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通过电磁频谱探索光学望远镜的极限倍数


文章编号:16933 / 更新时间:2024-03-04 13:29:10 / 浏览:

光学望远镜自然运行在可见光谱范围内,它搜集并放大来自远方物体的光线。搜集到的光线越多,就越能清晰地观察这些体。

通过电磁频谱探索光学望远镜的极限倍数

光学望远镜工作原理是怎样的呢?有三种主要类型的光学望远镜,它们通过不同的方式搜集光线并形成图像:

(1)折射望镜具有一个曲面的物镜作为前端,这个物镜是一个凸透镜。入射光线通过凸透镜后会聚焦在焦点上,然后再次散开。另一枚凸透镜即目镜接收和拉聚焦光线,放大焦点处的图像并再次聚焦。所以,折射望远镜需要有一条长而清晰的光路,以便允许光线折射。它所形成的图像是上下颠倒的p>

(2)反射望远镜有时也称为牛顿望远镜,以其发明者牛顿的名字命名,他在1668年建造了第一台望远镜。在反射望远镜中,光从主镜对面的一端进入望远镜。主镜是凹面镜,将光线聚焦在另一个镜子上。目镜中的凸透镜接收和拉直聚焦光线。和折射望远镜一样,图像是颠倒的。它在视线方向上呈现为望远镜之外的虚像。

(3)折射反射望远镜是现代望远镜设计中最新的一种。它结合了镜片和反,将光线聚焦到目镜上。这种望远镜通常短小而紧凑,方便运输和操作。

光学望远镜涉及两个关键物理参数:孔径和焦距。望远镜孔径是开口的直径。孔径越大,进入望远镜的光线就越多。人眼的瞳孔是身体的光圈,直径只有几毫米。光学望远镜的孔径很少小于8厘米大型天文望远镜的孔径可能超过10米。由于宇宙中最暗的物体无法提供足够的光线,所以需要大口径望远镜来收集光线进行观察。这也是天文望远为何如此巨大的原因。

焦距是从孔径到焦点的长度。焦距越长,观察到的天空区域就越小。更长的焦距允许更大的放大倍数。焦距是射式望远镜的另一个优势。它利用反射镜面反射光线,这意味着其管身可以比焦距短,但光线仍然能在整个焦距内传播。而折射式望远镜需要将沿管体弯曲,因此管体至少要与焦距一样长。


光学望远镜的理论观测极限能达到什么程度?

光学望远镜(其实应该算显微镜吧……) 由于可见光的波长最小大概396nm,10的负7次方米量级。 如果颗粒的粒径小于光波波长的话,那么就是不可见的,因为光学显微镜是通过微粒散射光来发现微粒的。 如果它的粒径小于波长,那么相当于光波会绕过微粒(衍射)过去,在目镜后的人眼就看不到这些微粒了。 以目镜3cm的直径(10的负2次方米量级)算,看到的物体在目镜中不可能占全部,目镜中的象的尺度约~0.1cm量级,所以理论上最大放大倍数就是倍。 但是实际上396nm是接近紫外光的紫光区域了,可见光是白光(复合光:彩虹的颜色!),所以一般光学显微镜最大放大倍数在2000倍左右。 超过这个数目就需要电子显微镜了。 电子是粒子,波粒二象性,其德布罗意波长比可见光更短,频率更高,所以放大倍数更大!

望远镜最大倍数是多少倍

普遍使用的光学望远镜,军队使用也好,民用也好,双筒的倍数可以达到20倍,天文望远镜的倍数可以达到200倍,倍数再升高像质就很差,基本无实用价值。

望远镜是一种利用透镜或反射镜以及其他光学器件观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜而被看到。又称“千里镜”。

望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角,使人眼能看清角距更小的细节。

望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径(最大8毫米)粗得多的光束,送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。

射电望远镜是什么?它的最大探测距离能达到多少?

收音机是观测和研究天体射电波的基本设备,能测量天体射电的强度、频谱、偏振等。其中包括射电波的定向天线、放大射电信号的高灵敏度接收器、信息记录处理和显示系统等。六十年代天文学上有四个重大发现:脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子,被称为“四大发现”。四个发现都与无线电望远镜有关。

下面我们来学习一下他的基本原理,以及他的最大射程有多远。

常规射电望远镜的基本原理和光学反射望远镜类似,40m射电望远镜发射的电磁波经过一面精确的反射镜反射后,将到达一个共同焦点。射电望远镜天线多为抛物面,利用旋转抛物面作镜面,容易实现同相聚焦。这个望远镜的平均误差率和一个理想抛物面的平均误差率都不大于λ/16~λ/10,这种望远镜一般可以有效地工作于波长大于λ的射电波段。对于米波或长分米波的观测,金属网可以作为镜面;对于厘米波和毫米波的观测,需要光滑准确的金属板(涂层)作为镜面。一个由天体投射到望远镜焦点上的射电波,在接收器探测之前,必须要有一个功率水平。测试技术水平要求最低水平应达到10-20瓦。高频信号的功率先在聚焦点放大10~1000倍,再转换为低频(中频),再用电缆传输到控制室,再在此进一步放大检波,记录、处理和显示,最后以适合具体研究的方式显示。

天线收集天体的射电辐射,接收器加工并将这些信号转换成可记录和显示的形式,最终设备根据具体要求进行记录和处理后显示。空间分辨率和敏感度是描述射电title望远镜性能的基本指标,前者反映了分辨在两个天球上靠近射电点的能力,而后者则反映出弱射电源的能力。无线电望远镜一般需要高的空间分辨率和高灵敏度!

收音机望远镜是主要接收天体无线电波段辐射的望远镜。收音机的外形各不相同,有一个单口径的球面射电望远镜,固定在地面上,射电望远镜可全方位旋转,一组射电望远镜,一组金属杆组成。

有关“最大射程是多少”的问题:该问题涉及两个参数,即被观测的射电强度和射电望远镜的灵敏度。现在已知最强的稳定射电源基本上都是类星体,而灵敏度最高的射电望远镜无疑是VLBI阵列(由许多大中型天线组成,在全世界范围内都有天线)。二者结合,观测距离可达137亿光年,即可观测宇宙的最大极限。该系统也可以同时观测到某一区域的所有天体(星体),但是无法给出每一个天体的数据。后一种方法可通过扫描观测覆盖目标天区,最后给出该天区各天体的观测结果,但严格地说这不符合“同时”的要求。

这个是无线电望远镜,你还有什么问题要问?


相关标签: 光学望远镜望远镜和电磁频谱

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