为什么天文望远镜常用凹面镜作为物镜?

之所以大型设备偏爱凹面镜,主要是考虑到透镜的工作原理。透镜需要利用其两个表面以及内部的光学玻璃介质来折射光线。

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这点说得很实在。透镜因为要透光,体积大了之后玻璃内部的气泡和杂质就成了大问题,而且重力会让镜片变形,所以大型天文望远镜现在基本都改用反射式了。

透镜确实需要两个光学表面,还要克服球差色差,材料内部还容易有吸收。凹面镜只需要打磨一面,支撑结构也简单得多,像哈勃和韦伯这种大口径的,用反射式根本没法替代。

这点确实关键。透镜不仅重,还容易产生色差,边缘畸变也麻烦。反射式只要一个镜面就行,结构相对简单很多,大型望远镜这么搞很合理。

这就触及到大型望远镜设计的核心痛点了。透镜不仅重,而且由于不同波长的光折射率不同,极易产生色差,校正起来非常麻烦。相比之下,反射式结构避免了光线穿过玻璃介质,不仅消除了色差,还能大幅减轻重量,让建造大口径镜面成为可能,毕竟磨制一块巨大的无气泡光学玻璃可不是闹着玩的。