天文望远镜知识

天文望远镜基础知识 （一) 口徑：物鏡的直徑，口徑大小決定望遠鏡的集光力與解像力，口徑愈大愈亮，解像力愈高。以7X50雙筒鏡為例，50代表口徑50mm，一般手持雙筒鏡適合5cm以下，5cm以上可用三腳架支撐。 (二) 倍率：以7X50雙筒鏡為例，7X代表倍率7倍，手持雙筒鏡建議倍率為7~10倍。有些人會問，更高倍率的雙筒鏡不是更好嗎？不是的，倍率太高容易晃動影響影像品質，需要三腳架支，在使用上沒有那麼方便，而且狹窄的視野常會使新手產生大海撈針的恐懼感。 (三) 射出瞳徑(Exit pupil)：將雙筒拿離你遠一點，目鏡上的小亮圓就是射出瞳徑，越大越亮。公式：射出瞳徑ｍｍ＝口徑ｍｍ∕倍率。因人眼瞳孔夜間最大可放大到約7mm，故射出瞳徑越接近7mm亮度越高，越適合天文使用，但人眼白天瞳孔只有2至3mm，所以白天賞鳥觀景就不須選用射出瞳徑太大的雙筒以免浪費。你也可以用同樣方法檢查稜鏡的品質，BaK4材質的稜鏡較好，沒有稜鏡遮蔽現象，看到的射出瞳徑是完整的圓形，能使影像較為清晰、明亮。BK7的稜鏡有稜鏡遮蔽現象，圓形射出瞳周圍會產生缺角的情形。 (四) 鍍膜：在鏡片表面鍍上一層特殊的金屬化合物，目的是減少反光，增加光線透射率，較高級的機種內部的光學鏡片及稜鏡都採用全面多層膜處裡（Fully multilayer coating），可大幅提昇亮度、反差及解像力。拿起雙筒，讓物鏡朝向自己並觀察反射光，反射光越暗越好，表示光線透射率越高，某些天文用頂級機種（如Fujinon），從物鏡看下去好像看到黑洞一樣。反射光顏色從暗綠、暗藍到暗紫都有。但所謂“紅寶石鍍膜”是將物鏡表面鍍上一層反射紅光波長的鍍膜，這種鍍膜只會使影像產生減光及色偏現象，讓影像變暗、變綠而已，絕無其他不肖廠商誇稱的紅外線及夜視能力，大家請勿受騙。 (五) 良視距(Eye relief)：目鏡到焦點距離，良視距越長，可以在離目鏡遠一點的方看到整個視野，較適合帶著眼鏡的人直接湊上去使用。良視距較短12mm以下就無法做到。大部份市面上的雙筒均有8~14mm，某些超長良視距HP（High eye point）機型有20mm以上。 (六) 視野：透過望遠鏡所看見的範圍，又分為實際視野RFV與眼視視野（視角）AFV兩種，常以角度°表示。公式：實際視野 X 倍率 ＝ 眼視視野（視角）。如果你覺得某鏡筒看起來有窄小、以管窺天的感覺，那就是目鏡視角不夠大的緣故。目鏡本身視角狹窄或倍率提高都會讓你看到的實際視野變小。 (七) 其他標示或名詞： WP（water proof）氣密防水設計：機身內部抽真空灌入高壓乾燥氮氣，絕對不會因為濕氣入侵而長霉，適合無光害但溫差大容易結露的高山及視野佳但潮濕的海邊使用，因此專業天文人士及賞鳥者非常喜愛，但防水機種相當昂貴。 　　CF(center focusing)、IF(Individual focusing)：對焦方式分為CF中央調焦式和IF雙眼獨立調焦式兩種，雙眼獨立調焦設計使用於地面觀測較不方便，但天體都是在無限遠焦距，所以對於天文觀測毫無影響，且中央對焦對焦部連動機構若考慮防水處裡則需要相當的技術性，故運用在氣密防水機種可大幅降低成本。 　　ED(Extra low dispertion)：某些高級機種物鏡是採用ED超低色散玻璃，可使色像差減至最低。但稜鏡及目鏡也會產生色差，所以效果有限。 　　非球面鏡片(Aspherical lens)：這種光學技術可消除視野週邊因球面像差而產生的模糊現象，使視野從中央到週邊達到完全的銳像，適合對光學品質苛求的您。 各口徑望遠鏡之性能對照表： 口徑(公分) 集光力(倍) 分解力(秒) 極限星等(等) 最高倍率(倍) 肉眼 1 1” 6.0 　 3 18 3”87’ 9.2 30 6 73 1”93’ 10.7 60 8 131 1”45’ 11.3 80 10 204 1”16’ 11.8 100 12 293 0”97’ 12.2 120 15 460 0”44’ 12.7 150 20 820 0”58’ 13.3 200 25 1300 0”47’ 13.8 250 30 1840 0”39’ 14.2 300 天文望远镜的种类 　　1. 折射式望遠鏡 　　光源需要透過物鏡折射，成像於焦點的光學系統。　 　　由於光線需要穿透鏡片，所以對於鏡片材質的成份、光學系統設計的精密度要求都較嚴苛。折射鏡的優點是反差及銳利度較同口徑的反射鏡佳，無論攝影及高倍行星觀測，效果都相當不錯，缺點是有色像差(色差)問題。為了消除色像差，物鏡都以兩枚以上的透鏡組成，一般來說，三枚鏡片要比兩枚消色差效果好，但價格較貴；鏡片材質也是決定好壞及價格的重要因素，一般光學玻璃的折射鏡稱做半消色差望遠鏡，而全消色差望遠鏡常使用更高級的材質，如ED(extra low dispersion)、SD(super low dispersion)、螢石(fluoride)等玻璃，且價格較貴。 　　2.反射式望遠鏡 　　反射式望遠鏡是利用拋物面反射來源光線，將光線聚集在焦點的一種光學系統。 　　由於光線不須穿透鏡片，所以不須考慮色差問題，只要留意熱膨脹係數即可，通常以折射鏡相同的價錢，可買到較大口徑的反射鏡，觀測較暗的星雲及星系會比較有利；但反射式鏡筒容易發生筒內氣流的現象，反射面鋁膜使用數年後也容易發生氧化而降低反射率，光軸較折射鏡容易歪斜，此外鏡面研磨精度也是成像品質關鍵，這些是選購時需要注意的。 　　3.折反射式望遠鏡 　　折反射式望遠鏡是以上兩種的結合，最大的特徵是在反射鏡的前方增加一片補正鏡，以修正球面鏡所可能造成的像差，由於鏡筒密閉性較反射式好，因此無落塵與筒內氣流現象，補正鏡所造成的色差也極輕微，與折射鏡相比，其光學設計可有效縮短鏡筒長度，但成像品質及反差通常還是以折射鏡較佳，一般常見的折反射式類型如下： 　　a. 施密特-蓋賽格林式(Schmidt-Cassegrain) 　　b. 馬克斯托夫式(Maksutov-Cassegrain)　 　　(二) 雙筒望遠鏡 　　雙筒望遠鏡是由兩支鏡身組成，可以用兩眼同時觀賞的望遠鏡，用途非常廣泛，從天文、賞鳥、郊遊、看球賽等等，口徑從最常用的3-5cm到10cm以上。天文用雙筒望遠鏡建議使用5cm以上的口徑，可觀察較暗的天體；郊遊、賞鳥等可選用5cm以下口徑以利攜帶。手持雙筒鏡建議倍率為7-10倍，倍率太高容易晃動影響影像品質，較高級的機種會將鏡身抽真空灌入乾燥氮氣，以防止內部長霉。一般雙筒鏡可分為以下兩種光學系統： 　　1. 波羅式(Porro Prism) 　　此種形式內部使用兩組稜鏡，將影像轉成正立。 　　2. 直筒式(Roof Prism) 　　此種系列輕便好攜帶，因此非常受到賞鳥人士喜愛，但通常價格比較高。 以上這些能在你選擇雙筒時作為判斷的依據，如果你要求很高，像NIKON或PENTAX頂級氣密防水機種可能1～2萬跑不掉，但如果你預算沒那麼多，2,000到5,000多元的雙筒鏡也是不錯的選擇。