學(xué)習(xí)天文學(xué)，望遠(yuǎn)鏡就是一個(gè)繞不開(kāi)的話題。有很多小伙伴問(wèn)過(guò)我，某某品牌的天文望遠(yuǎn)鏡能看多遠(yuǎn)啊，能放大多少倍啊。其實(shí)這種關(guān)于看多遠(yuǎn)、放多大的提法既不科學(xué)，也沒(méi)有意義，望遠(yuǎn)鏡的品質(zhì)也不是這樣來(lái)評(píng)價(jià)的。本文詳細(xì)向大家介紹關(guān)于天文望遠(yuǎn)鏡的性能參數(shù)。

一、放大倍率（或倍數(shù)）

所謂的望遠(yuǎn)鏡的放大倍率是指目視望遠(yuǎn)鏡的物理量，即角度的放大率。望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)（倍率）是通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)將目標(biāo)的張角放大的倍數(shù)（通俗地說(shuō)，就是望遠(yuǎn)鏡拉近物體的能力，譬如用7倍的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)700米處的物體，就相當(dāng)于用肉眼觀測(cè)100米處物體的效果）。這個(gè) 放大倍率可以用這個(gè)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(yuǎn)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(zhǎng)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(yuǎn)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(shí)際使用過(guò)程中，受物鏡分辨本領(lǐng)，大氣視寧?kù)o度及出瞳直徑不能過(guò)小、觀測(cè)地的環(huán)境、被觀測(cè)物體的特征等諸因素的制約，望遠(yuǎn)鏡的放大倍率也不是可以無(wú)限制的增大；一架天文望遠(yuǎn)鏡通常都會(huì)配置幾個(gè)不同焦距的目鏡，也就是有幾個(gè)不同的放大倍率可用。觀測(cè)時(shí)，絕不是以最大倍率為最佳，而應(yīng)以觀測(cè)目標(biāo)最清晰為準(zhǔn)。

不同口徑的可用最高倍率可以參考經(jīng)驗(yàn)公式：

折射望遠(yuǎn)鏡：口徑（毫米）的1.5~2倍；

反射/折返式望遠(yuǎn)鏡：口徑（毫米）的1~1.5倍

高質(zhì)量的天文望遠(yuǎn)鏡可以提高放大倍數(shù)，在觀測(cè)條件非常理想的情況下（大氣穩(wěn)定度很高的情況）可以達(dá)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(yuǎn)鏡非常重要的一個(gè)參數(shù)，它是指望遠(yuǎn)鏡能夠分辨兩個(gè)接近星點(diǎn)的能力。望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)由望遠(yuǎn)鏡的分辨角（δ）的倒數(shù)（1/δ）來(lái)衡量，分辨角通常以角秒為單位，是指剛剛能被望遠(yuǎn)鏡分辯開(kāi)的天球上兩發(fā)光點(diǎn)之間的角距。對(duì)于目視望遠(yuǎn)鏡，根據(jù)光的衍射原理可推得望遠(yuǎn)鏡的理論分辨角（相對(duì)于人眼最敏感的波長(zhǎng)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(ài)好者在調(diào)試天文望遠(yuǎn)鏡

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

例如，140毫米口徑的望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡的物鏡面積（S）成正比，S=πD^2/4，也就是說(shuō)，望遠(yuǎn)鏡的口徑（D）越大，望遠(yuǎn)鏡的聚光能力越強(qiáng)。人眼睛的瞳孔直徑大約為0.8厘米，一臺(tái)口徑為12厘米口徑的望遠(yuǎn)鏡為人眼聚光能力的225倍。

通過(guò)望遠(yuǎn)鏡可以看到人眼睛不能看見(jiàn)的暗弱星體。這是因?yàn)橥h(yuǎn)鏡的聚光能力比人眼睛強(qiáng)，更夠看到更暗的星，但也是有限的。極限星等是指通過(guò)望遠(yuǎn)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(tái)50毫米的望遠(yuǎn)鏡則為10.3等，口徑越大的望遠(yuǎn)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(hào)M1

事實(shí)上，“看多遠(yuǎn)”完全取決于被觀測(cè)目標(biāo)的亮度，只要目標(biāo)足夠明亮，不用望遠(yuǎn)鏡也能看到無(wú)窮遠(yuǎn)，譬如我們用肉眼能看到的6000顆左右的恒星，實(shí)際上都可認(rèn)為在無(wú)窮遠(yuǎn)處。這是因?yàn)槲覀兯?jiàn)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(yuǎn)，所以即使用地球上最大的望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀測(cè)，它們?nèi)匀恢皇且粋€(gè)個(gè)幾何亮點(diǎn)（亮點(diǎn)越小，表明望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)成像質(zhì)量越高；反之，如果在望遠(yuǎn)鏡中看到恒星有了視面甚至有了顏色，則可斷定其光學(xué)系統(tǒng)存在嚴(yán)重弊?。挥心切┨?yáng)系中的天體（如太陽(yáng)、行星、衛(wèi)星、彗星等）或太陽(yáng)系外有視面的天體（如星云、星系、星團(tuán)等）才能借助于望遠(yuǎn)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(guò)望遠(yuǎn)鏡射到眼睛處的光束直徑。這個(gè)數(shù)值越大，你眼睛接收到的光或被觀測(cè)目標(biāo)信息就越多，這個(gè)數(shù)值稱為望遠(yuǎn)鏡的出射瞳孔。它對(duì)我們選擇望遠(yuǎn)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(zhǔn)備用雙筒望遠(yuǎn)鏡在暗處觀察，則應(yīng)選擇望遠(yuǎn)鏡的出射瞳孔與你的眼睛在暗處時(shí)的瞳孔直徑相近的雙筒望遠(yuǎn)鏡，這樣才能最有效地利用望遠(yuǎn)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(kuò)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(yuǎn)鏡觀星的時(shí)候，我們可以看到一個(gè)圓形有星星的視場(chǎng)。在目鏡內(nèi)可見(jiàn)的視野范圍稱為目視界，在目視界中，實(shí)際的星空范圍稱為實(shí)視界。視場(chǎng)是通過(guò)望遠(yuǎn)鏡能看到的范圍大小，視場(chǎng)越大，觀測(cè)范圍就越寬廣，感覺(jué)也越舒適。視場(chǎng)常用千米處視界（可觀測(cè)的寬度，以米為單位）或換算成角度來(lái)表示。視場(chǎng)的大小與放大倍數(shù)成反比，放大倍數(shù)越大，視場(chǎng)越小。

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

由此可見(jiàn)，望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)與放大率成反比，放大率越大，視場(chǎng)越小。不同的光學(xué)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(yuǎn)鏡不同的視場(chǎng)的大小(對(duì)天體攝影來(lái)說(shuō)，底片或CCD的尺寸也會(huì)約束視場(chǎng)的大小)。反射望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)最小，一般都小于1度；折射望遠(yuǎn)鏡較大，能達(dá)到幾度；折反射望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)最大，能達(dá)到十幾度甚至幾十度。

未完待續(xù)……