观测设备

包含说明、挑选、使用、测评、维护。

说明
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File:天文器材知识（呵猫）.pdf

主镜
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望远镜系统的核心部分。主镜负责聚集光线，相比人眼能够获得更高的亮度和解析力，从而看到许多遥远、暗淡的星体。衡量一只主镜的关键参数是口径（D），口径越大的望远镜，就能够看到更多暗星。根据主镜的结构不同，主要分为以下几个种类：

### 双筒

口径30-100mm，多用于手持观测。它由两个相同的镜头，分别加上一组正向棱镜，同时给两只眼睛提供成像，获得较为舒适的观测体验。双筒望远镜一般口径和倍率都较小，所以视野很广，携带最为方便；同时，这也限制了双筒望远镜在观测活动中的深度发挥，一般用于入门观测月亮、少数知名深空天体、星座组成以及巡视银河、彗星等。

另外，观星外出的时候往往会去深山老林之中，使用双筒望远镜白天观景也是非常好的选择。

### 折射

口径60-150mm，适用于深空天体摄影，和入门目视观测。它由玻璃镜头于望远镜前段，接收光线并将它们折射到望远镜后方。折射望远镜的优点是结构稳定，小型折射镜的便携性依旧很高，可以架在大星野赤道仪上进行拍摄。另一个优点是没有遮挡，折射镜可以用镜头的全部面积来收集光线，不会产生星芒，并提供锐利的星点成像。

其缺点是较为高昂的价格。一台高性能折射镜头往往需要磨制3片玻璃共6个镜面并给它们镀膜，其中还有一片或者多片使用低色散ED玻璃，甚至有些厂家会使用萤石，这就让折射镜的成本居高不下。大口径折射镜的重量和价格开始呈指数级增长，口径每提升50%，平均价格增长为原先的2-3倍。

入门级的普消折射镜还存在色差的缺陷，如80eq、102ds等，目前已被主流的复消色差望远镜(Apochromat)逐渐替代，不必过多担心。

### 反射

口径130-400mm，大口径望远镜的代表，适合深空天体目视观测。它只用单面镀膜的简单抛物面玻璃作为主镜，再搭配一个椭圆形平面镜作为副镜，即可成像。因此，反射望远镜的造价十分低廉，相同成本的反射镜可以做的比折射镜大很多，也就拥有了更强的集光能力。这种结构最早由著名物理学家牛顿所发明，因此也习惯性称为牛反（Newtonian）。

不过，大口径反射望远镜依旧无法解决重量超标的问题，对没有交通工具的新手极不友好。和人体一样，超重会让反射镜全身上下有数不清的小毛病：镜筒变形、光轴倾斜、焦点位移、跟踪不稳、害怕大风等。不要无脑购买最大口径的反射望远镜，建议先从较小的镜子开始练习，等摸索清楚望远镜的使用习惯以后再逐步升级。

### 折反射

口径90-280mm，同时含有折射和反射单元，结合了二者的优点，同时也继承了它们各自的缺点。成本介于折射镜和反射镜之间，这让它可以获得一个合适的集光力，同时价格不至于贵的离谱，是中口径望远镜的一员悍将。折反射望远镜又下分为马卡（Maksutov-Cassegrain）和施卡（Schmidt-Cassegrain）两个主要类型。 折反射望远镜的镜筒比较粗短，同口径的重量在三者之中是最轻，一台200mm施卡的重量仅6千克不到，相当于100mm折射和150mm反射。但它的焦距远大于后二者，这让折反射望远镜的放大倍率居高不下，十分依赖赤道仪的跟踪，且难以切换低倍观测深空天体，它适合进行月球和行星的高倍观测，便携出动。

### 其他

随着近几年望远镜设计的发展，一些非经典结构的望远镜经过进化演变以后也逐渐进入了大众天文领域，其实无非是上述介绍的变种组合结构，这里只简单提一下它们的名字或型号：

经典卡塞格林（Classical-Cassegrain）、里奇-克莱琴（Ritchey-Chrétien）、日本高桥制造所 epsilon-180ed、日本高桥制造所 mewlon210、日本威信 VC200L 等。

目镜
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目视观测所使用配件。目镜不如主镜口径那样产生决定性影响力，但一个好的目镜可以让你在观测的时候更加舒适，能够集中精力记录天体细节信息。

### 主要参数

焦距

目镜焦距影响当前放大倍率，计算公式如下：放大倍率=望远镜焦距÷目镜焦距。长焦目镜可以获得低倍广视野，适宜观测深空天体；多为2英寸接口，用料多所以价格更贵，拿在手里有沉甸甸的感觉，也被戏称“手雷”。而短焦目镜可以提供高倍高解析力，多为1.25英寸接口，用于月面和行星的观测。

表观视野

人眼拥有120-180度的宽阔视野，但在目镜中将受到限制，视场边缘变成黑色。目镜能够提供的黑色边缘的大小，即表观视野。用表观视野小的目镜观星，会有管中窥豹的感觉，表观视野大的目镜会让人产生身临其境的震撼感觉（价格也更加震撼）。

表观视野分为几个档位：窄——44度以下；普通——50～55度；广角——65～70度；超广角——82～84度；极广角——100～120度。

出瞳距离

目视观星需要用眼睛贴近目镜，只有当眼睛达到某一特定位置时才能获得目镜的全部视场。这个位置到目镜最前段镜片的距离就叫做出瞳距离（eye-pupil）。

出瞳距离长的目镜，允许眼球稍微远离镜片，容差更大，使用起来比较舒适；出瞳距离短的目镜，必须非常贴近才能看见，眼球或睫毛经常与镜片发生摩擦，体验较差。一般来说，长焦目镜的出瞳距离更长。

锐度

因为像差的存在，目镜不可能将主镜的成像完美呈现出来，这就导致星点不再那么锐利，开始变形。大部分目镜都会尽可能保证中心的成像最优，越往边缘星点质量越差。这是一个非常难以衡量的参数，因为各种目镜的变形大小、形状、畸变起始区域都不尽相同，需要结合实际用途评价。

### 结构

将这些参数全部集中绑定在一起，可以用一个简单的词汇展示出来——目镜和望远镜一样，也有结构之分。结构决定了一款目镜大致的各项性能，同一结构、不同焦距的目镜表现十分相似。

例如，至今仍在流行的经典结构PL目镜，焦段6-32mm，表观视野50度，中心锐度较高而边缘差，出瞳距离短。

经典结构OR目镜，焦段3.8-25mm，表观视野44度，中心锐度很高，全视场都比较锐利且无变形，出瞳距离非常短。

经典结构mono目镜，焦段2.5-15mm，表观视野30度，中心锐度最高，出瞳距离非常短。

现代Panoptic目镜，焦段16-40mm，表观视野68度，中心锐度较高，边缘保持锐利但枕状变形很大，出瞳距离长。

现代XW目镜，焦段16-24mm，表观视野70度，中心锐度较高，边缘一般但变形小，出瞳距离非常长。

现代Nagler目镜，焦段9-31mm，表观视野82度，中心锐度较高，边缘枕状变形很大，星点被拉长、形状崩溃，出瞳距离长。

可以看出，没有十全十美的目镜，某一项强势性能，是牺牲了其他方面才换来的。至于其他型号目镜的具体信息，请各位多多留意群聊、论坛等社区的各路爱好者们的评价总结，不多赘述。

滤镜
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**滤镜**是观测辅助工具的一种，它可以允许/禁止某些特定波长的光线通过，从而改善目标观测效果、或者研究同一对象的不同侧重点。

早期的滤镜为颜料染色，一些黄色的滤镜用于消除普消色差望远镜残留的紫边。现代滤镜大多采用多层镀膜的方式，达成选择性透光的能力。以下主要对现在市面上常见的滤镜做以介绍，简单说明它们的透光特性以及适用范围。

### L-RGB滤镜

L滤镜和单反相机镜头前置的UV镜相似，它只过滤红外（Infrared）和紫外光(Ultraviolet)，允许全部的可见光通过，因此也叫IR-UV cut。它的作用是避免相机对红外或紫外感光，使拍摄出的物体与人眼看见的更加相似。由L滤镜摄得的照片，代表目标在可见光领域的明度（Luminance）大小。

RGB分别对应三种颜色：红（Red）约600-700nm；绿（Green）约500-600nm；蓝（Blue）约400-500nm。用L拍摄的明度与RGB拍摄的色彩组合，可以获得高信噪比彩色照片。

适用范围：黑白相机天文摄影

### HSO滤镜

窄带滤镜，对应宇宙中三种常见元素的光谱：H-alpha(650nm)、S-II(672nm)、O-III（500.8nm）。每一种滤镜只允许自身所对应谱线中心附近的少量光线通过，因此可以近似认为由该滤镜收集的光线，是星云中的氢/氧/硫原子所发出，将照片的颜色与天体的物质组成分布相结合。最早使用这种拍摄方法的是哈勃望远镜，然后很快就普及至民间，使用HSO滤镜拍摄出的彩色照片，称为哈勃色。

窄带滤镜还有H-beta(486nm) N-II(654nm)等，用于特殊观测途径；其中，O-III滤镜同样适用于目视观测，可以增加星云的对比度。

适用范围：黑白相机天文摄影、目视星云观测

### UHC滤镜

重度光害滤镜，过滤并对抗城市中灯光产生的钠D线（589nm）汞线（435nm）等。它对星云的发射线，尤其H-alpha和O-III保持高通过率，因此也可以增强星云的对比度。由UHC滤镜所观测到的目标，颜色会明显发绿。

适用范围：城市星空拍摄、目视星云观测

### L-Pro滤镜

一种新型的L滤镜，在L的基础上尽可能过滤强光害的发射线，同时保证颜色均衡，不像UHC那般发绿，可以作为轻度光害滤镜使用。另外，大部分星团和星系的谱线与太阳相似，都是全光谱，它们在窄带滤镜无法得到较好的观测体验，在L滤镜则可以适当改善。

适用范围：彩色相机天文摄影、目视星系/星团轻度抗光害

### L-enhance滤镜

一种新型的窄带滤镜，本质即为H-alpha和O-III的组合，同时允许这两种光线通过。因此，可以直接用彩色相机拍出带有颜色的窄带星云，对于目视而言，可以同时收纳更多来自星云的光线，相比单一窄带滤镜的亮度更高。

适用范围：彩色相机天文摄影、目视星云观测

### 红外/紫外滤镜

和L相反，专门允许红外或紫外光通过，达成一定的特殊用途。

红外滤镜（810nm）可用于探测木星大气中的甲烷含量，或者改善视宁度，作拍摄月面使用；紫外滤镜（290nm）则可以用于观测金星云顶大气层的细节，这些在可见光都是看不见的。

在使用这类特殊滤镜前，请务必先了解你手头的望远镜是否对该波段透光，相机是否感光，否则可能会出现视野中一片漆黑，什么都看不到的尴尬场面。

### ND滤镜/偏振片

减光滤镜。ND可以提供固定量级的减光，两个偏振片之间调整相对角度则可以在0%至50%通光任意无级调节，一般用于日月表面观测，进一步降低亮度而使用。

## 观测适配

### 观测NGC天体的设备选择统计

150mm以下，焦比7-8的牛反：超过6.5等环境下，基本观测对象集中在12等星系以下

200-255mm，焦比4.5-6的牛反：6等以上环境观测12等以下星系就没什么困难了，但是在6-6.5等环境下对12等以上的星系还不一定舒适观测

270-300mm，焦比4.5-5的牛反：超过6等环境基本观测12等以上14等以下的星系没有什么困难，观测也比较舒适

400mm以上，焦比4.5-5的牛反：如此巨炮，一定要在超过6等的环境里好好观赏12-14等的星系。