如何选购天文望远镜

1、如何选购天文望远镜？小曾：QQ1569638698就我所遇到的情况而言，被问得最多的问题是这样的两个一一“这台望远镜能看多远？”和"这台望远镜能放大多少倍 ？你是不是正好想到了其中一个 ？1我该买什么样的天文望远镜？相信这是每个想买望远镜的同好面临的第一个问题，也是各大天文论坛的相关版面经常能见到的问题。对于这个问题，大家一般都能热心的进行解答，但是常见的解答往往是先问提问者：你准备投资多少钱？你主要希望观测什么目标？是以目视观测为主还是摄影观测为主？ 不同的观测对象和观测形式应该选择不同的望远镜等等。等到提问者回答了， 大家就又热心的帮助，告诉他应该买什么类型的望远镜，参数是什么样

2、的，大约需要多少钱等等。这样就基本解决了问题。必须承认，这是对于这个问题的一个比较科学的解答流程。但是，这种解答方式只适用于提问者本身具备一定的观测基础。 其实，更多的提问者只是刚刚入门的同好，他们并不知道自己主要会观测什么目标，也不太清楚会常用哪种观测形式，这样问反而有可能把他们问晕， 导致最后买不到合适的器材。并且，对于杂志这样的平面媒体，交互性远远不如网络，也不可能针对每一个读者的需求提出建议，因此我倒是觉得，应该换一个思路来推荐器材。这个思路有一个基本的假设，那就是假定大多数同好在刚入门时对于观测的需求和我类似， 观测水平的成长性也和我类似。这样，我就可以根据自己的情况来制定一个适合多

3、数入门同 好的器材购买方案。剩下的一些有比较特殊需求的同好再进行单独讨论。以折射镜起步望远镜不外乎三大类一一折射式、反射式、折反射式。其中最基础，也是最容易上手的，非折射镜莫属。折射镜的制造成本不是三类中最低的，但它的光路结构是最简单的，也最符合普通人对于望远镜的认识和使用习惯。入门级的折射镜价格便宜， 成像清晰锐利，比较明显的缺陷可能只是会有一些色差 （什么叫色差我们后面的文章会谈到）。折射镜适用的观测范围非常之大，日常维护却比较省心。这种种优点决定了折射镜是入门级爱好者最适合使用的 天文望远镜。在经济条件允许的情况下，我建议大家购买这么一套装备（第一遍看可能很多名词和参数看 不懂，没关系，

4、后面我们会详细解释）：1、购买知名品牌的产品。国内品牌在价格上有一些优势，国际品牌在质量上可能会略胜一 筹，如果你是第一次购镜手头又不是特别宽裕，还是考虑国内品牌吧。2、主镜口径 80mm-102mm 焦距 600mm-1000mm3、支架部分随主镜成套购买，这样最省心。这里所说的支架，除了最下面的三脚架以 外，还有连接三脚架和主镜， 并使主镜能够自由转动的装置。 这个装置又分为两种普通 的地平式支架和赤道仪。4、其余附件一般会包含在主镜和支架的套装里，比较典型的附件包括寻星镜及其支架、90 度或 45 度天顶镜、 2 至 3 个焦距不同的目镜、载物盘等，如果有赤道仪，那么还有平衡 重锤及其连

5、接金属杆、 微调螺杆等部件，另外有些产品还会赠送太阳滤光镜、 摄影接口等其 他附件。这样，根据你购买的望远镜参数不同和配件不同，总共的花费应该在 1500 元-3500 元之间。 明显低于这个价位的望远镜就有些玩具的味道了，而更好的暂时也用不到。两个经典的问题下面进入“名词解释”时间。 关于折射镜的基本成像原理如图 1 所示，其实就是两片凸透镜 形成的一个简单光路， 其中位于被成像物那端的凸透镜叫做物镜， 位于人眼那端的凸透镜叫 做目镜。接下来，我希望大家想一想： 如果你看到别人正在使用一台望远镜， 你肯定会询问这台望远 镜的有关情况。那么，你脱口而出的第一个问题是什么呢 （“这台望远镜多少钱

6、？”这个问 题不算在内）？就我所遇到的情况而言，被问得最多的问题是这样的两个“这台望远镜能看多远？”和 “这台望远镜能放大多少倍？”你是不是正好想到了其中一个？ 但我要告诉你，这两个问题的问法都是错误的，别人一听就知道提问的人肯定是个门外汉。首先说第一个经典问题， 我一般会这样反问： “你认为人的肉眼能看多远？”提问者往往会 说：“我也不知道。 ”但我相信他心里肯定认为人的肉眼最多看几公里了不起了。 这时我会 告诉他：“你看天上的月亮，那是在 38 万公里以外；你看天上的太阳，那是在 1.5 亿公里 以外；你看到的满天恒星最近的都在几光年以外， 而你能看到的最远的天体”在这里我 会停顿一下，让

7、提问者能够重新整理一下思绪， “是著名的仙女座大星系， 它远在 220 万光 年之外！人眼尚且如此，你说望远镜能看多远呢？”那么，正确的问法是什么呢？想一想？一个比较正确的问法是：“这台望远镜能看到多暗的天体？”望远镜看到暗天体的能力叫做“光力”， 望远镜光力的大小与其口径有关， 口径越大光力越 强。所谓口径，顾名思义就是这台望远镜进光口的直径，对于折射镜而言就是物镜的直径， 用字母D表示。不过，衡量光力大小如果直接用口径的话不够直观，因此我们又定义了一个概念，叫做“极限星等” ，简单理解就是这台望远镜在最理想的条件下能看到多暗的星，这样就非常直观了。显然，极限星等也是取决于望远镜口径的， 口

8、径越大，极限星等也就越大。面让我们来进一步理解什么叫做“看到”了一个物体。想必大家都曾经听说过， 当年外国的宇航员飞上太空后号称能从太空中看到中国的长城， 这很让我们骄傲了一阵子， 但后来就 有人指出，人的肉眼分辨率有限， 不可能在那么远的地方分辨出长城这种宽度只有几米的物 体，因此在太空中看不到长城。最近，中科院的一个科研团队正式确认了这一结论。这里有一个“分辨率”的概念。 分辨率是指一个观测设备 （比如人眼或者望远镜） 分清目标 细节的能力，当给定一个观测设备以后， 它的分辨率就固定了， 这时它能不能分辨出一个物 体，就取决于这个物体本身的大小和它离观测设备的距离。 我们可以这样来直观的理

9、解： 你 从很远的地方向我走来，一开始我只能看到天边出现了一个人影，慢慢的能分清你的四肢， 再近一点才能看清你的五官， 等你走到我身边时，我才能看清你眼角的鱼尾纹。 而对于天文 望远镜，由于它观测的目标都是天体， 因此其分辨率被定义为能分清天球上最近的两个点之 间的角距离。望远镜的分辨率也是与口径有关，口径越大分辨率越高。那么，能否看到一个物体是不是取决于分辨率呢？人的肉眼在太空中确实无法分辨长城这种 宽度的物体，但我们不妨这样假设： 如果能够给长城涂上一层强力荧光粉， 到了晚上，周围 都黑了，但长城还在发出强光，这时人的肉眼在太空是不是也有可能看到长城呢？因此，我们要搞清楚“看到一个物体”和

10、“分辨出一个物体”的区别， 前者只需要观测设备 能接收并感知到这个物体发出来的光就可以了， 这取决于该物体本身的亮度以及其相对于周 围环境的反差，而后者才取决于观测设备的分辨率。 能看到一个物体而不能分辨出一个物体 的一个典型例子就是肉眼能看到恒星， 而恒星是点光源，角直径近似无穷小，肉眼是不可能 分辨的。所以，关于在太空中肉眼看不到长城的结论是对的，但他们的理由却不太正确。说到这里，相信大家已经意识到， 光力和分辨率是望远镜最重要的两个指标光力决定了 你能看到多暗的星，分辨率则决定了你能看清月球上最小的环形山的大小。 而这两个指标都 和口径有关，因此，口径是望远镜最重要的物理参数。那么，对于

11、第一个经典问题，最准确 的问法就是：“这台望远镜的口径多大？” 再说第二个经典问题。 造成这个问题的原因是很多人以为给定了一台望远镜之后， 其放大率 就是固定的，殊不知，根据后端的目镜不同， 这台望远镜的放大率是可以变化的。 放大率取 决于望远镜的第二个重要参数焦距（用字母 F 表示，有的厂商也可能用 f 表示），其具 体值等于物镜的焦距除以目镜的焦距。物镜的焦距数值一般会标在物镜端或镜筒上（如图 2 所示），目镜的焦距数值一般会标在目镜侧面（如图 3 所示），计算起来非常方便。比如， 一台焦距800mm勺望远镜，使用 20mm目镜时放大率是 40倍，使用8mm目镜时放大率就是 100 倍。那

12、么，对于第二个经典问题，正确的问法应该是：“这台望远镜的焦距是多少？”到这里你可能会说： “既然这样，那我可以用焦距很短勺目镜来得到更高勺放大率， 看到更 清晰勺图像。 ”其实这个想法也是不太对勺。 短焦目镜确实可以得到更高勺放大率， 但一台 望远镜并不能一味勺追求高放大率。 首先，由于口径定了，光力就定了，目标在望远镜中勺 总亮度也就定了。放大率越高， 成勺像越大，其单位面积勺亮度就会越低， 成像就会变得越 暗。其次，还是由于口径定了，分辨率就定了，更高勺放大率并不能获得更高勺分辨率（可 以这样理解：两颗靠得很近勺星看起来就像一颗，提高放大率以后，它们看起来还是一颗， 只不过象变得更大了而已

13、）。再次，过高勺放大率会放大大气抖动勺影响，增加调焦勺难度 （关于调焦我们会在后面勺文章中详细谈到） 。最后，放大率越大视场一般而言会越小。这 些因素都并不利于观测。 在这里有一个“视场”勺概念， 简单理解就是我们在目镜里所能看到的天空范围。但是， 显而易见的， 如果放大率过小，我们又无法充分发挥这台望远镜的性能。那么怎样的 放大率能够最大限度的发挥一台望远镜的性能又不至于过分呢？经验告诉我们， 这个放大率 一般是望远镜口径以毫米为单位时的数值，叫做有效放大率。比如，一台口径80mmB勺望远镜，其有效放大率就是 80 倍。当然，根据不同的对象，我们选用的放大率也会不同，对于 月球、 大行星这种

14、比较亮的天体， 选用的放大率比有效放大率更大一些也没什么关系， 但对 于那些比较暗又有一定大小的星云、星系等，选用的放大率就最好比有效放大率低一些。表1口径（ mm） 分辨率（角秒） 极限星等（等）60 2.33 11.070 2.00 11.380 1.75 11.690 1.56 11.9100 1.40 12.1望远镜的支架部分对于支架部分，三脚架没什么好说的，关键就是地平式支架和赤道仪要重点谈一谈。地平式支架，也被称为经纬支架，是最简单的一种支架形式。如图 4 所示， 望远镜通过两个轴分别在水平和竖直方向转动， 从而达到指向任意方向的目的。 这种支架形式操控起来是最 方便最直观的， 如

15、果两个轴都设置有微调旋钮的话， 对于比较精确的定位天体的位置也是很 方便的。 有一些厂商直接将地平式支架做成了类似摄影用云台的那种形式，一个大手柄同时进行两个轴的锁紧、 松开和转动， 这样控制起来更加方便， 而且其接口还是标准的相机接口， 可以和摄影三脚架通用。但是， 稍微深入想一想就会发现，因为地球的自转，天体有周日视运动，我们的望远镜指向 一个天体后如果保持静止不动， 你就会看到这个天体在望远镜视场中向一个方向移动， 很快 就会移出视场。 如果我们想长时间跟踪一个天体的话， 最好的办法就是让望远镜和天体同步 转动， 以抵消地球自转的影响。 实现这个想法的最好的装置就是赤道仪。 如图 5 所

16、示就是一 台典型的赤道式望远镜， 其赤道仪虽然也是由互相垂直的两个轴组成的， 但所不同的是这两 个轴并不在水平方向和竖直方向，而是一个指向天极（与地球的自转轴平行），一个与之垂 直。指向天极的轴叫做赤经轴， 望远镜围绕赤经轴转动， 即可追踪天体的东升西落。与赤经 轴垂直的轴叫做赤纬轴， 理论上如果你的赤经轴方向比较精确的指向了北天极， 那么当找到 一个天体后，赤纬轴就可以锁死了，因为跟踪天体不需要在赤纬方向有任何转动。中高端的赤道仪一般都会配备有电动跟踪装置， 一个马达以一定的速率转动， 通过传动装置 带动赤道仪的赤经轴以天体的周日视运动速度自西向东转动，这样当我们找到一个天体时， 只需要打开

17、马达，这个天体就会一直保持在视场的中央。当然，电跟装置需要额外的花费， 如果你一时没那么多钱， 又主要是目视观测不怎么照相的话， 那么电跟装置可以先不配， 等 时机成熟时再加一套电跟装置或者买一台新的带电跟的更好的赤道仪。说到这里你可能会问： “地平式支架难道就不能跟踪天体的运动了吗？”当然也能， 只不过 需要水平和竖直两个方向同时转动才能跟踪， 这样比较麻烦。 比如， 在没有电动跟踪的情况 下，当一个天体移出了视场较长时间， 如果是赤道式望远镜， 那么我们只需要持之以恒的转 动赤经轴就一定能把这个天体找回来， 但地平式的话， 我们就无法知道两个轴该各转动多少 才能将其找回来， 这个时候就只能

18、对照星图重新找一遍。 地平式支架也可以做成电动跟踪的， 但这就不是一个简单的恒定速率单轴转动了， 而需要电脑 （可以是支架内置的小电脑也可以 是外接的控制电脑） 根据当前目标的位置实时计算两个轴分别需要怎样转动。 如果要进行长 时间跟踪曝光的天体摄影，那么采用赤道仪会非常方便，如果是地平式，就算能电动跟踪， 视场里的象也会产生场旋，还需要后端的相机或者 CCDS行相应的同步旋转才能抵消，非常麻烦。关于天体摄影的相关问题，我们后面的文章会详细介绍。说了这么多赤道仪的优点，也该说说它的缺点了。 首先， 赤道仪使用起来上手比较麻烦，因 为它和我们平时的一些思维惯性不同， 一开始你可能会发现你根本无法

19、将赤道仪指向想指的 位置。当然， 用熟了以后就好了。 第二， 同档次的支架系统， 赤道仪会比地平式支架贵一些。 第三， 一般而言，赤道仪会比经纬支架体积大不少，也要笨重不少，这样它的便携性就会差 一些。 比如有些经纬支架小到可以集成到三脚架顶部， 一个三脚架包就都背走了，而再小的赤道仪恐怕也无法和三脚架放到同一个三脚架包里。如果你在自己家里观测还好，要是需要外出去别的地方观测，你就会意识到便携性是多么的重要。第四，如果你极轴对得不准 （就是赤道仪赤经轴的指向距离天极有一定的误差） ，那么你跟踪一个天体时就会发现也需要两 个轴都转才能跟踪，只不过赤纬轴需要转的量比较小而已。最后，赤道仪即使能电动

20、跟踪， 但要是电机和赤道仪的跟踪精度不够， 同样会出现跟踪误差， 要用这样的赤道仪进行天体摄 影也不会太轻松，而高精度的赤道仪价格则一般非常昂贵。因此，赤道仪虽然好用，但在好用性提升比较有限的情况下牺牲掉一定的经济优势和便携优势究竟值不值得，还需要你根据经济情况和观测目的做出自己的选择。 如果非要我给一个建议， 那我只能说： “你看好的那 一台望远镜套装里的是什么装置就要什么装置吧， 这样最省心！ ”不过， 无论是地平支架还 是赤道仪， 一定要有微调装置才好用 （已经实现了完全电动控制的中高端支架系统又另当别 论，这种系统往往没有手动的微调装置），这一点购买时务必要问清楚。FSQ106-赤道式

21、赤道式望远镜FSQ106物 镜Meade203-地平式目镜开普勒折射镜原理图物镜就是这台望远镜各主要部件分解图，从左到右、从上到下分别为三脚架、赤道仪、载物盘、90度立像天顶反射镜、目镜、配重及连接杆、主镜（含抱箍）、寻星镜（含寻星镜支架）、 微调螺杆等。安装步骤 第一步，将三脚架展开后放到地上，并安装载物盘。常见的三脚架有两类，一类是本例的这种，整体为一体化设计，中部有载物盘托架进行展开 角度的限制（以免展得过开而垮掉），载物盘直接安放在托架上再用螺帽固定。这类三脚架 使用非常方便，直接往地上一放将三条腿往外拉至最大角度，再把载物盘装上去即可。不过有的载物盘是三角形的（本例就是如此），因此装

22、上去时要先错开一定角度，再往里转正入槽（如图2所示），这样载物盘能顶住托架的可弯折部分，三脚架就不会因为不小心的碰撞而向内收拢了。另一类三脚架是三条腿分体式设计的，安装时要分别用螺丝将其拧在经纬支架或赤道仪的底座上，其载物盘一般是挂钩式的， 需要手动调整三条腿的角度再将载物盘挂上，三条腿向外扩展和向内收拢的限位都靠载物盘本身来完成。这类三脚架的安装显然比上一种要麻烦得 多，因此现在越来越少见了。第二步，安装赤道仪，对极轴。安装过程非常简单， 直接将赤道仪“坐”在三脚架上，从下端用螺丝拧紧即可。 这个螺丝有的直接和三脚架做到了一起（本例就是如此），这样省得单独存放和保管。也有的是和三脚架分离的单

23、独一个大螺丝，这样的设计便于三脚架在必要时连接其他赤道仪，因此这两种设计各有优劣。另外，本例中的三脚架在侧面还有一个小螺丝用于进一步锁定赤道仪，也需要拧紧。接下来要进行一个非常重要的步骤对极轴。赤道仪要想正常工作， 必须将自己的赤经轴方向对准北天极，这个过程称之为对极轴。 精确对极轴比较麻烦， 也需要相对较好的器材支 持，对于本例这种使用入门级小赤道仪进行目视观测而言，只需要粗对极轴就可以了， 这只要求你知道观测地的方向和地理纬度。如图3所示是本例所使用的赤道仪， 在赤道仪底座的上方有一个醒目的地理纬度刻度盘，从0到90度，刻度盘上方有一个小箭头指向刻度盘 （如图4所示）。我们只需要拧松锁紧螺

24、丝和限位螺杆，将那个小箭头指向对应当地纬度的示数， 再把锁紧螺丝拧紧， 限位螺杆轻轻拧到拧不动为止 （拧这个不要使太大劲， 因为它不是起锁 紧的作用， 而是起限位和微调的作用。 至于它起作用的原理， 我建议有条件的读者自行研究 一下， 这里就不再赘述了）。在纬度刻度盘上的那个旋转轴就是赤经轴，它的指向就是极轴 方向，在粗对极轴的情况下只需要把极轴方向大概的对着北方就可以了。 赤经轴上方与之垂 直的旋转轴是赤纬轴， 赤纬轴顶部就是和望远镜主镜相连的平台或者卡槽。 赤经轴和赤纬轴 也都有自己对应的锁紧螺丝， 松开之后两个轴就可以自由旋转。 有的赤道仪还配备有微调装 置，用于在锁紧的状态下微调两个轴

25、的方位，具体用法后面详谈。第三步，安装配重。在安装主镜之前， 我们应该先装好配重。 配重一般由重锤和连接金属杆组成， 先将连接杆拧 在赤纬轴下端对应的螺口里， 然后拧掉金属杆另一端的防重锤滑落的保护装置， 将重锤穿入 连接杆中部， 拧紧，再将防滑落装置拧回。 重锤里一般设计有一小段可自由滑动的短金属杆， 这种情况下需要锁紧螺丝在下方时才能将重锤穿入连接杆， 具体原因手头有赤道仪和重锤的 同好一看实物便知，不再赘述。第四步，安装主镜及相关附件本例中的主镜是通过抱箍连接到赤道仪上的。如图 5 所示， 抱箍下方的突出部分正好能卡在赤道仪顶部的卡槽里， 拧紧卡槽侧面的螺丝就能将其固定。 一些载重量较大

26、的赤道仪卡 槽的侧面可能有一大一小两个螺丝， 拧紧的时候应该先拧大螺丝再拧小螺丝。 主镜直接放在 抱箍里， 扣上抱箍拧紧螺丝就能锁定主镜。 有的镜子没有设计单独的抱箍， 而是直接在主镜 上固定了一个突出部分卡在赤道仪的卡槽里，这种设计虽然省事，但是灵活性却很差。主镜和抱箍分开设计的话， 抱箍可以自由连接其他粗细差不多的望远镜， 主镜也可以方便的 连接其他抱箍。 在后面谈到的调平衡的过程中， 分体设计在赤纬轴的调节上也要方便和安全 得多。 另外，有的抱箍和赤道仪之间是直接通过螺丝和螺口连接的， 这需要使用六角螺丝刀 用于拧紧（原配的附件里会有一把），比较麻烦，不过稳定性最好，因此多见于一些高档赤

27、 道仪。主镜装好后， 我们就可以在其尾端直接装目镜了。 不过考虑到多数情况下我们观测的天体地 平高度都比较高， 望远镜也会仰得比较厉害， 这个时候直接在尾端装目镜会让观测变得非常 难受（有可能需要蹲得很低同时头又要往上抬） ，因此我们需要在主镜和目镜之间插入一个 小的辅助设备 90 度立像天定反射镜，其内部是一个普通的平面镜，将光路进行 90 度的 转向，这样我们就可以从侧上方很舒服的观测天体了。寻星镜也是一个重要的辅助工具。寻星镜短小精悍， 放大率低，视场大， 用于粗略定位 目标天体的位置非常方便。 寻星镜通过支架和主镜相连， 本例的寻星镜支架是利用螺丝拧在 主镜上的（如图 6 所示）， 另

28、有一类支架通过卡槽方式和主镜连接。 寻星镜支架前后两个箍 圈各有三颗小螺丝用于调节寻星镜的指向，其作用后面详谈。微调螺杆是本例中的又一辅助工具。 如图 7 所示， 赤道仪的赤经轴和赤纬轴处各有一根 光滑的小金属杆向外伸出， 我们只需要将微调螺杆套进小金属杆， 并将锁紧螺丝对准金属杆 上的凹槽拧紧，就可以在相应的那个轴锁紧的情况下，通过旋转微调螺杆进行该轴的微调。 另外有一些赤道仪直接设计有微调旋钮，这样就更省事了。第五步，调节整个系统的平衡到这里， 我们已经可以开始尝试进行观测了。 但要是想让接下来的观测变得更轻松和舒服，我们还需要首先调节系统的平衡。首先调节赤纬轴的平衡。 在所有必要附件都安

29、装到位的情况下，拧松赤纬轴，将主镜放平，这时主镜的两端就像天平的两端一样，如果有一端重，那一端就会下沉（如图8所示），这时我们要做的就是松开主镜的抱箍，前后移动主镜的位置以令其达到平衡（如果抱箍和主镜一体化设计，这时就只能松开赤道仪卡槽上的锁紧螺丝来进行前后移动，比较麻烦和危 险）。有时由于摩擦的原因即使有一端重也不易下沉，这时我们就需要用手拨动主镜的两端，通过运动到停止的过程来判断两端的平衡情况。听起来好像很复杂，实际动手试一下就会发现非常简单。赤纬轴的平衡一开始不用调得太精确，因为有一个原因会让你不久后还要再次调节。赤经轴的平衡是通过调节重锤在金属杆上的位置实现的（在这里重锤就像一个秤砣）， 具体调节方法和赤纬轴类似，这个一开始就可以调得精确一些，后期变化空间不大。第六步，随意指向远方的目标，调焦。给定一台望远镜以后，其物镜的焦距就固定