业余望远镜制做

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业余望远镜制做是将制做望远镜作为一种爱好的活动，而不是做为有偿的专业工做或人员。业余望远镜制造者（有时称为ATM）制造仪器是为了个人享受科技的挑战，做为获得廉价或个人定制望远镜的一种管道，或做为天文学领域的研究工具。业余望远镜制造者通常是业余天文学领域的一个子群体。

## 开始

自从伽利略将荷兰的一项发明用于天文用途以来，天文望远镜的制造一直是一门不断发展的学科。伽利略时代之后的许多天文学家出于需要建造了自己的望远镜，但业余爱好者为了自己的娱乐和教育而建造望远镜，似乎在20世纪才开始变得普遍。

在现代大规模生产的望远镜出现之前，即使是一架普通仪器的价格也往往超出了有抱负的业余天文学家的承受能力。自己建造望远镜是获得合适望远镜进行观测的唯一经济方法。许多出版的作品激起了人们对建造望远镜的兴趣，例如爱尔兰望远镜制造商威廉·弗雷德里克·阿奇达尔·埃利森在1920年出版的《业余的望远镜》一书

在20世纪20年代初的美国，拉塞尔·W·波特在《通俗天文学》上发表的文章和阿尔伯特·格雷厄姆·英戈尔斯在《科学美国人》上发表的关于波特和“斯普林菲尔德望远镜制造商”的文章，帮助扩大了人们对这个爱好的兴趣。公众对此非常感兴趣，英格尔斯开始为《科学美国人》开设一个关于这一主题的定期专栏（催生了该出版品的“业余科学家”专栏），后来被汇编成三本书，标题为《业余望远镜制做》第1-3卷。这本杂志拥有大批狂热的读者（有时被称为“望远镜迷”）构建自己的工具。1933年至1990年间，《天空与望远镜杂志》，由厄尔·布朗、罗伯特·E·考克斯和罗杰·辛诺特编辑，开设了一个名为“业余望远镜制造拓荒者”的专栏。第二次世界大战后，剩余光学元件的现成供应以及后来的斯普特尼克危机和太空竞赛也极大地扩大了这一爱好。

## 常见的业余设计

尽管业余爱好者建造的望远镜类型差异很大，包括折射镜、施密特-卡塞格林望远镜和马克苏托夫望远镜，但最受欢迎的望远镜设计还是牛顿反射镜，罗素·W·波特描述它为“穷人的望远镜”。牛顿望远镜的优点是设计简单，能够以最小的成本实现最大的尺寸。由于该设计采用了一个前表面镜作为其物镜，因此它只有一个表面需要研磨和抛光，而马克苏托夫有三个表面，折射镜和施密特-卡塞格林望远镜有四个表面。通常，6or孔径的牛顿望远镜是一个标准的启动项目，由俱乐部项目或个人根据书籍或互联网上的计划构建。

### 镜子制作

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由于牛顿反射镜是业余望远镜制造者建造的最常见的望远镜，因此关于这一主题的大部分文献都致力于主镜的制造。镜子最初是一块平板玻璃，通常是平板玻璃或硼硅酸盐玻璃（派莱克斯）。圆盘被仔细地研磨、抛光和修图加工成极其精确的形状，通常是抛物面。具有高焦比的望远镜可能会使用球面镜，因为在这样的焦比下，两种形状的差异是微不足道的。用于实现这种形状的工具可以很简单，包括一个类似大小的玻璃工具、一系列更精细的研磨剂和一种树液制成的抛光研磨圈。通过一系列随机的研磨，镜子自然会变成球面形。此时，抛光行程的变化通常用于创建和完善所需的抛物面形状。

#### 傅科试验

大多数业余爱好者用来测试镜子形状的设备，即傅科刀口检验，与用于创建表面的工具一样易于制造。最基本的是，它由一个灯泡、一块有针孔的锡箔和一个剃须刀片组成。

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镜子抛光后，垂直放置在支架上。傅科测试仪设定在接近镜子曲率半径的距离处。调整测试仪，使针孔光源的返回光束被刀刃中断。从刀刃后面看镜子，可以看到镜面上的图案。如果镜面是完美球面体的一部分，则镜子在整个表面上均匀发光。如果镜子是球面形的，但有凸起或凹陷等缺陷，这些缺陷的高度会被放大。如果表面是抛物面，镜子看起来像甜甜圈或菱形。通过在镜子上放置一个特殊的掩模并用测试仪进行一系列量测，可以计算出镜面与完美抛物面的相似程度。然后对这些数据进行缩减，并绘制出理想的抛物面弧度。

一些业余望远镜制造者使用一种类似的测试，称为龙池测试，用由几根细平行线或玻璃板上的蚀刻组成的“格栅”代替刀刃。使用的其它测试包括Gaviola或Caustic测试，它可以更准确快速地量测镜子的f/比，以及近年来通过经济实惠的激光器、数码相机（如网络监视器）和电脑自制的干涉测试来实现。

#### 对镜子进行镀铝或“镀银”处理

一旦镜面具有正确的形状，就会在前表面添加一层非常薄的高反射涂层材料。

从历史上看，这种涂层是银。镀银通常由镜子制造者或用户通过化学方法涂在镜子上。银涂层的反射率比铝高，但腐蚀很快，几个月后就需要重镀。

自20世纪50年代以来，大多数镜子制造者都通过薄膜沉积工艺涂覆铝涂层（这项工作由一家专门从事这一过程的公司完成）。现代涂料通常由涂有保护性透明化合物的铝层组成。

通过将镜子放置在带有电热钨或镍铬合金线圈的真空室中，因为这些线圈可以蒸发铝，可以对镜子进行镀铝处理。在真空中，热铝原子沿直线运动。当它们碰到镜子表面时，会冷却并粘住。一些镜子涂层店会在镜子上蒸镀一层石英，而另一些则会将其暴露在纯氧或空气中的烤箱中，这样镜子就会形成一层坚硬、透明的氧化铝层。

## 望远镜设计

业余望远镜制造者制造的望远镜范围从后院品种到对天文学领域做出有意义贡献的精密仪器。业余爱好者制造的仪器已被用于行星研究、天体测量学、光度学、彗星和小行星发现等，并有几件获得命名的例子。即使是该领域的“业余爱好者”也可以分为几个不同的类别，例如：观测深空天体、观测行星、太阳观测、月球观测以及所有这些类别天体的天文摄影。因此，望远镜的设计、尺寸和构造也各不相同。一些业余望远镜制造者制造的仪器虽然看起来很粗糙，但完全适合它们的设计目的。其他人可能会努力追求更美观的外观和“完成”高水准的机械。由于一些业余望远镜制造者无法获得高精度加工设备，许多优雅的设计，如Poncet平台、克雷福德调焦器和杜布森望远镜已经发展起来：它们在不需要精密加工的情况下实现了功能性和稳定性。

施工难度是业余爱好者选择项目的另一个因素。对于给定的设计，构造难度大致随着物镜直径的平方而增加。例如，孔径为4in的牛顿望远镜是一个相对容易的科学展览项目。6to牛顿型被认为是一个很好的折衷尺寸，因为构造并不困难，但这种孔径的仪器在商业上购买的成本高昂。业余爱好者已经建造了直径高达1米的望远镜，但通常是小团体或天文俱乐部承担与完成这样的项目。

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## 望远镜制做书籍和其它出版资讯

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- Albert G. Ingalls (ed.), Amateur Telescope Making (Vols. 1–3). Orig. edition: Scientific American; new rearranged edition: Willmann-Bell Inc.
- Allyn J. Thompson, Making Your Own Telescope, 1947, Sky Publishing, . ( An online version)
- Jean Texereau, How to Make a Telescope, Willmann-Bell,
- David Harbour, Understanding Foucault, Netzari Press, , (Amazon.com)
- David Kriege, Richard Berry, The Dobsonian Telescope: A Practical Manual for Building Large Aperture Telescopes, 1997, Willmann-Bell,
- Richard Berry, Build Your Own Telescope, Willmann-Bell,
- Harrie Rutten, Martin van Venrooij, Telescope Optics, Evaluation and Design, Willmann-Bell,
- Neal Eltinge Howard, Standard Handbook for Telescope Making (Hardcover), Harper & Row,
- Albert Highe, Engineering, Design and Construction of Portable Newtonian Telescopes (Hardcover), Willmann-Bell,

## 外部链接

- A Little Amateur History (R.F. Royce)
- A Manual for Amateur Telescope Makers by Karine and Jean-Marc Lecleire (PDF introduction)
- The Amateur Telescope Makers Email List — also has searchable archives
- The ATM Site – A Short History of Amateur Telescope Making
- The Telescope Makers of Springfield, Vermont History at stellafane.com.
- Mikes Blog - Telescope workshop, astronomical instruments and innovations
- How to Make a Eyepiece for Telescope