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望远镜的光学性能--贼猫
本人是一名天文爱好者、摄影发烧友及望远镜和照材迷（虽深知此种爱好如同烧钱，但仍乐此不疲，实在无药可救，典型的败家子）。此文试图用天文方面的知识来解说望远镜方面的问题（因为我不会用别的方面来解说望远镜方面的问题），而人类当初设计制造望远镜也是用来天文观测的，只是后人又用来做其他用途。所以用天文知识来解说望远镜是在合适、恰当不过的了。
而望远镜的很多光学上的称呼与照相机镜头一样或极为相似，因为它们都是光学制品，与人视觉有关。比如这个球差那个彗差，什么APO，低色散，杂光，眩光等。只不过一个是直接反映在眼球上，而另一个是通过照片的形式间接反映在眼球上罢了。这里不在赘述了。
1.口径
一架望远镜的观察限度取决于望远镜物镜的直径，它表示望远镜的集光能力。口径越大，集光能力越强。现代天文台衡量一个望远镜的指标不是看它能放大多少倍，而是看它的口径有多大。口径不变的情况下，可以增加各种光路附件，以使望远镜出现不同的焦距。而通过在光路末端加装各种目镜以取得不同的倍率，或者加CCD或不同尺寸底片的相机来拍摄天体图象。
比如，用物镜直径60MM（此MM是毫米的意思，不是美眉的意思，不要误会）的望远镜观察时，而人眼的瞳孔直径是6毫米（人眼瞳孔直径大约在5至7毫米，不过因人和年龄而异），那么对于所看见的亮度所得到的放大率约是600倍。因为物镜的集光能力与物镜的口径的平方成正比。
在理想的条件下，用口径100MM的望远镜使人能看见月球上宽为40米的裂缝、火星上5000米宽的“河道”。但实际上，由于空气的污染、流动以及望远镜制作、设计、选料用料时所带来的各种误差、像差及光学缺陷，我们所能得到的分辨率并没有理论上的那么大。所以天文爱好者要千方百计的到乡下农村去观测以避开空气污染，他们也深知用一架优质的小口径望远镜远比用一架劣质的大口径望远镜所看到的细节要多。
2.焦距与光力
望远镜的焦距是指物镜的焦距。焦距越长，观看物体表面细微部分越清晰。如用60米焦距的望远镜所成木星的像的直径达15毫米，而2米焦距望远镜所成木星的像仅为0.5毫米（一个小斑点而已）。但是当望远镜口径不变，而焦距无限度的增加时，观看的效果反而不好，这就是光力减弱。严格来说，望远镜的光力还与透射的效率（折射镜）和反射效率（反射镜）有关。
光力是口径与焦距的比值，光力=口径/焦距（也就是镜头上所说的光圈值）。一般来说焦距为口径的8倍时比较合适。望远镜的理论分辨角=140角秒/物镜口径。
3.放大率
放大率是望远镜观看物体的一种光学性能。一般人认为，放大率越大看物体越清晰。理论上，放大率=物镜焦距/目镜焦距。如果放大率无限增大，而物镜口径不变，就会导致光力越来越弱。不但不能增加细节，反而观看时抖动加大，物体变暗，还像蒙上了一层纱。
一般情况下，望远镜的最大放大率等与物镜的口径（比如口径50MM的望远镜的最大倍率到50倍就可以了，再大成像就不好了），最小放大倍率约为物镜直径/8（以毫米为单位）。
选择望远镜时，望远镜的倍率不易太大，举个例子，望远镜的指向如果抖动10角秒，用50倍观看时，目标将抖动500角秒，而人眼又看不清抖动物体的细节，这样的话，望远镜的观看效果就大大降低了。
等瞳放大率=物镜直径/人眼瞳孔直径。一个口径为50毫米的望远镜的等瞳放大率为50/6=8。等瞳放大率过大浪费光，太小光又不够。所以要根据自己的瞳孔大小来选择倍数。
望远镜镜片的擦拭
镜片清洁与否是影响望远镜成象的关键之一，如果擦拭不干净在短时间内就会生霉生雾，以致影响使用。
一、擦拭前的准备
1、用肥皂洗净双手，拿镜片的手应戴上脱脂的医用手套；2、有条件可以戴上工作帽、口罩；3、准备脱脂棉球：一般棉球应卷紧，用于擦分划板的棉球为防擦伤分划板使用前可沾混合剂再卷一次。擦拭时将棉球1/3浸入混合剂后立即提起，如沾得太多可甩掉一些再用，棉球与镜面尽可能保持大面积接触，不得有往返动作用过的棉球不得再沾混合剂使用，以免将混合剂弄脏。
二、混合剂的配制
应根据不同地区、不同季节温度变化情况选择适当比例，，在温度高湿度小的地区，酒精要多一些，反之，温度低、湿度大的地区酒精要少一些，通常在下述容量百分比中选用：酒精13%-20%，乙醚80%-87%。
三、初擦
1、先用棉球沾混合剂将镜面的灰尘轻轻除掉；2、镜面上的指印可以哈气后用脱脂布（棉）擦掉；3、初擦后可用哈气的方法检查镜面的清洁度，如哈气后表面蒙气不均或出现斑痕则应进一步擦拭。
关于镀膜的一些问题？--风季
这两天查了资料发现大家有一个共同的误区，就是觉得镀膜很容易被擦花和划伤，只有军用的才强度很高，其实只要是个是正规的厂生产的不是次品的话镀膜都是一样的，关于大家关注的军用检测其实一些高精度光学仪器一样也是这样检测来的，检测项目大约10多项。
下面我把具体的情况发给大家指正。
1、镀膜后光学零件的表面疵病：
点子（包括麻点）也就是大家有时候看到的小斑点，它的好会标准是这样的，允许的范围是在这个光学零件设计图纸规定的表面等级的麻点要求检测，其总数量允许增加10％，是合格的。
擦痕：也是按光学零件设计图纸规定的表面疵病等级要求检测，其总长度允许增加10％，是合格的。
色斑：色斑是指光学零件表面的局部腐蚀及残留膜痕迹在镀膜后形成的在反射光中能观察到而在透射光中观察不到的局部的干涉色突变，其允许存在的面积不得超过整个有效孔径面积的0.5％，是合格的。
膜花：允许存在膜花的面积不允许超过零件表面有效孔径面积的1.5%，且不允许密集在零件的中心区域。
2、膜层的抗磨强度：
膜层应该能经受摩擦试验和擦试试验，通常用擦试试验.
摩擦试验：
使用膜层强度试验机试验，同膜层接触的磨头为球半径3mm，光洁度为8的钢球，外面裹两层干的脱脂纱布，使用时磨头对被检膜面的作用力沿重力方向，作用力为200克重，当零件表面有效孔径为D(mm)时，零件转速按n=10000/D(转／分)选择。磨头触点到零件转动中心的距离为D/3，零件经受2000转摩擦后膜层应不破损。
当零件的形状和尺寸不可能进行摩擦试验时，则只进行擦试试验。
擦试试验：
膜层应能经受有酒精乙醚混合液的脱脂纱布擦试。所以说大家认为只有军用的镀膜才会达到好的膜层强度是不对的，这是一个一般光学零件镀膜后的试验。
3、任何的镀膜方式都按同样的检测方法：
潮湿空气试验：
在温度50±1℃，相对湿度90%以上的条件下连续放置48小时，膜层应不出现脱落，光学性能仍应符合原检测后光学零件的标准。
检验方法：将被测零件放在调温调湿箱中，将温度升到50±1℃，然后调节相对湿度到90%以上保持48小时，取出零件清洁表面后检验。
盐水试验：
在温度为40±1℃浓度为5%的食盐溶液中浸泡24小时，膜层应不脱落，光学性能仍符合设计标准。
试验方法：将被检零件浸没在浓度为5%的食盐溶液中，然后连同带盖容器放进烘箱中，升温到40±1℃保持24小时，取出零件，清洁表面后检测。
低温试验：
在－45±1℃的温度下连续放置2小时，膜层应无龟裂，脱落现象，光学性能仍能达到设计标准。
试验方法：将被检零件放入冰箱里，降温至－45±1℃温度下保持2小时，立即取出零件，清洁表面后进行检测。
以上所写的关于镀膜的问题都适用于所有镀膜工艺的光学零件，同时请大家参考一下，知道如何保护好自己的光学仪器。以上的检测方法不对同一个零件进行检测。
双筒镜的选购、使用和保养
一、购买什么样的双筒镜?
市面上的双筒镜品种繁多。价格相差十倍以上，缺乏经验者难免挑花了眼。其实对于天文观测来说，选购的原则比较简单：在你可以承受的价格范围内，尽可能买口径大的。外行顾客常以为放大倍率越高越好，有些厂商也故意用虚假的高倍率来引诱买主。然而双筒镜的倍率是受到口径限制的。高倍双筒镜或许对少数天体的观测(如木卫、双星)有一定的便利，但倍率越高，视场就越狭窄，使你不易在群星中找到目标天体。特别是在亮星稀疏的天区找寻暗目标，高倍双筒镜明显不及低倍镜。如果双筒镜没有支架，用于拿着观测，你会感到目标在视场里抖动。倍率越高越严重，手持观测的双筒镜不宜超过8×。
白天看球赛时，7×35的双筒镜跟7×50的效果差不多，可是夜里看星就大不一样。望远镜越大，可见的星就越暗。许多天体之所以难见，并非它们太小，而是因为太暗。7×50双筒镜比7×35的集光力强一倍左右，至少可多看一个星等。
以笔者的经验，7×50双筒镜较适合。它的价格适中．可用于许多观测项目。口径再大，价格直线上升，而且非用专门的支架不可。35毫米口径应是天文观测双筒镜的下限，买更小口径的双简镜，不如将同样的资金购买50-60毫米的消色差物镜，自制一具单筒克普勒望远镜，使用效果要好很多。
二、检验和测试
在市场上双筒镜良莠不齐的情况下，购买者只能通过仔细的检查和测试，比较各种产品的质量和性能。下面是选购的几项要诀。
①优质产品通常在外观细部上有所显示。例如喷漆质量、外壳加工精度、细缝的吻合平整程度等。但是不要轻易被徒有其表的装饰(如贴面、镀亮饰条、包装盒和无用的小附件)所迷惑。轻轻掰扭两个镜筒，不应该感觉到结合部或其他零部件有轻微的松动或摇晃。分开和合拢两个镜筒时，手感阻力是均匀平稳的。早期某些双筒镜的两套调焦系统是用一块横板联动的，如果你双目视力有差异，就不宜用这种双筒镜。无论哪种望远镜，轻轻推拉其目镜和调焦旋钮，都不应感到任何微小的前后滑动。
②借着明亮的光线从物镜一端朝镜筒里看物镜的每个光学面都不应有擦伤、条痕、污迹或霉斑(纤细的白丝状花斑)，物镜内胶合面尤其容易起霉。有些物镜的表面反射紫色或琥珀色光，表明镀了减反射膜(又称增透膜)，有利于减少入射星光的损失。反射明亮白光的镜头未镀过膜，性能差些。侧转镜筒可检查内部三棱镜是否镀膜，这时应将目镜朝向一盏白炽灯。从目镜端也能检验另外几个光学面有没有银膜。
3.把望远镜朝向天空或白色光亮的墙壁，让眼睛从离目镜约10厘米处看，落在目镜上的小小光斑就是出射光瞳。优质双筒镜的出射光瞳亮度均匀，周围则很黑暗。如果光瞳周围有亮的光影，好象呈方形似的，说明这架双筒镜的棱镜不佳，将较多的光线反射在镜筒内壁上，产生了光瞳周围的杂散光。
④用双筒镜观测远处景物，图象越鲜明。它的光学质量越好。若看上去图象朦胧．好象蒙上薄雾，质量就差。这种现象在高倍双筒镜相对多些。
⑤如果你从双筒镜里看到-幅错开的图像，好象有重影的电视画面，表明两个镜筒的光轴不平行。但若这种缺陷不很严重，你的双眼会逐渐适应这种图象错位，因此要不断变换目标来检测。你可以将双筒镜对准目标，调好焦距后．慢慢将它移到离眼睛大约12厘米处，反复闭上和睁开双眼，应始终看到完全重合的同-景象。光轴不正多半是棱镜偏移引起的。劣质双筒镜的棱镜固定支架常常偷工减料．受到震动棱镜就会移位。
⑧用双筒镜观看有明暗分界线的目标，如蓝天映衬下的高楼、树冠以及夜空中的明月，明亮的边缘不应有红色或蓝色镶边，这是色差严重的表现。双筒镜的色差程度轻重不一，彩色镶边越淡越好。
⑦观星是最直观的检验方法。如果条件不许可，就用远处的电灯或停着的汽车镀铬件反射太阳光权当"人造星"。分别用每只眼睛通过一个镜简观测和调焦，看看是否都能调出一个最清晰的象(亮星就调成极细的光点)。在转动调焦旋钮时，星象应由圆盘状逐渐均匀地收缩成-点。有些双筒镜却是先在某个方向上收缩，在另一方向上反而扩散。有这种"散光"缺陷的望远镜，观测彗星、星云、星团时就有麻烦。让一颗星从视场中央偏移到至少l／2半径处，不应有弥散、拉长等彗差。
三、附加功能
1.变焦功能是进口高档双筒镜的特色之一，这类型远镜可以在观测中改变放大倍率，同时使售价比其他同样口径的双筒镜高出10倍以上。变焦镜的最低倍率为7×或8×，最高约25×左右。它在高倍率时，只能勉强分辨出木星视面、土星环或金星相位，但肯定看不见火星极冠。而这些天象在一架只需花费近百元的自制单筒镜(口径6厘米左右)里要看得更清楚。另一方面，复杂的变焦系统肯定会增加各种象差，使双筒镜的成象质量逊色于固定倍率的产品。
②航海、军用双筒镜的目镜系统中往往有刻度或方格板，它对测量天体角直径、移动速度有帮助。
3.橡皮眼罩有助于观星，能挡住周围射来的杂散光，不让它们干扰眼睛。
4.指南针之类的附件可能对旅游有用，观星时却用不上，只能增加售价。但物镜和目镜盖(罩)绝对用得着，可以防潮防尘。即使买来的双筒镜没有镜头盖(罩)，也应自制-副。
四、使用和保养
双筒镜体积小而紧凑，看到的又是正象，再加上宽广的视场，使用上比双简镜的保养也比较简单。平时应让它直立放置，使用时小心轻放，以免棱镜受震移位。镜头上沾有灰尘，尽量用手捏橡皮吹气球吹净，少用绒布或镜头纸擦，防止镜头被拉毛，或损伤镀膜层。未掌握光学仪器检修技术者，切勿自己拆卸双筒镜，因为它的各光学零件在出厂时都已调整好，若拆乱后，在业余条件下很难恢复原状。
夜间观星时，双筒镜常会凝上露水。白天应放置荫凉通风处让它自然干燥。为防止镜头起霉，最好把双筒镜收藏在干燥箱里，密封性佳的铁皮饼干箱亦可用，箱内放上几包干燥剂，一般三、四个月更新-次。
任何一架天文望远镜都不是尽善尽美的，可是任何双筒镜(那怕是口径20毫米的观测镜)也比肉眼强。所以你不必抱怨自己的双筒镜有这种或那种缺点，业余天文学家的成功大多数取决于人的素质而不是硬件，现在发达国家已经有l00、120、150毫米双筒镜应市，但目前我国大多数天文好者的经济条件还达不到，因此咱们应面对现实，尽量用可以获得的仪器创造最好的观测成果。
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