如何选择望远镜的目镜

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如何选择目镜

没有目镜,望远镜就不能使用。目镜的光学元件把望远镜收集的光线聚焦起来,这样就可以观测到望远镜指向的目标或区域的清晰图像。将目镜安装在望远镜调焦筒中,就能把极其遥远的物体拉近到焦点处,对放大的图像进行研究。

虽然大多数新望远镜一开始就含有一或两个目镜,但购买额外的目镜可以显著提高任何望远镜的性能,无论新的还是老的。

让我们花些时间了解更多用于描述目镜特性的最常用术语和规格。有了这些知识,你就可以为给望远镜选出理想目镜而做好充分准备。

焦距和放大倍率

目镜最重要的规格可能就是焦距了。目镜的焦距以及使用该目镜的望远镜的焦距决定了两者组合起来提供的放大倍率。

所以选择目镜的第一步就是决定你想使用多大的放大倍率,以及多大的目镜焦距能够达到这样的倍率。由于目镜和望远镜的焦距均以毫米表示,因此用于确定放大倍率的公式为:

目镜焦距(mm)=望远镜焦距(mm)÷放大倍率

或者换个方法表示:

例如,2000mm焦距的望远镜与20mm目镜一起使用将产生100倍放大倍率(2000÷20 = 100)。

上述公式说明焦距较短的目镜能产生更高的放大倍率。例如,10mm目镜总能提供比25mm目镜更高的倍率。 在选择目镜时,这种关系很重要:目镜焦距越小,相对放大倍率就越高。实际放大倍数取决于目镜与望远镜的焦距。

如果你曾经在不同倍率下使用同一望远镜,就会知道你有两种选择:要么是低倍率呈现的小而明亮、锐利的图像,要么是大倍率呈现的大而模糊、暗淡的图像。原因有两方面。首先,望远镜收集一定量的光,在更高的倍率下,光线散布到较大面积的区域上,因此图像总是会变暗。第二,由于光有波的性质,即使光学性能完美的望远镜也只能捕捉到图像中有限的精细细节。图像放大到超过一个临界点后就无法呈现更多,只会让图像看起来更模糊。这被称为“空放大”(无效放大),此现象会因观测目标或区域而不同。

视野:表观与真实

目镜的表观视野范围是眼睛看到的光圈的角直径,用度(°)表示,这类似电视机的屏幕(不是看到的实际图片)。多数目镜具有大约40°至50°的表观视场。专业的广角目镜可以拥有60°到100°甚至更高的表观视场。这种宽视场和超宽视场目镜是业余天文学家的最爱,他们用尽可能宽的视场来享受“太空飞船舷窗”的效果。

真实视场是透过连接到望远镜上的目镜看到的天空区域。可以使用公式估算真实视场:

真实视场=表观视场÷放大倍率

例如,假设你有一台8英寸(20cm)的卡塞格伦望远镜,焦距2000mm,一个具有50°视场的20mm目镜,放大倍数为2000mm÷20mm = 100x,真实视场为50÷100,即0.5° ——宽度大约与满月的表观直径相同。

出瞳距离与眼镜

目镜的光学设计决定了出瞳距离,这是图像位于焦点时眼睛到目镜镜片的距离。如果戴着眼镜使用望远镜,我们建议选用出瞳距离至少15mm的目镜,20mm的更好,以便舒适地看到整个视野。 在出瞳距离不足的情况下,视场的外围部分将被切掉,导致令人沮丧的“锁孔效应”。在更传统的目镜设计中,出瞳距离与焦距成正比:焦距越短,出瞳距离越短。 然而,一些更现代的目镜设计提供了富足的长出瞳距离,与焦距无关——对眼镜佩戴者来说绝对是个福音。如果你希望戴眼镜使用望远镜,目镜的出瞳距离是非常重要的指标。

巴洛镜延长出瞳距离的原理

目镜镜筒尺寸

大多数高品质的目镜有两种不同的镜筒直径,1.25英寸(32mm)和2英寸(50mm)。 较小的0.965英寸(25mm)的尺寸大多在低档的”百货商店出售“的望远镜上才能见到,可能的话应避免使用这种。大多数业余望远镜设计成适应1.25英寸目镜的尺寸。更大的2英寸目镜通常用于有2英寸调焦筒的较大口径望远镜。传统上,2英寸目镜具有较长的出瞳距离,观看舒适,并且通常能提供比1.25英寸目镜更宽阔的视野。

光学矫正

任何目镜设计的主要目标是让望远镜收集的所有光线形成清晰的图像。取决于望远镜的焦比,这可能会是一项艰难的任务。低焦比的望远镜需要有更高矫正能力的目镜,因为进入目镜的光锥会更加急剧地汇聚。使用相对较低焦比的望远镜,例如f / 4的光学镜筒,只有最好的现代目镜才能产生直到视野边缘都完全清晰的图像。 一些较老的设计可能会导致视场边缘附近的图像模糊,但是中心会保持锐利的成像。像具有f / 10这样较高焦比的望远镜,用任何制作精良的目镜都能产生清晰的图像。

出瞳直径与倍率的关系

望远镜能良好工作的放大能力或倍率取决于设备的口径。一般来说,较大的望远镜会收集更多的光线并捕获更宽的波阵面,从而产生更清晰的图像。 对放大能力进行分级的一种简便方法就是口径的“每英寸倍率”。 例如,80倍的8英寸口径望远镜就是每英寸10倍。另一种方法是以出瞳直径为依据。术语“出瞳直径”描述了从目镜出来的光束的大小。出瞳直径(英寸)是每英寸倍率的倒数。

出瞳直径更常以毫米计,使用以下公式计算:

出瞳直径(mm)=望远镜口径(mm)÷望远镜放大倍数

出瞳直径(mm)=目镜焦距(mm)÷望远镜焦比

出瞳直径必须小于眼睛的瞳孔,否则有些光线进不到瞳孔里,这意味着那些光实质上被浪费了。一个年轻人适应完全黑暗的瞳孔可能有7mm宽。 随着年龄的增长,最大瞳孔直径减小。 对于中年人而言,实际最大直径接近5mm。

另一方面,取决于望远镜的品质和你的眼睛,在形成0.5mm至1.0mm出瞳直径的放大倍率下,空放大就已经开始出现了。 换句话说,这种过度的放大倍率开始降低你看到的图像品质。

以下表格显示各种倍率是如何叠加的:

齐焦是什么意思?

“齐焦”的目镜可以互换,不需要重新对焦。当观察同一目标切换目镜时,这是可行的(但不是必需的)。 通常来自特定制造商的相同设计的目镜就是齐焦的。 但是来自不同制造商的相同设计的目镜很可能不齐焦。 一些齐焦的目镜可能仍需要轻微的调焦。

带照明的十字丝目镜

这些目镜在聚焦面上刻着可以被照亮的十字准线或其他网格标线图案,因此在黑暗中很容易看到它们。一个装配有小的红色LED灯、一到两个钮扣电池,以及一个用于调节亮度的电位器的外部照明器支架通过螺纹安装进特制的目镜中。 在天文摄影中,带照明的标线目镜用于手动引导曝光,也用于校准主望远镜上的寻星镜。 在漂移校准赤道仪时,以及为电脑化的GoTo或IntelliScope系统执行校准程序时,它也可以派上用场。 由于视场中有十字准线,所以不推荐使用带照明的标线目镜进行正规的望远镜观测,尽管在特定的应用中能证明它们非常有用。

那么,我真正需要多少个目镜?

简单来说:很少就行。复杂的答案则取决于你自己的目标。你可以使用一个低倍率和一个高倍率目镜观测很长时间,尽管最终你会想用更多种焦距的目镜获得更多可选的倍率。不要执着地追求极限(极低和极高),除非你已经尝试过各种中间的等级。例如,对于f / 10望远镜,一个25mm和一个9mm的目镜就是很好的开始,你可以添加中间的15mm左右的目镜,下一个可以是6mm左右的,依此类推。

有了几种不同的目镜,我们可以有更好的机会来根据当时天空条件用最佳倍率观测特定的目标。你通常会想从低倍率(即长焦目镜,例如25mm或30mm)开始,在望远镜的视野中获取目标。之后你可以尝试稍高些的倍率(较短的焦距,可以是18mm或15mm)的目镜,看看图像是否更好。如果更好,换上更高倍率的目镜,以此类推,直到达到“最佳点”,图像亮度、尺度和可见细节的数量结合起来,形成最令人愉快的图像。记住:更高的倍率不一定等于更好的观看效果。

变焦还是不变?

一些目镜有一系列不同的焦距设定。如果你不喜欢为了使用不同倍率而存储和携带多个独立的目镜,这种“变焦”目镜就非常方便。 许多业余天文学家喜欢使用变焦目镜,因为它们可以增减倍率,而不必从望远镜调焦筒中取出目镜。 通常变焦目镜的效果不如单焦距目镜,因为它们由更多的光学元件制成,这会降低整体图像的亮度和清晰度。 然而许多业余天文学家认为变焦目镜的多功能性和便利性使它比单焦距目镜更可取。 许多高端的变焦目镜性能设计得更优化,但是它们也比其他变焦目镜更贵。

在目镜上使用巴洛镜

你还可以使用2x 巴洛镜将任何目镜的倍率提高(或将有效焦距降低)一倍。所以可以不用3mm目镜,而使用2x 巴洛镜配合6mm目镜,获得相同的放大倍数。

使用巴洛镜很容易:只需把目镜插入巴洛镜,然后将它们的组合插入望远镜调焦筒,再进行调整直至成像清晰。使用巴洛镜,你可以携带更少的目镜出门观星,但仍能拥有多种倍率。要让巴洛镜发挥最大的优势,请选择焦距互相不成倍数的目镜。换句话说,如果你的目镜组合是25mm、12.5mm和6mm,它们之间是2倍的关系,则2x巴洛镜将无法提供更多的放大倍数。但是,如果你的目镜组合是25mm、15mm和10mm,那么分别配合使用2x巴洛镜,将获得12.5mm、7.5mm和5mm的有效焦距,就像有三个额外的(而且是不同的)目镜一样。由于巴洛镜在光路中增加了玻璃元件,你可能会注意到在用巴洛-目镜组合替换目镜时,图像会轻微变暗。巴洛镜也有3x和5x的型号,以获得显著增加的倍率。

结束语

使用不同的目镜可以极大地增加任何望远镜的多样性和功能性。 在购买目镜时,请记住以下基本技巧:

●  考虑你的望远镜的焦距,确保目镜能提供适当的放大倍数以满足你的需要。

●  如果你在使用望远镜时戴眼镜,请注意不同目镜的“出瞳距离”规格,因为充足的出瞳距离可以改善戴眼镜时的舒适度和便利性。

●  根据你的观察目标,考虑所选择目镜的表观视野。

●  如果多功能性至关重要,请考虑使用变焦目镜或巴洛镜来增加可用倍率的数量。

请记住上述要点,你一定会选到适合的目镜,为守着望远镜的你提供夜复一夜的愉快享受。

原文链接:http://www.telescope.com/Buying-Guides/Accessory-Guides/Choosing-Eyepieces/c/440/sc/443/p/99803.uts

翻译:马明阳

校译:王克义

编排:邱煜欣

责任编辑:解仁江

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