§6.4望远镜系统
u目视光学仪器的两个要求
•扩大视角
•出射平行光
u显微镜是将近物成像于无限远，望远镜使无限远物体成像在无限远，所以望远镜是一个无焦系统
u由于是无焦系统，物镜的象方焦点和目镜的物方焦点应重合，光学间隔D＝0
一 望远系统的结构及参数
2.视觉放大率
由于物体在无限远，同一目标对人眼的张角和对仪器的张角（即望远镜的物方视场角）完全可以认为是相等的，同为w，
通过望远镜之后，物体的像对人眼的张角就是系统的像方视场角w¢
uD 和 D¢分别是入瞳和出瞳直径
u视觉放大率与物体位置无关,仅仅取决于望远镜系统的结构参数
uΓ大，则f‘物增大，或f‘目减小
u当目镜焦距一定时，视觉放大率大要求物镜焦距长，导致筒长增大。
u当像方视场角一定时，放大率越大物方视场越小。
uΓ可正可负，取决于f‘目的符号，望远物镜只能是正透镜
u当物镜和目镜都为正焦距时，如开普勒望远镜，则放大率为负值，系统成倒立的像
u而物镜的焦距为正，目镜焦距为负时，如伽利略望远镜，则放大率为正值，系统成正立的像
| Galilieo | Kepler |
| f‘目<0 | f‘目>0 |
| y’物为虚像 | y’物为实像 |
| 镜筒短：L＝f’物－f目 | 镜筒长：L ＝f’物－f’目 |
| 望远镜成正像 | 望远镜成倒像 |
| 一般用作扩束 | 望远，但需加倒像系统 |
二 望远系统的放大率及工作放大率
1、望远系统的分辨率：用极限分辨角φ表示
u按瑞利判断：φ＝140″/D
u按道威判断：φ＝120″/D
u即：入射光瞳直径D越大，极限分辨率越高。
2、视觉放大率和分辨率的关系
uφГ＝60″，Г＝60″/φ＝D/2.3
u望远镜的视放大率越大，它的分辨精度就越高
3、有效放大率（正常放大率）：望远镜的正常放大率应使望远镜能分辨的眼睛也能分辨
4、工作放大率：
u 按正常放大率设计的望远镜观测时易于疲劳，所以设计望远镜时，工作放大率宜大于正常放大率，工作放大率常为正常放大率的1.5～2倍
uГ＝D
u1. 某人在其眼前2.5m远的物看不清，问需要佩戴怎样光焦度的眼镜才能使眼睛恢复正常。另一个人对在其眼前1m内的物看不清，问需要佩戴怎样光焦度的眼镜才能使眼睛恢复正常。
某人在其眼前2.5m远的物看不清，说明远点由无穷远变为-2.5m，远点折光度数为-0.4D，所以应该佩戴的眼镜的度数为近视40度；
另一个人对在其眼前1m内的物看不清，说明近点变为-1m，近点折光度数为-1D，所以应该佩戴的眼镜的度数为远视300度。
u2 已知显微镜目镜Г＝15，问它的焦距为多少？物镜β＝-2.5，共轭距L=180mm，求其焦距及物方和像方截距。问显微镜总放大率为多少，总焦距为多少？
解：由于Г＝15，由Г＝250/fe’，所以fe’＝50/3mm；
βo＝-2.5＝l’/l，又l’－l＝180mm，可以得到l＝－51.43mm，l’＝128.57mm，由薄透镜成像公式可以得到fo’＝36.73mm；
显微镜的总放大率为Г ＝βo Гe＝-2.5×15＝-37.5，总焦距为f’＝250/ Г ＝-6.67mm。
u3. 一望远物镜焦距为1m，相对孔径为1：12，测出出瞳直径为4mm，试求望远镜的放大率和目镜焦距。
三 望远镜的视场
u物镜框是孔径光阑，也是入瞳u出瞳在目镜外面，与人眼重合u物镜的后焦面上可放置分划板，分划板框是视场光阑
四 望远镜的物镜
.常用物镜结构
u折射式望远物镜
l双胶物镜
l双分离物镜
l 双单/单双
l三分离
适合小口径望远镜
u反射式望远镜物镜
优点：
l重量轻
l完全没有色差，各种波长的光所成像严格一致
l可以在紫外到红外很大波长范围内工作
l这种系统对玻璃材料在光学性能上没有特殊要求,反射镜的材料比透镜的材料容易制造，特别对大口径零件更是如此
大口径的望远镜都采用反射式
反射望远镜在天文望远镜中应用十分广泛
反射表面磨制的要求是很高的,再加上需经常重新镀反射面及部件组装、校正的困难，反射系统在科普望远镜中应用受到限制
1.牛顿系统
一个抛物面和一块与光轴成45度的平面反射镜构成
2 格里高里系统
一个抛物面主镜和一个椭球面副镜构成
u折反射式望远镜物镜
1.施密特物镜
在球面反射镜的球心上，放置一块非球面校正板
2.马克苏托夫物镜
放置由两个球面构成的弯月形透镜
五 目镜
1.目镜视场
utgω'＝Гtgω
u目镜的视场取决于望远镜的视觉放大率和物方视场角
当目镜的视场 一定时,增大望远镜的视放大率必然减小整个系统的视场
2.出瞳距：出瞳到目镜后表面的距离
出瞳直径:出瞳位于目镜的后焦平面附近,直径一般为2-4mm
出瞳距视仪器要求而定
相对出瞳距：是其与目镜焦距之比
