在悟空問答里回答了一個關(guān)于望遠鏡的問題,很多朋友就問怎么樣選擇一款合適的望遠鏡,也有很多人拿出自己的望遠鏡出來鑒賞,在此以北旅之星論壇某位大神的相關(guān)文章,借花獻佛給大家介紹望遠鏡的一些知識。 1. 望遠鏡可以看到多遠? 回答這個問題我們首先需要定義一下什么叫做“看到”。例如在天氣良好光污染輕微的夜間,我們僅用肉眼就可以看到亮度為6等以上的星星,其中很多星星距離我們數(shù)十光年,而同樣的星星白天我們卻無法看到。這是因為星星的亮度和信噪比在夜晚達到了人眼可見的閾值以上。從這個意義上來說,只要目標足夠亮,背景足夠暗,僅憑肉眼即可“看到”任意遠的目標。如果使用合適的望遠鏡,可以匯聚更多的光線進入眼睛,提高目標的亮度,“看到”更多的目標。 然而上述的“看到”的定義中并不包含分辨目標的細節(jié)。決定能觀察到目標多少細節(jié)的因素不是目標距離的遠近,而是目標的張角。例如我們可以輕松地分辨三十八萬公里遠的月球上的月海形狀,但是卻分辨不了一百米遠的一只蒼蠅,這是因為月球的張角遠遠大于一百米遠處蒼蠅的張角。普通人裸眼的極限分辨能力大約是1角分(對應(yīng)于標準視力表上的5.0),意思是照明良好時最多可以辨別間距1角分的黑白線對(大約是100 m距離上間距30 mm)。使用望遠鏡可以放大目標的張角,使得眼睛對目標細節(jié)的分辨能力提高。 2. 望遠鏡的倍數(shù)多大? 望遠鏡的倍數(shù)描述的是對目標的角放大率。例如一個張角0.1°的物體,經(jīng)過望遠鏡觀察張角變成了1°,則此時放大倍數(shù)為10倍。望遠鏡的倍數(shù)可以用物鏡的焦距除以目鏡的焦距得到。常見的雙筒望遠鏡有5倍、6倍、8倍、10倍、12倍、15倍、20倍、25倍這些規(guī)格,尤其以8倍和10倍居多。 鏡身描述 不同倍數(shù)的雙筒望遠鏡有不同的用途。4倍以下以觀星觀劇的用途為主,在增強觀察感受的同時獲得較大的實際視場(然而部分伽利略型觀劇鏡視場僅有10多度,我個人以為還不如用5倍或6倍的普通望遠鏡,真實視場一樣放大倍率更高);5-7倍在實現(xiàn)望遠效果的同時,偏重于獲得穩(wěn)定的觀察感受,可以實現(xiàn)長時間觀察而不覺得疲憊;8-10倍在放大倍數(shù)和手持穩(wěn)定性上取得了較好的平衡,是手持雙筒望遠鏡中最常見的規(guī)格;12-18倍分辨能力較高,但往往較為笨重,無法長時間手持;20倍以上多見于大雙筒,具有強大的分辨能力,但無法手持,必須配備穩(wěn)定的支架。 3. 望遠鏡多少錢? 雙筒望遠鏡的價格相差很大,從數(shù)十元到數(shù)萬元的都有?;旧戏弦环皱X一分貨,一毛錢兩分貨,一塊錢三分貨這樣的指數(shù)上升規(guī)律。不過如果僅考慮良好照明下的分辨能力,200多元購買的8-10倍望遠鏡分辨率即可接近理論值(肉眼分辨率/倍數(shù),如視力為5.0,望遠鏡為10倍,那么理論分辨率應(yīng)為6’’),即使更高級的望遠鏡也不能獲得更好的分辨本領(lǐng),此時限制分辨能力的瓶頸是使用者眼睛的分辨率。但高級望遠鏡會具有更好的做工和更舒適的使用體驗,對于錢包豐厚且興趣濃厚的鏡友是值得嘗試的。 4.望遠鏡上的標注是什么意思? 望遠鏡的規(guī)格通常標注在鏡身或旋鈕上,例如8×30表示望遠鏡倍數(shù)為8倍,物鏡口徑為30 mm;10×50表示望遠鏡倍數(shù)為10倍,物鏡口徑為50 mm。 望遠鏡的視場大小一般也標注在鏡身或旋鈕上,通常有公制、英制和角度三種標法。其中公制的單位是m/1000m,意思是1000米遠的距離可以看到的視野有多少米寬;英制的單位是ft/1000yds,意思是1000碼遠的距離可以看到的視野有多少英尺寬;角度一般描述的是望遠鏡的實際視場,以度(°)為單位,表明該望遠鏡的實際視場張角。三種標法之間的換算關(guān)系為100m/1000m = 300ft/1000yds = 5.73° 望遠鏡上的water proof表示防水,phase coating表示相位膜,long eye relief 表示長出瞳,ed表示含有低色散鏡片,apo表示復(fù)消色差。 所以那些將8倍或10倍的望遠鏡標成30倍、50倍甚至999倍那種望遠鏡就別相信了。 5. 望遠鏡的轉(zhuǎn)像機構(gòu)有哪些種? 絕大多數(shù)望遠鏡都屬于目鏡為凸透鏡的開普勒式望遠鏡,成像為倒像,需要加入轉(zhuǎn)像機構(gòu)獲得正像。雙筒望遠鏡的轉(zhuǎn)像機構(gòu)主要有保羅棱鏡和屋脊棱鏡兩類,其中保羅棱鏡有I型和II型兩種結(jié)構(gòu),屋脊棱鏡有施密特別漢棱鏡和阿貝科尼棱鏡兩種結(jié)構(gòu)。常見的望遠鏡以保羅I型棱鏡和施密特-別漢棱鏡為主。此外,非棱鏡的轉(zhuǎn)像機構(gòu)有基于兩片反射鏡的松本正像和瞄準鏡采用的透鏡正像等。常見的四種棱鏡轉(zhuǎn)像機構(gòu)的原理如下圖所示。 各種轉(zhuǎn)像棱鏡 保羅棱鏡使用直角棱鏡,經(jīng)過四次全反射實現(xiàn)全正像,結(jié)構(gòu)簡單,制作容易,成本低廉,亮度和像質(zhì)都比較好。30 mm以上口徑的的保羅望遠鏡物鏡在目鏡外側(cè),俗稱大保羅,成像立體感強,但不適合觀察極近距離的目標;25 mm以下口徑的保羅望遠鏡物鏡一般在目鏡內(nèi)側(cè),俗稱小保羅或反保羅,體積較小,成像立體感較弱,但適合觀察極近距離的目標。 施密特-別漢棱鏡經(jīng)過六次反射成正像,入射和出射的光線在同一直線上。使用這種棱鏡的望遠鏡外形美觀,結(jié)構(gòu)緊湊,光軸穩(wěn)定。但和保羅棱鏡相比, 施密特-別漢棱鏡存在以下缺點:a. 反射次數(shù)多,光線損失較大;b. 其中一次反射不是全反射,需要在棱鏡表面鍍鋁膜,如果需要在不同波長都具有高反射率,需要鍍電介質(zhì)膜;c. 兩個屋脊面反射的光線具有90°的相位差,需要鍍相位膜才能獲得更好的畫質(zhì);d. 兩個屋脊面的夾角必須是精確的90°,否則會成雙像,嚴重降低畫質(zhì)。在中低端望遠鏡中, 采用施密特-別漢棱鏡的望遠鏡大約需要2-3倍價格才能達到保羅望遠鏡的同等像質(zhì)。阿貝-科尼棱鏡經(jīng)過四次全反射成正像,但鏡筒較長,主要用于少數(shù)價格昂貴的高級望遠鏡中。 6. 鏡片鍍增透膜有何用處? 光在未鍍膜的光學(xué)面上會發(fā)生較強的反射,使得透光率降低,成像變暗,并增加了產(chǎn)生眩光和鬼影的風險。鏡片表面鍍上增透膜,可以利用光的干涉增加鏡片的透過率,使得成像變亮,反差增大。常見的增透膜有單層膜(一般為藍色)和多層膜(一般為綠色,也有琥珀色、酒紅色等),多層膜可以對不同波長的光實現(xiàn)增透效果,反射率更低,透光率更高。 鍍有優(yōu)質(zhì)增透膜的鏡片從正面觀察呈現(xiàn)出幽暗的外觀。廉價望遠鏡往往只有物鏡鍍膜,較好的望遠鏡除了鍍鋁反射膜和鍍相位膜的表面,其它每個光學(xué)面均鍍有增透膜。可以用手機電筒從物鏡端照射進去,觀察每個光斑的顏色,判斷各個光學(xué)面是否鍍膜。 部分無良商家用裝飾膜冒充增透膜,鍍裝飾膜的鏡片從正面觀察呈現(xiàn)閃亮的顏色(常見的有紅、黃、綠等顏色,俗稱大紅魔),這樣的鍍膜反而會大幅降低鏡片的透過率。 7. 高倍望遠鏡好嗎? 12倍以上的望遠鏡可以稱為是高倍望遠鏡,更高的倍數(shù)可以獲得更好的分辨能力。但是望遠鏡的高倍數(shù)同時帶來了以下缺點: a. 高倍數(shù)會嚴重放大手抖甚至心跳的影響,一般必須上架觀察 b. 同樣的物鏡口徑下,出瞳直徑小,成像暗淡; c. 同樣的物鏡焦距下,目鏡焦距短,出瞳距離短; d. 對光軸和棱鏡精度的要求更高; e. 倍數(shù)太高時會受到物鏡理論分辨率的限制 f. 體積重量一般更大 因此手持使用非穩(wěn)像望遠鏡一般倍數(shù)在10倍以下為宜,上架觀察則不受此限制。 8. 軍用望遠鏡好嗎? 和同價位的普通望遠鏡相比,軍用望遠鏡的光學(xué)性能一般并不太出色,因為軍用望遠鏡首要條件就是滿足軍隊各種惡劣的使用條件(泥濘,冰雪、深山、風沙等環(huán)境下的穩(wěn)定性),防水防磕碰性能會比民用版的更強一些(但依然是光學(xué)儀器,并不耐強烈摔砸!) 而且軍用的水還不淺,很多所謂62,95等熱門軍用鏡網(wǎng)上真假混雜,性能良莠不齊,不具備鑒別能力沒有收藏愛好或者軍人情結(jié)的,不建議輕易購買。鏡身甚至鏡片帶有紅星、子彈、飛機大炮、錘頭鐮刀等軍事元素的望遠鏡極大概率都屬于坑貨。 9. 望遠鏡選什么牌子好? 望遠鏡的品牌歐洲主要有蔡司(Zeiss)、萊卡(Leica)、施華洛世奇(Swarovski)、視得樂(Steiner)等。其中施華洛世奇的保羅望遠鏡商標為“Habicht”,德文意為雄鷹,昵稱為“海白菜”。日本主要有尼康(Nikon)、富士(Fuji)、佳能(Canon)、興和(Kowa)、威信(Vixen)、賓得(Pentax)、奧林巴斯(Olympus)等品牌。國內(nèi)主要有勝途(Shuntu)、裕眾(Sky Rover)、朗鋒(Loava)、西光(Sicong)、森林人(Forester)、星特朗(Celestron)、博冠(Bosma)、悅目(Pleasing)、中鎣(Zoin)等品牌。以上或有遺漏,歡迎大神補充。整體來說具有以下趨勢: (1)價格和性能基本呈正相關(guān); (2)很多中低端產(chǎn)品都是代工或者貼牌; (3)國產(chǎn)貨物美價廉,但和國外頂級產(chǎn)品相比仍稍有差距。 10. 初學(xué)者應(yīng)該購買什么望遠鏡? 初學(xué)者第一個望遠鏡建議購買8×42或10×50規(guī)格,保羅屋脊均可,5 mm左右的出瞳直徑可以獲得非常舒適的觀感,并且可以覆蓋相當多的用途如觀星觀鳥觀景等。如果對便攜性要求很高,沒有暗光環(huán)境下的使用需求,可購買8×20或8×25等規(guī)格。價格方面給出一個供參考的下限,50 mm以下口徑的望遠鏡,價格任何時候都不應(yīng)該低于200元。 |
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