望遠鏡基本構造

一般來說，常規的雙筒望遠鏡有以下幾個部分組成：目鏡，物鏡，中間的棱鏡，兩個鏡筒的連接部分，以及聚焦系統。根據不同的尺寸大小，放大倍率，和用途以及個人喜好，雙筒望遠鏡又可細分為好幾種類型（詳見雙筒望遠鏡類型一表）。下圖是常規雙筒望遠鏡的基本構造圖：

1、望遠鏡上的兩個數字代表什么？

望遠鏡上的兩個數字分別代表望遠鏡的放大倍率和物鏡口徑。例如10x42的雙筒望遠鏡，代表該望遠鏡的放大倍率是10x，物鏡口徑是42mm。10x的倍率表示透過望遠鏡看到的物體被放大了10倍，即100米處的物體看起來是在10米處。

2.望遠鏡的放大倍率越大越好嗎？

不是，放大倍數越大，表示遠處的目標在視場中顯得更大，但同時意味著實際的視場會變得更小，也就是說進入望遠鏡的光通量會減少，也就是說你看到的目標會變得黯淡審視模糊。同時，放大倍率過大，會造成晃動不易于手持，也會引起眼睛疲勞，不利于觀察。

3.雙筒望遠鏡能否選擇變倍的？

可以選擇，但最好可變倍數不要太大。變倍望遠鏡很方便、適合多種用途，是犧牲如下指標為代價的：價格稍高；結構復雜，容易損壞；視角一般偏小；鏡片多，分辨能力稍差；逆光表現不如固定倍數，反差會低一點。

4.雙筒望遠鏡和單筒望遠鏡到底哪一個好？

如同字面所示，雙筒望遠鏡有左右對稱的鏡頭，便于人用雙眼觀察。而單筒望遠鏡是用單眼觀察。不過，我們并不能武斷地認為雙筒望遠鏡更好。一般來講單筒望遠鏡的倍率比雙筒望遠鏡高，可以將遠處的物體放得更大。而雙筒望遠鏡雖然比單筒望遠鏡的倍率低，但由于可以用雙眼觀察，可以得到立體感。同時由于倍率較低，可以用手拿著使用，便攜性較好。并且由于其視野較廣，比較適合用于觀看室外的體育比賽。

5.望遠鏡如何調焦？

人們的左右眼在觀看和聚焦方面都會有視差，而望遠鏡的中央調焦系統很好的解決了這個難題。基本上來說，我們的望遠鏡除了有中央聚焦系統以外，還會有右目微調功能（或左目微調，或雙目微調），這種功能有效的緩和了左右眼的視差。

首先，用物鏡蓋或手罩住右物鏡，對準遠處某一物體，調節中央調焦旋鈕，直到視線變得清晰。然后，用物鏡蓋或手遮住左物鏡，對準同一物體，調節右目微調旋鈕，知道視線變得清晰。這樣雙眼就都可以看見清晰的景象了。

6.如何評測望遠鏡的集光功能？

人們眼睛的集光功能會隨著環境的變化而變化，但是望遠鏡不會。望遠鏡的集光功能是固定的，因此選擇一款適合個人眼睛集光力的望遠鏡顯得尤為重要，尤其是在較暗的環境下。

出瞳直徑在離開望遠鏡進入眼睛起到放到景象的作用，因此出瞳直徑便成為衡量望遠鏡集光功能的一個重要指標。幾乎所有的望遠鏡在光線較亮的情況下都能收集到足夠的光線，但是在黃昏或是光線較暗的情況下，望遠鏡的出瞳直徑最好大于4mm。

7.戴眼鏡能否使用望遠鏡，應該怎么選擇合適的望遠鏡？

我們有很多款望遠鏡可供戴眼鏡者使用。長視距望遠鏡的獨特設計很好的解決了這個問題。視距指在能夠清晰看到整個視場下，眼睛和目鏡之間最短距離。這個距離范圍在5mm到23mm不等。而對于戴眼鏡的使用者來說，選購望遠鏡時，視距最好大于15mm。

8.望遠鏡是否一定需要防水功能？

望遠鏡可在任何天氣環境下使用。如果你想讓你的望遠鏡在雨天潮濕的環境下也能正常使用的話，那么選擇一款具有防水功能的望遠鏡是必須的。防水型望遠鏡的價位偏高，但是使用起來更安全方便，無論是怎樣的陰雨天氣都可以放心使用。但與此同時，并不是說防水型的望遠鏡隨意丟到水里也不會弄壞，如果浸入水中后，還是需要經過專業處理的。

9.何謂填充氮氣的效果？

當在雨或霧中使用光學儀器時、或是將光學儀器從寒冷的房間帶至溫暖的房間等時，將會產生凝露的現象。外部所帶的凝露在擦拭后便不存在問題，而在內部產生了凝露時，無法即時拆卸并進行擦拭。說過起內部凝露其實是從外部浸入了水分的證據，不作任何處理放置后，將存在導致內部的透鏡或棱鏡發霉的危險。除野鳥觀測外，經常需要在各種環境下使用雙筒望遠鏡和單筒望遠鏡。為了避免內部浸入水分，有必要在各種各樣的條件下都能夠保持氣密性。也就是說保持氣密性就等于防水。

10.何謂鍍膜

利用光學干涉原理，一片鏡片表面鍍上一層適當鍍膜可增加透光率，減少反光，加強反差。單層簡單鍍膜：如 MgF2 呈藍色，主要反射藍光，透光率低，只約95%，而且色調偏黃。多層鍍膜較佳，減低不同頻率的光線反射，透光率更高，最高可達99%以上！一枝鏡筒內起碼有10多個光學面，最佳的多層鍍膜應不會反射任何光線，實際上應呈暗紫紅色或暗綠色。此等鍍膜不但改善透光率，抑制鏡內光線散射，而且增強清晰度。鍍膜雖然增加透光率和改善反差(光暗位分明)，但表面卻容易受到霉菌侵蝕或易刮損，此乃其主要缺點。

利用光學干涉原理，一片鏡片表面鍍上一層適當鍍膜可增加透光率，減少反光，加強反差。單層簡單鍍膜：如 MgF2 呈藍色，主要反射藍光，透光率低，只約95%，而且色調偏黃。多層鍍膜較佳，減低不同頻率的光線反射，透光率更高，最高可達99%以上！一枝鏡筒內起碼有10多個光學面，最佳的多層鍍膜應不會反射任何光線，實際上應呈暗紫紅色或暗綠色。此等鍍膜不但改善透光率，抑制鏡內光線散射，而且增強清晰度。鍍膜雖然增加透光率和改善反差(光暗位分明)，但表面卻容易受到霉菌侵蝕或易刮損，此乃其主要缺點。

11.怎樣選購一款滿意的望遠鏡？

選購一款滿意的望遠鏡之前，應該先問問自己想用此款望遠鏡來做什 么？下面是幾個例子：

如果你希望你的望遠鏡可以隨身攜帶，輕而易舉得拿在手上或是放入口袋，可以用來觀看體育賽事，演唱會或是旅行觀景，并且還要價位偏低，那么8x21，10x25 或是12x32此類的輕便型望遠鏡就很和你的心意了。這些款型的望遠鏡不僅可以滿足你所要的各種功能，而且設計時重量減輕，可以隨身攜帶。

如果你希望你的望遠鏡可以在任何天氣都可以使用，尤其是陰雨天氣等，那么購買一款防水型的望遠鏡是十分必要的。

如果你希望望遠鏡可以觀看較為清晰的景物，對光學質量要求較高，同時不會隨意移動，有支架可以支撐，那么就可以買一個大口徑的望遠鏡。

望遠鏡保養

望遠鏡算是結實的光學儀器，只要稍稍注意一下，不需要花太多精力去保養。但是適當的注意細節還是必要的，以下是對于望遠鏡保養和使用的一些建議：

1.擦拭透鏡時，用附帶的絨布或其他柔軟、潔凈的布，最好的用專業的擦鏡布。

2.清除殘留的臟點或污跡時，可滴上一、二滴酒精. 不可以用水擦拭。 3.把望遠鏡保存在干燥的環境中，最好和干燥劑放在一起。

4.在風沙天和潮濕的天氣，最好不要使用望遠鏡，風沙和水汽會對望遠鏡鏡片造成傷害。

5.不要用望遠鏡直接觀察太陽，強烈的陽光經望遠鏡的聚焦，就像放大鏡聚光一樣，會灼傷你的眼睛。

6.不要對望遠鏡重摔、重壓或其他劇烈動作，那樣容易導致重影或者鏡片損壞。

7.若鏡身內發霉，不應自行拆散清潔,最好寄回原廠修理。不要試圖清擦望遠鏡內部或拆卸望遠鏡，拆卸之時最好有專業人士在旁。

8.長期不用時，將之放在裝有防潮珠的密實袋或電子防潮箱內，但切勿放在皮盒內，因為皮盒易發霉和吸水。

如果能按上述建議對望遠鏡加以保養，那么望遠鏡的使用壽命會更長，使用效果也會更好。

望遠鏡成像原理

要了解雙筒望遠鏡的成像原理，首先要熟悉望遠鏡的一些知識。實際上，雙筒望遠鏡無非是把兩個鏡筒組合在一起，便成了雙筒望遠鏡。望遠鏡的最前端有一個鏡片，即物鏡。其作用是收集光線，將光組合成可見的影像，將影像放大，然后將光傳輸到目鏡，進而進入視線。所見物體或景物放大的倍率取決于目鏡的焦距，對于雙筒望遠鏡來說，倍率一般介于5x到10x之間。下圖是雙筒望遠鏡的簡易成像原

如果只有物鏡和目鏡，那么望遠鏡產生的影像會成倒立狀，這對于觀看天文并不會產生影響，因為在太空中的物體是不分正立倒立和左右的。然而在觀鳥或是觀看棒球賽事時，正立的影像卻是必需的。這正是為什么雙筒望遠鏡會在物鏡和目鏡之間放入矯正鏡片—棱鏡。

棱鏡被安置在物鏡和目鏡之間，并由鏡筒外層機殼環繞，起到保護作用。棱鏡的功能跟普通鏡子無異，只是沒有反射背面而已。棱鏡系統可分為屋脊棱鏡式和普羅棱鏡式，按材質又可分為BaK-4材質和BK7材質。在此，我們只討論棱鏡的功能。

上圖可幫助我們更好的理解望遠鏡的成像原理。光進入物鏡，到達第一片棱鏡，此時影像呈倒立狀；再折射到第二片棱鏡，此時影像呈正立狀，最后進入目鏡，到達視線。這便是我們看到的放大后的物體。這原理適用于所有的雙筒望遠鏡。

關于望遠鏡原理，就以兩片凸透鏡構成的開普勒式望遠鏡為例(一凹一凸的伽利略式類似)：

一般都在解說望遠鏡原理的時候，都是以平行光線來說的，然后說物鏡把平行光線匯聚于一點，然后目鏡又把此焦點上的匯聚光線還原為平行光線，然后實現了放大。

這樣解釋乍看沒什么問題，但是仔細一想就會覺得有問題。現實世界，哪來那么多平行光線？現實世界是四面八方好多光線的啊！這怎么解釋？

而且，在上面那樣的解釋下，就會有個結論是：物鏡與目鏡的距離等于物鏡焦距+目鏡焦距，那么是個常數，那么不換目鏡的話，都用不著調焦了。但是望遠鏡都是有調焦裝置的。這又作何解釋？

詳細解釋開來，是這樣的。

首先望遠鏡看的都是很遠的東西，物距往往遠遠大于物鏡焦距。因此遠處物體不管多大(大的如恒星，小的如遠處高樓)或多小，物體上某一點發出的散射光線束，被整個物鏡面所捕獲的時候，這些光線都可以說（十足地）就是平行光線束了（而不是明顯放射狀光線束）。這樣，一般的望遠鏡原理解說中的平行入射光束的來源就是這樣。

考慮成像的時候，其實只需對任一點分析清楚就可以了。其他點都是類似的。所以望遠鏡原理的一般解說，都是拿平行光線來說事。

然后，這束幾乎平行的光透過物鏡后，會基本匯聚于焦點處。或者說，即使不按平行線來理解，那也會發生凸透鏡成實像效應的（物體上任一點成像于像平面上的一個點上）。但因為物距>>物鏡焦距，那么像距幾乎就會等于物鏡焦距，且物體上該點成像后的像可以說就在物鏡焦平面上，且必然非常挨著焦點。這樣看，其效果和上面理解成平行線是一樣的。

這束光經過匯聚點后，繼續前進，來到了目鏡處。在目鏡處，又來了一次逆聚光，重新還原形成了(幾乎)平行光。這束(幾乎）平行光入射眼睛后，在視網膜上形成了實像點。這樣，眼睛就看到了這個原物體上的那個點了。

整體看，對單個點，過程就是光線經過物鏡后會聚，經過目鏡后發散，經過瞳孔晶狀體后又會聚。

為什么口徑越大，所看到的越亮呢？粗略地說，整個物鏡面上接收到的該點的光（接收到的光量與物鏡口徑平方正比），最后都會匯聚于視網膜上的(面積為0)實像點了。因此說，口徑越大，所看到的越亮；收集光的口子大嘛。（關于為什么放大倍數越大越暗，可以這樣理解，物體表面單位面積的表面發出的等量光在高倍下在視網膜上所成像小，因此光量更集中；放大倍數高的時候，視網膜上所成像大，更分散。當然這只是大概的解釋)

物體上的任一點散射到物鏡面上的所有點最后會合于視網膜上某點了，那么物體上其他點也會這樣的。于是，視網膜上形成了了經過望遠鏡雙凸透鏡后的像。

像雖然形成于視網膜上了。但是還有個放大率的問題。

關于放大率，還以物體上一點最終散射到物鏡面上的近似平行光來解釋。看圖中藍色與紅色線，分別都是過物鏡與目鏡鏡心的，都不會發生折射。入射（幾乎）平行光束與出射（幾乎）平行光束會分別平行于他們。放大倍數可以根據紅藍這兩條線得到。放大倍數指的是視角的放大。根據簡單的三角函數關系可知道，當入射平行光與光軸夾角不大的時候，出射入射夾角比就近似等于兩個焦距的比，這正好是放大倍數。

如果希望進一步增大放大倍數，那么就是目鏡縮小焦距然后更湊近物鏡，那么圖中紅色線會更傾斜。足夠傾斜后，紅線的延長線就沒法和物鏡相交了（只能相較于鏡筒壁），這說明這時候該點其實已經跑出目鏡視野了。只有與物鏡目鏡光軸更小夾角的平行線束才能進入視野。這說明了，目鏡焦距越小，看到的視野越小。

另外，如果物距并不遠遠大于焦距，那么入射光束就沒那么平行，所成的實像點就離焦平面比較遠。這時候，物鏡與目鏡距離，就不是兩個焦距之和了，而是要比這個和大一點。這也解釋了為什么（不可換目鏡的）望遠鏡都還是有調焦裝置的。看遠近不同的東西，還是需要不同的物鏡目鏡距離的嘛。

總起來說，望遠鏡是光依次經過物鏡、目鏡、眼睛晶狀體三個凸透鏡，最后把原物在視網膜上成了實像。由于物鏡目鏡的巧妙組合，正好所成的是比眼睛直接看，放大的（且因為可能匯聚了更多光，因此可能更亮）像而已。物鏡目鏡之間的距離，嚴格說不是等于兩個焦距之和，而是物鏡像距與目鏡焦距之和。

標簽: 望遠鏡的原理