天文望遠鏡實際操作

折射式赤道儀望遠鏡:

                                          

架望遠鏡簡單步驟:

1.      組合三腳架,將三腳架台與三腳架連接好,並將載物台和三角架接好。

2.      調整三腳架高度,對準水平後將腳架螺絲鎖緊。

3.      將赤道儀與三腳架連接,請注意腳架上卡準必須嵌入極軸水平微調螺絲之間。

4.      將赤道儀本體與三腳架台旋緊。

5.      對極軸望遠鏡~北極星。

6.      安裝重錘桿、重錘。

7.      安裝主鏡筒、尋星鏡。

8.      調整平衡。

9.      安裝微調桿、電池盒、相機、目鏡。

10.  重新調整平衡。

望遠鏡的光學性能

有效口徑(D)

在望遠鏡裡,實際上能讓光通過或讓光反射的主鏡直徑大小,稱為有效口徑。口徑是一部望遠鏡的一切根本,它決定了望遠鏡能看到的最暗星體及最細微結構,所以口徑是愈大愈好。口徑通常以mm計算。
焦距(fl)

光線從主鏡處到聚焦成像處的長度稱為焦距,以mm為單位。焦距跟天體的影像大小有關,焦距長,天體的投影就大。焦距也影響了望遠鏡可看的倍數。
焦比(F)

把主鏡焦距除以主鏡口徑就是焦比(F=fl/D),又稱為F值。其實焦比就是照相機鏡頭的光圈值。例如:口徑70mm、焦距560mm的望遠鏡,焦比就是F=560÷70=8。口徑大、焦距短則焦比就小,影像會比較亮;反之則焦比大,影像較暗。焦比對天文攝影影響鉅大,是天文攝影家選擇天文望遠鏡的重要考量之一。
集光力:

簡單地說,集光力就是望遠鏡收集光線的能力,比較的標準是人眼的瞳孔。人眼瞳孔最大時,直徑約7mm,把望遠鏡主鏡的口徑平方除以瞳孔直徑的平方就得到集光力。例如:口徑70mm的望遠鏡,它的集光力就是70×70÷7×7=100()。口徑愈大,集光力就愈強,也就能看到更暗淡的天體。
極限星等(M)

望遠鏡所能看到最暗的星等稱為極限星等。肉眼在黑暗、空氣透明的場合可以看到六等星,而口徑70mm的望遠鏡的集光力是肉眼的100倍,它就能看到比六等星再暗五等的11等星。望遠鏡的口徑遠大於肉眼,自然能看到更暗的星等。極限星等的計算公式是M=1.77+5D。例如:口徑70mm的望遠鏡,極限星等是M=1.77+570=11.0(等)。
解像力(θ)

望遠鏡的倍數愈大,看到的影像也會愈大,但影像變大不見得就能看清楚。望遠鏡能力範圍內所能看到最清楚的細部,就稱為解像力,以弧秒為單位。公式是θ=116"÷D(mm),所以口徑116mm的望遠鏡剛好可以分辨相距1"的細部,再靠近就無法分辨清楚了,倍數再大都一樣。
射出瞳徑:

望遠鏡主鏡收集到的光,傳達到目鏡後射出的光圈孔徑大小,稱為射出瞳徑。這是指在某一倍數下,眼睛可以看到的光圈孔徑大小,倍數低,射出瞳徑就會大;反之,倍數高,射出瞳徑就會小,計算公式是口徑÷倍數=射出瞳徑。但是並不能把倍數一直降低,當倍數低到讓射出瞳徑大於人眼瞳孔的7mm時,超過瞳孔大小的光已經不能被瞳孔所接收,這種倍數就沒有意義了。讓射出瞳徑在7mm的倍數就是望遠鏡最低有效倍數。
倍數:

把主鏡焦距除以目鏡焦距就得到倍數。例如:焦距560mm的望遠鏡,用25mm的目鏡,倍數是560÷25=22.4();用14mm的目鏡則有40倍。目鏡的焦距愈短,倍數就愈高。但並不是可以無限制地提高倍數,口徑大小(mm)0.14倍是最低有效倍數,口徑的2倍是最高有效倍數。
鏡面精度:

這是指主鏡研磨的精密度,也就是主鏡表面光滑的程度,以1/λ來表示。λ是波長的意思,如果有一部望遠鏡的主鏡精度是1/8λ,就是說主鏡表面研磨的凹凸誤差在光波波長的1/8以下。

赤道儀原理

    地球的自轉軸對著南極或北極點,以一天的時間自西向東自轉一圈,所以天體都是東方升起、西方落下。赤道儀上有一固定軸,也是對著北極點(在南半球就是南極點),這個固定軸稱為極軸。極軸就等同於地球的自轉軸,而繞著極軸旋轉的赤經軸就等於是縮小的地球了。因此,如果赤道儀的赤經軸旋轉方向與地球相反,而且也是一天旋轉一圈,那麼赤道儀就能一直跟著天體運動,天體也就能一直保持在望遠鏡的視野內了。

折射式天文望遠鏡

  伽利略和刻卜勒所製作、設計的望遠鏡就是折射式望遠鏡。這種方式的望遠鏡,光線是穿透鏡筒前端的一組凸透鏡(稱為主鏡),產生曲折而聚焦。在聚焦處放置一個目鏡來放大並得到影像。目鏡可以分成伽利略式和刻卜勒式。伽利略式的目鏡是一個(組)凹透鏡,它形成一個正立的影像,但是這種望遠鏡的視野狹小、觀察不易,現在只剩下一小部分觀賞歌劇用的低倍率雙眼望遠鏡還用這種方式的目鏡。而刻卜勒式的目鏡是一個(組)凸透鏡,它形成一個上下左右顛倒的影像,在觀看地面風景時,雖然不如正立像來得方便,但是它有視野寬廣的優點,所以現在市面上看得到的天文望遠鏡都是用刻卜勒式的目鏡。折射鏡有成像鮮銳的優點,而且保養容易,很適合成為初學者的第一部天文望遠鏡。現今業餘用的中小口徑折射鏡種類繁多,且大都採用複消色差的設計,品質都有相當高的水準。可惜的是價格高昂,不容易普及到一般大眾。其實如果只是眼視觀測,一部好的單消色差折射鏡已足夠,不見得非用昂貴的複消色差折射鏡不可。

反射式天文望遠鏡

  最早的一部反射式望遠鏡就是牛頓發明的牛頓式反射鏡。牛頓式反射望遠鏡是使用一面凹的拋物面鏡,將光線反射回鏡筒前方並曲折聚焦,然後在鏡筒前方用另一面橢圓形平面鏡(副鏡,又稱斜鏡),將光線以90°角反射出鏡筒外,在這個光路射出的位置上放置對焦座及目鏡座以方便觀看。這種焦點位置在鏡筒前方開口側邊的反射鏡就稱為牛頓式反射望遠鏡。由於反射式望遠鏡是將光反射而不是穿透,所以對玻璃材料的要求是熱膨脹率要低,不像折射鏡要求的純淨透明,而且反射鏡沒有折射鏡特有的色差問題,再加上反射鏡只需研磨一面,相對於折射鏡,製造上就容易得多,現今全世界的大型天文台全是使用反射望遠鏡,就是這個緣故。蓋賽格林式反射鏡在鏡筒前用一面凸的雙曲面副鏡將光線反射回主鏡中央的開孔並聚焦成像,這種焦點位置在主鏡後方的就稱為蓋賽格林式反射望遠鏡。蓋賽格林式反射望遠鏡的光路是在鏡筒內來回反射二次,並經過副鏡的再放大,所以鏡筒可以很短,焦距卻可以很長,對高倍率的觀察有很大的好處。反射式望遠鏡除了這二種焦點位置外,尚有庫德式焦點等,不過並不常見,大都是大型天文台才採用。                         

其他望遠鏡簡介:

 

 

天文攝影的方式及特性
  當一切都有了準備,可事先做好規畫,選擇要拍攝的星體及方式,到一個無光害影響、大氣穩定及透明度佳的地點,就能拍出理想的天文照片。在拍攝地點及時間的選擇,也都非常重要。地點目前都是選擇一些高山地區,如合歡山、大雪山及梨山等,因為受光害的影響最小,而且透明度及大氣狀況穩定,也較適合做天文攝影。以下列出各種星野攝影的方式,以及其特點和適合的天象,以供各位在做星野攝影前的準備參考 :

 

固定攝影
  就是將相機固定在三腳架上,不利用赤道儀追蹤攝影,將星點拍攝成線條狀。接上標準或是廣角鏡頭,快門開至B快門,裝上快門線,焦距調至()無限遠,光圈依曝光時間長短選擇(時間短,開到最大;時間長,略縮小幾格)。在軟片選擇上是高感度軟片。

星流跡:因地球自轉的日週運動,在天球上的星體是每小時移動15度。最常拍攝的是對準北極星,經長時間曝光,可拍出如同心圓的星流跡,若在搭配地面景,頗有另一種美感。或是運用廣角鏡對準流星群中心,經長時間曝光,可幸運的拍攝到流星。拍攝此種照片,使用35mm~ 50m m的鏡頭較合適,因為可拍攝的範圍較廣。

連續重複曝光:需選擇有重複曝光裝置的相機。此方式適用於拍攝月全食的連續過程。先計算月球移動的角度、方向及時間,先將角度取景做好,依固定時間重複曝光,就能拍攝出一連串月食過程的照片。

 

追蹤攝影
  此時就需使用到赤道儀來做同步的追蹤,如此除了將星星拍攝成點狀外,還可將星雲、星團、星系的顏色、雲氣及細部,經由長時間的曝光給拍攝出來。另外在做月面及行星的擴大攝影時,亦也非常的重要。

直焦攝影:直接將相機裝上鏡頭或是銜接在望遠鏡上。依星體的大小,選擇適當的焦距,以及星體的亮度,軟片的感度,鏡頭光圈的大小或望遠鏡的焦比(望遠鏡焦比F=焦距mm÷口徑mm)。其數字越小,也就是焦比越小,進光量也越多。做適當的長時間曝光,但是時間越長越好(需考慮到軟片的倒易律效應)。同常是焦比大比焦比小的時間短;星團比星雲時間短;星雲比系外銀河時間短;系外銀河比黑暗星雲及行星狀星雲短;但仍須依星體的亮度來做選擇曝光的時間長短。若是直焦拍攝月球或太陽(需接專用濾鏡)等亮度大的天體,可用低感度軟片,並利用相機本身的測光表來選定快門速度。

擴大攝影:就是在相機與望遠鏡間裝上目鏡,提高倍率,如此可將月球(月面坑洞等)、太陽(黑子、日珥等)表面及行星面上的條紋(火星極冠、土星環、木星條紋及紅斑等),或是天體的細部給拍攝清楚。因倍率提高,星體的移動速度,在視野中相對的感到加快,因此赤道儀的追蹤精準度更形重要。此時亦可選擇使用低感度軟片,以提昇其成像的細膩度。除月球及太陽可用測光表來選擇快門速度外,其餘行星或其餘天體的攝影,仍須增長曝光的時間。

 

 

 正確使用天文望遠鏡的步驟詳解

1、按說明書安裝好天文望遠鏡。

2、山東聊城{本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net}聊城地圖關於望遠鏡的調焦及十字線尋鏡的校準 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖
  把目鏡接筒上的兩個緊固螺釘松開。取出低倍目鏡把它裝到目鏡接筒上,再把螺釘擰緊。調節調焦旋鈕可以獲得對遠處某個物體 A的模糊影像,再慢慢前後調節調焦旋鈕,直到物像清晰為止。望遠鏡已精確地調好焦距,現在可以用尋星鏡觀測了。如果尋星鏡不在焦距上,就轉動目鏡直到出現清晰的景像。當您在望遠鏡上看到的物體A的物像不在尋星鏡地十字線中心時,按如下方法調節:擰緊或松開尋星鏡支架上的在介螺釘,使尋星鏡上下,左右工斜方向移動。當物體 A的物像出現在十字線的中心時,您的尋星鏡就校好了,最後擰緊三個螺釘。再把低倍目鏡換成高倍目鏡,重復上述程式。如果在最高倍率目鏡下觀察到的像中心,同時也在尋星鏡的十字線中心,您的尋星鏡就調准了。現在可以快速尋找您想觀察的天體了。在極特殊的情況下,尋星鏡可能還需要調節。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖

3、注意事項 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖

A、任何情況下,先用尋星鏡尋找物體,因為尋星鏡的視角更大,這樣可以極大加快您的

粗調的速度。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖
B
、一般情況下,先裝低倍目鏡,在逐漸提高您所需要的倍數,當您換目鏡時要進行必要

的調焦。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 城地圖
C
、不要被您看到的上下、左右顛倒的圖像所困擾,對天文望遠鏡來說這是一個正常情況。

4、有效觀察須知山東聊城{本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net}

聊城地圖 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地如果望遠鏡第一次拿到戶外置於比室內溫度低的空氣中,須過幾分鐘再使用它---因為溫差會使透鏡蒙上霧氣。 15-20分鐘後這個現象會消失。如果您的眼瞼或手指觸到目鏡,要用不起毛的布輕輕的擦拭目鏡,以防出現模糊圖像。大約需要30分鐘您的瞳孔才能放大適應黑暗,因而夜間使用望遠鏡,在半個小時後您能看見暗得多的天體。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖

5、可能影響觀測結果的各種因素 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖
  觀測結果好壞並非全取於望遠鏡的光學性能,還有許多因素同樣影響著影像的品質。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖
  A、包圍著地球的大氣總是在運動著,這種大氣的移動、旋轉,在高倍率下特別會造成

不良影像,或許過幾個夜晚之後,觀測的情況會好轉。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖
  B、地球表面的熱氣,也會造成空氣的波動而使得影像扭曲、變形,造成觀測情況會很

差。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖
  C、望遠鏡與星體及地平線構成的觀測角對觀測效果的影響很大:若被測星體接近于地

平線,目標將會模糊不清。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖
  D、光源的污染:盡可能在無光的環境下使用您的望遠鏡(例如:街燈下、房間燈光下

等等),高倍率天文望遠鏡對光線是非常敏感的,在靠近市區,亮光的影響更明顯,

似乎許多星星都會在靠近市區的上空消失。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖
  E、月光也可能是影響觀測的另一個因素,刺眼的滿月或明亮的月光會使附近的星星或行

星模糊不清,而月亮本身在黑暗與天明之間是最佳觀測狀態。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖
  F、盡量避免從打開窗戶觀測(更不可以透過關閉的窗戶觀測),特別是在寒冷的季節,

室內、外溫差大,會使觀測品質最差。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖
  G、天空中堆積的雲層無法穿透觀測,但這此雲會經常移動的。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net} 聊城地圖
  H、星星閃動是因為空氣的對流所致,這也會影響觀測。 山東聊城 {本文來自:聊城門戶網www.Lc365.net}

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