學習天文學，望遠鏡就是一個繞不開的話題。有很多小伙伴問過我，某某品牌的天文望遠鏡能看多遠啊，能放大多少倍啊。其實這種關(guān)于看多遠、放多大的提法既不科學，也沒有意義，望遠鏡的品質(zhì)也不是這樣來評價的。本文詳細向大家介紹關(guān)于天文望遠鏡的性能參數(shù)。

一、放大倍率（或倍數(shù)）

所謂的望遠鏡的放大倍率是指目視望遠鏡的物理量，即角度的放大率。望遠鏡的放大倍數(shù)（倍率）是通過望遠鏡觀測時將目標的張角放大的倍數(shù)（通俗地說，就是望遠鏡拉近物體的能力，譬如用7倍的望遠鏡觀測700米處的物體，就相當于用肉眼觀測100米處物體的效果）。這個 放大倍率可以用這個公式求出：放大倍數(shù)=物鏡焦距/目鏡焦距（也等于物鏡入射光瞳與出射光瞳之比）。例如，1000mm焦距的望遠鏡使用20毫米的目鏡，放大倍率=1000/20=50（倍）理論上物鏡焦距越長或目鏡焦距越短，倍數(shù)就越高，只要變換不同的目鏡就能改變望遠鏡的放大倍數(shù)。

圖10.1 不同放大倍數(shù)的仙女座大星云

在實際使用過程中，受物鏡分辨本領(lǐng)，大氣視寧靜度及出瞳直徑不能過小、觀測地的環(huán)境、被觀測物體的特征等諸因素的制約，望遠鏡的放大倍率也不是可以無限制的增大；一架天文望遠鏡通常都會配置幾個不同焦距的目鏡，也就是有幾個不同的放大倍率可用。觀測時，絕不是以最大倍率為最佳，而應以觀測目標最清晰為準。

不同口徑的可用最高倍率可以參考經(jīng)驗公式：

折射望遠鏡：口徑（毫米）的1.5~2倍；

反射/折返式望遠鏡：口徑（毫米）的1~1.5倍

高質(zhì)量的天文望遠鏡可以提高放大倍數(shù)，在觀測條件非常理想的情況下（大氣穩(wěn)定度很高的情況）可以達到口徑（毫米）的3倍甚至以上。

二、 解析力

解析力（分辨力）是天文望遠鏡非常重要的一個參數(shù)，它是指望遠鏡能夠分辨兩個接近星點的能力。望遠鏡的分辨本領(lǐng)由望遠鏡的分辨角（δ）的倒數(shù)（1/δ）來衡量，分辨角通常以角秒為單位，是指剛剛能被望遠鏡分辯開的天球上兩發(fā)光點之間的角距。對于目視望遠鏡，根據(jù)光的衍射原理可推得望遠鏡的理論分辨角（相對于人眼最敏感的波長λ=555納米而言）為：δ”=140/D(mm) （式中D為物鏡的有效口徑）。

圖10.2 天文愛好者在調(diào)試天文望遠鏡

人的視覺分辨力約為1°。由于大氣寧靜度與望遠鏡系統(tǒng)像差等的影響，望遠鏡的實際分辨角要遠比理論分辨角大（較好的望遠鏡也只能介于0.5到2角秒之間）。望遠鏡的分辨率越高，越能觀測到更暗、更多的天體，看到的像也越清楚。所以說，高分辨率是望遠鏡最重要的性能指標之一。當兩個星點的分隔小于解析度的時候，則望遠鏡就不能將這兩顆星分辨為兩個星點。

例如，140毫米口徑的望遠鏡，解析力=120″/120毫米=1″，即可以分辨1″角距的雙星。

三、聚光能力與極限星等

聚光能力與望遠鏡的物鏡面積（S）成正比，S=πD^2/4，也就是說，望遠鏡的口徑（D）越大，望遠鏡的聚光能力越強。人眼睛的瞳孔直徑大約為0.8厘米，一臺口徑為12厘米口徑的望遠鏡為人眼聚光能力的225倍。

通過望遠鏡可以看到人眼睛不能看見的暗弱星體。這是因為望遠鏡的聚光能力比人眼睛強，更夠看到更暗的星，但也是有限的。極限星等是指通過望遠鏡所能看到的最暗的星等。人的肉眼能看到的最暗的星為6等，一臺50毫米的望遠鏡則為10.3等，口徑越大的望遠鏡所能看到的極限星等越暗。

圖10.3 梅西耶天體排名第一的蟹狀星云，編號M1

事實上，“看多遠”完全取決于被觀測目標的亮度，只要目標足夠明亮，不用望遠鏡也能看到無窮遠，譬如我們用肉眼能看到的6000顆左右的恒星，實際上都可認為在無窮遠處。這是因為我們所見的“天上的星星”99.9%以上都是恒星，而恒星離我們?nèi)绱诉b遠，所以即使用地球上最大的望遠鏡來觀測，它們?nèi)匀恢皇且粋€個幾何亮點（亮點越小，表明望遠鏡的光學成像質(zhì)量越高；反之，如果在望遠鏡中看到恒星有了視面甚至有了顏色，則可斷定其光學系統(tǒng)存在嚴重弊?。挥心切┨栂抵械奶祗w（如太陽、行星、衛(wèi)星、彗星等）或太陽系外有視面的天體（如星云、星系、星團等）才能借助于望遠鏡放大。

四、出射瞳孔

如果用物鏡口徑（以mm為單位）除以放大倍數(shù)，如“35／7”、“50／８”、“70/15”，那么你就可以得到以毫米為單位的通過望遠鏡射到眼睛處的光束直徑。這個數(shù)值越大，你眼睛接收到的光或被觀測目標信息就越多，這個數(shù)值稱為望遠鏡的出射瞳孔。它對我們選擇望遠鏡有什么用處呢？

我們眼睛瞳孔的直徑在不同明暗條件下的變化范圍約為2mm至7mm。光越暗，瞳孔直徑越大。如果你準備用雙筒望遠鏡在暗處觀察，則應選擇望遠鏡的出射瞳孔與你的眼睛在暗處時的瞳孔直徑相近的雙筒望遠鏡，這樣才能最有效地利用望遠鏡所接到的信息。由于人眼瞳孔直徑的變化范圍因人而異（比如四十多歲人的瞳孔直徑就只能擴張到4～5mm）所以出射瞳孔一般選擇在３～７mm就可以了。

圖10.4 烏魯魯銀河攝影

五、視野

所謂的視野就是指從天文望遠鏡觀星的時候，我們可以看到一個圓形有星星的視場。在目鏡內(nèi)可見的視野范圍稱為目視界，在目視界中，實際的星空范圍稱為實視界。視場是通過望遠鏡能看到的范圍大小，視場越大，觀測范圍就越寬廣，感覺也越舒適。視場常用千米處視界（可觀測的寬度，以米為單位）或換算成角度來表示。視場的大小與放大倍數(shù)成反比，放大倍數(shù)越大，視場越小。

視野單位以角度來表示，能夠被望遠鏡良好成像的天空區(qū)域的角直徑稱為望遠鏡的視場或視場角（ω）。如果目鏡的目視界和望遠鏡的倍率為已知，則有下面公式可以計算實視界：實視界=目鏡視界/倍率

由此可見，望遠鏡的視場與放大率成反比，放大率越大，視場越小。不同的光學系統(tǒng)、不同的成像質(zhì)量（由像差大小而造成）、不同的口徑、不同的焦距，決定了望遠鏡不同的視場的大小(對天體攝影來說，底片或CCD的尺寸也會約束視場的大小)。反射望遠鏡的視場最小，一般都小于1度；折射望遠鏡較大，能達到幾度；折反射望遠鏡的視場最大，能達到十幾度甚至幾十度。

未完待續(xù)……