折射望遠鏡

折射望遠鏡，也稱為透鏡望遠鏡或折射鏡，是一種光學儀器，使用時可以使遠處的物體看起來更近或更大很多倍。 這是通過在鏡片的幫助下增加視角來實現的。 棱鏡和反射鏡可用于正像或減少折射望遠鏡的總長度。

強大的折射遠鏡的發展在天文學史上發揮了重要作用。 與反射望遠鏡一起，折射遠鏡構成了光學望遠鏡的類別。

折射遠鏡通常由機械結構固定的鏡頭組合組成。 根據光線通過透鏡的路徑，伽利略-折射遠鏡和開普勒-折射遠鏡之間存在區別。 當觀察折射遠鏡時，額外的光學元件可以以與原始圖像相同的方式對齊圖像。 折射望遠鏡中的光路可以通過反射鏡折疊，從而在焦距較長的情況下實現較短的設計。

伽利略折射望遠鏡，也稱為荷蘭折射望遠鏡。 它有一個作為物鏡的凸會聚透鏡和一個焦距較小的凹透鏡作為目鏡。 因為目鏡有負焦距，所以它必須在物鏡的焦距范圍內，這樣物鏡和目鏡的焦點在觀察者一側重合。 與開普勒折射遠鏡相關的大視野創建了一個虛擬的、直立的和橫向正確的圖像。 伽利略折射遠鏡今天用于歌劇眼鏡和折射遠鏡眼鏡。 該原理也用于增距鏡。

目鏡也是凸透鏡（焦距較小）。 目鏡和鏡頭設置在它們增加的焦距的距離處。 視野比伽利略折射遠鏡更廣闊。

由于光束路徑在折射望遠鏡中交叉，因此透鏡產生被觀察物體的倒置和反轉（即總共旋轉180度）實像，使用目鏡（放大鏡原理）放大觀察。

開普勒的折射遠鏡為觀察者產生了一個旋轉了180°的圖像。 與原作相比，顛倒顛倒。當折射遠鏡被平移時，視野中的圖像移動方向與通過空管觀察時相反。這同樣適用于上下平移。 這可以用更多的透鏡或棱鏡來補救：

為了使圖像與原件對齊，“反向光學”有以下選項：

• 放置在光束路徑中的兩個傾斜反射鏡（通常為 45°）
• 兩個棱鏡，其后表面由于全反射而像鏡子一樣
• 第三個會聚透鏡再次反轉圖像（所謂的地面反轉裝置等）

在棱鏡雙筒望遠鏡（場鏡）和單筒望遠鏡的情況下，開普勒折射遠鏡的倒像使用各種棱鏡系統旋轉 180°。根據設計的不同，還有更短的設計。圖像也可以使用反轉鏡頭反轉。

例如，在觀景望遠鏡和一些望遠鏡瞄準具中使用，也可在望遠鏡瞄準具或地面折射望遠鏡中進行或在旅途中使用在海上。盡管放大倍數約為 20 倍至 60 倍，但它體積小、可折疊且價格低廉。缺點是光線強度較低，并且在拉開時會接觸到外部空氣，這意味著灰塵和水會滲入。

因此，較新的類型和單筒望遠鏡有一個固定的管子，并使用直視普羅棱鏡或稍微彎曲的倒棱鏡來縮短總長度。 這對于（負的、發散的）聚焦透鏡也是可能的——例如在較新的經緯儀和電子全站儀中。

天文學中較大的折射遠鏡接受了錯誤的圖像，因為天空中觀測物體的方向通常不起任何作用。 為了改善目鏡的視野，通常使用 90° 或 45° 偏轉棱鏡和反射鏡，其圖像至少是直立的或非鏡像的（天頂鏡）。

第四種可能性是使用發散透鏡作為目鏡，使天文成為伽利略的折射望遠鏡。 它在光學上是不利的，但由于極短的設計 ， 劇院眼鏡（俗稱“看戲的人”）很常見。 然而，伽利略設計不允許連接十字準線或千分尺。

每個光學鏡頭都有或多或少嚴重的縱向和橫向色差。 不同波長的折射程度不同。 長波紅光的折射小于短波藍光。 這意味著每個波長范圍都有自己的焦點。 在實際觀察中，這會導致令人不安的彩色條紋。

過去，有時會嘗試通過構建盡可能長的焦距來減少縱向色差。

另一種最小化方法是組合具有不同阿貝數的玻璃透鏡。 一組兩個鏡頭在短距離內一個接一個地放置，稱為消色差透鏡。 三個或更多透鏡稱為復消色差透鏡。

在目鏡中，幾片透鏡還承擔著擴大視場的任務。 隨著折射遠鏡的尺寸越來越大以及對圖像質量的要求，這種鏡頭系統的設計和構造變得非常復雜。

折疊折射鏡是折射望遠鏡的一種特殊形式。 光束路徑通常通過一個或兩個平面鏡偏轉，即它是準折疊的。 各種折疊變體通常以其設計者或折射望遠鏡的外觀命名。 巴松管折射鏡（單折）讓人聯想到同名樂器的扭結設計，而牛頓折射鏡（雙折）因其目鏡而讓人聯想到牛頓反射望遠鏡。

目鏡天頂棱鏡或鏡子不包括在這些設計的分類中。 它們被認為是所有折射遠鏡類型的配件。

透鏡的缺點是，由于光線的折射，它們會在圖像中形成彩色條紋。 過去，這種所謂的色差僅適用于孔徑比小于約 1:15 的簡單雙透鏡（“消色差透鏡”）。 這使得折射遠鏡非常長且開口較大，笨重。

對于 Coudé 折射鏡，光束路徑也由兩個平面鏡或棱鏡折疊。 這些將光通過安裝座引導到固定焦點。 這種設計的好處是可以在固定的地方觀察，可以方便地配備座椅、工具和工作臺，而通常比較長的折射望遠鏡可以獨立移動。