不过,自从开普勒望远镜发明后,伽利略这种结构在专业级领域就不被采用了。现在它主要被用于玩具级的望远镜,所以也被称为观剧镜。相比之下,开普勒望远镜由两个凸透镜构成,虽然成像是倒立的,但中间形成的实像方便安装分划板,性能非常优良。
望远镜的观测距离与哪些因素有关?
这个实像的位置非常关键,它恰好落在了目镜的前焦点处。当我们通过目镜去观察这个实像时,效果就像是用放大镜在看东西一样。目镜把这个实像进一步放大,最终让我们看到一个放大了许多倍的虚像,所以远处的景物看起来就仿佛近在眼前了。
望远镜能把远处的景物拉近到眼前,核心原理在于它由两块透镜组成。前面那块直径大、焦距长的叫做物镜,后面那块直径小、焦距短的叫做目镜。物镜负责接收光线,把远处的景物汇聚成一个倒立缩小的实像,这就相当于把景物直接移到了成像的位置。
目前军用望远镜和小型天文望远镜等专业设备都采用开普勒结构,因为它们各种性能都很优秀。为了解决倒立成像的问题,必须在中间增加正像系统。正像系统主要分为棱镜正像系统和透镜正像系统两类,用来纠正图像方向。
另一种正像系统是采用一组复杂的透镜来将像倒转,这属于透镜正像系统。虽然这种系统的设计精良,能很好地解决成像方向问题,但成本相对较高。例如俄罗斯的20×50三节伸缩古典型单筒望远镜,就是采用了这种设计精良的透镜正像系统。
我们常见的那种前宽后窄的典型双筒望远镜,采用的是双直角棱镜正像系统。这种系统的最大优点是在正像的同时,将光轴进行了两次折叠,从而大大减小了望远镜的整体体积和重量,方便携带。
常见的望远镜主要分为伽利略望远镜、开普勒望远镜和牛顿式望远镜三种。其中伽利略望远镜由一个凹透镜做目镜和一个凸透镜作物镜构成,它的优点在于结构简单,而且能直接呈现出正立的像。在人类认识自然的历史中,它占有非常重要的地位。