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细聊天文望远镜的分辨率

时间:2019-08-05 / 作者:胖头鱼 / 分类:学习娱乐 / 浏览次数:1,416次 / 1个评论 发表评论

天文望远镜的分辨率又叫分辨角或分辨力,是指一部天文望远镜用来区分两个光点间界限所需的最小距离,这个距离以视野范围来表示,一般都用“角秒”作为单位。角秒又称弧秒,是度量角度的单位,1角秒是1角分的60分之一、1角度的3600分之一,符号为”(和时间单位中秒的符号相同)。角秒是一个弧度单位,也可以理解为视野范围单位。举个例子,整个宇宙的视野范围是360度,人类双眼不转动时所能看到的视野范围约为120度,一部普通照相机的视野范围在90度左右,月亮在天空的视野范围约为0.5度(也就是30角分或1800角秒)。

角秒的概念

关于天文望远镜的分辨率


显而易见,天文望远镜分辨率与数码产品分辨率的概念有所不同。
对于手机、数码相机、电脑等数码产品而言,分辨率其实是指画面的信息量,也就是整个画面中所含像素点的数量。这个数量与尺寸无关,即便是100寸的大屏幕,如果其中只有100个像素点,其分辨率就被视为100,只能用来显示最简单的符号;即便是0.5寸的屏幕,如果其中的像素点多达千万,也可以获得4K超清显示效果。
天文望远镜的不同之处在于:天文望远镜是一种光学设备,是一种“模拟信号”设备,这种设备没有像素数量的概念,如果想要表达其精细分辨能力,只能借助于“瑞利极限”或“杜氏极限”这样的参数。

某天文望远镜的参数

瑞利极限和杜氏极限


著名物理学家瑞利认为,由于光的衍射特性,两个相邻光点之间并非界限分明,如果想要辨别清楚,就要求这两个光点之间要有一定的距离,或者要有足够近的观测距离。
对于天文望远镜而言,观测距离是固定的,如果望远镜的口径足够大、精度足够高,这两个点的距离即便很小也可辨别清楚;如果望远镜的口径小、精度差,这两点就可能是混沌一团、难以区分。
如果想要提高望远镜的辨别能力,就只能加大口径和倍数,但无论加到多大,口径和倍数都是有限的。当一部天文望远镜的放大能力达到极限时,刚好能够辨别界限的两个相邻天体之间的距离(这个距离依然要用“角秒”来表示),就是这部天文望远镜的瑞利极限。
除了瑞利极限以外,还有一个“杜氏极限”的概念。杜氏极限与瑞利极限的概念大同小异,不同之处主要在于二者的计算公式有所不同(但二者却是紧密关联的、高度正相关的关系)。
也正是因为如此,天文望远镜的瑞利极限和杜氏极限往往都是越小越好。

某天文望远镜的参数

天文望远镜分辨率与口径的关系


天文望远镜的分辨率主要与物镜的口径相关,另外也与焦距、放大倍数等参数有一定关系,除此之外,与物镜的透光性、滤光效果以及望远镜光学系统的整体精密程度相关。严格来讲,一部望远镜的分辨率应该是一个测试结果,但由于缺乏统一的测试标准,众厂商往往都利用与物镜口径相关的公式来计算瑞利极限和杜氏极限。我们目前看到的那些天文望远镜的瑞利极限和杜氏极限,大多都是一个计算结果,这个计算结果主要与天文望远镜的口径相关。换句话说,我们目前所看到的天文望远镜的分辨率参数,基本可以视之为物镜口径的另一种表达方式。

大口径天文望远镜

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1个评论

  1. 匿名
    2019/08/07 17:06:26

    也一直好奇望远镜的分辨率是什么意思,总感觉是一个挺重要的参数,但看来大多数望远镜所标注的分辨率都是计算出来的,这就没什么参考价值了。

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