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天文望遠鏡規格表解讀與名詞介紹

 

各位剛接觸天文望遠鏡的朋友們,想必對於型錄上規格表中的專有名詞相當苦惱吧,今天盡量為大家以淺顯易懂的方式介紹這些名詞,讓各位在選購前能有基本的概念。

 

望遠鏡相關名詞介紹

一、口徑

        望遠鏡前方最大的那片鏡片稱作物鏡(若反射式最大的面鏡稱為主鏡),是望遠鏡最重要的鏡片之一,用來聚集光線,物鏡的直徑就稱為口徑,簡稱「D」,以公分cm或毫米mm表示,口鏡越大聚集光線的能力(集光力)越強,原則上除了太陽月亮以外絕大多數天體都很暗,口徑越大對天文觀測越有利,所以天文台的望遠鏡都做很大,但是笨重的鏡筒攜帶性不佳,口徑越大價格也隨之飆高(以同一系列相比較),若您是入門者,還是建議詢問門市專業人員,看看哪種口徑比較適合您的使用習慣與預算。

 

二、倍率

        有些剛接觸的朋友很困惑,為何天文望遠鏡的規格上沒有標示倍率呢?因為天文望遠鏡的倍率是因目鏡不同而改變的,計算公式如下:

        簡單來說,更換不同的目鏡就可改變倍率,通常套裝天文望遠鏡都會配有1~2顆目鏡 (高倍與中低倍),以我們有經驗的觀測者來說通常是不足的,消費者可依需要添購其他目鏡或加倍鏡,以達到低、中、高三種觀測倍率的要求。

        另一個重要的觀念是,倍率絕非越高越好,許多天體像是一些大的星雲星團,適合觀測的倍率可能只有20~30倍,建議最高倍率不要超過口徑mm的兩倍,過高的倍率會造成視野過暗,解析度下滑等問題,所以您需要添購的目鏡可能是更低倍的款式,一些在網頁文宣上標榜該望遠鏡有多高倍的商家都是不專業的,請消費者不要被誤導,由於篇幅有限,詳情也請洽詢門市專業人員。

 

三、焦距

        物鏡到焦點的距離稱為焦距,假設目鏡相同,物鏡焦距越長,倍率越高,以中小型天文望遠鏡來說,1000mm以上算是長焦,800mm以下算是短焦,這只是個概略的分法,也可從下述焦比來分類。以折射式系統來說,焦距跟鏡筒長度成正比,短焦式鏡筒較短較利於攜帶,若是折反射式系統,通常都是1000mm以上長焦式,倍率因此較高。

 

四、焦比(F)

        一個光學系統中的焦比,代表焦距和口徑大小的關係。在攝影界又稱為光圈,可以用來判斷不同望遠鏡的影像亮度表現,焦比越小在天文攝影時可縮短曝光時間。

 

五、分解能(解像度)

        分解能是針對不同口徑大小的望遠鏡之解析能力的表示,跟口徑大小有關。因為這是理論值,並未考慮器材校準精度、光學設計與品牌等差異,還有大氣擾動等情況,所以大概參考看看就好,選購時無需過於強調這個數值,不過還是簡單介紹如下:

        簡單來說,分解能就是望遠鏡可以分辨天體的最小角度。例如一對雙星在視野中的夾角大於望遠鏡分解能,我們就可以透過望遠鏡將其分成兩個恆星,反之則無法分辨。

 

六、集光力

        集光力是望遠鏡收集光線的能力,跟口徑大小有關。是指望遠鏡比肉眼能夠多收集多少倍的光,所以要與眼睛的瞳孔直徑來比較,一般人的最大瞳孔直徑為7 mm。望遠鏡的口徑越大,跟瞳孔直徑的比值就越大,集光力就越強。例如8cm口徑的望遠鏡,極光力約為人眼的130倍。

 

七、極限星等

        望遠鏡所能看到最暗的星等稱為極限星等,同樣跟口徑大小有關(這也是理論值,沒有考量器材鏡片透光度與天候狀況等,選購時參考看看就好)。
        簡單介紹:一般正常視力下,最暗可以看到六等星;假設使用口徑70mm的望遠鏡,集光力是肉眼的100倍(請見上述集光力的計算方式),就能看到再暗5個星等,也就是最暗可以看見11等星。

八、尋星鏡

        因為天文望遠鏡的倍率較高 (一般都在30倍以上),視野較小的情況下,不容易找到想要觀賞的天體。尋星鏡就是用來輔助尋找天體的工具,常見約5~7X倍率較低,視野較大且有十字線。在找尋天體時 (需先校準尋星鏡),即可先用低倍率的尋星鏡找到目標天體,並置於尋星鏡視野的十字線中心,天體也就會同時出現在主鏡的視野中,快速的找到您想看的天體。

 

赤道儀相關名詞介紹

一、何謂赤道儀

        赤道儀有很多形式,以東方人最常用的是「德式赤道儀」,結構上跟經緯儀最大的差別,是赤道儀都有個傾斜角對準天球北極(以北半球為例),運動方式是以天上赤經赤緯方向移動,而經緯儀是以地平方位與仰角方向左右上下移動。赤道儀最基本的功能,就是抵銷地球自轉,自動追蹤目標天體,讓望遠鏡所觀測的天體保持在視野之中,不會因為地球自轉而漂走。

        現在有許多新型的經緯儀也有追蹤功能,但因為地軸傾斜角關係,天體移動相對於地面是斜著移動,差別是經緯儀同時要動仰角跟方位兩個軸,赤道儀只要動赤經軸,談到這裡跑出很多名詞,很多人可能一頭霧水了,分別簡介如下。

 

二、赤經、赤緯

        天上的經緯度稱為赤經與赤緯,與地球上的經緯度是相同的概念,用來標示天體在天空中所在的位置,赤經縮寫為RA,赤緯縮寫為Dec.。

三、赤經軸、赤緯軸

        赤道儀使用赤經軸及赤緯軸來控制望遠鏡所指的方向。用來追蹤天體抵銷地球自轉是靠赤經軸,赤緯軸是連接望遠鏡的部位。

 

四、極軸

        極軸就是地球兩極連線的延伸,也就是地球的自轉軸。在北半球,極軸延伸至天空中所對準的位置稱為天球北極點,就在北極星的附近。

 

五、極軸望遠鏡

        赤道儀的赤經軸跟極軸平行校正簡稱 「對極軸」,雖然赤道儀赤經軸大致朝向北方也可以發揮大致的追蹤功能,但校準極軸可讓赤道儀追蹤更精準。「對極軸」要在器材剛架設完成尚未開啟赤道儀使用前,使用赤道儀赤經軸中內藏的一台小望遠鏡「極軸望遠鏡」(簡稱極望)完成對極軸的動作。因為北極星並不是恰好位在天球北極上,差大約了28角分,這個極軸望遠鏡內有刻度線,方便我們去定位天球北極點。 一些自動尋星功能的赤道儀,透過星點校正後,可以省略「對極軸」的程序。

 

六、搭載重量

        赤道儀規格表中都會標示其搭載的最大重量(max loading),簡單來說是能載多重的望遠鏡,這是購買赤道儀時非常重要的參考數據,是原廠根據其結構的強度所訂出的安全範圍。主望遠鏡鏡筒及附屬配備加總若超過其標示的重量,就有可能超過馬達與結構的負荷,會造成內部齒輪及軸承的磨損,影響赤道儀的追蹤精度與壽命。所以在購買赤道儀前,必須先考量想要搭載的望遠鏡及配件的重量,並且需預留未來擴充裝備時的載重空間。

   

七、馬達與電控系統  

        赤道儀能夠追蹤星體是因為裡面有馬達與電路,電控系統的功能與性能價差很大,是選購赤道儀時非常重要的項目,赤道儀通常有赤經軸與赤緯軸兩個馬達,早期也有非常陽春的赤道儀只有赤經軸一個馬達即可達到追蹤星體的功用,甚至有純手動沒有馬達的赤道儀 (這樣便失去赤道儀的意義)。赤道儀的電源一旦開啟,赤經馬達就會以地球自轉的速率帶動赤經軸來追蹤星星的移動。而控制器可以不同的速度控制赤經軸及赤緯軸的馬達運轉,將望遠鏡指向要觀察的目標。

        電控系統大致分兩種,基本自動追踪(Auto-Tracking)功能與進階自動尋星(GOTO)功能,分別簡介如下。

   

 八、自動追蹤

        自動追蹤(Auto-Tracking)功能是赤道儀最基本的功能,讓望遠鏡所觀測的天體保持在視野之中,不會因為地球自轉而漂走,所有的赤道儀電控系統皆有自動追蹤的功能。

 

九、自動尋星(Goto)

        自動尋星 (Goto)此功能又稱為「自動導入」,控制器本身就是一個微電腦系統,並內建上萬個以上的天體資訊,可直接在控制器上輸入要觀察的目標天體,赤道儀就會根據你所指定的目標,控制望遠鏡指向該天體所在的方向,功能很多,價格較昂貴,使用上也較為複雜,架設完成後要先做三個星體校正,詳細使用方法請洽鴻宇光學天文部。

   

十、重錘

        重錘是用來平衡望遠鏡的工具,讓赤經軸的兩側可以達到重量平衡。一方面可讓望遠鏡不會因過重而下垂;另一方面,平衡的系統可降低對於赤道儀內部的高精密齒輪及馬達的負擔,若沒裝重錘會嚴重影響赤道儀的壽命,是德式赤道儀重要的小配件。

   

十一、鳩尾板

        鎖在鏡筒底下,與赤道儀相連接的配件,跟赤道儀上方的鳩尾槽是一組的,目的是方便快速拆裝鏡筒。

 

十二、星圖

        要知道某個地方的位置您需要地圖,要知道某個天體的位置您需要一本星圖,數位時代的今天有許多電子星圖可取代,高階自動導入赤道儀控制器中也會內建電子星圖。例如先進的Vixen SXD2所用的Star Book Ten就有電子星圖介面。

 

 

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