"對稱"的彗尾

[TS]

拜讀各位前輩的發文對新手而言真是受益匪淺. 我是一個觀測新手, 肉眼認星座認了1年多, 最後終於買了望遠鏡. 因為是一支便宜且口徑較大的短焦折射鏡, 爬了許久關於這類型鏡子各種像差色差的文章後, 很容易把各種可能的"差"都關連到鏡子本身, 又無法求證, 所以想請教前輩們: (1) 如果看很亮的物體, 例如路燈, 天狼星...會在物體"對稱"兩邊出現"對稱"的彗尾, 就像: ---O---, 都是水平向. 這樣算是光軸偏移? 還是哪種光學物理特性? 有機會調整嗎? 可是看木星或月亮, 土星卻又不會, 是不夠亮? 還是體積大就不會, 可是看路燈又會? (2) 大氣情況是不是不管什麼器材都無解? 因為看木星時角度已低, 倍率放大後會看見明顯的擾動氣流, 這種情形就算光學精度再好的器材看起來結果也一樣? 昨天三顆衛星靠很近但是分很清楚, 星點也很清晰, 不過木星表面細節卻糊成一片...

[曹大貓咪]

嗯...簡單地說....

會有星光芒對稱(左右都有光芒).這是典型的球面像差折射鏡特色.尤其短焦望遠鏡較為嚴重.這和在周邊不對稱光芒彗像差有所不同.

大氣擾動是無法改善影像,只能避免在低緯觀測星星.現有的大氣主動修正可以改善.但無法完全修正.

[TS]

感謝曹大前輩的解釋, 真好!! 想再請教一下...
這種情形算是正球面像差還是負球面像差? 如果不加其他透鏡修正的前提下, 理論上有可能透過精密的計算與工藝製造出無球面像差的大口徑短焦折射鏡嗎? 如果球面像差是不可避免的宿命的話, 有任何機會可以自行調整或彌補方式可以減少球面像差嗎? ...不好意思, 一下問這麼多問題.

[曹大貓咪]

嗯...其實正負球面像差均會產生這類星光芒對稱.要修正這類問題.主要是針對一個光學原則,也就是符合光學上的正弦條件(sine condition),如此就能將球面鏡的中央和週邊星光折射都精準在同一平面位置.只有採用非球面設計.如果沒辦法將球面物鏡改為非球面物鏡的話.那就用其它凸或凹透鏡和球面鏡作一修正(如透鏡改為高次多片透鏡修正或加鏡後像場修正透鏡組).可得到某一程度的改善...

如現在市面上的semi APO或APO折射鏡多片高次修正組合物鏡及像場平坦修正,就是針對短焦鏡所產生的眾多光學像差,如主要的球面,彗像,像場彎曲和色差作一修正.而得到相當的改善!短焦的專業天文反射望遠鏡則多是採用雙曲面(非球面)及鏡後平坦修正的設計改善這類的問題(反射鏡無色差問題,但若經過修正像場的透鏡組則會產生色差.所以專業鏡在修正鏡上也會採用低色散的ED鏡做為色差修正)

[TS]

謝謝曹大的回覆,
如果只有鏡片中心的光線能有效聚焦, 而來自邊緣的光聚不到一起, 結果為了增加進光量反而造成像差, 那是不是不如選擇鏡片size較小的望遠鏡? 因為可以透過目鏡做有效放大的像(能聚焦的部分) 是一樣大的. 但是"相對"比較不重細節的DSO, 如果只是為了"找到"目標, 像差就沒什麼差別了? ...ㄜ...也不能這麼說, 能看清楚更多細節當然是很棒的事. 看清楚細節是不是就是指"分辨率"? 好像是140/物鏡直徑公分數, 所以說像折返式長焦的鏡子如果物鏡不夠大, 光是用短焦目鏡提高倍數, 分辨率是不可能提高的? 那折返式的鏡子口徑相同比牛頓貴, 光學效果又比相同尺寸折射差, 那選擇折返式的理由會是什麼呢? 只是好奇啦 ....

[曹大貓咪]

嗯...還是簡單說,要降低物鏡像差,減少週邊光線也是一個不花錢的方法,只要將物鏡後面的光圈縮小即可.(這在單鏡片的物鏡廉價望遠鏡多是如此作法.縮小光圈,減少週邊的光線).另一方法是延長焦距就好了.如F8,F10以上長焦的折射鏡.這類雖然較暗(同口徑短焦相比),但像差卻隨焦距延長而降低.只要是標準消色差物鏡,在F10以上的折射鏡看行星表面,就具有色差低,球面像差低的極優像場!F15以上更是驚人!!只是鏡筒太長了,前後無法維持一定的水平光軸.

圖一:30年前的carton 3吋長焦折射鏡

如果用高倍目鏡用在短焦下,整個像差也會被放大!如果望遠鏡品質不是粉好,所謂垃圾進,也是垃圾出的道理在此.同時放大倍率在不改變口徑下,會有一個最大倍率極限.這是無法突破的.
要看高倍高品質的像場,只有增加物鏡品質,加大口徑及長F焦比的望遠鏡才是王道!

最後說說折反射式.折反射是利用光線反射聚焦成像.全部都在不穩定的空氣介質傳導,先天有星場低對比,受溫度及大氣擾動及光軸不易維持的缺點.但古典的卡式(副鏡雙曲面鏡,主鏡為拋物面,鏡系均採非球面),長焦比馬斯托夫式折反射(採鏡前球面修正鏡),均是十分優異的高品質像場.保證.唯一缺點是像場窄.較暗.所以要亮就需有相當的口徑作為條件.

現在小口徑的折反射鏡,問題在於二次鏡遮敝率比過大(和牛頓反射鏡相比),及受大氣擾動,低反差像場等的先天缺點.無法發揮其優點.所以業餘者採用折反射鏡最好在15公分口徑以上.

[TS]

曹大解釋得真清楚, 省得自己想了老半天不得其解, 謝謝!!

[genome]

折反射/反射式鏡筒 有辦法做成鏡筒內真空 來減少空氣擾動的影響嗎?

[大瘋起嘻]

價值非凡的提問，與價值非凡的解答

收錄！

[徐福聲]

可以加精或置頂嗎? :

[Skyray]

可以加精或置頂嗎? :

頂置（加圖釘）完成
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[Alan]

折反射/反射式鏡筒 有辦法做成鏡筒內真空 來減少空氣擾動的影響嗎?

可以，但是，主鏡和對焦座之間要加一片玻璃，不然天頂稜拔掉後，空氣會跑進去，又多一片會減少亮度的玻璃囉！