天文望远镜使用的是凸透镜还是凹面镜

如果你看到物镜看起来像凹面,对于纯折射望远镜来说,物镜基本还是凸透镜。不排除有些特殊设计中,最外面的镜片是凹透镜,但这通常不是主物镜,而是作为滤镜或改正镜片,用来修正色差或畸变。

在业余天文爱好者群体中,牛顿反射式望远镜因为性价比高而非常受欢迎,保有量很大。所以你会经常看到带有凹面镜的天文望远镜,当然也包括一些折返式的设计,这在圈内是很常见的现象。

对于马卡或施卡这类折反射镜,它们既有凹面反射镜又有透镜。马卡的物镜通常是凹透镜,但它配合凹面反射主镜工作。反射镜的焦比远小于凹透镜,光线最终汇聚到副反射镜上,实现成像。

同样预算下,牛反望远镜通常能拥有更大的口径和更强的聚光能力。精度达标的抛物面牛反能提供很好的分辨率和锐度,而且它没有折射镜那样的色差问题,不需要购买昂贵的低色散玻璃,省钱又实用。

望远镜的镜片设计其实很丰富,既可以用凸透镜也可以用凹透镜。具体来看,如果目镜用的是凹透镜,那就是伽利略望远镜;如果目镜用的是凸透镜,则是开普勒望远镜。这类仪器主要利用透镜或反射镜等光学器件来观测遥远物体。

日常我们说的光学望远镜也叫千里镜,它种类繁多,包括业余爱好者用的天文望远镜、看戏用的观剧望远镜以及军队使用的双筒望远镜。这些设备的核心目的都是帮助我们将远处的物体看得更清楚。

需要注意的是,小焦比的牛反望远镜会有明显的彗差,这时需要搭配彗差改正镜使用。其实折射镜也需要平场镜片来修正像差,原理上是一样的,都是为了让画面更完美,没有绝对完美的光学结构。

反射望远镜的关键在于它的主镜是凹面反射镜。其光学设计的目标非常明确,就是把物镜收集到的光力集中到你的瞳孔或者目镜处。在这个过程中,反射镜和凸透镜配合形成聚集光路,从而提升观测效果。

施卡望远镜的物镜端透镜只是一片改正镜片,并不是标准的凸透镜或凹透镜。它的主要作用是校正像差,配合内部的反射系统工作。所以不能简单用单透镜的概念来理解折反射望远镜的结构。

还有一种情况是凹-凸凸透镜,即物镜外侧虽是凹面,但向内突出的部分更多。这种情况下,镜片中心厚度依然大于边缘厚度,本质上它仍然是凸透镜。所以不能单凭外观凹凸判断透镜性质。