折射望远镜

折射望远镜，也称为透镜望远镜或折射镜，是一种光学仪器，使用时可以使远处的物体看起来更近或更大很多倍。 这是通过在镜片的帮助下增加视角来实现的。 棱镜和反射镜可用于正像或减少折射望远镜的总长度。

强大的折射远镜的发展在天文学史上发挥了重要作用。 与反射望远镜一起，折射远镜构成了光学望远镜的类别。

折射远镜通常由机械结构固定的镜头组合组成。 根据光线通过透镜的路径，伽利略-折射远镜和开普勒-折射远镜之间存在区别。 当观察折射远镜时，额外的光学元件可以以与原始图像相同的方式对齐图像。 折射望远镜中的光路可以通过反射镜折叠，从而在焦距较长的情况下实现较短的设计。

伽利略折射望远镜，也称为荷兰折射望远镜。 它有一个作为物镜的凸会聚透镜和一个焦距较小的凹透镜作为目镜。 因为目镜有负焦距，所以它必须在物镜的焦距范围内，这样物镜和目镜的焦点在观察者一侧重合。 与开普勒折射远镜相关的大视野创建了一个虚拟的、直立的和横向正确的图像。 伽利略折射远镜今天用于歌剧眼镜和折射远镜眼镜。 该原理也用于增距镜。

目镜也是凸透镜（焦距较小）。 目镜和镜头设置在它们增加的焦距的距离处。 视野比伽利略折射远镜更广阔。

由于光束路径在折射望远镜中交叉，因此透镜产生被观察物体的倒置和反转（即总共旋转180度）实像，使用目镜（放大镜原理）放大观察。

开普勒的折射远镜为观察者产生了一个旋转了180°的图像。 与原作相比，颠倒颠倒。当折射远镜被平移时，视野中的图像移动方向与通过空管观察时相反。这同样适用于上下平移。 这可以用更多的透镜或棱镜来补救：

为了使图像与原件对齐，“反向光学”有以下选项：

• 放置在光束路径中的两个倾斜反射镜（通常为 45°）
• 两个棱镜，其后表面由于全反射而像镜子一样
• 第三个会聚透镜再次反转图像（所谓的地面反转装置等）

在棱镜双筒望远镜（场镜）和单筒望远镜的情况下，开普勒折射远镜的倒像使用各种棱镜系统旋转 180°。根据设计的不同，还有更短的设计。图像也可以使用反转镜头反转。

例如，在观景望远镜和一些望远镜瞄准具中使用，也可在望远镜瞄准具或地面折射望远镜中进行或在旅途中使用在海上。尽管放大倍数约为 20 倍至 60 倍，但它体积小、可折叠且价格低廉。缺点是光线强度较低，并且在拉开时会接触到外部空气，这意味着灰尘和水会渗入。

因此，较新的类型和单筒望远镜有一个固定的管子，并使用直视普罗棱镜或稍微弯曲的倒棱镜来缩短总长度。 这对于（负的、发散的）聚焦透镜也是可能的——例如在较新的经纬仪和电子全站仪中。

天文学中较大的折射远镜接受了错误的图像，因为天空中观测物体的方向通常不起任何作用。 为了改善目镜的视野，通常使用 90° 或 45° 偏转棱镜和反射镜，其图像至少是直立的或非镜像的（天顶镜）。

第四种可能性是使用发散透镜作为目镜，使天文成为伽利略的折射望远镜。 它在光学上是不利的，但由于极短的设计 ， 剧院眼镜（俗称“看戏的人”）很常见。 然而，伽利略设计不允许连接十字准线或千分尺。

每个光学镜头都有或多或少严重的纵向和横向色差。 不同波长的折射程度不同。 长波红光的折射小于短波蓝光。 这意味着每个波长范围都有自己的焦点。 在实际观察中，这会导致令人不安的彩色条纹。

过去，有时会尝试通过构建尽可能长的焦距来减少纵向色差。

另一种最小化方法是组合具有不同阿贝数的玻璃透镜。 一组两个镜头在短距离内一个接一个地放置，称为消色差透镜。 三个或更多透镜称为复消色差透镜。

在目镜中，几片透镜还承担着扩大视场的任务。 随着折射远镜的尺寸越来越大以及对图像质量的要求，这种镜头系统的设计和构造变得非常复杂。

折叠折射镜是折射望远镜的一种特殊形式。 光束路径通常通过一个或两个平面镜偏转，即它是准折叠的。 各种折叠变体通常以其设计者或折射望远镜的外观命名。 巴松管折射镜（单折）让人联想到同名乐器的扭结设计，而牛顿折射镜（双折）因其目镜而让人联想到牛顿反射望远镜。

目镜天顶棱镜或镜子不包括在这些设计的分类中。 它们被认为是所有折射远镜类型的配件。

透镜的缺点是，由于光线的折射，它们会在图像中形成彩色条纹。 过去，这种所谓的色差仅适用于孔径比小于约 1:15 的简单双透镜（“消色差透镜”）。 这使得折射远镜非常长且开口较大，笨重。

对于 Coudé 折射镜，光束路径也由两个平面镜或棱镜折叠。 这些将光通过安装座引导到固定焦点。 这种设计的好处是可以在固定的地方观察，可以方便地配备座椅、工具和工作台，而通常比较长的折射望远镜可以独立移动。