双筒望远镜的基本知识

Posted on May 18, 2010

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经常听到想购买望远镜的朋友询问:“你的望远镜能看多远?”、“你的望远镜能放大多少倍?”、“你的望远镜能把天上的星星放多大?”……诸如此类的问题反映了大家对于望远镜和天文知识的缺乏。

所谓“看多远”、“放多大”的提法既不科学,也没有意义,望远镜的品质也决不是这样来评价的。

事实上,“看多远”完全取决于被观测目标的亮度,只要目标足够明亮,不用望远镜也能看到无穷远,譬如我们用肉眼能看到的6000颗左右的恒星,实际上都可认为在无穷远处;而“放多大”更是因缺乏天文基本知识才会提出的问题,这是因为我们所见的“天上的星星”99.9%以上都是恒星,而恒星离我们如此遥远,所以即使用地球上最大的望远镜来观测,它们仍然只是一个个几何亮点(亮点越小,表明望远镜的光学成像质量越高;反之,如果在望远镜中看到恒星有了视面甚至有了颜色,则可断定其光学系统存在严重弊病),只有那些太阳系中的天体(如太阳、行星、卫星、彗星等)或太阳系外有视面的天体(如星云、星系、星团等)才能借助于望远镜放大。那么“放大倍数”是不是选购望远镜所首先要考虑的性能指标呢?绝对不是!它不但排不上第一,而且如选择过大,将导致成像质量严重恶化。

市场上有五花八门的双筒望远镜,它们的外观、大小、价格和用途各不相同,有的用于观赏风景、体育比赛和文艺演出,有的用于观察鸟类和其他动物,有的用来进行定点监视(如森林、电业、公安部门等),也有人用来欣赏夜空中神奇美丽的天体……如果你想选购一架适合于自己的双筒望远镜,那么必须知道下面的知识。

望远镜型号中的数字代表什么意义?

市场上出售的双筒望远镜上,都标有这样的数字:7X35、8X50、15X70等X号前面的数字代表放大倍数(上述三个望远镜的放大倍数分别为7、 8、 15),X号后面的数字代表双筒望远镜单个物镜(靠近观察物一边的镜子)的直径,以毫米为单位(上述三个望远镜物镜的口径分别为35、50、70mm)。不同类型的望远镜的规格表示方法只有一些细小的差距,但都不脱离这个模式,下面一一说明:

  • 固定倍率的望远镜(也是最常见的望远镜)的表示方法:倍率X物镜口径(直径,mm),比如7X35表示该种望远镜的倍率为7倍,物镜口径35毫米;10×50表示该种望远镜的倍率为10倍,物镜口径为50毫米。
  • 连续变倍望远镜规格的表示方法:连续变倍望远镜是用“最低倍率-最高倍率X物镜口径(直径mm)”来表示,如8-25X25表示该种望远镜的最低倍率是8倍、最高倍率是25倍、在8倍和25倍之间可以连续变换、口径是25毫米。
  • 固定变倍望远镜的表示方法:低倍率/高倍率(/更高倍率)X物镜口径(直径mm),有时候也用最低倍率-最高倍率X物镜口径(直径mm)的表示方法,例如15/30X80指倍率为15倍和30倍固定变倍、口径为80毫米的望远镜。
  • 防水望远镜的表示方法:一般在望远镜型号的后面加WP(Water proof),如8X30WP指倍率为8倍,物镜口径为30毫米的防水望远镜。
  • 广角望远镜的表示方法:一般在望远镜型号的后面加WA(Wide Angle),如7X35WA指倍率为7倍,物镜口径35毫米的广角望远镜

放大倍数(倍率)和视场

望远镜的放大倍数(倍率)是通过望远镜观测时将目标的张角放大的倍数(通俗地说,就是望远镜拉近物体的能力,譬如用7倍的望远镜观测700米处的物体,就相当于用肉眼观测100米处物体的效果),它的数值等于物镜焦距与目镜焦距之比。在物镜焦距已经固定的情况下,只要变换目镜的焦距就能改变望远镜的放大倍数。

视场(Field of view)是指在一定的距离内观察到的范围的大小。视场越大,观测的范围就越宽广越舒适,视场一般用千米处视界(可观测的宽度)和换算成角度(angle of view)来表示,常见的有三种表示方法:一是直接用角度,如angle of view: 9°;二是千米处的可视范围,如Field of view: 158m/1000m;三是千码处英尺,实际上和第二种差不多,如Field of vies: 288ft/1000y.一般来讲,口径越大,倍率越低,视场就越大,但目镜组的设计也很关键。

一架望远镜的合理倍率是与望远镜的口径和观测方式相关的:口径大的,倍数可以适当高些,带支架的的可以比手持的高些。倍率越大,稳定性也就越差,观察视场就越小、越暗,其带来的抖动也大增加,呼吸的气流和空气的波动对其影响也就越大。手持观测的双筒望远镜,7-10倍之间是最合适的,最好不要超过12倍,如果望远镜的倍率超过12倍,那么手持观察将会很不方便。世界各国军用的望远镜也大多以6-10倍为主,如我国的军用望远镜主要是7倍和8倍的,这是因为清晰稳定的成像是非常重要的。假如你需要观察某些小范围景物的细节和特写(如观鸟、动物、观测天体等)或者还要摄影录像等,则必须使用10倍以上的望远镜(为了成像清晰,口径也得相应增大),但此时你一定要为双筒望远镜配一个稳固的三角架。

看得清不清楚主要由什么因素决定?

望远镜的通光口径(大致上相当于物镜直径)越大,收集光的能力越强,看到的像就会越清楚(专业上称为“分辨率”或“分辨本领”越高),一架望远镜通光口径的大小限制了它所允许的放大倍数,所以你若想要看得更清楚,不是要增加放大倍数,而是要增大通光口径。但对于手持式的双筒望远镜来说,物镜口径的增大会使望远镜变得笨重,所以手持双筒望远镜的口径不宜超过60mm,否则不用三脚架就无法拿稳它。如果你是经常在明亮处使用双筒望远镜。那么口径稍小一些没什么太大关系,但如果你想在较为暗弱的光照下观测目标,比如观看照明不太好的舞台、阴暗处的动物或观测天体,那么口径大一些就显得十分重要了,它会直接影响到你能否看清楚目标。

当然,望远镜中的景物清不清楚,除了通光口径外,还与其他诸多因素有关,譬如镜片所用材料、形状、结构、磨制、胶合、镀膜、安装、调试工艺以及目镜类型、质量等,所以即使是口径相同的望远镜,也会因上述因素的不同而导致成像质量的巨大差别,业外人士对这些通常是难以了解和鉴别的。

什么因素会影响观测景物的亮度?

如果用物镜口径(以mm为单位)除以放大倍数,如35/7、50/8、70/15,那么你就可以得到以毫米为单位的通过望远镜射到眼睛处的光束直径。这个数值越大,你眼睛接收到的光或被观测目标信息就越多,这个数值称为望远镜的出射瞳孔。它对我们选择望远镜有什么用处呢?

假定你准备购买一个用于观察鸟类的双筒望远镜,并且你希望用它在黎明或傍晚观鸟,而那时的鸟常常落在树丛中,藏在暗影里。如果你买一个10X25的双筒望远镜,那么出射瞳孔直径为25X10= 2.5(mm),而我们眼睛瞳孔的直径在不同明暗条件下的变化范围约为2mm至7mm。光越暗,瞳孔直径越大。如果你准备用双筒望远镜在暗处观察,则应选择望远镜的出射瞳孔与你的眼睛在暗处时的瞳孔直径相近的双筒望远镜,这样才能最有效地利用望远镜所接到的信息。那么7X 50的双筒望远镜如何呢?它的出射瞳孔为50/7=7.14mm,几乎与人眼在最暗处的瞳孔直径相等,它收集到的光能被你的眼睛高效率地接收到,所以是较理想的选择。不过由于人眼瞳孔直径的变化范围因人而异(比如四十多岁人的瞳孔直径就只能扩张到4~5mm),而且正常使用望远镜大都在白天,所以出射瞳孔一般选择在3~7mm就可以了。

什么叫镀膜?镀膜有什么用处?

如果你注意观察,你会发现望远镜的物镜表面呈现不同的颜色:红、蓝、绿、黄、紫等,这就是平常所说的镀膜(也称增透膜,是特制的化学薄膜层)。如果不镀膜,会有50%的光线在通过物镜时被漫反射掉而无法到达你的眼睛,并且造成一种雾茫茫的现象!镀膜可以提高透光率,增加亮度与色彩的对比度、鲜明度,大大改善观测效果。所以,现在的正规望远镜厂家都不同程度地为望远镜镜片进行光学镀膜。一般镀膜层越多、反光越小,效果就越好。镀膜的颜色需根据镜片的光学材料与设计要求而定。在正常使用情况下,蓝膜、绿膜都较为优秀。

选购双筒望远镜时要选择全镜面多层镀膜的,为什么?请看下述各种镀膜的区别:

  • 光学镀膜:这是最低级的镀膜,价格较便宜,一般是一个镜面镀单层膜,一般镀物镜。
  • 全镀膜:所有的镜片都要镀单层膜。这样会使光的通过率从50%提高到80%。
  • 多层镀膜:至少有一个镜面镀不止一层的膜。
  • 全镜面多层镀膜:这是最高级的镀膜。它表示对所有的镜面都进行多层镀膜,可将光的通过率提高到90~95%!

现在市场上有很多反光很强、亮闪闪的红膜望远镜,一些经销商把这种镀膜称为“红外线”“次红外线”“红宝石镀膜”等等,最后会告诉你这是全天候的、能在夜间观察的红外线夜视望远镜,请广大镜友千万不要上当。真正的红外线夜视仪是光电管成像,与望远镜结构和原理完全不同,白天不能使用,需要电源才能观察。其实当光线穿透玻璃时,将无可避免的造成一些反射而降低亮度,镀红膜后因为反射严重亮度降低更多,这类望远镜正常是在雪地上阳光强烈照耀刺眼时,降低亮度所使用,在正常情况下使用,蓝膜是比较优秀的(好多名牌摄像机和照相机镜头都是采用镀蓝膜,就是这个道理)。

如果戴眼镜,应该怎样选择双筒望远镜?

随着你的眼睛逐渐靠近目镜,当你正好能看清楚全部视场或看清楚视场中的目标时,你的眼睛与目镜间的距离称为“出瞳距离”。不同望远镜的出瞳距离不同,一般在5- 20mm之间。目镜上面的胶皮眼罩就是为了使观察时眼睛处于合适距离、感觉舒适而设置的。如果你需要戴着眼睛来观看双筒望远镜,那么眼睛与目镜之间的距离变大,所以要选择出瞳距离大一些的。

何种型号双筒望远镜适合星空观测?

假如你用双筒望远镜来观测星空,那么物镜口径是最关键的,因为它直接决定了望远镜的分辨本领。

如果你要手持双筒望远镜,则口径选择50或60mm,放大倍数选择7~8倍为佳;如果你计划将双筒望远镜固定在三脚架上使用,那么口径可以增大到70~80mm, 放大倍数则可增大到20倍。

当然,如果你希望取得更好的星空观测效果,那么最好还是选购一架天文望远镜。

DCF、UCF、PCF是什么意思?

DCF、UCF、PCF是人们对望远镜型号的习惯称呼,DCF是指采用别汉棱镜的直筒式望远镜,UCF是指采用保罗棱镜的小型望远镜,也就是常说的小保罗,采用棱镜倒置式结构,PCF是指采用保罗棱镜的大型望远镜,也就是常说的大保罗。

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