Un telescopio formado por dos lentes convexas produce imágenes invertidas. Un telescopio formado por una lente convexa y una lente cóncava produce una imagen vertical. Los telescopios ordinarios utilizan imágenes verticales, mientras que los telescopios astronómicos utilizan imágenes invertidas. El invertido es múltiplo del vertical.
De hecho, hay un prisma dentro del telescopio. El principio del prisma es convertir las imágenes de arriba, abajo, izquierda y derecha en positivas.
También hay algunos instrumentos ópticos que no tienen prismas, pero también pueden formar una imagen erecta, como las miras, que son un poco especiales. Por ejemplo, algunas miras no tienen un mecanismo para hacerlo. se convierten en una imagen erecta, pero su diseño óptico interno es muy complejo y la imagen se transfiere a través de una lente.
Los telescopios de juguete no necesitan lentes para ser positivos. Esto se debe a que la estructura galileana original adoptada por los telescopios de juguete no requiere prismas. Sin embargo, esta estructura tiene otros defectos, de lo contrario no se eliminaría.
Información ampliada:
Clasificación de los telescopios:
Los telescopios son herramientas indispensables en la astronomía y la observación terrestre. Es un sistema óptico que permite que los haces de luz incidentes paralelos permanezcan paralelos y se emitan a través de la lente objetivo y el ocular. Según el principio de los telescopios, generalmente se dividen en tres tipos.
1. Un telescopio refractor es un telescopio que utiliza una lente como espejo de recorte. Se divide en dos tipos: un telescopio galileano con una lente cóncava como ocular; un telescopio kepleriano con una lente convexa como ocular. Debido a que la aberración cromática y la aberración esférica de los objetivos de una sola lente son bastante graves, los telescopios refractores modernos suelen utilizar dos o más grupos de lentes como objetivos. Entre ellos, el objetivo de doble lente es el más utilizado.
Consiste en una lente convexa hecha de vidrio corona y una lente cóncava hecha de vidrio pedernal que están muy cerca entre sí. Elimina por completo la aberración cromática posicional para dos longitudes de onda específicas y también puede eliminar la aberración cromática posicional. La aberración para otras longitudes de onda. El debilitamiento correspondiente también puede eliminar la aberración esférica y el coma cuando se cumplen ciertas condiciones de diseño.
Debido a la influencia de la aberración cromática residual y otras aberraciones, la apertura relativa del objetivo de doble lente es pequeña, generalmente 1/15-1/20, rara vez mayor que 1/7, y la El campo de visión disponible no es grande. Un objetivo de doble lente con una apertura inferior a 8 cm puede tener dos lentes pegadas entre sí y se denomina objetivo de doble cementación. Un cierto espacio que se deja sin pegar se denomina objetivo doble separado.
Para aumentar la apertura relativa y el campo de visión, se puede utilizar un grupo de lentes objetivo con múltiples lentes. Para el telescopio de Galileo, la estructura es muy simple y la pérdida de energía luminosa es pequeña. El cilindro del objetivo es corto y muy ligero. También forma una imagen erecta, pero tiene un pequeño aumento y un campo de visión estrecho. Generalmente se utiliza en espejos de teatro y telescopios de juguete. Para el telescopio Kepler, es necesario agregar un grupo de prismas o un grupo de lentes detrás del objetivo para convertir la imagen de modo que los ojos observen una imagen vertical.
Los telescopios refractores generales adoptan la estructura kepleriana. Dado que la calidad de las imágenes de los telescopios refractores es mejor que la de los telescopios reflectores, el campo de visión es grande, fácil de usar y fácil de mantener, los telescopios astronómicos pequeños y medianos y muchos instrumentos especiales utilizan principalmente sistemas refractivos.
Sin embargo, los telescopios refractores a gran escala son mucho más difíciles de fabricar que los telescopios reflectores, porque es muy difícil fundir lentes de alta calidad con grandes aperturas y existe un problema con la absorción de la luz por vidrio, por lo que los telescopios de gran diámetro son todos del tipo reflectante
Varios tipos. La principal ventaja de un telescopio reflector es que no hay aberración cromática. Cuando la lente del objetivo adopta un paraboloide, también puede eliminar la aberración esférica. Sin embargo, para reducir la influencia de otras aberraciones, el campo de visión disponible es menor. Los materiales utilizados para fabricar el reflector sólo requieren un pequeño coeficiente de expansión, baja tensión y facilidad de pulido.
El reflector pulido suele estar recubierto con una película de aluminio en la superficie. La reflectividad de la película de aluminio en el rango de banda de 2000-9000 Angstrom es superior a 80. Por lo tanto, además de la banda óptica, la. El telescopio reflector también es adecuado para la observación a corta distancia en las bandas infrarroja y ultravioleta cercana. La apertura relativa del telescopio reflector se puede aumentar y la apertura relativa del telescopio reflector de foco principal es de aproximadamente 1/5-1/2,5.
Aún más grande, y a excepción de los telescopios newtonianos, la longitud del tubo de la lente es mucho más corta que la distancia focal del sistema. Además, sólo es necesario procesar una superficie del espejo primario, lo que supone un gran problema. Reduce el coste y la dificultad de fabricación, por lo que actualmente todos los telescopios ópticos con una apertura superior a 1,34 metros son telescopios reflectores.
Un telescopio reflector de mayor diámetro puede obtener el sistema de enfoque principal (o sistema newtoniano), el sistema Cassegrain y el sistema de eje plegable cambiando diferentes espejos secundarios. De esta manera, un solo telescopio puede obtener varias aperturas relativas y campos de visión diferentes. Los telescopios reflectores se utilizan principalmente para trabajos de astrofísica.
Los binoculares Kepler generalmente se basan en prismas giratorios para obtener imágenes erguidas. Se utilizan comúnmente los dos tipos siguientes: Prisma de Porro, el prisma más utilizado.
Los binoculares que utilizan prismas Porro son más anchos y la distancia entre las dos lentes del objetivo es mayor que la distancia entre los oculares, por lo que el efecto tridimensional es fuerte al observar objetos cercanos. Algunos binoculares compactos utilizan prismas Porro invertidos. La distancia entre las lentes del objetivo es menor que la distancia entre los oculares y el efecto tridimensional se debilita. Los prismas de Porro son fáciles de fabricar y menos costosos que los prismas de techo de calidad óptica equivalente.
Los prismas de techo se suelen utilizar en prismáticos extremadamente compactos porque son más pequeños y permiten alinear el objetivo y los oculares en línea recta. En comparación con los prismas Porro, los prismas de techo tienen dos desventajas principales: una es que hay mucha pérdida de luz y la imagen es más oscura; la otra es que requiere una alta precisión de ensamblaje, es difícil de fabricar y es más costosa. Los prismas de techo fabricados tienen un rendimiento deficiente en términos de rendimiento. Pueden alcanzar pero no superar el prisma de Porro.
Existen muchos tipos de vidrio óptico que se pueden utilizar para fabricar prismas. Los binoculares económicos suelen utilizar cristal BK-7. Los de mayor calidad utilizan vidrio Bak-4. Observe la pupila de salida de los binoculares contra un fondo brillante (como el cielo). Si los alrededores de la imagen están "cortados", utiliza vidrio BK-7 y el prisma Bak-4 puede ver un círculo claro y brillante; bordes.
3. Los telescopios catadióptricos se basan en espejos esféricos y añaden elementos refractivos para corregir aberraciones, lo que puede evitar el difícil procesamiento de superficies asféricas a gran escala y obtener una buena calidad de imagen.
El más famoso es el telescopio Schmidt, que coloca una placa correctora Schmidt en el centro del reflector esférico. Una superficie es plana y la otra es una superficie asférica ligeramente deformada, lo que hace que la parte central del haz sea ligeramente convergente y la parte periférica ligeramente divergente, lo que simplemente corrige la aberración esférica y el coma.
También hay un telescopio Maksutov que agrega una lente de menisco delante del reflector esférico. Seleccionando los parámetros y la posición adecuados de la lente de menisco, se pueden corregir la aberración esférica y el coma al mismo tiempo. Y derivados de estos dos telescopios, como el supertelescopio Schmidt, la cámara Baker-Nunn, etc. En un telescopio catadióptrico, la imagen se forma mediante un espejo y el refractor se utiliza para corregir aberraciones.
Se caracteriza por una gran apertura relativa (incluso mayor que 1), una gran potencia luminosa, un amplio campo de visión y una excelente calidad de imagen. Adecuado para fotografía de estudio del cielo y observación de nebulosas, cometas, meteoros y otros objetos celestes. Si un telescopio visual pequeño utiliza un sistema Cassegrain catadióptrico, el tubo de la lente puede ser muy corto.
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