天文望遠(yuǎn)鏡的使用與光學(xué)性能的測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)二 天文望遠(yuǎn)鏡的使用與光學(xué)性能的測(cè)定一、 40 cm卡塞格林反射望遠(yuǎn)鏡的操作 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馓煳耐h(yuǎn)鏡的性能，并學(xué)會(huì)獨(dú)立操作望遠(yuǎn)鏡2.實(shí)驗(yàn)儀器40 cm反射望遠(yuǎn)鏡本實(shí)驗(yàn)使用的望遠(yuǎn)鏡為卡塞格林R-C系統(tǒng)，赤道式裝置。兩個(gè)度盤分別為赤緯（），時(shí)角（t），主鏡為凹的雙曲面鏡，口徑D= 400 mm，副鏡為凸的雙曲面鏡，系統(tǒng)的有效焦距F= 6000 mm ；導(dǎo)星鏡為D= 150 mm、F= 1980 mm的折射望遠(yuǎn)鏡，見圖sh5.1。赤道裝置： 這種裝置有兩個(gè)相互垂直的軸，即赤緯軸和赤經(jīng)軸（極軸）。極軸指向天極，與地球自轉(zhuǎn)軸平行，其高度應(yīng)當(dāng)?shù)扔诋?dāng)?shù)氐牡乩砭暥取ｇR筒可以繞著赤緯軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并可以固定在

2、一定的赤緯方向上。通常有赤緯盤及時(shí)角盤顯示望遠(yuǎn)鏡的指向。跟蹤天體時(shí)，望遠(yuǎn)鏡自東向西繞極軸運(yùn)動(dòng),方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反,速度為15"/s，用來補(bǔ)償?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)，使望遠(yuǎn)鏡保持指向被測(cè)的天體。利用赤道裝置實(shí)現(xiàn)跟蹤天體的周日視運(yùn)動(dòng)是很方便的。3.望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星電控系統(tǒng)的使用1）功能及技術(shù)指標(biāo):自動(dòng)尋星指向精度：電控精度小于5秒。跟蹤方式：恒星時(shí)、太陽時(shí)、月亮?xí)r手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換。望遠(yuǎn)鏡運(yùn)轉(zhuǎn)速度：快動(dòng)：約80°/時(shí)分（兩相步進(jìn)電機(jī)，1.8°步進(jìn)角，5400減速比）。慢動(dòng)：2/時(shí)秒。微動(dòng)：10” / 時(shí)秒控制器自帶星表數(shù)據(jù)庫：a、太陽系星體（10個(gè)）b、恒星（中文名稱224個(gè)）c、恒星

3、（拉丁文名稱191個(gè)）d、SAO全星表（258997個(gè)）e、雙星簡表（40個(gè)）f、變星（36個(gè)）g、梅氏星表（110個(gè)深空星體）2）使用方法：1、電控系統(tǒng)的連接：電控系統(tǒng)的面板有一控制盒接口，把它和手控盒相連。背板有兩個(gè)航空插座分別接赤經(jīng)、赤緯電機(jī)（注意：赤經(jīng)、赤緯不要接錯(cuò)）。“電源220V”插口，通過電源電纜接220V 50Hz電源。把GPS天線置于室外，高頻電纜的另一端與背部“GPS天線”高頻插座相連。若要用計(jì)算機(jī)控制望遠(yuǎn)鏡，請(qǐng)把背部“RS232”口用串行電纜連接到計(jì)算機(jī)的串行口上。若帶天文園頂隨動(dòng)系統(tǒng)，請(qǐng)將隨動(dòng)系統(tǒng)控制電纜與背面“隨動(dòng)控制”接口相連。2、在檢查接線都正確后，打開電控系統(tǒng)電

4、源開關(guān)，儀器通過自檢后，即可對(duì)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行操作。此時(shí)電控系統(tǒng)顯示屏上顯示當(dāng)前望遠(yuǎn)鏡指向的赤經(jīng)、赤緯值（當(dāng)前的數(shù)值，不是J2000.0坐標(biāo)），仰角、方位值，以及本地恒星時(shí)，還顯示當(dāng)前的地理位置以及北京時(shí)間、GPS工作狀態(tài)，天文園頂狀態(tài)和跟蹤方式。3、手動(dòng)控制望遠(yuǎn)鏡：按手控盒上赤經(jīng)、赤緯框內(nèi)“快動(dòng)”、“慢動(dòng)”、“微動(dòng)”的上下鍵可以人工控制望遠(yuǎn)鏡運(yùn)動(dòng)。赤經(jīng)、赤緯控制鍵可以同時(shí)按。4、按“菜單”鍵，此時(shí)屏幕顯示可選擇的項(xiàng)目。第一項(xiàng)是“自動(dòng)尋星”，按“輸入”鍵就可以選擇觀測(cè)的星，打“”的表示目前可以觀測(cè)。打“×”的表示目前無法觀測(cè)。第二項(xiàng)是“自動(dòng)定位”，即輸入赤經(jīng)、赤緯值，望遠(yuǎn)鏡直接運(yùn)行到相應(yīng)的

5、位置并跟蹤。第三項(xiàng)是“設(shè)置北京時(shí)間”（帶GPS系統(tǒng)不需此操作）。第四項(xiàng)是“設(shè)置跟蹤方式”，你可以設(shè)置恒星時(shí)、太陽時(shí)、月亮?xí)r中的任一種，當(dāng)用自動(dòng)尋星觀測(cè)時(shí)，跟蹤方式會(huì)根據(jù)觀測(cè)的星自動(dòng)選擇跟蹤方式。第五項(xiàng)是“望遠(yuǎn)鏡歸零”。執(zhí)行此項(xiàng)操作使望遠(yuǎn)鏡回歸零位。第六項(xiàng)是 “望遠(yuǎn)鏡的歸位”。 當(dāng)結(jié)束觀測(cè)時(shí)，可以執(zhí)行此項(xiàng)操作使望遠(yuǎn)鏡回歸位(對(duì)天頂方向)。每次觀測(cè)結(jié)束后，請(qǐng)先把望遠(yuǎn)鏡歸位，然后關(guān)電源，這樣可以保證下次開機(jī)始望遠(yuǎn)鏡控制器的誤差最小。第七項(xiàng)是“調(diào)整顯示屏對(duì)比度”，可根據(jù)需要選擇。以上操作完成后可按“返回”鍵返回到正常工作狀態(tài)。5、按“開/關(guān)”鍵可使恒動(dòng)開或關(guān)，自動(dòng)尋星時(shí)停止正在進(jìn)行的操作。6、用“Sk

6、ymap”控制望遠(yuǎn)鏡：本電控系統(tǒng)具有和“Skymap”直接相連的功能。在PC機(jī)運(yùn)行“Skymap”。在“Skymap”菜單中選擇“望遠(yuǎn)鏡”、“設(shè)置”。望遠(yuǎn)鏡類型為“Astrophysics GTO mounts”，選擇好和望遠(yuǎn)鏡控制器連接的串口。在軟件菜單中選擇“望遠(yuǎn)鏡”、“打開連接”，如果設(shè)置正確，“Skymap”顯示“望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)在通過計(jì)算機(jī)控制，確認(rèn)電纜和其它東西沒有妨礙望遠(yuǎn)鏡的移動(dòng)”。在軟件菜單中選擇“望遠(yuǎn)鏡”、“自動(dòng)跟蹤”?！癝kymap”在星圖中顯示一個(gè)十字光標(biāo)指示望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)在所指向的位置。在“Skymap”中用鼠標(biāo)指向望遠(yuǎn)鏡所要對(duì)準(zhǔn)的天體或位置，單擊鼠標(biāo)右鍵，如果所選擇的位置在地平線以

7、上，望遠(yuǎn)鏡按“Skymap”的命令移動(dòng)到相應(yīng)的位置。在移動(dòng)的過程中，按“ON/OFF”鍵可以停止該操作。二、Meade16 LX200折反望遠(yuǎn)鏡的操作1實(shí)驗(yàn)儀器 Meade LX200 16" 望遠(yuǎn)鏡是40 cm的折反射望遠(yuǎn)鏡，為赤道式裝置，主鏡口徑D= 406 mm，焦距F= 4 064 mm，是施密特卡塞格林式望遠(yuǎn)鏡， 采用一種施米特系統(tǒng)與卡塞格林系統(tǒng)相結(jié)合的新型系統(tǒng)。其特點(diǎn)是把施米特改正透鏡的中心區(qū)里面鍍鋁，作為副鏡反射光用。望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)將來自天體的光束經(jīng)過改正鏡、主鏡、副鏡將光匯聚通過主鏡中心孔后成像于焦面上，見圖sh5.2。圖sh5.2 meade LX200望遠(yuǎn)鏡圖sh5.

8、3 meade LX200望遠(yuǎn)鏡光路圖2望遠(yuǎn)鏡鍵盤手控器的說明 望遠(yuǎn)鏡功能都在鍵盤手控器上。它有一個(gè)計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫信息顯示中心，一個(gè)數(shù)字坐標(biāo)讀出系統(tǒng)，一個(gè)脈沖目鏡十字亮度照明控制器，一個(gè)兩速電動(dòng)調(diào)焦控制器和一個(gè)紅色LED手電筒。LX200鍵盤上各個(gè)鍵鈕介紹如下：（1）ENTER（回車）鍵ENTER鍵用于選擇一個(gè)菜單文件，一個(gè)文件選項(xiàng)或編輯一個(gè)數(shù)值。通過按下和放開ENTER鍵來選擇一個(gè)文件或一個(gè)選擇項(xiàng)。手控器發(fā)出一個(gè)短的嘟聲，執(zhí)行執(zhí)令。要編輯一個(gè)數(shù)值，按住ENTER鍵直到聽到兩下嘟嘟聲并看到閃爍光標(biāo)出現(xiàn)在顯示器上。 兩種按鍵法分別稱做“按”和“按住”。（2）MODE（模式）鍵MODE鍵用于望遠(yuǎn)

9、鏡五種模式之間的切換，并用來退出特定的菜單文件。（3）GO TO（指向）鍵圖sh15.3 LX200控制鍵盤GO TO鍵使望遠(yuǎn)鏡機(jī)架自動(dòng)轉(zhuǎn)向所輸入的天體坐標(biāo)。在COORDINATES/GO TO（坐標(biāo)/指向）模式的GO TO菜單文件中GO TO鍵也會(huì)產(chǎn)生閃爍光標(biāo)，這時(shí)可鍵入新天體的赤經(jīng)和赤緯。(4)方向鍵標(biāo)有N（北）、S（南）、E（東）和W（西）的四個(gè)鍵是方向鍵。通過對(duì)它的操作可使望遠(yuǎn)鏡指向一個(gè)特定的方向。(5)速度鍵速度鍵可以設(shè)定望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，用N、S、E和W鍵啟動(dòng)。速度由快到慢分為四檔，分別為SLEW（4 °/s），F(xiàn)IND（1 °/s），CNTR（16倍恒星速率）

10、和GUIDE（2倍恒星速率）。SLEW（快動(dòng)）、FIND（慢動(dòng)）、CENTER（對(duì)中）和GUIDE（導(dǎo)星）鍵還分別是數(shù)字鍵。SLEW和FIND也用來設(shè)置電動(dòng)調(diào)焦的“快”調(diào)聚焦速度，而CNTR和GUIDE設(shè)置“慢”調(diào)焦速度。 (6)天體鍵（M（梅西葉天體）；STAR（恒星）和CNGC（NGC天體）這些鍵可直接訪問望遠(yuǎn)鏡的天體數(shù)據(jù)庫。按了天體鍵后，鍵盤顯示器將給出一閃爍光標(biāo)，輸入天體庫中所列出的星表號(hào)（見64 359顆天體數(shù)據(jù)庫）后按ENTER（回車）鍵，再按GO TO鍵即可看到所輸入的天體。星表鍵符號(hào)的簡單說明如下：M為梅西葉天體，STAR為恒星和行星，CNGC為計(jì)算機(jī)中的NGC天體表。3、“M

11、eade 16” 望遠(yuǎn)鏡使用說明（觀測(cè)前的準(zhǔn)備）(1) 打開望遠(yuǎn)鏡的開關(guān)，幾秒鐘后（自檢完畢 ），控制望遠(yuǎn)鏡鍵盤顯示器上將看到顯示:->TELESCOPE OBJECT LIBRARY(2) 按ENTER(回車)鍵選擇TELESCOPE(望遠(yuǎn)鏡)功能。顯示器上應(yīng)該看到 ->1)SITE 2)ALIGN(3) 按PREV或NEXT鍵移動(dòng)光標(biāo)到指令A(yù)LIGN（校準(zhǔn)），并按回車鍵 1)SITE->2)ALIGN（）按PREV或NEXT鍵移動(dòng)光標(biāo)到指令POLAR（極軸式） 1)ALTAZ->2)POLAR(5) 按回車鍵。 POLAR(極軸式)可以使16LX200望遠(yuǎn)鏡按赤道式

12、望遠(yuǎn)鏡操作。選擇POLAR菜單項(xiàng)后，再用N、S、W和E鍵電控轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)到赤緯圈90o，時(shí)角00h00m。按回車鍵，望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)地按赤經(jīng)，赤緯 旋轉(zhuǎn)到北極星的位置。(6) 利用N、S、W和E將北極星移至望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)中心。再按回車，望遠(yuǎn)鏡會(huì)選擇并轉(zhuǎn)向天頂以南的一顆亮恒星，通常在導(dǎo)星鏡的視場(chǎng)中就能看得到。此時(shí)，用WNSE 鍵調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡，使亮星位于視場(chǎng)中心，然后按回車，即可使用望遠(yuǎn)鏡的各種功能。 行星在“STAR”中的編號(hào)901902903904905906907908909水星金星月球火星木星土星天王星海王星冥王星2、模式二： COORDINATES/GO TO（坐標(biāo)/指向） 模式二允許你

13、看到你的望遠(yuǎn)鏡指向之處的兩種坐標(biāo)形式，或赤經(jīng)和赤緯或地平。在這個(gè)模式下你還可以鍵入任何天空位置新的赤經(jīng)和赤緯坐標(biāo)，也許可以尋到天體數(shù)據(jù)庫中沒有的天體，如：彗星或小行星，并使你的望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)向新坐標(biāo)。a. 坐標(biāo)菜單文件首先你看到是望遠(yuǎn)鏡正指向RA=（赤經(jīng)=）和DEC=（赤緯=）坐標(biāo)。如果你用N，S，W或E鍵移動(dòng)LX200，坐標(biāo)顯示將立即更改成新的赤經(jīng)和赤緯。按ENTER鍵你還可以顯示出計(jì)算機(jī)計(jì)算的地平坐標(biāo)（ALT=和AZ=）。再按ENTER鍵回到RA=（赤經(jīng)=）和DEC=（赤緯=）坐標(biāo)。RA=（赤經(jīng)=）顯示為小時(shí)，分和分的小數(shù)，DEC=（赤緯=）顯示為北赤緯“+”和南赤緯“”，以及度和分，如顯示32

14、所示：RA=02:45.9DEC=+2254如果你已經(jīng)做出ALTAZ（地平）方式下，你會(huì)發(fā)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡在向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)期間，RA=（赤經(jīng)=）和DEC=（赤緯=）顯示同時(shí)改變，ALT=（高度=）和AZ（方位=）顯示只改變望遠(yuǎn)鏡正在轉(zhuǎn)向的那個(gè)方向。b. GO TO(指向)菜單選項(xiàng)GO TO菜單選項(xiàng)，允許你輸入天空中任意一個(gè)天體的新的赤經(jīng)和赤緯坐標(biāo)，以使LX200可以轉(zhuǎn)到新的位置上。有了這個(gè)能力，你的望遠(yuǎn)鏡就沒有任何限制了。任何天體包括彗星，小行星等等，只要你有精確的坐標(biāo)數(shù)據(jù)參考就可以很容易發(fā)現(xiàn)。要進(jìn)入赤經(jīng)和赤緯的一個(gè)新的指向位置，按GO TO鍵，將聽到兩下嘟嘟聲，接著閃爍光標(biāo)出現(xiàn)在RA=（赤經(jīng)=）坐標(biāo)

15、數(shù)字上。在這時(shí)，鍵入新的赤經(jīng)坐標(biāo)數(shù)字，然后按ENTER鍵。這時(shí)閃爍的光標(biāo)移到了DEC=（赤緯=）坐標(biāo)數(shù)字上。鍵入新的赤緯坐標(biāo)數(shù)字，然后按ENTER鍵，LX200將轉(zhuǎn)向新的坐標(biāo)位置。你也可以從上面敘述的ALTAZ（地平）顯示使LX200轉(zhuǎn)向地平坐標(biāo)位置。如果你需要鍵入一個(gè)負(fù)的赤緯，用W鍵把光標(biāo)移到+（正號(hào)）上，然后按ENTER鍵得到負(fù)號(hào)（-）符號(hào)，然后用E鍵把光標(biāo)移到第一位數(shù)字上，鍵入新的坐標(biāo)數(shù)字。如果你已經(jīng)在負(fù)（-）赤緯設(shè)定，想鍵入一個(gè)正（+）赤緯設(shè)定，按照上面所說的同樣的辦法，但是按PREV鍵得到正號(hào)（+）符號(hào)。輸入新的坐標(biāo)值：1、mode 按ENTER鍵2、選 object library

16、 按ENTER鍵3、顯現(xiàn)：視場(chǎng)中心坐標(biāo)值 按 GOTO鍵4、顯現(xiàn)： 坐標(biāo)值數(shù)字閃爍5、輸入新的坐標(biāo)值即可6、如果你需要鍵入一個(gè)負(fù)的赤緯，用W鍵把光標(biāo)移到+（正號(hào)）上，然后按ENTER鍵得到負(fù)號(hào)（-）符號(hào)然后用E鍵把光標(biāo)移到第一位數(shù)字上，鍵入新的坐標(biāo)數(shù)字7、如果你已經(jīng)在負(fù)（-）赤緯設(shè)定，想鍵入一個(gè)正（+）赤緯設(shè)定，按照上面所說的同樣的辦法，但是按PREV鍵得到正號(hào)（+）符號(hào)。附錄C LX200 64359個(gè)天體的數(shù)據(jù)庫1、 LX200 64359天體數(shù)據(jù)庫LX200 64359天體數(shù)據(jù)庫收集了天空中最有價(jià)值和最奇異的天體。包括： 15928 SAO（史密松天體物理臺(tái)）星表，所有的恒星都亮于7等星。 12921 UGC（烏普薩拉星系總表）銀河系完整星表。 7840 NGC（星云星團(tuán)新總表）天體完整星表。 5386 IC（NGC補(bǔ)充新總表）天體；完整星表。 21815 GCVS（變星總表）天體；完整星表。 351顆 校準(zhǔn)星：LX200校準(zhǔn)星。 110M（梅西耶）天體完整星表。 從水星到冥王星8顆大行星。本附錄2