鏡，至今已有近四百年的歷史，其間經(jīng)歷了重大的飛躍，根據(jù)物鏡的種類可以分為三種：1，折射望遠(yuǎn)鏡折射望遠(yuǎn)鏡的物鏡由透鏡或透鏡組組成。早期物鏡為單片結(jié)構(gòu)，色差和球差嚴(yán)重，使得觀看到的天體帶有彩色的光斑。為了減少色差，

2、人們拼命增大物鏡的焦距，1673年，J.Hevelius制造了一架長(zhǎng)達(dá)46米的望遠(yuǎn)鏡，整個(gè)鏡筒被吊裝在一根30米高的桅桿上，需要多人用繩子拉著轉(zhuǎn)動(dòng)升降。惠更斯干脆將物鏡和目鏡分開，將物鏡吊在百尺高桿上。直到19世紀(jì)末，人們發(fā)明了由兩塊折射率不同的玻璃分別制成凸透鏡和凹透鏡，再組合起來的復(fù)合消色差物鏡，才使得這場(chǎng)長(zhǎng)度競(jìng)賽得到終止。折射望遠(yuǎn)鏡分為伽利略結(jié)構(gòu)和開普勒結(jié)構(gòu)兩類。其中，伽利略結(jié)構(gòu)歷史最悠久，其目鏡為凹透鏡，能直接成正立的像，但是視

3、場(chǎng)小，一般為民用的2——4倍的兒童玩具采用。而絕大多數(shù)常見的望遠(yuǎn)鏡都是開普勒結(jié)構(gòu)，其目鏡一般是凸透鏡或透鏡組，由于其光路中有實(shí)象，可以安裝測(cè)距或瞄準(zhǔn)分劃板用來測(cè)量距離。但是簡(jiǎn)單的開普勒結(jié)構(gòu)所成的像是倒立的，需要在光路內(nèi)加上正像系統(tǒng)使其正過來，常見的正像系統(tǒng)為普羅棱鏡或屋脊棱鏡，既起到正像的作用，又使光路折回，縮短整機(jī)長(zhǎng)度。2，反射望遠(yuǎn)鏡該類鏡最早由牛頓發(fā)明，其物鏡是凹面反射鏡，沒有色差，而且將凹面制成旋轉(zhuǎn)拋物面即可消除球差。凹面上鍍有反

4、光膜，通常是鋁。反射望遠(yuǎn)鏡鏡筒較短，而且易于制造更大的口徑，所以現(xiàn)代大型天文望遠(yuǎn)鏡幾乎無一例外都是反射結(jié)構(gòu)。反射望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)里，除了主物鏡外，還裝有一或幾個(gè)小的反射鏡，用來改變光線方向便于安裝目鏡。由于反射式望遠(yuǎn)鏡的入射光線僅在物鏡表面反射，所以對(duì)光學(xué)玻璃的內(nèi)部品質(zhì)比折射鏡要求低。1990年，美國(guó)在夏威夷建成當(dāng)時(shí)口徑最大的凱克望遠(yuǎn)鏡，該鏡采用了一些前所未有的新技術(shù)：1，主物鏡由36面六邊形薄鏡片拼和而成，厚度僅為10厘米。2，有計(jì)算機(jī)控

5、制背面直撐點(diǎn)，補(bǔ)償重力引起的形變。3，能通過改變鏡面曲率補(bǔ)償大氣擾動(dòng)。這些新技術(shù)的采用使得人類發(fā)射太空望遠(yuǎn)鏡的要求不再迫切。3，折反射望遠(yuǎn)鏡。折反射望遠(yuǎn)鏡的物鏡是由折射鏡和反射鏡組合而成。主鏡是球面反射鏡，副鏡是一個(gè)透鏡，用來矯正主鏡的像差。此類望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)大，光力強(qiáng)，適合觀測(cè)流星，彗星，以及巡天尋找新天體。根據(jù)副鏡的形狀，折反射鏡又可以分為施密特結(jié)構(gòu)和馬克蘇托夫結(jié)構(gòu)，前者視場(chǎng)大，像差??；后者易于制造。四開普勒望遠(yuǎn)鏡和伽利略望遠(yuǎn)鏡1.開普