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                        雙筒望遠鏡常識

                        雙筒望遠鏡(以下簡稱“雙筒鏡”)具有成像清晰明亮,視場大、攜帶方便、價格便宜等優點,很適于天文愛好者用來巡天和觀測星云、星團、彗星等面狀天體。在晴朗無月的夜晚用雙筒鏡觀測時,可見在廣闊的視場之中繁星密布,偶爾有一、兩朵星云、星團點綴其間,令人心曠神恰。如果你過去一直使用高倍率、長焦距的天文望遠鏡,也許還沒有意識到自己已經失掉了很多觀測的樂趣,那么請試用一下雙筒鏡,你一定會被視場中平時未曾欣賞過的美景深深的陶醉。由于雙簡鏡有著廣泛的用途,所以在市場上它的品種繁多,性能也相差很大。

                        雙筒鏡采用的是折射系統,可分為伽利略式和開普勒式兩種。伽利略式雙筒鏡結構簡單,光能損失小、鏡筒較短、價格也較低,但是,它的放大率一般不能超過6倍,放大率再增加,視場就會迅速減小,視場邊緣變暗。成像質量也會下降,所以這種雙筒鏡用得較少,F在常見的是開普勒式雙筒鏡,它的視場比伽利略式的大,而且成像更加清晰,但開普勒式雙筒鏡成的是倒立的像,為了得到正像,在它的光路中加有轉像棱鏡或轉像透鏡,這些轉像裝置在地面觀測中是必不可少的。但像的倒正對天文觀測來說無關緊要,不過正像望遠鏡可以給初學者找星帶來方便。

                        光學性能
                        表示望遠鏡性能的參數有6個,它們是口徑、放大率、視場、相對口徑、極限星等和分辨本領。介紹這6個參數的書籍和文章很多,本文不再贅述,這里只結合雙筒鏡的特點作一簡單說明。

                        雙筒鏡的口徑、放大率和視場一般都標在鏡身上。口徑和放大率用兩組數字表示,例如“10×50”表示這架雙筒鏡的放大率為10倍。口徑是50毫米;再如“7×~15×35”表示放大率在7倍至15倍之間可調,口徑是35毫米。放大率和口徑是反映雙筒鏡性能的最重要的參數。選購時要特別注意。用于天文觀測的雙筒鏡應選擇口徑大一些的,這樣可以看到更多的天體。那么放大率是否也是越大越好呢?不是的。放大率的選擇要根據觀測的需要來確定。當口徑相同時。用較高的放大率可以看到較多的恒星,但對于星云之類的面狀天體來說,在低放大率時看起來卻比高放大率時更亮些。而且隨著放大率的增高,視場還會變小。與天文望遠鏡相比,雙簡鏡的優勢就在于它的視場大和適于觀測面狀天體,所以用于天文觀測的雙筒鏡放大率不宜過高。

                        現在市場上常見一種變倍雙筒鏡,它的放大率在一定范圍內可連續變化,這樣它便具有廠多架定倍雙筒鏡的功能,使用起來比較方便。變倍雙簡鏡的缺點是視場小,結構復雜。成像質量不如定倍率的雙筒鏡。

                        視場是反映望遠鏡性能的另一個重要參數。與天文望遠鏡不同,雙筒鏡的視場經常不以“度”作單位給出,而是給出在1000米(碼)處能看到的景物的最大寬度。如“131m/1000m”或“393Ft./1000Yd!北硎居眠@架雙筒鏡能看到1000米(碼)處的景物的最大寬度為131米(393英尺)。天文愛好者都習慣使用角度來表示視場的大小,它們之間很容易換算。對于上面的第一個表示式,視場

                        θ=131÷17.5=7°.5

                        考慮到1碼等于3英尺,對第二個表示式,視場

                        θ=393÷52.5=7°.5

                        雙筒鏡的視場是由棱鏡和目鏡的設計決定的。口徑和放大率相同的雙筒鏡視場往往不同,大視場能給觀測帶來不少方便。但視場邊緣的像質往往較差,價格也較貴。

                        雙筒鏡的相對口徑(即口徑與物鏡焦距的比值)比一般的天文望遠鏡大,而面狀天體在望遠鏡中的亮度與相對口徑的平方成正比,這就是雙筒鏡比天文望遠鏡適于觀測面狀天體原因。在許多雙筒鏡的說明書中經常提到“出瞳直徑”。它是相對于入瞳直徑(即望遠鏡的口徑)而言的,它是由物鏡匯集的光束進入觀測者時的直徑。在數值上等于物鏡直徑與放大率的比值,如10×50的雙筒鏡出瞳直徑就是50mm/10=5mm。出瞳直徑越大.成像越亮。人眼瞳孔直徑在完全黑暗的時候最大,為7毫米,所以出瞳直徑不應大于7毫米,否則一部分光線就會因為無法進入瞳孔而白白損失掉。一般來說。用于天文觀測的雙筒鏡出瞳直徑在7毫米左右為宜。通常認為7×50型雙筒鏡最適于天文觀測,它的出瞳直徑為7.1毫米,成像清晰明亮,視場較大,一般為6~70,而且重量輕,易于手持觀測。隨著年齡的增加,瞳孔的最大直徑會逐漸變小。30歲左右時為6毫米,40歲以上一般只有4.5~5毫米。這時使用10×50的雙筒鏡較合適。

                        望遠望的極限星等m和分辨率δ的理論值分別為

                        m=2.1十51gD

                        δ"=140/D

                        (其中D為以毫米為單位的望遠鏡的口徑,δ的單位為角秒)。但是由于雙筒鏡的放大率較低及觀測時調焦不準、大氣抖動等原因,極限星等和分辨本領都達不到理論值。雙筒鏡的這兩個參數制造商一般沒有給出,使用者最好能自己動手測一下,這對于更好的利用雙簡鏡很有幫助。在晴朗無月的夜晚,當昴星團上中天時,用雙筒鏡能看到的圖l中最暗的恒星的星等就近似等于它的極限星等。用雙筒鏡剛能分開的雙星中兩子星的角距即為它的實際分辨本領。雙星的數據可參閱有關星表。

                        出瞳距離
                        出瞳距離是能夠看清整個視場時眼睛與目鏡的最后一片鏡片間的距離。它的大小對于戴眼鏡的近視患者非常重要,雖然摘掉眼鏡重新調焦后仍能看到清晰的像,但當需要用肉眼和雙筒鏡反復交替觀測星空的時候就很不方便了。另外戴散光眼鏡的人如果摘掉眼鏡,無論怎么調焦也是無法看到清晰的像的。

                        要戴著眼鏡看清整個視場,出瞳距離予少應為14~15毫米。當出瞳距離少于8毫米時,即使不戴眼鏡的人使用起來也會感到不方便。

                        增透膜
                        當光線由空氣進入玻璃或由玻璃進入空氣時,大約有5%被反射掉。雙筒鏡每個鏡筒的物鏡、棱鏡和目鏡加在一起,一般有10~16個與空氣接觸的表面。如果這些表面未經任何處理,那么入射光線因反射就要損失50%左右。為減少這種有害的反射,現代的折射望遠鏡在各光學表面都鍍有單層或多層增透膜。多層增透膜的材料是氟化鎂。單層增透膜只對一種特定波長的光有最佳增透效果,對其他波長的光增透效果稍差,它可使每個表面光的反射減至1.5%,如用于雙筒鏡的所有表面,光的透過率可超過80%。好的多層膜每個表面光的反射率只有約0.25%,如用于雙筒鏡的所有表面,光的透過率可達90~95%。

                        一般情況下,目視望遠鏡的單層增透膜對5500埃的黃綠光增透效果最佳,因為人眼對這種光最敏感。遠離這一波長的藍光和紅光的反射就多一些,因此我們看鍍了單層膜的鏡片是藍紫色或紅色的。鍍多層膜的鏡片呈淡淡的綠色或暗紫色,太厚的單層膜看起來也會呈現出綠色,已經發現國外有的制造商以此來充作多層膜,不過它反射出的光線比真正的多層膜要強得多。

                        有人會覺得大口徑的雙筒鏡即使鍍膜質量差一些也沒關系,它的口徑可以彌補光線的損失。其實不然,雙筒鏡內部各表面的反射光會形成雜散光,降低景物的反差,使像變得模糊不清,在日光下觀察陰影中的物體時,這種現象尤為明顯。在鍍膜質量差的雙筒鏡中消失在眩目的光輝里的目標,用鍍膜質量好的雙筒鏡就很容易看到。

                        根據質量不同,增透膜可分為以下幾種,它們一般都標在鏡身明顯的位置上。

                        CoatedOptics(鍍膜):因為沒有一家正規的制造商出售完全不鍍膜的雙筒鏡,所以這實際是一種最低級的增透膜。它只表示至少在一個表面上鍍有單層增透膜,通常是在兩個物鏡和兩個目鏡的外表面鍍膜,而內部的鏡片和棱鏡都沒有鍍膜。

                        FullyCoated(全表面鍍膜):所有的鏡片和棱鏡表面都鍍了單層膜,但如在目鏡中使用了光學塑料鏡片,則可能并未鍍膜。

                        Multi―Coated(多層鍍膜):至少在一個表面上鍍有多層膜,其他表面可能鍍了單層膜,也可能根本沒鍍膜,通常只在物鏡和目鏡的外表面鍍多層膜。

                        FullyMulti―Coated(多層全表面鍍膜):所有的表面部鍍有增透膜,一些制造商在所有的表面都鍍了多層膜,而另外一些只在部分表面鍍多層膜,其他表面仍鍍單層膜。

                        增透膜質量的好壞與雙筒鏡的成像質量關系甚大。在選購時要認真加以鑒別。

                        棱鏡系統
                        開普勒式雙筒鏡一般靠轉像棱鏡得到正像,常用的如下兩種:

                        普羅棱鏡(PorroPrism)最常用的一種棱鏡。用普羅棱鏡的雙筒鏡較寬,兩塊物鏡的間距大于目鏡的間距,這樣在觀察近處物體時立體感強。有些緊湊的雙筒鏡采用倒置的普羅棱鏡,物鏡的間距小于目鏡間距,立體感也就減弱了。普羅棱鏡易了制造,比同等光學質量的屋脊棱鏡便宜。

                        屋脊棱鏡(RoofPrism)體積較小而且可以使物鏡和目鏡位于一條直線上,因此常用于極緊湊的雙筒鏡。與普羅棱鏡相比,屋脊棱鏡有兩個主要的缺點,一是光線的損失多,成像較暗;二是對裝配精度要求高,難于制造,價格也較貴,制造精良的屋脊棱鏡在性能方面可以趕上但不會超過普羅棱鏡。

                        可用于制造棱鏡的光學玻璃型號很多。廉價的雙筒鏡常用BK―7玻璃。較高級的用Bak一4玻璃。對著明亮的背景(如天空)觀察雙筒鏡的出瞳,如果像的四周被“切掉”了,它用的就是BK―7玻璃;Bak―4棱鏡可以看到邊緣清晰而明亮的圓形。

                        調焦方式
                        折射望遠鏡常用的調焦方式外調焦內調焦兩種,讓目鏡沿光軸方向相對于物鏡運動,稱為外調焦,外調焦的優點是簡單,像質較好;但是儀器的外型尺寸較大,密封性也較差,折射天文望遠鏡經常采用的就是外調焦。內調焦是通過移動物鏡組中的一塊或一組透鏡來得到清晰物像的。它的優點是結構尺寸小,攜帶方便,而且物鏡的焦平面對任何距離處的景物都是不變的,這一點對于安裝分劃板十分介便,所以大地測量儀器一般采用內調焦。它的另一優點是使儀器有較好的密封性,這有利于保持儀器內部的清潔。目前,大部分雙筒鏡采用的是外調焦,少數高級品采用內調焦。

                        很多雙筒鏡(標有CF)使用一個中心調焦旋鈕同時調節兩個鏡筒的焦距。另一些雙簡鏡(標有IF),多為防水型雙筒鏡,每個鏡簡上設有單獨的調焦裝置,CF雙筒鏡使用方便。IF雙筒鏡機械結構簡單。

                        不少制造商現在生產一種沒有調焦裝置的雙筒鏡,有的名字聽起來讓你相信它是自動調焦的.事實上它們根本無法調焦。除非你的視力極好并且不打算觀察距離很近的物體。否則不要買這種雙筒鏡。
                        對焦及追蹤--使用三腳架并非總是方便,尤其是您或您的目標正在移動時。
                        目前佳能的IS雙眼望遠鏡產品,不再需要額外的設備。對于放大倍率為10X 12X 15X及18X的雙眼望遠鏡,佳能配備了采用可變角度棱鏡(VAP)的影像穩定器(IS)系統。該系統在垂直和水平方向分別具有一個能夠探測移動的感應器,同時每支鏡筒內都具有一個微處理器,微處理器能夠根據探測到的雙眼望遠鏡震動量以波紋管方式來調整可變角度棱鏡。這樣就可以及時調整折射角度,補償移動。因此,即使您自己處于不穩定狀態,通過鏡片看到的一切也很穩定。

                        其他
                        供勘察和測距用的雙筒鏡中都裝有分劃板(十字絲)。天文觀測中除了觀測月亮以外,由于背景太暗,根本無法看到十字絲,所以分劃板對于一般的天文觀測來說用處不大,它對光的反射和吸收會使雙筒鏡成像的亮度降低,還會增加造價,所以天文愛好者選用沒有分劃板的雙筒鏡為好。

                        最后,談一下雙筒鏡常用的兩種附件――支架和濾光片。在白天我們可以用手舉著雙筒鏡欣賞風景,但是,用手舉著雙簡鏡進行天文觀測是不合適的,即使肘部有支撐也是不好的。用于天文觀測的雙筒鏡應該有一個穩固的支架,通常做成地平式的就可以了,口徑小于6厘米的小雙筒鏡重量較輕,一般的照相機三角架完全能支撐住它,只需動動腦筋。白己做一個雙筒鏡與三角架的連接裝置就可以了。無論是白天在強烈的陽光下觀看風景還是晚上欣賞夜空中的美景,濾光片都是一種很有用的附件,你的雙筒鏡買來時如果沒有濾光片,可以和濾光片的生產廠家聯系。還要提醒一句,如果搞不到能加在物鏡前面而且透光量足夠小的濾光片,千萬不要用雙筒鏡直接看太陽,因為這時目鏡后面的溫度往往高到能夠使濾光片炸裂的程度。
                         

                         

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