望远镜各部位介绍(望远镜的基础知识)

望远镜各部位介绍(望远镜的基础知识)(1)

徕卡 Ultravid 10x32 HD

什么是双筒望远镜?

双筒望远镜是由两只相同且平行单筒望远镜组成,通过棱镜可以让使用者看到远处物体的正像。因为构成的两只单筒镜完全相同,所以两只眼镜看到的物体的像也完全相同。此外,人类更适应双眼看物体,因此双筒望远镜观看时更舒适,而且立体感也更强。

望远镜的类型

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望远镜分类图

天文望远镜和地面望远镜的区别?

天文望远镜物镜和目镜都使用凸面镜(开普勒式),因此是倒像。它设计之初就是为了光学性能和减小光损,另外看天体倒像不倒像也无所谓。

地面望远镜在物镜和目镜之间加入了棱镜,为了是把倒像反转成正像,因此更适合观测地面物体,比如景物。

伽利略式双筒镜

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伽利略式双筒望远镜光路图

伽利略式双筒望远镜以意大利天文学家伽利略命名,他使用了凸面镜作为物镜,和凹面镜作为目镜,而且是正像。

因为没有棱镜,所以镜子可以做的很小很轻。但是缺点是这种镜子最大只能做到4倍,视野也不是很宽,而且边缘容易不合焦,一般主要是用于观剧用。

棱镜式双筒望远镜

同样是物镜和目镜都是凸透镜,但是在两者之间加入了棱镜,使得正像成为可能,同时也能使用更高的倍率和和更大的视野。棱镜需要占用一些光程,因此望远镜的体积也可以做的更小。

保罗式

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保罗式望远镜剖面图

保罗式通过两片棱镜(每只镜筒)可以实现正像,它也是以19世纪意大利发明人保罗命名的,同时也是历史最悠久的棱镜式望远镜。其外观很容易辨别,两只镜筒分的比较开,外形老旧,优点是观看时立体感强,价格便宜。

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保罗式的光路图

屋脊式

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屋脊式望远镜剖面图

屋脊式棱镜得名于其中一个棱镜面像屋脊,它和保罗棱镜一样可以获得正像。不同的是,屋脊棱镜可以做的很紧凑,光路在物镜,棱镜和目镜为一条直线,因此看起来更小巧,不像保罗那样劈叉。现代双筒镜绝大多数都采用屋脊棱镜,缺点是成本高,精度要求高,工艺复杂,还需要各种镀膜。

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屋脊式光路图

倍率

倍率就是用望远镜看到的景象和用肉眼看到的景象两者之间的比值。比如在800米远用一款8倍望远镜看一个物体,相当于用肉眼在100米远处看一个物体(下图)。当然倍数越高,手持带来的抖动越明显,视角越小,因此一般手持镜都设定在8-12倍之间。如果想要更高倍数,需要上架或者购买稳像望远镜。

倍率的公式是:

物镜焦距/目镜焦距=倍率,不过这个数字一般远镜厂家出厂已经给你算好了。

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倍率模拟

物镜有效口径

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图一

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图二

有效口径很简单,就是物镜的有效直径(图一)。一般来说有效口径越大越好,画面越亮,分辨率越高。但是缺点是体积更大,更重,价格也更高。

举例(图二),根据图二所示,8x42 7°表示倍率为8倍,有效口径是42毫米,真实视角为7度。

一般按口径分类:

30mm以下:小口径主打便携旅游

30mm-50mm:标准口径主打全面

50mm以上:大口径主打观星打猎等

出瞳直径

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出瞳直径

出瞳直径就是上图所示的光斑(光柱)的直径,单位是毫米。这个直径越大越好,代表着镜子越亮,特别是在昏暗条件下越明显。当然,要获得更大的出瞳直径,就需要降低倍数或者增大物镜口径。

出瞳直径公式:

物镜口径/倍率=出瞳直径

举例:

8x42的望远镜出瞳直径=42mm/8=5.3毫米,这也表明了亮度。

出瞳直径与亮/暗条件的关系?

人眼的瞳孔的大小是随一天的明暗变化而变化的,白天亮时,瞳孔直径只有2-3毫米,而晚上最大可以达到7毫米,

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白天人的瞳孔直径

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夜晚人的瞳孔直径

在暗的条件下8x20和7x50两款镜子对比:

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8x20

在暗的条件下,人眼的最大瞳孔直径有7毫米,而8x20的出瞳直径只有20/8=2.5毫米,远远低于7毫米,此时望远镜就会看着很暗,很不舒服。

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7x50

而相同条件下,7x50的出瞳直径有50/7=7.1毫米,和人眼的瞳孔大小差不多,因此此时看到的景象和肉眼看到亮度是差不多的。

在亮的条件下8x20和7x50两款镜子对比:

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蓝色为8x20,黄色为7x50

在白天光照充足的情况下,人眼瞳孔只能接收2-3毫米的通光,因此8x20的2.5毫米出瞳直径和7x50 7.1毫米出瞳直径看起来差不多亮,因为7x50更大的出瞳并不能完全进入人眼。

出瞳距离

出瞳距离指的是人眼到目镜之间的距离,又称之为眼点,单位是毫米。换句话说就是你需要眼睛紧贴着目镜看,还是可以保持一定距离就可以看清、看全整个视场。通常下,15毫米以下为短出瞳距离,15-20毫米为最佳。

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红色箭头为出瞳距离

戴眼镜?

如果用户是戴眼镜的人群,要考虑出瞳长的望远镜,否则观看体验会非常差。

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长出瞳可以让戴眼镜者轻松观看,视场环也非常干脆

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出瞳距离不足,戴眼镜就看不全视场,视场周边发暗渐晕

视野大小

真实视野

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左真实视野小,右真实视野大

真实视野就是用望远镜观测时的视野角度,通常用几度来表示。真实视野越大越好,看着越爽,也更容易找到目标。上图就是两款不同真实视野的对比,左侧看不全整棵树,而右侧则可以。

表观视野

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表观视野,左侧52.1°为表观视野,右侧7°为真实视野

表观视野是经过望远镜放大后,双眼在目镜后看到的视野角度。和真实视野一样,这个角度越大越好,看着越爽,仿佛沉浸在视野当中。现代望远镜一般60°以下为视野很窄,60°以上为正常水准,而最受追捧的是70°以上的超广视野,当然价格也就更高。

如果知道真实视野或者表观视野就可以粗算两者之一。比如8x42 7°真实视野,那么表观视野就是8x7°=56°,反之如果表观视野是8x42 72°,那么真实视野就是72°/8=9°,虽然不一定精准,但可以大致反应望远镜的素质。

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