天文望远镜简单科普和新人入坑建议

看到这篇文章的你，可能被天体的奥妙所吸引，想要拥有一支望远镜探索漫天繁星的奥秘，那么，请你看看这张图片：该图的右侧一列，在天气较好的情况下可用千元级别的望远镜看到。想得到左侧的效果，至少需要近万元的器材和熟练的后期技术。一上来就在某一爱好上投入千元可能是许多萌新的极限，当然，随手掏出上万元的土豪也不妨听咱继续劝退。我想说的是，多数人花钱买镜之后，图的右侧，就是你在晴朗的市区夜晚能看到的极限。还没有被劝退？不错，那就接着往下看吧：本文对望远镜及入坑做一点科普，针对预算较低，对望远镜不太了解的群体，阅读约需5分钟。一：你需要知道的望远镜基本知识如果你看到市面上那种一两百的天文望远镜，号称能放大1万倍，望远10万公里，它们基本都是垃圾。望远镜的主要参数有两个：物镜口径和焦距。如（80/）表示口径80mm，焦距mm。口径决定了望远镜的集光能力，可以说是最主要的参数。一般望远镜由物镜和目镜组成，通过切换不同的目镜，来得到不同的放大倍率：望远镜的放大倍率=物镜焦距/目镜焦距。这个放大倍率指物体对于眼睛视角被放大的倍率。比如mm焦距，配合25mm目镜，能达到16倍放大倍率，即一个物体的两端相对于眼睛的张角变为原来的16倍。这个倍率能看到什么东西呢？可以看到月球较大的环形山、一些星云、星团。行星的话在这个倍率下都只是一个小圆面，没有细节。要隐约看到木星条纹，50倍的倍率可以做到，同样的倍率也可以隐约看到土星光环。那么使用更短焦距的目镜，是不是能看到更大更棒的图像呢？很可惜，望远镜的放大倍率不是无限的。受光的衍射影响，即使理想状况下，物镜也不能将光汇聚成一个无限小的点，而是一个叫做艾里斑的明暗相间的小圆环：艾里斑及其强度分布，红线标注为爱里斑的中心到一级暗纹的距离（图源百度）当观察的两个物点过于靠近时，它们的艾里斑会重叠在一起，就可能分辨不出是两个物点的像，因此望远镜存在一个分辨极限：瑞利判据：恰好分辨两个物点（图源百度）那么什么时候能恰好分辨两个艾里斑呢？我们认为当一个爱里斑的中心与另一个爱里斑的第一级暗环重合时，刚好能被分辨。这个判别方法被称为瑞利判据。这里我就不抛公式折磨大家啦，直接说结论：物镜的口径越大，焦距越短，一个爱里斑的中心到其第一级暗环的半径越小。因此物镜的口径决定了望远镜的分辨能力。所以读到这里你也清楚了，为什么那些号称能放大1万倍，望远10万公里的望远镜都是垃圾了吧～因为这是商家的虚假宣传罢了。有的爱好者总结了一个经验估计法：2x物镜口径(单位：mm)可以作为望远镜极限倍数的参考，只是参考，不能当作公式来用。Tips：新手需要避免的一个坑：如果你曾用普通的望远镜观察过月亮，可能会发现月亮的边缘有一圈细细的泛着红蓝色的光边，这就是色差。老人们总会告诫新手：不要选购短焦普消（普消色差望远镜）。为什么呢？来看看这张光路图：单透镜raytrace(a)是一块普通透镜汇聚光线的光路图，(b)是橘色框部分放大后的光路，(c)是这束光成像的光斑。可以看到，原本的白光被解成了不同颜色的光；并且光线在成像平面上并不是一个圆点，这样的现象称为像差。色差是像差的一种，此外还有球差、慧差等。其中的原理涉及到一些光学知识，有机会再详述。若口径不变，对于单个透镜，焦距越短，像差越大。人们为了消除像差，想了许多办法：折射望远镜通过组合多片不同折射率的透镜来一定程度上消除色差，目前市场上低端折射镜通常组合两片透镜作为物镜，称为普消色差望远镜。然而短焦普消消除色差的情况并不理想，因此一定要避开。高端折射镜采用超低色散玻璃(ED)，通过多组透镜将色差消除到难以察觉的地步，称为复消色差望远镜(apo)。apo优良的光学性能成为不少爱好者的首选望远镜。（普消色差与复消色差折射望远镜光路图）望远镜除了人们熟知的折射式望远镜外，还有反射式望远镜、折反式望远镜。在年牛顿发明反射式望远镜后，它获得了巨大的发展，目前科研界主要依赖反射式望远镜，反射式望远镜的使用需要相关知识和一定操作、维护能力。但其中的牛顿反射式望远镜（牛反）绝对是物美价廉的选择之一。（被调侃为万能的信达小黑+eq3d赤道仪，一款素质不错的牛反）反射镜理论上没有色差，抛物面反射镜基本可以避免球差，虽然会存在慧差问题，但可以通过修正镜解决。就千元左右的预算来说，在某宝通常只能买到普消色差望远镜（带支架）和球面反射望远镜（带支架）。那么怎么确定选择的标准呢？你需要知道焦比的概念：焦比=焦距/口径。如（80/）的望远镜焦比=10。人们通常认为焦比大于10就是长焦望远镜，近年来随着制造精度的提升，把7～10之间的焦比称为中长焦望远镜，焦比小于6称为短焦望远镜。对于要求高的小伙伴，建议购买焦比大于7的普消色差望远镜或球面反射镜。需要澄清的是，焦比不是评价望远镜好坏的参数，焦比是一个物理与摄影上的概念，焦比小的高端望远镜同等条件下长焦望远镜曝光效率高。目镜的选择同样是一门学问。天文目镜规格通常为1.25英寸及2英寸目镜。目前市面上常见有H、K、PL和更高级的目镜。H（惠更斯）目镜是旧世纪淘汰品，接口只有0.英寸，是玩具望远镜的标配。K（凯涅尔）目镜是便宜望远镜的原配，效果很一般。再往上的PL（普罗素）目镜，市面上60-左右一只，算是一种性价比不错的选择，接口为1.25英寸，种类繁多。更加高级的目镜本文暂不讨论。二、望远镜的“下半身”对于新手而言，可能很少

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