天文望远镜的使用与光学性能的测定

天文望远镜的使用与光学性能的测定 实验五 天文望远镜的使用与光学性能的测定 一、 40 cm卡塞格林反射望远镜的操作 1.实验目的 了解天文望远镜的性能，并学会独立操作望远镜 2.实验仪器 40 cm反射望远镜 本实验使用的望远镜为卡塞格林R-C系统，赤道式装置。两个度盘分别为赤纬(δ)， 时角(t)，主镜为凹的双曲面镜，口径D= 400 mm，副镜为凸的双曲面镜，系统的有效焦距 F= 6000 mm ;导星镜为D= 150 mm、F= 1980 mm的折射望远镜，见图sh5.1。 赤道装置: 这种装置有两个相互垂直的 轴，即赤纬轴和赤经轴(极轴)。极轴指向天 极，与地球自转轴平行，其高度应当等于当 地的地理纬度。镜筒可以绕着赤纬轴转动， 并可以固定在一定的赤纬方向上。通常有赤 纬盘及时角盘显示望远镜的指向。跟踪天体 时，望远镜自东向西绕极轴运动,方向与地球 自转方向相反,速度为15"/s，用来补偿地球自 转，使望远镜保持指向被测的天体。利用赤 道装置实现跟踪天体的周日视运动是很方便 的。 3. 实验指导 h在某一北京时间T观测一个已知天体 (α、δ)。观测前首要先将当晚的北京时按 hh 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 S=S+(T-8)(1+μ)+λ换算成北京地0 方恒星时，用一个恒星时钟计量恒星时，利 用公式t= S-α，计算出观测时刻天体的时 角t。由望远镜的电控度盘，将望远镜指向 预定的天区(t、δ)。待测天体进入视场后，sh5.1 40cm的反射望远镜 打开转仪钟进行跟踪。天体的α、δ及观测时 刻的恒星时S，也可从星空软件中直接读取。 4. 实验步骤 (1) 观测前的准备工作 ?校准恒星钟; ?查出待测天体的位置(α，δ)，并在星图中熟悉待测天体周围亮星的相对位置和特 点，以便观测时在寻星镜中找到它。 ?根据待测天体，选好合适的目镜。 ?使用仪器前，要在教师指导下，熟悉仪器的电控装置及各种旋钮使用注意事项等。 (2) 观测步骤 ?在观测的恒星时时刻S之前约五分钟，计算出待测星在此恒星时时刻的时角t。 ?用望远镜的电控装置将望远镜指向(t、δ)天区。 ?待恒星钟钟面时到达预定的恒星时S时，打开转仪钟，进行跟踪。 ?先在寻星镜中找到待测天体，并把它调整到视场中央，此时即可在主镜中观测到此天体了。 (3)做好观测记录: 观测结束后记下观测日期、观测时刻、使用仪器、望远镜口径、物镜焦距、目镜焦距、天体的α、δ、t值等。 二、Meade16″ LX200折反望远镜的操作 1(实验仪器 Meade LX200 16" 望远镜是40 cm的折反射望远镜，为赤道式装置，主镜口径D= 406 mm，焦距F= 4 064 mm，是施密特–卡塞格林式望远镜， 采用一种施米特系统与卡塞格林系统相结合的新型系统。其特点是把施米特改正透镜的中心区里面镀铝，作为副镜反射光用。望远镜系统将来自天体的光束经过改正镜、主镜、副镜将光汇聚通过主镜中心孔后成像于焦面上，见图sh5.2。 图sh5.2 meade LX200望远镜 图sh5.3 meade LX200望远镜光路图 2(望远镜键盘手控器的说明 望远镜功能都在键盘手控器上。它有一个计算机化的数据库信息显示中心，一个数字坐标读出系统，一个脉冲目镜十字亮度照明控制器，一个两速电动调焦控制器和一个红色LED手电筒。 LX200键盘上各个键钮介绍如下: (1)ENTER(回车)键 ENTER键用于选择一个菜单文件，一个文件选项或编 辑一个数值。通过按下和放开ENTER键来选择一个文件或 一个选择项。手控器发出一个短的嘟声，执行执令。要编 辑一个数值，按住ENTER键直到听到两下嘟嘟声并看到闪 烁光标出现在显示器上。 两种按键法分别称做“按”和 “按住”。 (2)MODE(模式)键 MODE键用于望远镜五种模式之间的切换，并用来退出特定 的菜单文件。 (3)GO TO(指向)键 GO TO键使望远镜机架自动转向所输入的天体坐标。图sh15.3 LX200控制键盘 在COORDINATES/GO TO(坐标/指向)模式的GO TO菜单文 件中GO TO键也会产生闪烁光标，这时可键入新天体的赤 经和赤纬。 (4)方向键 标有N(北)、S(南)、E(东)和W(西)的四个键 是方向键。通过对它的操作可使望远镜指向一个特定的方向。 (5)速度键 速度键可以设定望远镜的转动速度，用N、S、E和W键启动。速度由快到慢分为四档，分别为SLEW(4 ?/s)，FIND(1 ?/s)，CNTR(16倍恒星速率)和GUIDE(2倍恒星速率)。 SLEW(快动)、FIND(慢动)、CENTER(对中)和GUIDE(导星)键还分别是数字键。SLEW和FIND也用来设置电动调焦的“快”调聚焦速度，而CNTR和GUIDE设置“慢”调焦速度。 (6)天体键(M(梅西叶天体);STAR(恒星)和CNGC(NGC天体)) 这些键可直接访问望远镜的天体数据库。按了天体键后，键盘显示器将给出一闪烁光标，输入天体库中所列出的星表号(见64 359颗天体数据库)后按ENTER(回车)键，再按GO TO键即可看到所输入的天体。星表键符号的简单说明如下:M为梅西叶天体，STAR为恒星和行星，CNGC为计算机中的NGC天体表。 3、“Meade 16” 望远镜使用说明(观测前的准备) (1) 打开望远镜的开关，几秒钟后(自检完毕 )，控制望远镜键盘显示器上将看到显示: ->TELESCOPE OBJECT LIBRARY (2) 按ENTER(回车)键选择TELESCOPE(望远镜)功能。显示器上应该看到 ->1)SITE 2)ALIGN (3) 按PREV或NEXT键移动光标到指令ALIGN(校准)，并按回车键 1)SITE ->2)ALIGN ()按PREV或NEXT键移动光标到指令POLAR(极轴式) 1)ALTAZ ->2)POLAR (5) 按回车键。 POLAR(极轴式)可以使16″LX200望远镜按赤道式望远镜操作。选择POLAR菜单项后，ohm再用N、S、W和E键电控转动望远镜，调节望远镜转到赤纬圈90，时角0000。按回车键， 望远镜自动地按赤经，赤纬 旋转到北极星的位置。 (6) 利用N、S、W和E将北极星移至望远镜视场中心。再按回车，望远镜会选择并转向天顶以南的一颗亮恒星，通常在导星镜的视场中就能看得到。此时，用WNSE 键调节望远镜，使亮星位于视场中心，然后按回车，即可使用望远镜的各种功能。 行星在“STAR”中的编号 901 902 903 904 905 906 907 908 909 水星 金星 月球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星 三、望远镜光学性能的测试 1(视场测定 将望远镜对准赤纬为δ的恒星(选取赤道附近的恒星)，配上有叉丝与刻度的测微目镜，关闭转仪钟，然后转动目镜，定出星在视场中周日视运动的方向，使目镜的一条叉丝与天体的周日视运动方向平行，将星像移到水平丝的一端，关掉转移钟并记录星经过视场直径所需时间，由公式ω= 15cosδ，即可求出视场。ω:以角秒为单位;:以秒为单位。 ttt 2.分辨角的测定 根据观测当晚的星空，选取4,8个角距从5"到25"的双星(双星表可见本书实验十八)，先从角距大的双星观测起，依角距递减顺序观测下去，至分辨不出时止， 记下刚刚能分辨的双星的角距，即为望远镜的实测分辨角;按照公式 δ"=140/D (mm)计算望远镜的理论分辨角;然后进行比较，说明为什么实测的分辨角要比理论的分辨角大得多。 3.目视极限星等 目视方法是通过对北极星序或昴星团进行观测，也可利用星图软件找一些已知星等的标准星，记下所能观测到的最暗弱恒星的极限星等值; 由经验公式: = 2.1+5(mm) ， mlog DD望远镜的口径，计算出目视极限星等，然后与实测进行比较，说明差异的原因。 4.跟踪精度: 打开转移钟，把某恒星调到目镜的十字中心，记录观察的时间段可选Δt = 30s、1min、2min„，检查星象有无明显移动，利用视场的大小比例(例如星像移动了1/5 的视场) 和观察的时间段，计算星像在1s内星移动的角距离，即 0.2ω/Δt 。 5.基本参数: 写出该望远镜的口径D 、有效焦距F、光力A 、底片比例尺 α (″/?)及目镜相应的放大率G 。 附 北极星天区证认图和昴星团图