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你需要什么樣的望遠鏡,即我們該如何選購和觀察其光學性能

2011-05-06

                                    你需要什么樣的望遠鏡,即我們該如何選購和觀察其光學性能 

       當我們拿到一只望遠鏡時，會注意到上面標注出的它的規(guī)格，A×B，其中A是放大倍數(shù)，B是望遠鏡的口徑大小，單位是米。這兩個指標決定了望遠鏡的規(guī)格，也是重要的參數(shù)。
望遠鏡既然是觀察遠方的儀器，其作用就是在盡可能少的損失物體本來細節(jié)的前提下放大目標方便觀察。即：理想的望遠鏡應該“無損地放大目標，真實地還原細節(jié)”。
   很多人覺得望遠鏡的放大倍數(shù)應該越大越好，其實望遠鏡的放大倍數(shù)是由很多因素決定的，實踐證明，適合手持觀察的望遠鏡倍數(shù)應該是6-10倍，而以7，8倍為更多。市面上的望遠鏡倍數(shù)一般不會超過20倍，如果標出了幾百倍，幾千倍，那么是假貨無疑。為什么倍數(shù)不做高些呢？事實上，高倍數(shù)的望遠鏡在技術上沒有什么難點，只要愿意，做到任意高倍數(shù)都可以，但是，高倍數(shù)會帶來很多負面影響。首先是亮度，倍數(shù)越高，物體的表面亮度會越差，因為物體面積被放大到正比于二次方放大倍數(shù)，亮度下降會非常明顯。當然如果望遠鏡口徑大，倍數(shù)可以適當高些，但是手持望遠鏡的口徑一般不超過50mm.還有更重要的就是高倍帶來的抖動，手持望遠鏡會有輕微的抖動，但是這種輕微的抖動被放大以后會變得非常明顯。在10倍以上時，圖象的晃動已經(jīng)使得人眼不能充分觀察到圖象的細節(jié)，發(fā)揮望遠鏡的分辯能力，此時再增大望遠鏡的放大倍數(shù)又有何用？如果望遠鏡可以固定在三角架上觀察，那么放大倍數(shù)當然可以高些，但是對于對地觀察的望遠鏡，由于有前面所說的亮度以及分辨率的制約，放大倍數(shù)也不會過高，否則圖象會非常昏暗模糊，同時視場過小，尋找目標困難，筆者見到的更高倍數(shù)的用于地面觀測的大型雙筒望遠鏡倍數(shù)是60倍，口徑超過100mm。近些年，國外還出現(xiàn)了防抖動望遠鏡，比較有名的有canon,fujinon的產(chǎn)品，他們采取電磁穩(wěn)定技術，可以“穩(wěn)”住圖象，使得手持望遠鏡也可以做高倍觀察，就連美國陸軍也采用了fujinon的穩(wěn)像望遠鏡產(chǎn)品，制式編號是M25軍用望遠鏡。當然這種望遠鏡的價格都很高，體積重量也要大一些，所以應用不是很廣。
    望遠鏡的口徑是望遠鏡重要的參數(shù)之一，望遠鏡的口徑越大，理論分辨率會越高（但是要注意，其實一般手持望遠鏡遠遠用不到理論分辨率也達不到理論分辨率，所以實際分辨率才是更重要的，這取決于望遠鏡的光學質量），聚光能力越高（相同倍數(shù)時亮度更高），但是同時望遠鏡的體積和重量會越大，價格也會更高,手持望遠鏡一般都在20-50mm。不過要注意，有些質量不高的望遠鏡由于棱鏡遮擋，內部設置了過小的光欄等原因，所以實際口徑要比標稱值小。同時望遠鏡的亮度和鍍膜質量和性能也很有關系，一部較小但是高質量的望遠鏡往往能比大而差的望遠鏡進行更有效的觀察。
   望遠鏡口徑除以倍數(shù)的數(shù)值叫做望遠鏡的出瞳直徑，也就是望遠鏡從目鏡出射的光束的直徑。這個數(shù)值一般不標在望遠鏡上面，但是可以很容易算出。同時也可以直接測量，把望遠鏡目鏡沖著自己，物鏡對著亮處，目鏡離開自己一定距離，這時可以看到一個亮圓斑，這個圓斑的直徑就是望遠鏡的出瞳直徑，如果不是很圓有切邊說明棱鏡不好或者不夠大。望遠鏡的倍數(shù)口徑和出瞳直徑知道兩個可以算出第三個，所以我們可以以此驗證一下望遠鏡的標稱是否準確。正規(guī)的產(chǎn)品標稱大都是很準確的。望遠鏡的出瞳直徑直接決定了望遠鏡看到物體的表面亮度，出瞳直徑越大則亮度越高，正比于出瞳直徑的平方。但是當出瞳直徑大于人眼瞳孔直徑的時候，有些光線沒有進入人眼被浪費，望遠鏡的有效口徑就變小了。人眼的瞳孔大小在陽光下是2-3mm，黑暗中可以達到7mm左右，而且因人而異，并隨著年齡的增加而變小。關于怎么樣測量自己瞳孔的大直徑可以看附：瞳孔大小測量。另一方面，出瞳直徑對觀測的舒適性也有一定的影響，出瞳大時，瞳孔在晃動以及眼球轉動時都不容易偏離出瞳光束，所以會比較舒適。望遠鏡的出瞳直徑有時候簡稱出瞳，但是這很容易和另一個指標－出瞳距離混淆，后者指的是觀測者的眼睛要離后一片鏡片多遠才能看清整個視場。長出瞳距離的望遠鏡（一般認為22mm左右為更佳）對觀測者特別是戴眼睛的觀測者舒適性很有幫助。
    望遠鏡的各種性能是互相制約的，沒有萬能的望遠鏡，如何選擇就要看需要的觀測類型了。實踐是檢驗真理的標準，我們看看望遠鏡的使用者是怎么選擇的：
    先說軍用望遠鏡，我們國家的軍用望遠鏡型號較多，解放前有6×30中正式，美國的6×30，7×50望遠鏡，德國的8×30，10×50等，還有類型很多繳獲的日本望遠鏡。解放初我們進口的軍用望遠鏡有zeiss jena 6×30，8×30（兩種），7×50，10×50，15×50，捷克6×30,8×30，12×60，蘇聯(lián)6×30，8×30等。其中數(shù)量更多的是6×30，8×30兩種，這和歐洲當時的裝備情況是基本一致的。評價比較高的是zeiss jena 7×50，有一個很響亮的名字叫做“蔡司之冠”，今天還有很多收藏者對其趨之若騖，因為它的口徑大而倍數(shù)低，這樣出瞳直徑大，亮度高，對暗光下的觀測特別有利，而且抖動小，看起來舒服。缺點是體積重量比較大，表觀視場也比較?。ㄟ@是由規(guī)格決定的，詳見上篇拙作“望遠鏡的視場”）。喜歡高倍的人對15×50的zeiss jena也贊賞有加，因為倍數(shù)高，可以遠距離觀察，不過由于抖動比較大所以不適合長時間觀測。從60年代開始我們國家開始自行研制軍用望遠鏡，不過長期以來擺脫不了“仿制”的痕跡。型號有62（8×30），63（15×50），65（哨所用大型25－40×100），69（15×50），74（7×50），78（7×50），81（10×50），88（12×42），95（7×40，7×50），新海軍7×50，以及一些數(shù)量較少的其他品種。從裝備數(shù)量上，大的是62式8×30，因為其體積和性能上比較適中。海軍主要裝備7×50的品種，因為船上便攜是次要的，加上有晃動，7×50會比較舒適，瞳孔不容易偏離出瞳光束。另外海軍也裝備有不少62式8×30，也是因為其小巧方便。西歐國家和我們國家情況相似，主要裝備有7×50，10×50以及8×30望遠鏡，其中又以8×30，常見，如hensoldt,kern,leica等8×30軍用望遠鏡。東歐國家比較有名的軍用望遠鏡有zeiss jena 8×30（經(jīng)典，從2，30年代以來結構幾乎沒有改變），7×40 DF/EDF ,羅馬尼亞的IOR 7×40等。美國人似乎比較喜歡高光力的大出瞳望遠鏡，軍用望遠鏡在二戰(zhàn)時候主要以6×30，7×50為主，后來6×30漸漸消失，現(xiàn)役的望遠鏡主要是M22G,M22B（均為7×50），不過美國人也發(fā)現(xiàn)7×50望遠鏡有些場合實在太大太重，所以同時裝備了采用屋脊棱鏡的7×28 M24,這似乎是目前輕的一種現(xiàn)役軍用望遠鏡，重量380g，可以放在制服口袋里。需要說明的一點是，現(xiàn)代國外的軍用望遠鏡大都是免包裝設計，目鏡蓋，物鏡蓋都和望遠鏡是一體的，大多外包橡膠磕碰（我覺得放磕比防震更符合實際）。這樣更符合實際需要，相比之下我們國家的軍用望遠鏡還是傳統(tǒng)設計，似乎更適合把玩，加個漂亮的背包，重量增加了近一倍不說，用起來也不夠方便快捷?？峙逻@和我們的傳統(tǒng)觀念：軍用望遠鏡＝精致的高檔望遠鏡 很有關系。世界各國海軍以及航海人員現(xiàn)在基本都采用7×50望遠鏡，原因上面已經(jīng)說過，有的航海望遠鏡不僅有帶照明的分劃，還帶有內置羅盤，不是假俄羅斯上面的那個小指北針，而是聯(lián)入光路內，可以從視場內精確讀出所對方位角，對航海很實用。比較有名的是zeiss,fujinon,nikon,steiner的產(chǎn)品。
    對于天文愛好者，望遠鏡的口徑是非常重要的。一般國外流行的手持天文用雙筒鏡是7×50的（比較有名的是fujinon,nikon),因為他的出瞳較大，在觀測星云，彗星等物體時表面亮度高，同時倍數(shù)低，視場大些，找目標比較方便，星星在視場內收得比較緊。此類大出瞳直徑望遠鏡還有10×70的，不過恐怕要用支架了。如果你的瞳孔散不到7mm,可以選擇倍數(shù)高些的10×50，16×70。對于星團，密集的雙星，視面很小的星系等觀測目標，倍數(shù)可以高些，如20×60。如果用于月面和行星觀測，則倍數(shù)較高的望遠鏡觀察效果比較好。一般6倍以上望遠鏡就可以看到月面的環(huán)形山（在弦月時觀測效果更好，滿月時由于光線的關系，環(huán)形山會很不明顯），木星的衛(wèi)星也可以看得比較清楚。15倍以上可以看見土星光環(huán)，高倍雙筒鏡需要配合支架進行觀測，不過做這種觀察并不是雙筒望遠鏡的強項，更好還是用天文望遠鏡。雙筒望遠鏡的優(yōu)勢在于對大視面天體的觀測。由于其特有的方便性和舒適性，即使對于一個擁有專業(yè)天文望遠鏡的愛好者來說，手持雙筒望遠鏡仍然有其不可取代的地位。國外還有更大的專業(yè)天文用雙筒望遠鏡，口徑都在80mm以上，大的有25×150,40×150，30×180，主要用于高檔玩家的星云星團的目視觀測，尋彗等，價格驚人。近幾年，咱們國家的25－40×100大雙筒出口到美國，反應也相當不錯。
    對于觀鳥者，望遠鏡的倍數(shù)一般要稍微高些，一般為8-10倍居多，口徑30-42mm，出瞳大小是4-6mm,一方面，有時候鳥會在陰暗處，出瞳不能太小，一方面，手持重量太大不利于長時間觀測，因此也要比較在乎重量，所以一般國外的觀鳥用雙筒望遠鏡主要有8×32，8×40，10×42（600-750g)等規(guī)格，另外觀鳥用雙筒鏡還有一些額外的性能比較重要如近對焦距離,快速聚焦等。大多數(shù)情況下，雙筒望遠鏡還要配合一個spotting scope就是架在三角架上單筒的高倍鏡使用，這樣效果比較好。對于國內的觀鳥愛好者，建議用8×30或者7×35雙筒鏡+460單筒（別忘了支架），性價比非常好。
    對于一般的戶外旅游者，綜合性能和重量，可以考慮8×30，7×35（600g左右）的型號。如果非常在意重量，可以考慮屋脊棱鏡的產(chǎn)品，如8×25（320g左右).如果只需要在強光下使用，那么可以來個更精巧的8×20望遠鏡，折疊后體積非常小，可以放進衣服口袋，缺點是目鏡和出瞳直徑，出瞳距離都比較小，觀測舒適性較差，這就是帶著舒服看著不舒服，和7×50正相反。
    對于場面較大的表演，足球賽等，需要一個倍數(shù)低些，視場較大的望遠鏡，如俄羅斯5×30屋脊棱鏡型，6×30廣角型，高倍的望遠鏡雖然可以幫助你看清演員的面目和球員的表情，但是看到的范圍太小，光是追著球跑就夠你累了。
    如果你家里視野特好，想看看遠景什么的，可以考慮用三角架架個大一點的高倍雙筒（如20×60，26×70），或者單筒的spotting scope,前者舒適性好，后者小巧便宜一些，加一個手持的小型中倍望遠鏡。
如果你打算購買第一只望遠鏡（天文，航海愛好者除外），建議先從8×30開始，性能和體積重量很均衡，外觀很經(jīng)典，小巧結實。即使以后發(fā)現(xiàn)了喜歡的方面想要升級，這只鏡子也可以作為一個很好的補充。因為沒有萬能的望遠鏡。
    后我要說說對變倍望遠鏡的看法（手持的連續(xù)變倍望遠鏡）。變倍望遠鏡就如變后掠翼飛機一樣，設計的初衷是想滿足多用途的需要，但是多用的東西總是比不上專用的東西。變倍望遠鏡由于復雜，成像的分辨率和亮度比同倍數(shù)的望遠鏡要差了一截，視場特別是在低倍時的視場要比一般望遠鏡小很多，可靠性差，價格也高。雖然Nikon等也有變倍望遠鏡的產(chǎn)品，但是變倍望遠鏡在頂級高端系列望遠鏡里還從沒有出現(xiàn)過。這很能說明問題。當然如果以后的光學技術發(fā)展了，變倍望遠鏡要接近定倍望遠鏡也不是絕對不可能。
    晚上在黑暗中呆過半個小時讓眼睛瞳孔充分放大。于3米外放一紅色發(fā)光二極管（用收音機，變壓器上面的指示燈就可以）。事先準備一些和自己瞳孔大小接近的卡紙條，寬度可以從5.5mm-7.5mm不等。眼睛看著發(fā)光點，用卡紙條在瞳孔前來回平移，看是否能夠完全將亮光遮住，如果可以，則紙條寬度大于瞳孔，否則相反，經(jīng)過多次比較，可以得出瞳孔的大小。