在悟空問答里回答了一個(gè)關(guān)于望遠(yuǎn)鏡的問題,很多朋友就問怎么樣選擇一款合適的望遠(yuǎn)鏡,也有很多人拿出自己的望遠(yuǎn)鏡出來鑒賞,在此以北旅之星論壇某位大神的相關(guān)文章,借花獻(xiàn)佛給大家介紹望遠(yuǎn)鏡的一些知識。
1. 望遠(yuǎn)鏡可以看到多遠(yuǎn)?
回答這個(gè)問題我們首先需要定義一下什么叫做“看到”。例如在天氣良好光污染輕微的夜間,我們僅用肉眼就可以看到亮度為6等以上的星星,其中很多星星距離我們數(shù)十光年,而同樣的星星白天我們卻無法看到。這是因?yàn)樾切堑牧炼群托旁氡仍谝雇磉_(dá)到了人眼可見的閾值以上。從這個(gè)意義上來說,只要目標(biāo)足夠亮,背景足夠暗,僅憑肉眼即可“看到”任意遠(yuǎn)的目標(biāo)。如果使用合適的望遠(yuǎn)鏡,可以匯聚更多的光線進(jìn)入眼睛,提高目標(biāo)的亮度,“看到”更多的目標(biāo)。
然而上述的“看到”的定義中并不包含分辨目標(biāo)的細(xì)節(jié)。決定能觀察到目標(biāo)多少細(xì)節(jié)的因素不是目標(biāo)距離的遠(yuǎn)近,而是目標(biāo)的張角。例如我們可以輕松地分辨三十八萬公里遠(yuǎn)的月球上的月海形狀,但是卻分辨不了一百米遠(yuǎn)的一只蒼蠅,這是因?yàn)樵虑虻膹埥沁h(yuǎn)遠(yuǎn)大于一百米遠(yuǎn)處蒼蠅的張角。普通人裸眼的極限分辨能力大約是1角分(對應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)視力表上的5.0),意思是照明良好時(shí)最多可以辨別間距1角分的黑白線對(大約是100 m距離上間距30 mm)。使用望遠(yuǎn)鏡可以放大目標(biāo)的張角,使得眼睛對目標(biāo)細(xì)節(jié)的分辨能力提高。
2. 望遠(yuǎn)鏡的倍數(shù)多大?
望遠(yuǎn)鏡的倍數(shù)描述的是對目標(biāo)的角放大率。例如一個(gè)張角0.1°的物體,經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡觀察張角變成了1°,則此時(shí)放大倍數(shù)為10倍。望遠(yuǎn)鏡的倍數(shù)可以用物鏡的焦距除以目鏡的焦距得到。常見的雙筒望遠(yuǎn)鏡有5倍、6倍、8倍、10倍、12倍、15倍、20倍、25倍這些規(guī)格,尤其以8倍和10倍居多。
鏡身描述
不同倍數(shù)的雙筒望遠(yuǎn)鏡有不同的用途。4倍以下以觀星觀劇的用途為主,在增強(qiáng)觀察感受的同時(shí)獲得較大的實(shí)際視場(然而部分伽利略型觀劇鏡視場僅有10多度,我個(gè)人以為還不如用5倍或6倍的普通望遠(yuǎn)鏡,真實(shí)視場一樣放大倍率更高);5-7倍在實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)效果的同時(shí),偏重于獲得穩(wěn)定的觀察感受,可以實(shí)現(xiàn)長時(shí)間觀察而不覺得疲憊;8-10倍在放大倍數(shù)和手持穩(wěn)定性上取得了較好的平衡,是手持雙筒望遠(yuǎn)鏡中最常見的規(guī)格;12-18倍分辨能力較高,但往往較為笨重,無法長時(shí)間手持;20倍以上多見于大雙筒,具有強(qiáng)大的分辨能力,但無法手持,必須配備穩(wěn)定的支架。
3. 望遠(yuǎn)鏡多少錢?
雙筒望遠(yuǎn)鏡的價(jià)格相差很大,從數(shù)十元到數(shù)萬元的都有?;旧戏弦环皱X一分貨,一毛錢兩分貨,一塊錢三分貨這樣的指數(shù)上升規(guī)律。不過如果僅考慮良好照明下的分辨能力,200多元購買的8-10倍望遠(yuǎn)鏡分辨率即可接近理論值(肉眼分辨率/倍數(shù),如視力為5.0,望遠(yuǎn)鏡為10倍,那么理論分辨率應(yīng)為6’’),即使更高級的望遠(yuǎn)鏡也不能獲得更好的分辨本領(lǐng),此時(shí)限制分辨能力的瓶頸是使用者眼睛的分辨率。但高級望遠(yuǎn)鏡會(huì)具有更好的做工和更舒適的使用體驗(yàn),對于錢包豐厚且興趣濃厚的鏡友是值得嘗試的。
4.望遠(yuǎn)鏡上的標(biāo)注是什么意思?
望遠(yuǎn)鏡的規(guī)格通常標(biāo)注在鏡身或旋鈕上,例如8×30表示望遠(yuǎn)鏡倍數(shù)為8倍,物鏡口徑為30 mm;10×50表示望遠(yuǎn)鏡倍數(shù)為10倍,物鏡口徑為50 mm。
望遠(yuǎn)鏡的視場大小一般也標(biāo)注在鏡身或旋鈕上,通常有公制、英制和角度三種標(biāo)法。其中公制的單位是m/1000m,意思是1000米遠(yuǎn)的距離可以看到的視野有多少米寬;英制的單位是ft/1000yds,意思是1000碼遠(yuǎn)的距離可以看到的視野有多少英尺寬;角度一般描述的是望遠(yuǎn)鏡的實(shí)際視場,以度(°)為單位,表明該望遠(yuǎn)鏡的實(shí)際視場張角。三種標(biāo)法之間的換算關(guān)系為100m/1000m = 300ft/1000yds = 5.73°
望遠(yuǎn)鏡上的water proof表示防水,phase coating表示相位膜,long eye relief 表示長出瞳,ed表示含有低色散鏡片,apo表示復(fù)消色差。
所以那些將8倍或10倍的望遠(yuǎn)鏡標(biāo)成30倍、50倍甚至999倍那種望遠(yuǎn)鏡就別相信了。
5. 望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)像機(jī)構(gòu)有哪些種?
絕大多數(shù)望遠(yuǎn)鏡都屬于目鏡為凸透鏡的開普勒式望遠(yuǎn)鏡,成像為倒像,需要加入轉(zhuǎn)像機(jī)構(gòu)獲得正像。雙筒望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)像機(jī)構(gòu)主要有保羅棱鏡和屋脊棱鏡兩類,其中保羅棱鏡有I型和II型兩種結(jié)構(gòu),屋脊棱鏡有施密特別漢棱鏡和阿貝科尼棱鏡兩種結(jié)構(gòu)。常見的望遠(yuǎn)鏡以保羅I型棱鏡和施密特-別漢棱鏡為主。此外,非棱鏡的轉(zhuǎn)像機(jī)構(gòu)有基于兩片反射鏡的松本正像和瞄準(zhǔn)鏡采用的透鏡正像等。常見的四種棱鏡轉(zhuǎn)像機(jī)構(gòu)的原理如下圖所示。
各種轉(zhuǎn)像棱鏡
保羅棱鏡使用直角棱鏡,經(jīng)過四次全反射實(shí)現(xiàn)全正像,結(jié)構(gòu)簡單,制作容易,成本低廉,亮度和像質(zhì)都比較好。30 mm以上口徑的的保羅望遠(yuǎn)鏡物鏡在目鏡外側(cè),俗稱大保羅,成像立體感強(qiáng),但不適合觀察極近距離的目標(biāo);25 mm以下口徑的保羅望遠(yuǎn)鏡物鏡一般在目鏡內(nèi)側(cè),俗稱小保羅或反保羅,體積較小,成像立體感較弱,但適合觀察極近距離的目標(biāo)。
施密特-別漢棱鏡經(jīng)過六次反射成正像,入射和出射的光線在同一直線上。使用這種棱鏡的望遠(yuǎn)鏡外形美觀,結(jié)構(gòu)緊湊,光軸穩(wěn)定。但和保羅棱鏡相比, 施密特-別漢棱鏡存在以下缺點(diǎn):a. 反射次數(shù)多,光線損失較大;b. 其中一次反射不是全反射,需要在棱鏡表面鍍鋁膜,如果需要在不同波長都具有高反射率,需要鍍電介質(zhì)膜;c. 兩個(gè)屋脊面反射的光線具有90°的相位差,需要鍍相位膜才能獲得更好的畫質(zhì);d. 兩個(gè)屋脊面的夾角必須是精確的90°,否則會(huì)成雙像,嚴(yán)重降低畫質(zhì)。在中低端望遠(yuǎn)鏡中, 采用施密特-別漢棱鏡的望遠(yuǎn)鏡大約需要2-3倍價(jià)格才能達(dá)到保羅望遠(yuǎn)鏡的同等像質(zhì)。阿貝-科尼棱鏡經(jīng)過四次全反射成正像,但鏡筒較長,主要用于少數(shù)價(jià)格昂貴的高級望遠(yuǎn)鏡中。
6. 鏡片鍍增透膜有何用處?
光在未鍍膜的光學(xué)面上會(huì)發(fā)生較強(qiáng)的反射,使得透光率降低,成像變暗,并增加了產(chǎn)生眩光和鬼影的風(fēng)險(xiǎn)。鏡片表面鍍上增透膜,可以利用光的干涉增加鏡片的透過率,使得成像變亮,反差增大。常見的增透膜有單層膜(一般為藍(lán)色)和多層膜(一般為綠色,也有琥珀色、酒紅色等),多層膜可以對不同波長的光實(shí)現(xiàn)增透效果,反射率更低,透光率更高。
鍍有優(yōu)質(zhì)增透膜的鏡片從正面觀察呈現(xiàn)出幽暗的外觀。廉價(jià)望遠(yuǎn)鏡往往只有物鏡鍍膜,較好的望遠(yuǎn)鏡除了鍍鋁反射膜和鍍相位膜的表面,其它每個(gè)光學(xué)面均鍍有增透膜??梢杂檬謾C(jī)電筒從物鏡端照射進(jìn)去,觀察每個(gè)光斑的顏色,判斷各個(gè)光學(xué)面是否鍍膜。
部分無良商家用裝飾膜冒充增透膜,鍍裝飾膜的鏡片從正面觀察呈現(xiàn)閃亮的顏色(常見的有紅、黃、綠等顏色,俗稱大紅魔),這樣的鍍膜反而會(huì)大幅降低鏡片的透過率。
7. 高倍望遠(yuǎn)鏡好嗎?
12倍以上的望遠(yuǎn)鏡可以稱為是高倍望遠(yuǎn)鏡,更高的倍數(shù)可以獲得更好的分辨能力。但是望遠(yuǎn)鏡的高倍數(shù)同時(shí)帶來了以下缺點(diǎn):
a. 高倍數(shù)會(huì)嚴(yán)重放大手抖甚至心跳的影響,一般必須上架觀察
b. 同樣的物鏡口徑下,出瞳直徑小,成像暗淡;
c. 同樣的物鏡焦距下,目鏡焦距短,出瞳距離短;
d. 對光軸和棱鏡精度的要求更高;
e. 倍數(shù)太高時(shí)會(huì)受到物鏡理論分辨率的限制
f. 體積重量一般更大
因此手持使用非穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡一般倍數(shù)在10倍以下為宜,上架觀察則不受此限制。
8. 軍用望遠(yuǎn)鏡好嗎?
和同價(jià)位的普通望遠(yuǎn)鏡相比,軍用望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能一般并不太出色,因?yàn)檐娪猛h(yuǎn)鏡首要條件就是滿足軍隊(duì)各種惡劣的使用條件(泥濘,冰雪、深山、風(fēng)沙等環(huán)境下的穩(wěn)定性),防水防磕碰性能會(huì)比民用版的更強(qiáng)一些(但依然是光學(xué)儀器,并不耐強(qiáng)烈摔砸?。?/p>
而且軍用的水還不淺,很多所謂62,95等熱門軍用鏡網(wǎng)上真假混雜,性能良莠不齊,不具備鑒別能力沒有收藏愛好或者軍人情結(jié)的,不建議輕易購買。鏡身甚至鏡片帶有紅星、子彈、飛機(jī)大炮、錘頭鐮刀等軍事元素的望遠(yuǎn)鏡極大概率都屬于坑貨。
9. 望遠(yuǎn)鏡選什么牌子好?
望遠(yuǎn)鏡的品牌歐洲主要有蔡司(Zeiss)、萊卡(Leica)、施華洛世奇(Swarovski)、視得樂(Steiner)等。其中施華洛世奇的保羅望遠(yuǎn)鏡商標(biāo)為“Habicht”,德文意為雄鷹,昵稱為“海白菜”。日本主要有尼康(Nikon)、富士(Fuji)、佳能(Canon)、興和(Kowa)、威信(Vixen)、賓得(Pentax)、奧林巴斯(Olympus)等品牌。國內(nèi)主要有勝途(Shuntu)、裕眾(Sky Rover)、朗鋒(Loava)、西光(Sicong)、森林人(Forester)、星特朗(Celestron)、博冠(Bosma)、悅目(Pleasing)、中鎣(Zoin)等品牌。以上或有遺漏,歡迎大神補(bǔ)充。整體來說具有以下趨勢:
(1)價(jià)格和性能基本呈正相關(guān);
(2)很多中低端產(chǎn)品都是代工或者貼牌;
(3)國產(chǎn)貨物美價(jià)廉,但和國外頂級產(chǎn)品相比仍稍有差距。
10. 初學(xué)者應(yīng)該購買什么望遠(yuǎn)鏡?
初學(xué)者第一個(gè)望遠(yuǎn)鏡建議購買8×42或10×50規(guī)格,保羅屋脊均可,5 mm左右的出瞳直徑可以獲得非常舒適的觀感,并且可以覆蓋相當(dāng)多的用途如觀星觀鳥觀景等。如果對便攜性要求很高,沒有暗光環(huán)境下的使用需求,可購買8×20或8×25等規(guī)格。價(jià)格方面給出一個(gè)供參考的下限,50 mm以下口徑的望遠(yuǎn)鏡,價(jià)格任何時(shí)候都不應(yīng)該低于200元。