第19課[典型光學系統(tǒng)-望遠鏡]

1、第七章第七章 典型光學系統(tǒng)典型光學系統(tǒng)7-4 望遠系統(tǒng)一、望遠系統(tǒng)的成象原理一、望遠系統(tǒng)的成象原理物鏡（入瞳）視場光闌目鏡出瞳F1F21、重要的結(jié)構特點：物鏡的像方焦點應與目鏡的物方物鏡的像方焦點應與目鏡的物方焦點重合，焦點重合，光學間隔光學間隔=0。 使入射的平行光束仍能保持平行地射出的光學使入射的平行光束仍能保持平行地射出的光學系統(tǒng)系統(tǒng)稱為稱為望遠系統(tǒng)或望遠鏡望遠系統(tǒng)或望遠鏡。1611年，開普勒望遠鏡年，開普勒望遠鏡 1609年：伽利略望遠鏡年：伽利略望遠鏡2 2、兩種基本結(jié)構形式、兩種基本結(jié)構形式: :3、放大率：、放大率：fftgtgtgtg210DD1fDfD2122與物體位置無關，

2、僅取決于系統(tǒng)結(jié)構參數(shù)與物體位置無關，僅取決于系統(tǒng)結(jié)構參數(shù)二、望遠系統(tǒng)的分辨率及工作放大率3214060.DD正常放大率正常放大率（有效放大率）（有效放大率）滿足分辨要求的最小視覺放大率滿足分辨要求的最小視覺放大率為了減輕操作人員的疲勞，設計望遠系統(tǒng)時應用大于正常分辨率的工作為了減輕操作人員的疲勞，設計望遠系統(tǒng)時應用大于正常分辨率的工作分辨率來作為望遠系統(tǒng)的視角放大率。分辨率來作為望遠系統(tǒng)的視角放大率。工作放大率工作放大率常常為正常放大率為正常放大率的的1.53倍倍。若取若取2.3倍，則倍，則=D。儀儀器的分辨角器的分辨角 j j60/60/6010在瞄準儀器中，儀器的精度用在瞄準儀器中，儀器的

3、精度用瞄準誤差瞄準誤差來來表示，它與瞄準方式有關。表示，它與瞄準方式有關。若是若是壓線瞄準壓線瞄準時：時：若是若是對線、雙線對線、雙線或或叉線瞄準叉線瞄準時：時：由此可見，望遠鏡的視角放大率越大，其測由此可見，望遠鏡的視角放大率越大，其測量精度越高。量精度越高。三、望遠鏡的光束限制三、望遠鏡的光束限制當出瞳大于眼瞳時，當出瞳大于眼瞳時，眼瞳眼瞳為孔闌，為孔闌，當出瞳小于眼瞳時，當出瞳小于眼瞳時，物鏡框物鏡框為孔闌。為孔闌。 出瞳距應考慮到人眼觀出瞳距應考慮到人眼觀察的特點和使用情況，察的特點和使用情況，一般不小于一般不小于6mm。四、伽利略望遠鏡和開普勒望遠鏡四、伽利略望遠鏡和開普勒望遠鏡 伽

4、利略望遠鏡伽利略望遠鏡是由是由物鏡和負目鏡物鏡和負目鏡按光學間隔按光學間隔=0=0的方式組合而的方式組合而成。成。F1F2出瞳df1df1,具有筒長短、體積小、重量輕等特點；具有筒長短、體積小、重量輕等特點；這種望遠鏡這種望遠鏡沒有中間實像面沒有中間實像面，無法安置分劃板無法安置分劃板，不能直接作為瞄準和精確定位之用。不能直接作為瞄準和精確定位之用。 開普勒望遠鏡的光路圖開普勒望遠鏡的光路圖：物鏡（入瞳）目鏡視場光闌出瞳被目鏡攔掉部分v目鏡的口徑如果足夠大，開普勒望遠鏡中的光束將目鏡的口徑如果足夠大，開普勒望遠鏡中的光束將沒有漸暈現(xiàn)象。沒有漸暈現(xiàn)象。開普勒望遠鏡開普勒望遠鏡 伽利略望遠鏡伽利略

5、望遠鏡開普勒望遠鏡開普勒望遠鏡伽利略望遠鏡伽利略望遠鏡倒像倒像需要轉(zhuǎn)像系統(tǒng)需要轉(zhuǎn)像系統(tǒng)透鏡：加長光路透鏡：加長光路棱鏡：縮短筒長并轉(zhuǎn)折光路棱鏡：縮短筒長并轉(zhuǎn)折光路正像：結(jié)構簡單正像：結(jié)構簡單機械筒長較長機械筒長較長較短較短可以在中間實象平面內(nèi)設置分化板（視場光可以在中間實象平面內(nèi)設置分化板（視場光闌）用于測量或瞄準闌）用于測量或瞄準視場光闌不在物面或像面視場光闌不在物面或像面有清晰視場邊界，可以無漸暈有清晰視場邊界，可以無漸暈有漸暈有漸暈可以比較大可以比較大不太大（原因不太大（原因P128）可以用于激光擴束，避免實焦點燒傷可以用于激光擴束，避免實焦點燒傷場鏡棱鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)五、望遠物鏡五、望遠物鏡

6、2、像差校正、像差校正：球、正弦、位置色差（小視場、大孔徑）：球、正弦、位置色差（小視場、大孔徑）3、類別：、類別：折射式、反射式、折反射式折射式、反射式、折反射式1 1、折射式物鏡長焦距平行光管長焦距平行光管反射式物鏡折反射式物鏡7.5、目鏡目鏡 目鏡是望遠鏡和顯微鏡的重要組成部分。目鏡是望遠鏡和顯微鏡的重要組成部分。主要光學參數(shù)視場角視場角2 2 焦距焦距 f決定其放大倍率鏡目距鏡目距p p 相對鏡目距相對鏡目距p/ftgtgtgtg物鏡物鏡目鏡目鏡正常眼正常眼近視眼近視眼遠視眼遠視眼F眼眼F眼眼F眼眼目前，常用的望遠鏡和顯微鏡的目鏡有惠更斯目鏡、冉斯目前，常用的望遠鏡和顯微鏡的目鏡有惠更斯目鏡、冉斯登（登（Ramsden)目鏡、凱涅爾目鏡、凱涅爾(Kellner)目鏡、對稱目鏡、目鏡、對稱目鏡、無畸變目鏡、廣角目鏡等等。無畸變目鏡、廣角目鏡等等。惠更斯目鏡惠更斯目鏡冉斯登目鏡冉斯登目鏡凱涅爾目鏡凱涅爾目鏡無畸變目鏡無畸變目鏡長出瞳目鏡長出瞳目鏡例題為看清4km處相隔150mm的兩個點（設1=0.0003rad），若用刻卜勒望遠鏡，則（1）求刻卜勒望遠鏡的工作放大倍率；（2）若筒