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望远镜的像差

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色差因为透镜对不同波长的色光有不同的折射率,可能会导致望远镜不能将不同波长的色光汇聚到同一点,产生色差。色差表现为图像明暗交界处产生五彩斑斓的边缘。色差示意图
球差使用球面的透镜或反射镜时,从边缘入射与从中心入射的光线不能汇聚在同一个点上,将会产生球差。球差会导致望远镜中心成像不锐利。球差示意图。图片来源见水印
彗差因为透镜或者光学设计的缺陷,导致恒星等点光源产生类似彗星形状的变形,称为彗差。彗差示意图
像散光学系统的像散和眼睛的散光是同一类光学缺陷,光线经过光学系统的不同子午线入射后不能汇聚到同一个点上,就会产生像散。像散在视场边缘更明显,表现为恒星变形成类似飞鸟的形状。像散示意图
场曲场曲就是像场弯曲。如果光学系统的缺陷使得焦平面不再是一个平面,而成为一个曲面,就产生了场曲。场曲表现为视场边缘模糊,成像锐度下降。场曲示意图
畸变如果实际上横平竖直的物体,在视场中不再横平竖直,就产生了畸变。


IP属地:浙江来自iPhone客户端1楼2025-03-17 01:20回复
    色差 色像差(简称色差)。色差是折射式光学系统最明显的像差。当一束白光以一定角度从一种介质(例如空气)进入到另一种介质(例如玻璃),光线会发生偏折和发生色散。折射式光学系统显然是利用了前者,当然就要承受后者带来的不利影响。折射望远镜光学系统常见的有两种类型的色差 倍率色差和位置色差。对于目视观测来说,轻微的色差不会影响太大。然而天文摄影对色差非常敏感,光学系统的色差会给星点围上一圈蓝紫色的光环)。最致命的是,在行星摄影中,色差的存在严重降低了系统对行星细节的分辨能力,因此我们很少会看到普通消色差折射系统被应用于行星摄影中。现如今,用于天文摄影的折射式望远镜大都会采取一些措施来有效降低系统的色差,例如在两片式物镜组中使用一片超低色散玻璃(ED玻璃),或者采用三片式物镜组(其中包含一片超低色散玻璃)的复消色差折射系统。当然,对于反射式光学系统,因为光线并非通过偏折的方式来实现汇聚,因此就不存在色差。


    IP属地:浙江来自iPhone客户端5楼2025-03-17 01:29
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      2025-08-07 16:16:39
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      2、场曲 使用天文望远镜观测时并不是所有的星光都会以平行于光轴射入光学系统。对于那些以一定角度射入望远镜的星光,它们将汇聚在远离光轴的位置上,我们希望光轴上汇聚的星光与远离光轴位置上的星光能垂直于光轴的平面上,因为胶片或者数字影像传感器一般都是平面的,如此一来就可以保证照片各个位置上都能清晰的成像。然而实际情况并没有这么简单,对于未加修正的简单光学系统,在光轴上汇聚的星光与远离光轴位置汇聚的星光并非处于同一个平面,而是在一个弯曲的球面上。这样,远离光轴的星像因在像平面上成像不实而出现失焦


      IP属地:浙江来自iPhone客户端6楼2025-03-17 01:31
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        像散也是光学系统中普遍存在的一种像差,简单来说,我们可以把一束光波看成既有纵向振动又有水平振动。当这束光以倾斜于光学系统光轴的方式入射,会出现垂直振动的光波与水平振动的光波不在同一个点汇聚的现象,在纵向振动光波的成像面上水平振动光波不能成清晰的像(图7),而是一条水平线;在水平振动光波的成像面上纵向振动光波同样不能成清晰的像,而是一条竖线。只有在两个像面之间的某个位置才能成对称的圆点,这种现象会随着星像远离系统光轴而变得更加严重。如果不加以修正的话,视场边缘的星点成像将会非常糟糕。上述两种光学缺陷,在折射式光学系统中一般会采取在像面前方的光路中插入平场修正镜组的方法予以修正。使用安装了平场修正镜的折射式光学系统拍摄的半人马座欧米茄星团 周边成像已经有明显改善。


        IP属地:浙江来自iPhone客户端7楼2025-03-17 01:31
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          4、球面像差 简称球差,球差存在于球面透镜和球面反射镜这样的光学系统中,平行于光轴入射的光线在经过球面透镜后发生偏折,但偏折后的光线并不会严格地汇聚于一个点,远离光轴的光线会偏折地更加厉害,因此它们汇聚的位置更加靠近透镜。对于球面反射镜,平行于光轴的入射光经过球面反射后产生汇聚。它们同样不会严格的汇聚在一点上。远离光轴的入射光汇聚的位置更加靠近反射镜(图9)。对于折射式光学系统来说,通过改变透镜的型面和多种透镜组合的方式可以有效克服球差,因此现今主流的折射式光学系统球差几乎可以忽略不计。反射式光学系统同样可以通过改变反射主镜的型面(例如采用抛物面)来完全消除球差的影响。不过球面反射镜有着制造成本低廉的巨大优势,尤其对于口径较大的反射系统。


          IP属地:浙江来自iPhone客户端8楼2025-03-17 01:32
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            5、彗形像差 彗形像差(简称彗差)。彗差是抛物面反射式光学系统中最明显的像差,它是因为倾斜于光轴的入射光无法严格汇聚于一点而导致的 因此,对于不进行任何修正的抛物面反射系统,只有在光轴附近很小的一个范围内才能获得优良的成像效果。对于要求较大视场的抛物面反射系统,可以通过在像平面前方的光路上插入彗差修正镜组来消除彗形像差。对于大多数天文爱好者来说,使用抛物面主镜搭配彗差修正镜便已经足够了。


            IP属地:浙江来自iPhone客户端10楼2025-03-17 01:34
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              貌似懂了,其实是我在用不懂装懂欺骗大脑。


              IP属地:江苏来自Android客户端11楼2025-03-18 09:10
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                这么专业的光学知识,好难懂


                IP属地:海南来自iPhone客户端12楼2025-03-19 08:45
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