牛顿望远镜

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牛顿望远镜

牛顿望远镜(Newtonian telescope)是英国天文学家艾萨克·牛顿（1643-1727）发明的反射望远镜，主镜使用球面镜，第二反射镜是平面的对角反射镜。

牛顿式设计的优点

• 与其他形式望远镜比较，无论口径大小，在品质相当的情况下，牛顿式总是比较便宜。
• 由于光线无须穿透物镜（他只从镜子的表面反射），所以不需要特别的玻璃，材料只需要能掌握住正确的形状。
• 因为只需要处理一个表面（折射镜通常需要处理四个表面），因此非常适合非专业人士自制属于个人的样式。业余天文学家自制的杜布森望远镜多属此型望远镜。
• 短的焦比可以更容易的获得较大的视野。
• 长焦距的牛顿式望远镜可以获得卓越的行星外观。
• 没有凸透镜造成的色差。
• 目镜的位置在望远镜统前端，与短焦比结合可以使用短而紧凑的架台系统，减少费用和增加便利性。

牛顿的第一架六吋镜复制品。

牛顿式设计的缺点

• 容易产生彗形像差，造成影样偏离轴心扩散的变形现象。这种扩散在光轴上为零，随着镜子的视域呈线性的增加，也与焦距除以口径的商（焦比）的平方反比来扩散。彗形像差的型式通常是 3θ/16F ² ，此处的θ是轴到图像的角度，F是焦比。通常在焦比大于f/6的系统，彗形像差已经可以忽略掉，不会影响目视或摄影的结果。焦比小于f/4的系统，虽然不能忽视彗形像差，但可以借由广视野和低倍率成像来避免。商业用的透镜也可以用在修正牛顿主镜的彗形像差上，让影像恢复原有的明锐。

• 第二反射镜在光路的中间，会遮蔽掉部分的光线，支撑结构还会造成衍射形成所谓的蜘蛛网，并且降低对比。使用二或三支脚的支撑可以减少视觉上的蜘蛛网。减少衍射的肩峰值强度更可以以四的因次有效的增强对比，但圆形的蜘蛛网通常是因支撑不稳，而由风造成摆动形成的惩罚。虽然四只脚的支撑能比三只脚更有效的消除蜘蛛网，但三支脚造成的蜘蛛网会给人一种审美上的良好观感。

• 便携式牛顿式的校准是个问题。主镜和次镜的准直性会因为运输和操作时的震动而偏离，这意味着望远镜可能在每次使用前都需要校准。其他型式的设计，像折光镜和折反射镜（尤其是马克苏托夫盖塞格林式），准直性都已经固定住了。

相关条目

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参考资料

• Smith, Warren J., Modern Optical Engineering, McGraw-Hill Inc., 1966, p. 400.