制作望遠鏡
牛頓式反射望遠鏡的鏡身(結構見下圖)主要由鏡筒、主鏡、副鏡和目鏡構成,下面就分別說說鏡筒、物鏡座、副鏡支架和目鏡調焦座的設計與制作。
鏡筒鏡筒是光路中各大部件的支撐物,特別是要支撐重量較大的物鏡和物鏡座,因此必須有足夠的強度。鏡筒的內徑壹般比物鏡直徑大2~3厘米,以方便物鏡的安裝和調節。鏡筒的長度壹般至少等於物鏡的焦距,如果太短,將來主鏡焦點伸出鏡筒會太長,除非副鏡尺寸足夠大,否則當用廣角目鏡觀測時,視場邊緣肯定會有光線損失。
如果找不到大小合適的金屬或塑料筒做鏡筒,那麽可以因地制宜,根據自己所具有的加工能力來選材制作。如果附近工廠有卷板機,可以請人用1.5mm厚的鋁板按需要的長度和直徑卷成圓筒,接口處可焊接或拉鉚(我的鏡筒就是用這種方法做的,結實而且輕便,效果非常滿意)。也可以請白鐵匠用鐵皮或1.5mm厚的鋁板卷制鏡筒,在筒口處彎邊可以增加強度(張大慶先生用的就是這種方法)。楊世傑老師介紹過在圓柱型芯子上用多層厚紙條按相互交錯了的方向卷制鏡筒的方法,我以前嘗試卷過直徑10厘米的鏡筒,強度很大,效果很好。但要卷直徑大於20厘米的鏡筒時,會有幾個實際的困難:首先是芯子不好找,其次是隨著鏡筒直徑的增加,手工卷制的工作量和難度也會加大,各層紙粘合不緊密時,鏡筒的強度會受影響,很難支撐20厘米的物鏡和物鏡座,將來也很難接相機拍照。除了圓形鏡筒,還可以考慮方形筒。很多愛好者用木板制作方形鏡筒,對於能找到木匠的愛好者來說這也是壹種不錯的方法;遼寧的張健同學在98年第壹期《星空觀測者》上介紹過用鋁合金型材制作方形鏡筒的方法,也很有新意。
物鏡座物鏡座是自制望遠鏡中的壹個重點,它不但要牢固固定物鏡,同時還要允許物鏡的指向可以在壹定範圍內調節,另外還有壹點容易被人忽視的是,不能將物鏡卡得太緊,否則物鏡會產生形變,影響成像質量。
楊世傑老師介紹過兩種物鏡的固定方法。第壹種是最簡單的方法(下圖A):找壹個與鏡筒內徑相同的木板(底板),在上面相距120°的位置上貼上三塊有彈性的泡沫橡皮或塑料墊片,把物鏡放在上面,然後用三個金屬片彎成的小鉤將物鏡固定在底板上(不要卡得太緊,以免物鏡變形),最後用三個角鐵把底板固定在鏡筒上即可。這種方法制作簡單,鏡片固定牢靠,但物鏡的指向只能安裝時調節好,以後再想改變很麻煩。對於短焦比的望遠鏡,校準光軸是很重要而且時常需要做的事,所以我覺得不太合適用這種方法。第二種方法(下圖B)首先將物鏡固定在壹個小板上,小板通過三個螺栓與底板相連,螺栓中間加上彈簧,通過調節底板背後的螺母可以很方便地調節物鏡的方向。這種方法制作相對復雜些,但使用效果 卻非常好,也是現在十分流行並且使用最多的壹種方法。
而隨著物鏡口徑的增大,其重量也在增加,上述第二種方法中所用的螺栓和彈簧的強度必須增加,這最終會導致物鏡座的重量隨物鏡口徑的變大而急劇增加。因此對於較大口徑的物鏡,又有了壹種新的固定方法。這種方法使用壹塊底板,沒有小板,沒有彈簧,但底板上卻保留三個螺栓,螺母嵌入底板中,物鏡片是直接放在螺栓的三個頂點上的,調節螺栓可以調節物鏡的指向(螺栓頂點要打磨光滑,與鏡片之間要墊上薄的耐磨物質,以防止劃傷鏡片);為防止鏡片滑動,要在底板上釘三個小木塊(防側滑木塊)擋在鏡片邊上(不可將鏡片卡得太緊,應留有1~2毫米的間隙);為防止運輸時物鏡片翻倒(正常觀測時鏡筒開口都是朝上的,物鏡重量落在三個螺栓上,不會翻倒),三個小木塊上還要各加壹個木片,木片末端要超出物鏡邊緣3、4毫米(見下圖)。觀測時,物鏡片的底面落在螺栓的三個頂點上,側面只與三個防側滑木塊中靠下部的兩個接觸,與三個防翻倒木片不接觸,沒有任何外力卡住物鏡,因此物鏡不會產生任何形變。
固定20厘米的反射鏡片,用上述第二種和第三種方法都行。我選用的是第三種方法。實際制作時,底板可以選用1厘米厚的整塊木板或多層膠合板制作,如果是方鏡筒,可以直接將木板鋸成方形,如果是圓鏡筒,可以請人用線鋸或自己直接用鋼鋸條鋸出圓形。底板應比鏡筒內徑小1~2毫米,能在鏡筒內方便地進出。為防止木板受潮,有條件的可以對它作浸蠟處理,至少也要刷壹層油漆。調節物鏡方向的螺栓可以到五金店買M5規格的,為防止劃傷鏡片,我在鏡片背後與螺絲接觸的地方貼了三層透明膠條;為防止螺絲的松動,我沒有使用螺母,直接在底板上鉆直徑略小於螺絲直徑的孔,將螺絲旋入,借助木頭的彈性和張力,可以將螺絲緊固,同時借助改錐(起子)也可方便地對其進行調節。連接鏡筒和底板的角鐵必須牢固,我選用了2.5毫米厚、15毫米寬的角鐵,用兩個螺栓與底板連接(其強度比直接用木螺釘要大得多),與鏡筒之間也用螺栓連接。鏡筒上和角鐵上鉆的孔應註意位置對齊,孔徑以剛好穿過固定螺絲為好,確保以後每次安裝物鏡座時物鏡與鏡筒的相對位置不變,為以後調節光軸打下良好的基礎。防側滑木塊和防翻倒木片的制作可以根據實際情況采用不同的方法,註意要確保物鏡的安全,同時要讓物鏡有壹定自由活動的空間。
目鏡調焦座目鏡調焦座的位置是由主鏡筒直徑、主鏡焦距以及主鏡焦平面伸出主鏡筒的距離決定的,可以按比例畫圖,然後從圖上量出具體位置。
目鏡調焦座要求能穩定支撐目鏡,並可在壹定範圍內(2~3厘米)方便地調焦。它的軸心(也就是目鏡的軸心)要求盡可能與主鏡筒軸心垂直並相交,如果以後打算接相機拍照,那它還必須有足夠的強度。
如果感覺到在圓形鏡筒上固定目鏡調焦座比較困難,可以分成兩部分來做:首先做出壹個平面,然後在此平面的基礎上固定目鏡調焦筒。
如何做出平面呢?到裝修店找壹小段鋁型材,用螺栓固定在主鏡筒外壁(如下圖),是壹種容易實現而且使用效果很好的方法。註意最好找厚度不小於1毫米的鋁型材,這樣其強度才有保證。
這裏再介紹壹種做平面的方法:在主鏡筒的內壁固定壹塊托板(見下圖)。壹般主鏡與鏡筒之間有1~2厘米的間隙,所以不必擔心托板和目鏡調焦座會擋住主鏡光線。
我采用的就是這種方法,托板由壹塊120毫米×100毫米×2毫米的鋼板制成(見下圖),兩側折彎,各打四個安裝孔,然後在鏡筒上打上相應的孔,就可以用螺栓將托板固定在鏡筒的內壁上。考慮到將來會接照相機,托板上會受較大的力,所以安裝孔較多,所用材料也較厚。如果發現目鏡調焦筒軸心有些歪,可以改變各螺栓所用墊片的厚度。(圖中有壹個長條形的“副鏡托桿安裝孔”,這是為下壹步安裝副鏡作準備的。)
有了平面,目鏡調焦座就很容易固定了。可以用鋁管車制壹個法蘭盤,然後用螺栓固定在平面上。至於調焦,可以使用抽拉調焦,調好後用頂絲固定,實際使用效果也不錯。
副鏡支架副鏡的安裝有兩個基本要求,壹是其方向、位置可以在壹定範圍內調節,這是為以後調整光軸作準備的;二是要固定牢靠,避免以後經常重新調整其位置的麻煩,使我們可以把更多的精力用在欣賞望遠鏡帶給我們的美麗星空上。
下面介紹壹種設計,它是以上文提到的托板為基礎的,註意了副鏡各方向的可調節性,同時兼顧了牢靠性,具體可參考下圖。
所用四個零件草圖如下:
裝配方法如下:T型體的壹面插入圓柱體的槽中,用壹個M3螺栓連接T型體和圓柱體。將圓柱體和副鏡托桿用連接件連接,副鏡托桿的攻絲的壹端用兩個螺母固定在托板的副鏡托桿安裝孔中。
副鏡托桿安裝孔實際上不是孔而是槽,副鏡托桿可以左右移動;連接件可以沿著副鏡托桿上下滑動;圓柱體可以在連接件的孔中前後移動,左右轉動;副鏡可以繞圓柱體的螺栓轉動以調節仰角。副鏡指向的方便調節為以後光軸的精確調整打下了基礎。
以上這種設計對加工條件要求較高,而張大慶先生的設計則要簡潔壹些。
找長鐵片,兩端彎90度聯結鏡筒;找壹木塊,壹端中央鋸夾縫,夾住長鐵片,另壹端鋸成45度斜面;副鏡夾形狀為橢圓,與副鏡大小相當,四邊伸出四個爪,彎曲90度後可以抓住副鏡;副鏡夾用薄鐵片剪成,通過兩個木螺釘與木塊聯結。
這個設計用很普通的工具就可以完成,而且對主鏡遮擋很少;只要加工精確,打孔時再適當留些余量,以後調整光軸也不成問題。
到此,鏡筒的設計制作完成了。在使用之前,最好先取下主、副鏡,在鏡筒內壁均勻地噴壹層黑色亞光漆(裝飾材料商店有售,罐裝,北京地區售價16圓左右),效果還可以。
二、鏡架的制作
對於20厘米反射式望遠鏡,如果沒有足夠大的赤道儀,那麽應該毫不猶豫地選擇壹種稱為道布森結構的地平式支架。
這種結構是美國的約翰?道布森在七十年代發明的,簡單、輕便、穩定、實用,早已風靡全球。
下面是道布森結構的分解草圖。它主要有三個部分:
回答者:jlm400 - 門吏 二級 1-12 16:27
用焦距為120mm,口徑為40mm的凸透鏡*2 做物鏡
口徑為20mm的凹透鏡*2做目鏡
焦距為40mm,口徑為25mm的凸透鏡*2 放在最後做增倍鏡
8厘米折射望遠鏡多年來壹直是我擁有的最大的望遠鏡。在對星雲狀深空天體和暗弱彗星的觀測中,越來越感覺到8厘米的口徑太不夠了。如何獲得壹架口徑大、成像質量優良而且使用方便的天文望遠鏡呢?我最終選擇了自制壹架口徑20厘米的牛頓式反射望遠鏡。
我在這裏要特別感謝河南開封的張大慶先生。他精於制鏡,多年來壹直潛心尋彗,對天文同好則更是熱心相助,我就是許許多多受到他幫助的人中的壹個。他精心為我磨制了20厘米拋物面反射鏡片,而且詳細介紹了裝配望遠鏡的經驗,使我收益非淺。也是張先生在雜誌上發表的多篇文章特別是《星空觀測者》1998-3期上的《北風壹吼,滿天星鬥—漫談冷空氣與天文觀測》壹文,讓我覺得20厘米反射鏡正是我所需要的望遠鏡,非常值得下功夫去做。
我前後花了3個月的時間,投資累積約800圓(這些錢可能還買不到壹架8厘米地平式折射望遠鏡)完成了這架口徑20厘米焦距107厘米的道布森結構的牛頓式反射望遠鏡。其實國內介紹怎樣制作反射式望遠鏡的文章已經相當多了(楊世傑老師曾在《天文愛好者》上連載六期,系統介紹了反射望遠鏡的制作方法,另外,各地同好介紹制作經驗的文章也常有發表),我寫此文,對於沒有制作反射鏡經驗的同好,是想說明在壹般所能達到的加工條件下,到底花多少時間投多少錢可以得到壹架什麽性能的望遠鏡,對於制作過反射鏡的同好,則希望可以交流經驗,特別是在如何調整反射鏡光軸方面,國內文章談論的不夠細致,我從互聯網上借鑒了壹些國外天文同好的經驗,再加上我的實踐體會,寫出來與各位同好探討。
本文的重點是鏡身的裝配和光軸的調校。有壹些零件的加工用到了車工和鉗工,如果不具備此條件,因地制宜使用別的方法,同樣也能達到目的。另外,大口徑短焦比的望遠鏡對光軸的準確度是很敏感的,而望遠鏡做好後如果拉到野外去觀測,很難保證調好的光軸壹點不受影響,所以設計望遠鏡光路中的每壹個部件時,在保證穩固的基礎上都力求做到可方便調節。
壹、鏡身的裝配
牛頓式反射望遠鏡的鏡身(結構見下圖)主要由鏡筒、主鏡、副鏡和目鏡構成,下面就分別說說鏡筒、物鏡座、副鏡支架和目鏡調焦座的設計與制作。
鏡筒鏡筒是光路中各大部件的支撐物,特別是要支撐重量較大的物鏡和物鏡座,因此必須有足夠的強度。鏡筒的內徑壹般比物鏡直徑大2~3厘米,以方便物鏡的安裝和調節。鏡筒的長度壹般至少等於物鏡的焦距,如果太短,將來主鏡焦點伸出鏡筒會太長,除非副鏡尺寸足夠大,否則當用廣角目鏡觀測時,視場邊緣肯定會有光線損失。
如果找不到大小合適的金屬或塑料筒做鏡筒,那麽可以因地制宜,根據自己所具有的加工能力來選材制作。如果附近工廠有卷板機,可以請人用1.5mm厚的鋁板按需要的長度和直徑卷成圓筒,接口處可焊接或拉鉚(我的鏡筒就是用這種方法做的,結實而且輕便,效果非常滿意)。也可以請白鐵匠用鐵皮或1.5mm厚的鋁板卷制鏡筒,在筒口處彎邊可以增加強度(張大慶先生用的就是這種方法)。楊世傑老師介紹過在圓柱型芯子上用多層厚紙條按相互交錯了的方向卷制鏡筒的方法,我以前嘗試卷過直徑10厘米的鏡筒,強度很大,效果很好。但要卷直徑大於20厘米的鏡筒時,會有幾個實際的困難:首先是芯子不好找,其次是隨著鏡筒直徑的增加,手工卷制的工作量和難度也會加大,各層紙粘合不緊密時,鏡筒的強度會受影響,很難支撐20厘米的物鏡和物鏡座,將來也很難接相機拍照。除了圓形鏡筒,還可以考慮方形筒。很多愛好者用木板制作方形鏡筒,對於能找到木匠的愛好者來說這也是壹種不錯的方法;遼寧的張健同學在98年第壹期《星空觀測者》上介紹過用鋁合金型材制作方形鏡筒的方法,也很有新意。
物鏡座物鏡座是自制望遠鏡中的壹個重點,它不但要牢固固定物鏡,同時還要允許物鏡的指向可以在壹定範圍內調節,另外還有壹點容易被人忽視的是,不能將物鏡卡得太緊,否則物鏡會產生形變,影響成像質量。
楊世傑老師介紹過兩種物鏡的固定方法。第壹種是最簡單的方法(下圖A):找壹個與鏡筒內徑相同的木板(底板),在上面相距120°的位置上貼上三塊有彈性的泡沫橡皮或塑料墊片,把物鏡放在上面,然後用三個金屬片彎成的小鉤將物鏡固定在底板上(不要卡得太緊,以免物鏡變形),最後用三個角鐵把底板固定在鏡筒上即可。這種方法制作簡單,鏡片固定牢靠,但物鏡的指向只能安裝時調節好,以後再想改變很麻煩。對於短焦比的望遠鏡,校準光軸是很重要而且時常需要做的事,所以我覺得不太合適用這種方法。第二種方法(下圖B)首先將物鏡固定在壹個小板上,小板通過三個螺栓與底板相連,螺栓中間加上彈簧,通過調節底板背後的螺母可以很方便地調節物鏡的方向。這種方法制作相對復雜些,但使用效果 卻非常好,也是現在十分流行並且使用最多的壹種方法。
而隨著物鏡口徑的增大,其重量也在增加,上述第二種方法中所用的螺栓和彈簧的強度必須增加,這最終會導致物鏡座的重量隨物鏡口徑的變大而急劇增加。因此對於較大口徑的物鏡,又有了壹種新的固定方法。這種方法使用壹塊底板,沒有小板,沒有彈簧,但底板上卻保留三個螺栓,螺母嵌入底板中,物鏡片是直接放在螺栓的三個頂點上的,調節螺栓可以調節物鏡的指向(螺栓頂點要打磨光滑,與鏡片之間要墊上薄的耐磨物質,以防止劃傷鏡片);為防止鏡片滑動,要在底板上釘三個小木塊(防側滑木塊)擋在鏡片邊上(不可將鏡片卡得太緊,應留有1~2毫米的間隙);為防止運輸時物鏡片翻倒(正常觀測時鏡筒開口都是朝上的,物鏡重量落在三個螺栓上,不會翻倒),三個小木塊上還要各加壹個木片,木片末端要超出物鏡邊緣3、4毫米(見下圖)。觀測時,物鏡片的底面落在螺栓的三個頂點上,側面只與三個防側滑木塊中靠下部的兩個接觸,與三個防翻倒木片不接觸,沒有任何外力卡住物鏡,因此物鏡不會產生任何形變。
固定20厘米的反射鏡片,用上述第二種和第三種方法都行。我選用的是第三種方法。實際制作時,底板可以選用1厘米厚的整塊木板或多層膠合板制作,如果是方鏡筒,可以直接將木板鋸成方形,如果是圓鏡筒,可以請人用線鋸或自己直接用鋼鋸條鋸出圓形。底板應比鏡筒內徑小1~2毫米,能在鏡筒內方便地進出。為防止木板受潮,有條件的可以對它作浸蠟處理,至少也要刷壹層油漆。調節物鏡方向的螺栓可以到五金店買M5規格的,為防止劃傷鏡片,我在鏡片背後與螺絲接觸的地方貼了三層透明膠條;為防止螺絲的松動,我沒有使用螺母,直接在底板上鉆直徑略小於螺絲直徑的孔,將螺絲旋入,借助木頭的彈性和張力,可以將螺絲緊固,同時借助改錐(起子)也可方便地對其進行調節。連接鏡筒和底板的角鐵必須牢固,我選用了2.5毫米厚、15毫米寬的角鐵,用兩個螺栓與底板連接(其強度比直接用木螺釘要大得多),與鏡筒之間也用螺栓連接。鏡筒上和角鐵上鉆的孔應註意位置對齊,孔徑以剛好穿過固定螺絲為好,確保以後每次安裝物鏡座時物鏡與鏡筒的相對位置不變,為以後調節光軸打下良好的基礎。防側滑木塊和防翻倒木片的制作可以根據實際情況采用不同的方法,註意要確保物鏡的安全,同時要讓物鏡有壹定自由活動的空間。
目鏡調焦座目鏡調焦座的位置是由主鏡筒直徑、主鏡焦距以及主鏡焦平面伸出主鏡筒的距離決定的,可以按比例畫圖,然後從圖上量出具體位置。
目鏡調焦座要求能穩定支撐目鏡,並可在壹定範圍內(2~3厘米)方便地調焦。它的軸心(也就是目鏡的軸心)要求盡可能與主鏡筒軸心垂直並相交,如果以後打算接相機拍照,那它還必須有足夠的強度。
如果感覺到在圓形鏡筒上固定目鏡調焦座比較困難,可以分成兩部分來做:首先做出壹個平面,然後在此平面的基礎上固定目鏡調焦筒。
如何做出平面呢?到裝修店找壹小段鋁型材,用螺栓固定在主鏡筒外壁(如下圖),是壹種容易實現而且使用效果很好的方法。註意最好找厚度不小於1毫米的鋁型材,這樣其強度才有保證。
這裏再介紹壹種做平面的方法:在主鏡筒的內壁固定壹塊托板(見下圖)。壹般主鏡與鏡筒之間有1~2厘米的間隙,所以不必擔心托板和目鏡調焦座會擋住主鏡光線。
我采用的就是這種方法,托板由壹塊120毫米×100毫米×2毫米的鋼板制成(見下圖),兩側折彎,各打四個安裝孔,然後在鏡筒上打上相應的孔,就可以用螺栓將托板固定在鏡筒的內壁上。考慮到將來會接照相機,托板上會受較大的力,所以安裝孔較多,所用材料也較厚。如果發現目鏡調焦筒軸心有些歪,可以改變各螺栓所用墊片的厚度。(圖中有壹個長條形的“副鏡托桿安裝孔”,這是為下壹步安裝副鏡作準備的。)
有了平面,目鏡調焦座就很容易固定了。可以用鋁管車制壹個法蘭盤,然後用螺栓固定在平面上。至於調焦,可以使用抽拉調焦,調好後用頂絲固定,實際使用效果也不錯。
副鏡支架副鏡的安裝有兩個基本要求,壹是其方向、位置可以在壹定範圍內調節,這是為以後調整光軸作準備的;二是要固定牢靠,避免以後經常重新調整其位置的麻煩,使我們可以把更多的精力用在欣賞望遠鏡帶給我們的美麗星空上。
下面介紹壹種設計,它是以上文提到的托板為基礎的,註意了副鏡各方向的可調節性,同時兼顧了牢靠性,具體可參考下圖。
所用四個零件草圖如下:
裝配方法如下:T型體的壹面插入圓柱體的槽中,用壹個M3螺栓連接T型體和圓柱體。將圓柱體和副鏡托桿用連接件連接,副鏡托桿的攻絲的壹端用兩個螺母固定在托板的副鏡托桿安裝孔中。
副鏡托桿安裝孔實際上不是孔而是槽,副鏡托桿可以左右移動;連接件可以沿著副鏡托桿上下滑動;圓柱體可以在連接件的孔中前後移動,左右轉動;副鏡可以繞圓柱體的螺栓轉動以調節仰角。副鏡指向的方便調節為以後光軸的精確調整打下了基礎。
以上這種設計對加工條件要求較高,而張大慶先生的設計則要簡潔壹些。
找長鐵片,兩端彎90度聯結鏡筒;找壹木塊,壹端中央鋸夾縫,夾住長鐵片,另壹端鋸成45度斜面;副鏡夾形狀為橢圓,與副鏡大小相當,四邊伸出四個爪,彎曲90度後可以抓住副鏡;副鏡夾用薄鐵片剪成,通過兩個木螺釘與木塊聯結。
這個設計用很普通的工具就可以完成,而且對主鏡遮擋很少;只要加工精確,打孔時再適當留些余量,以後調整光軸也不成問題。
到此,鏡筒的設計制作完成了。在使用之前,最好先取下主、副鏡,在鏡筒內壁均勻地噴壹層黑色亞光漆(裝飾材料商店有售,罐裝,北京地區售價16圓左右),效果還可以。
二、鏡架的制作
對於20厘米反射式望遠鏡,如果沒有足夠大的赤道儀,那麽應該毫不猶豫地選擇壹種稱為道布森結構的地平式支架。
這種結構是美國的約翰?道布森在七十年代發明的,簡單、輕便、穩定、實用,早已風靡全球。
下面是道布森結構的分解草圖。它主要有三個部分:
耳朵(上圖左)耳朵是望遠鏡在垂直方向旋轉的軸,它可以用直徑不小於10厘米的圓形塑料或圓形鋁塊制成,對稱固定於鏡筒重心處的兩側,可以直接固定在主鏡筒上,也可以在鏡筒外套上壹個木框,耳朵固定在木框上(這樣耳朵的位置可以調節,更有利於主鏡的平衡)。
箱子(上圖中)用木板制成,上部有兩個“V”形槽,正好與耳朵配合,底部中心穿孔。
底板(上圖右)用木板制成,均布三個凸塊(可以用塑料塊做),中心有軸。
使用時,箱子放在底板上,被三個塑料塊支撐,底板上的軸穿過箱子底部的中心孔,這樣,箱子可以繞底板的軸靈活而穩定地做360度水平轉動;將鏡筒的耳朵放在箱子的“V”形槽上,鏡筒可以在90度範圍內垂直轉動。這樣,道布森支架就做好了。
只要底板上三個塑料塊分得較開,各接觸面摩擦系數合適,道布森裝置用起來非常順手,找目標時望遠鏡轉動靈活,找到目標後,壹松手,望遠鏡不會有反彈或晃動。實際使用表明,即使在高倍率下,目標在目鏡視場中仍然非常穩定。
不能自動跟蹤是它的缺點,國外很多愛好者在它的兩個軸上加了電機,通過計算機控制電機轉速,實現了自動跟蹤,而且效果不錯,有興趣的同好不妨壹試。
三、光軸的調整
望遠鏡做好後,當我們滿懷希望投入觀測,卻發現像質平平,甚至恒星都不能聚成壹個點,這個時候先別懷疑鏡子有問題,很可能問題僅僅出在鏡片裝配上,經過對光軸的重新調整,望遠鏡裏展現出的可能是完全不同的景象。
拋物面反射鏡的成像有個特點,在光軸上成像很完美,沒有像差,但離開光軸就會有明顯的彗差(星點帶了小尾巴)。在光軸上,使用壹般視場的目鏡,視場中心的星點是很銳利的,實際上視場邊緣的像差也不易察覺。而如果在光軸外,整個視場中的星點可能都不實,而且離光軸越遠這壹點越嚴重。
怎樣才算調好光軸了?當反射鏡的光學系統中的兩個光軸:主鏡(物鏡)光軸和目鏡光軸都經過副鏡上的同壹點,且被副鏡反射後二者完全重合,也就是成了壹個光軸,那麽光軸就算調好了。
在缺乏檢驗手段時,可以通過實際觀測來判斷光軸是否調好。找壹個大氣寧靜度較好的晴夜,用望遠鏡的最高倍率(用毫米表示的主鏡的直徑數)看壹顆恒星(如果沒有赤道儀則可以看北極星)。把星點放在目鏡視場中心(以減少目鏡帶來的像差),仔細調整焦距,從焦點外調到焦點,然後調到焦點內。如果光軸調整沒有問題,可以看到如下圖所示的從左到右壹系列圖象(圖中的圓環是光的衍射引起的,散焦後實際上還會看到副鏡及其支架的影子,圖中沒有畫出)。
在焦點上星像是否凝結得很實、很細、很銳利,散焦後衍射環是否是同心圓,這些都反映了望遠鏡的像質。如果散焦後可以看到幾圈衍射環,但不象上圖中那樣完美,四周均勻地帶有壹些“毛刺”,這說明反射鏡面的精度稍差,但光軸調整的還是好的。如果散焦後星點變成了壹個小的扇形,而且在目鏡視場中移動星象,扇形的發散方向不變,這說明望遠鏡的光軸需要調整了。
光軸調整步驟及輔助工具光軸調整可按如下步驟進行:
1. 調節目鏡調焦筒使之垂直於主鏡筒軸線
2. 調節副鏡使之位於主鏡筒軸線上
3. 調節副鏡使之位於目鏡調焦筒正下方
4. 調節副鏡指向,使目鏡光軸經副鏡反射後指向主鏡中心
5. 調節主鏡指向,使其光軸與目鏡光軸重合
以上只是調光軸的大致方法,具體操作的過程中會有壹些問題,有時很難控制精度這裏首先介紹幾個輔助工具:
1. 帶雙十字線的窺管:
管的外直徑同目鏡接口直徑,管的壹端加蓋,蓋的正中心挖2mm直徑的圓孔,管的另壹端用白色棉線對稱地拉上雙十字線,兩線間距3~4mm。管長用如下方法確定:從目鏡調焦筒中放入窺管(窺孔在外),窺孔壹端與目鏡調焦筒外端口平齊,雙十字線壹端距副鏡20~30mm。
做窺管的材料不限(如果妳使用的是31.7mm目鏡接口,可以考慮用柯達膠卷的黑色包裝盒來做窺管),關鍵是插入目鏡調焦筒後要穩固,不能晃動太大。雙十字線要拉正,相交處的小正方形與窺孔的連線應該是目鏡調焦筒的軸線。
2. 主鏡中心定位點
剪壹片直徑5mm的黑紙,用兩面膠準確地粘在物鏡的正中心。(因為主鏡的中心區域並不參與成像,所以這個黑點不會有負面影響)
3. 主鏡筒開口處十字線
在主鏡筒開口處用粗線拉十字線,要求兩線相互垂直,交點過主鏡筒軸線。(在主鏡開口處拉上十字線可能會影響對副鏡的操作,所以最好標記出十字線與鏡筒的四個交點的位置,覺得十字線礙事時可以先把它拆下來,必要時再重新拉上。)
這三個工具制作並不復雜,但妳很快會發現它們很有用。借助它們,現在我們可以開始壹步壹步地調整望遠鏡光軸了。
0.預調主鏡指向
取下副鏡,調節主鏡後面的螺栓,直到從鏡筒開口前看過去,十字線交點、物鏡中心黑點、十字線交點在物鏡中所成的像三者成壹條直線時,表明主鏡指向基本正確。(下面專門有壹步是調主鏡的,預先加這壹步操作可以使下面的操作更容易。)
1. 調節目鏡調焦筒使之垂直於主鏡筒
將窺管裝入目鏡調焦筒中,從窺孔中觀察,可以看到從窺孔到雙十字線的連線(實際就是目鏡調焦筒軸線)再延長,會與主鏡筒壁交於某壹點,標記出這壹點,用尺子測量其位置,再參考目鏡調焦筒在主鏡筒的位置,我們就可以判斷出目鏡調焦筒是否與主鏡筒垂直。