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1 牛頓望遠鏡 - 原理

1670年,英國數學家、物理學家牛頓製成了他的反射望遠鏡。它原理是使用一個彎曲的鏡面將光線反射到一個焦點上。這種設計方法比使用透鏡將物體放大的倍數高出數倍。
牛頓在經過多次研製非球面的透鏡都不成功后,才決定用球面反射鏡作為望遠鏡主鏡。他把2.5厘米直徑的金屬磨製成一個凹面反射鏡,並在主鏡的焦點前放了一個與主鏡成45度角的反射鏡,使經主鏡反射后的會聚光經反射鏡后以90度角反射出鏡筒後到達目鏡。現在所有的巨型望遠鏡大多屬於反射望遠鏡,牛頓望遠鏡為反射望遠鏡的發展輔平了道路。
牛頓反射望遠鏡採用拋物面鏡作為主鏡,光進入鏡筒的底端,然後折回
牛頓望遠鏡
開口處的第二反射鏡(平面的對角反射鏡),再次改變方向進入目鏡焦平面。目鏡為便於觀察,被安置靠近望遠鏡鏡筒頂部的側方。牛頓反射望遠鏡用平面鏡替換昂貴笨重的透鏡收集和聚焦光線,從而使您的每一分錢提供更加多的光線會集的力量。
牛頓反射望遠鏡系統使您能擁有焦距長達1000mm而仍然相對地緊湊和便攜的望遠鏡。因為主鏡被暴露在空氣和塵土中,牛頓反射器望遠鏡要求更多維護與保養。然而,這個小缺點不阻礙這個類型望遠鏡的大眾化,對於那些想要一台價格經濟,但仍然可以解決觀測微弱,遙遠的目標的用戶來說,牛頓反射望遠鏡是一個理想的選擇。
由於光學系統的原理,牛頓望遠鏡的成像是一個倒像,倒像並不影響天文觀測,因此牛頓反射望遠鏡是天文學使用的最佳選擇。通過正像鏡等附加鏡頭,可以將圖像校正過來,但會降低成像質量。
牛頓望遠鏡的光學設計結合了施密特攝星儀和牛頓式反射望遠鏡的元素。這個系統將牛頓式反射望遠鏡的拋物面鏡換成球面鏡,因而產生了球面像差。但就像施密特-卡塞格林望遠鏡一樣,使用施密特修正板予以修正。次鏡則承襲牛頓式反射望遠鏡採用橢圓形的平面斜鏡。

2 牛頓望遠鏡 - 優缺點

牛頓望遠鏡的缺點
1、 一般不適合地面應用。
2、容易產生彗形像差,造成影樣偏離軸心擴散的變形現象。這種擴散在光軸上為零,隨著鏡子的視域呈線性的增加,也與焦距除以口徑的商(焦比)的平方反比來擴散。
通常在焦比大於f/6的系統,彗形像差已經可以忽略掉,不會影響目視或攝影的結果。
焦比小於f/4的系統,雖然不能忽視彗形像差,但可以藉由廣視野和低倍率成像來避免。
透鏡也可以用在修正牛頓主鏡的彗形像差上,讓影像恢復原有的明銳(所謂的「施密特-牛頓式」)。
3、副鏡鏡在光路的中間,會遮擋部分光線,反射鏡的支撐結構還會使星像形成衍射星芒,並且降低銳度和反差。使用二或三個支架的支撐結構可以減少視覺上的星芒,減少衍射的峰值強度提高星像的反差。彌散斑狀的星像通常是由於支撐結構的不穩定和鏡筒內不規則流動的空氣使星光不能匯聚形成尖銳的星點。 雖然十字支撐結構能比三支架支撐結構更有效的消除衍射星芒,但三支架結構形成的六線星芒會給人一種審美上的良好觀感。
  4、牛頓反射望遠鏡的校準是個問題。主鏡和副鏡的准直性會因為運輸和操作時的震動而偏離,這意味著望遠鏡可能在每次使用前都需要校準。

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