牛顿望远镜

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牛顿望远镜[1]

牛顿望远镜是英国天文学家艾萨克·牛顿(1643-1727)发明的反射望远镜,主镜使用球面镜,第二反射镜是平面的对角反射镜。

牛顿式设计的优点[编辑]

  • 与其他形式望远镜比较,无论口径大小,在品质相当的情况下,牛顿式总是比较便宜。
  • 由于光线无须穿透物镜(他只从镜子的表面反射),所以不需要特别的玻璃,材料只需要能掌握住正确的形状。
  • 因为只需要处理一个表面(折射镜通常需要处理四个表面),因此非常适合非专业人士自制属于个人的样式。业馀天文学家自制的杜布森望远镜多属此型望远镜。
  • 短的焦比可以更容易的获得较大的视野
  • 焦距的牛顿式望远镜可以获得卓越的行星外观。
  • 没有凸透镜造成的色差
  • 目镜的位置在望远镜统前端,与短焦比结合可以使用短而紧凑的架台系统,减少费用和增加便利性。
牛顿的第一架六吋镜复制品。

牛顿式设计的缺点[编辑]

  • 容易产生彗形像差,造成影样偏离轴心扩散的变形现象。这种扩散在光轴上为零,随著镜子的视域呈线性的增加,也与焦距除以口径的商(焦比)的平方反比来扩散。彗形像差的型式通常是 3θ/16F ² ,此处的θ是轴到图像的角度,F是焦比。通常在焦比大于f/6的系统,彗形像差已经可以忽略掉,不会影响目视或摄影的结果。焦比小于f/4的系统,虽然不能忽视彗形像差,但可以借由广视野和低倍率成像来避免。商业用的透镜也可以用在修正牛顿主镜的彗形像差上,让影像恢复原有的明锐。
  • 第二反射镜在光路的中间,会遮蔽掉部分的光线,支撑结构还会造成绕射形成所谓的蜘蛛网,并且降低对比。使用二或三支脚的支撑可以减少视觉上的蜘蛛网。减少绕射的肩峰值强度更可以以四的因次有效的增强对比,但圆形的蜘蛛网通常是因支撑不稳,而由风造成摆动形成的惩罚。虽然四只脚的支撑能比三只脚更有效的消除蜘蛛网,但三支脚造成的蜘蛛网会给人一种审美上的良好观感。
  • 可携式牛顿式的校准是个问题。主镜和次镜的准直性会因为运输和操作时的震动而偏离,这意味著望远镜可能在每次使用前都需要校准。其他型式的设计,像折光镜和折反射镜(尤其是马克苏托夫盖塞格林式),准直性都已经固定住了。

相关条目[编辑]

参考资料[编辑]

  • Smith, Warren J., Modern Optical Engineering, McGraw-Hill Inc., 1966, p. 400.