各式配件

第五章 各式各樣的配件
 5-1 目鏡  5-2 尋星鏡   5-3 觀測用輔助配件   5-4 光學配件    
 
5-5 太陽觀測配件  5-6 攝影配件  5-7 赤道儀配件  5-8 腳架架台配件
第六章 望遠鏡組的各種性能
  6-1 望遠鏡的光學性能  6-2 赤道儀的機械性能
  
6-3 如何選擇自己的第一部望遠鏡


第五章  各式各樣的配件
5-1 目鏡

  原理--從望遠鏡主鏡來的光線在焦點處成像,但是這個像很小,必須再用一組透鏡置於主鏡的焦點處,將物體的影像放大,以利肉眼觀看,這一組透鏡稱為目鏡。望遠鏡製造商所生產的目鏡種類繁多,用途、功能皆有所不同,而且目鏡品質的高低對眼視觀測的品質影響很大,不可不慎重地選擇。
  選擇一顆目鏡除了要配合自己望遠鏡的目鏡座規格及考量望遠鏡的焦長外,目鏡的色差修正程度、解像力、像場平坦的程度及可見視野角度等都是必須注意的重點。
  焦距--目鏡成像的焦點距離長度。目鏡焦距的大小都直接刻在目鏡上,目鏡焦距決定了望遠鏡的倍數,短焦距有高倍率,長焦距有低倍率。
  規格--這是指目鏡接上目鏡座的部份的直徑大小。有2吋(50.8mm)、1.25吋(31.7mm)及0.965吋(24.5mm)等三種。另外有一些特殊規格的目鏡如43mm、36.4mm等則不予討論。目鏡可直接插入同規格的目鏡座內,然後用目鏡座上的螺絲或墊片來固定目鏡。
  德國及日本的望遠鏡廠商在較早時期採用的是24.5mm的規格,外形輕巧。但受限於體型,焦距超過25mm的長焦距目鏡,視野會變得很窄,很難觀測。為了克服這個問題,日本廠商採用36.4mm螺牙式這種奇怪的規格,在使用上非常不方便,在市場上也漸漸被淘汰了。
  美國廠商採用的是31.7mm及50.8mm的規格,最近日本廠商也大力推出這種規格的目鏡。由於體形較大,31.7mm規格的目鏡,焦距可以從數mm做到40mm,而且視野較廣,有利於眼視觀測。
  更大的50.8mm規格的目鏡適合更長焦距的目鏡,而且可以加大目鏡的可視視野,對極低倍的觀測來說,使用50.8mm的目鏡,彷彿有如乘坐太空船在外太空看星星般舒服。


5-2 尋星鏡

  如果望遠鏡的倍數低,看到的視野會較廣;相反的,如果望遠鏡的倍數高,看到的視野就會較窄。使用望遠鏡做天文觀測時,通常倍數都不低,在狹窄的視野內要找到那麼小的天體,是相當不容易的事。另外像牛頓式反射望遠鏡,目鏡座的位置是在鏡筒的前側方,眼睛觀看的位置與望遠鏡的筒口指向呈90度垂直,要把欲觀測天體導入視野內也是不容易的。為了讓望遠鏡能快速地找到要觀測的天體,利用另一支低倍數的望遠鏡來輔助,以方便找到要觀測的天體,這一支低倍數望遠鏡就叫尋星鏡。尋星鏡雖然倍數低,但它仍是一支天文望遠鏡,看到的仍然是上下左右相反的影像,在操作上會有些許不便。因此有少數幾款較高價的尋星鏡,為方便使用,在光路中加入了正像稜鏡,使得影像是正立的,在操作上就方便多了。
  在尋星鏡的視野中央,有一個十字線,當主鏡與尋星鏡完全平行時,尋星鏡的十字線中央就是主鏡視野的正中央,所以只要把欲觀測天體放入尋星鏡十字線中央,主鏡在低倍數下就可輕易地看到這個天體。
  絕大多數望遠鏡的尋星鏡都是折射式的。但也有極少數廠商的望遠鏡採用折反射鏡當尋星鏡,至於孰優孰劣就見仁見智了。
  型式--除了大型天文台級的望遠鏡之外,業餘同好使用的望遠鏡的尋星鏡口徑都很小,倍數通常是固定的,最常見的型式有:5×25、6×30、7×35、7×50、 8×50、11×70等幾型。事實上,拿一部小口徑的望遠鏡配上低倍數目鏡,也是可以當做尋星鏡來用的。
  表示尋星鏡的方法跟雙眼望遠鏡一樣,前面的數字是表示倍數;後面的數字是這一支尋星鏡的口徑,單位是mm。"×"是倍的意思,不是把這二個數字相乘,可不要告訴別人說,您的尋星鏡或雙眼望遠鏡有350倍(7×50=350)。
  照明--雖說利用尋星鏡的十字線,可以方便、快速地找到欲觀測的天體,但在黑暗的夜裡,肉眼無法看見這個黑色的十字線,也就無法知道尋星鏡的正中央在那兒了,所以需要一個照明裝置來照亮這個十字線。照明裝置有二種型式:一種是把整個視野都照亮,所以就可看見十字線了;另一種是只照亮這十字線,其餘視野仍然是黑暗的。很顯然地,只照亮十字線的方式好多了。只照亮十字線的照明裝置,讓整個視野仍然是黑暗的,微弱暗淡的天體仍然可在尋星鏡內看見,而整個視野都照亮的方式就看不見暗淡的天體了。
  調整--為了能讓尋星鏡的視野中央與主鏡視野中央完全平行,尋星鏡的調整是不可或缺的。尋星鏡的支撐座前後各有三支調整螺絲,前方三支螺絲較小,是固定用的;後方的三支螺絲較大,是用來調整尋星鏡指向用的,在這三支螺絲上還套有一個螺絲帽,以咬住螺絲避免鬆動。要調整尋星鏡與主鏡平行,以白天的時候較適合。望遠鏡架在赤道儀(或經緯儀)上,不要打開馬達,並固定住架台的轉動軸。先將主鏡以低倍率看到數百公尺距離以上的遠方景物(以尖塔或樹梢較好),再來主鏡換上高倍率目鏡,將目標景物調整到視野正中央,然後看尋星鏡,利用尋星鏡支撐座後方的三支調整螺絲,以轉鬆一支螺絲的同時轉緊另一支螺絲的方式,慢慢將尋星鏡的十字線中央對到主鏡視野中央看到的目標景物,這樣主鏡與尋星鏡就完全平行了。如果需在夜間調整,過程同白天的調整法,但赤道儀必須打開馬達,讓赤道儀保持在追蹤的狀態,然後將望遠鏡對到北極星,以北極星為目標星來調整主鏡與尋星鏡的平行。


5-3 觀測用輔助配件

  目鏡規格轉換頭--前面在敘述目鏡座時有提到,目鏡座有2吋(50.8mm)、1.25(31.7mm)吋及0.965(24.5mm)吋等各種規格。如果望遠鏡只有一種規格的目鏡座,但偏偏有二種或三種不同規格的目鏡,這時只要有各種目鏡規格轉換頭就可以讓不同規格的目鏡都使用同一種目鏡座了。當然,購買望遠鏡時,可以同時購買數個不同規格大小的目鏡座,但目鏡規格轉換頭的價格顯然便宜多了,所以比較划得來。
  目鏡規格轉換頭是一個二端有不同規格大小的中空金屬筒,其中一端是插入望遠鏡的目鏡座,而另一端則用來插入目鏡。例如目鏡座是1.25吋的大小,目鏡是0.965吋的大小,這時只要利用一個插入目鏡座這端是1.25吋、用來插入目鏡的這一端是0.965吋的轉換頭,就可以讓小目鏡放入大目鏡座中了。反之大目鏡要放入小目鏡座中,也是利用同樣的方法。
  直角稜鏡--當使用折射望遠鏡來觀察天頂附近高仰角的天體時,由於折射鏡的鏡筒較長,目鏡位置又是位於鏡筒的下端,使得觀測的姿勢變得很不方便。如果可以把望遠鏡的光路轉個彎,讓目鏡不是朝下方而是朝側面,就可以用比較舒服的姿勢觀察天體,這種將光路轉90°的裝置,就叫做直角稜鏡。
  直角稜鏡是利用一個直角稜鏡或一面平面反射鏡將光路以90°反射到另一側,以方便觀察高仰角附近天體的輔助配件。使用直角稜鏡的方法與目鏡一樣,只要將直角稜鏡的一端插入目鏡座內,再將目鏡插入直角稜鏡的另一端就可以觀看了。直角稜鏡與目鏡的規格一樣,有2吋(50.8mm)、1.25吋(31.7mm)及0.965吋(24.5mm)三種,必須同規格大小的直角稜鏡與目鏡座才能使用。
  直角稜鏡有稜鏡型及反光鏡型兩種。稜鏡型的直角稜鏡是在直角稜鏡內加入一個直角三角形的透明玻璃,光線進入稜鏡後,被斜面全反射出另一側,所以光路轉了90°。平面反射鏡型的就類似牛頓式反射鏡,利用一面橢圓形平面反射鏡將光路以90°反射到另一側。使用直角稜鏡看到的影像是上下正立但左右相反的影像,因此利用直角稜鏡觀察天體時,要特別注意方向的問題。另外,使用直角稜鏡時,對焦筒只要伸出少許的量就可對到焦,對於對焦筒伸縮量較少的望遠鏡,使用直角稜鏡時要特別注意能否對到焦。
  正像稜鏡--正像稜鏡是在光路中使用二個稜鏡,讓影像轉成正立像,因此透過稜鏡看到的是正立的影像,就如同肉眼直接看到的樣子。這種方式的稜鏡也會使對焦的伸出量縮小,所以也要注意望遠鏡能否對到焦的問題。


5-4 光學配件

  像場修正鏡--像場修正鏡(Field Flattener)是一組用來修正折射式望遠鏡視野不平坦現象的透鏡組。望遠鏡形成的影像平面不是平坦的,而有彎曲的現象,如果接上相機做直接焦點攝影,會發現在相片四周邊緣的星點呈放射狀,這就是像場彎曲。加上像場修正鏡後,能把影像平面修正成平坦的,做直接焦點攝影時就不會有星點呈放射狀的問題。像場修正鏡只修正像場彎曲的問題,並不改變望遠鏡的焦距長度。
  另外在如牛頓式反射望遠鏡上,在視野四周邊緣的星點會有呈三角形擴大的現象,有如小彗星般,這個稱為彗像差。修正這種彗像差、並使視野平坦的修正透鏡稱為彗像差修正鏡(coma correct)。彗像差修正鏡也不會改變望遠鏡的焦距長度。
  減焦鏡--天文望遠鏡的焦距是固定的,焦比也是固定的。在天文攝影時,有時望遠鏡原始的焦距會太長或焦比太暗而不利於星雲星團的攝影。利用一組透鏡把望遠鏡的焦距縮短、減少,讓焦比亮一點,影像範圍擴大並修正像場及像差,這種光學配件稱為減焦鏡(Reducer)。減焦鏡大約可把望遠鏡焦距縮短到原始焦距的0.6~0.8倍,但減焦程度不可太大,否則視野四周的影像品質會下降。
  減焦鏡大部份是用在天文攝影的時候,但是眼視觀測也是可以使用的。比如說,望遠鏡的焦距太長,無法用低倍數來觀察大面積的天體時(如月面),就可以把望遠鏡先接上減焦鏡,先縮短焦距長度,再用低倍數目鏡來觀察。
  延焦鏡--與減焦鏡剛好相反的光學配件是延焦鏡(Extender)。延焦鏡的目的是把望遠鏡的焦距再延長,讓天體的影像或望遠鏡的倍數能再放大、提高。近年來,使用新型超低色散玻璃材料或瑩石的天文望遠鏡焦距都不長,所以望遠鏡製造商生產了很多專為天文攝影設計的延焦鏡。天文攝影用的延焦鏡,大約可把焦距延長1.4~2倍,除了保持原望遠鏡的光學品質外,並可修正像場及像差。眼視用的延焦鏡又稱巴羅鏡(Barlow),焦距可延長2~3倍,甚至有高達5倍的巴羅鏡。


5-5 太陽觀測配件

  投影板--當我們使用望遠鏡做太陽的觀測時,其實是非常危險的。太陽是一個高溫且極亮的天體,如果以肉眼直接觀察太陽,很容易對肉眼造成無法彌補的傷害。使用投影板是最安全且方便的觀察方法。
  一套太陽投影板包含一片黑色遮光板、一片白色投影板和用來連接投影板及望遠鏡的固定桿。黑色遮光板放在靠近目鏡的位置,目的是要產生影子,讓光線不會直接照射到後方的白色投影板。在黑色遮光板中央有一個開孔,可讓目鏡穿過,目鏡所投射出的太陽影像就落在離目鏡較遠的白色投影板上。白色投影板離目鏡的距離與投影成像的大小成正比,離愈遠成像就愈大。在白色投影板上放上描繪用紙,可將太陽光球面上的黑子描繪下來。
  投影板的位置有二種:一種是直接接在望遠鏡的正後方,目鏡投射出的影像直接落在後方的投影板上,得到的是一個上下左右相反的倒立像。另一種是使用直角稜鏡,將光路轉90°再投射到投影板上,得到的是一個正立的像。
  太陽濾鏡--當不使用太陽投影板而要直接觀察太陽時,必須在目鏡上裝上太陽濾鏡來減弱光線,而且望遠鏡的口徑不能太大,以免太陽濾鏡燒破造成危險,必要時可以裝上二片太陽濾鏡。不過這種光路中減光的觀測法並不是理想的方法,比較好的方法是先縮小望遠鏡的口徑(縮到大約3~5公分的口徑),然後在這口徑上裝上減光的濾鏡,讓光線先減弱再進入望遠鏡內,使得光到達目鏡及眼睛時,已沒有高熱和強光,避免對肉眼及目鏡造成傷害。
  太陽稜鏡--和直角稜鏡一樣,都可以把光路轉到另一側來觀察,但太陽稜鏡只反射了大約4~5%的光,其餘95~96%的強光和高熱都從稜鏡斜面處的後方散出,所以在觀察太陽時,危險性就降低了許多。不過使用太陽稜鏡時,仍然要配合使用其他的減光措施,如主鏡前減光或目鏡裝上太陽濾鏡減光,不減光的話,仍然是不可以直接觀察太陽的。


5-6 攝影配件

  相機接環--望遠鏡的目鏡座,是用來放置目鏡以觀察天體之用,並不能直接接上相機攝影。當需要用望遠鏡來拍攝天體時,必須把目鏡座拆卸下來,並裝上相機接環後,才能接上相機。也就是說,相機接環是銜接望遠鏡與相機的配件,各相機廠牌的插刀座都不一樣,所以要注意相機接環與相機必須同一廠牌,不能接錯。
  擴大攝影接筒--當要拍攝像行星這種視直徑很小的天體時,望遠鏡的焦距絕對是不夠的。必須先利用目鏡把行星放大,再把這個放大的影像拍下來。這個銜接望遠鏡及相機,並可以裝上目鏡的配件叫做擴大攝影接筒。擴大攝影接筒是一個空心金屬筒,中間可放置目鏡,並且可以任意更變目鏡以改變放大倍率。並不是只要擴大攝影接筒就可以直接接上相機,必須再接上相機接環才能接上相機,所以可以用各廠牌的相機來做擴大攝影。
  自由雲台--如果只要用相機鏡頭來拍照,如拍星座或大彗星等,這時會把相機架在自由雲台上。自由雲台又稱球型雲台,其實就是一般攝影用三腳架上的那個雲台,只是一般攝影會用三向雲台,而在天文攝影上大都使用自由雲台。自由雲台只要鬆動一個扳手就可以自由調整相機的取景,在天文攝影上比較便利。
  雲台板--正常狀態下,一部赤道儀上只能架上一部望遠鏡,但在追蹤攝影時,必須要有第二部望遠鏡來導星,所以必須同時在赤道儀上架上二部望遠鏡。因此在赤道儀架望遠鏡的位置處,先裝上一塊金屬板,在這塊金屬板上就可以架上多部望遠鏡了。這塊金屬板稱為雲台板,絕大多數的雲台板採用鋁合金材料,不僅加工容易,而且強度足、重量也較輕。
  雲台板是最能自行設計、加工的望遠鏡配件,我們可以根據赤道儀的大小、望遠鏡的長度、重量及螺絲孔徑、位置等因素,決定一塊雲台板的大小,然後去金屬材料店切一塊適合的鋁合金,再委託鐵工廠加工。這樣的雲台板不僅實用,而且比買原廠的雲台板便宜非常多。
  導星望遠鏡--當望遠鏡接上相機做天文攝影時,相機的反光鏡會彈起,讓天體的影像直接到達底片而不是到達相機的視窗,因此在相機視窗內看不見任何影像。同理,如果赤道儀的追蹤出現誤差,也無法透過相機視窗來發覺。導星鏡(Guidescope)就是用來發現追蹤誤差的輔助望遠鏡。也就是說,在天文攝影時,在同一部赤道儀上架設二部望遠鏡,一部做攝影用,另一部接上導星監視目鏡做導星用。導星用的望遠鏡幾乎都是折射式望遠鏡,受限於中小型赤道儀的載重限制,導星鏡的口徑都不能太大,大約在5~8公分左右。在大型天文台的望遠鏡系統上,甚至有口徑15公分以上的導星鏡。
  導星可動雲台--基本上,在天文攝影時,導星鏡與主鏡對準同一個天體最好,但這個天體附近不見得有足夠明亮的甯P適合讓導星鏡導星。因此,導星鏡如果能獨立做上下左右的轉動、並有夠大的轉動範圍,以方便在主鏡拍攝的天體附近,找到適合的被導星。這種專門用來承載導星鏡、並可獨立轉動導星鏡指向的配件,稱為導星雲台(Guide Mount)。
  導星雲台就如同一個小型的經緯儀,可以上下左右轉動,不過可轉動的程度並不如經緯儀那麼大。各廠商生產的導星雲台各有不同的方向調整方法,有些高級品還可微動,使用上很方便。選擇導星雲台最要注意的是鎖緊的程度。如果導星雲台鎖緊程度不足,在長時間曝光下,就容易有鬆動的情形發生,這對天文攝影的導星是很不利的。
  離軸導星裝置--離軸導星裝置(off-axis guider)是一種裝在望遠鏡與相機之間,可將望遠鏡形成的影像,取相機底片用不到的部份來導星的導星配件。望遠鏡形成的影像是一個圓形的視野,而底片卻是方形的畫面,所以在這圓形視野的四周影像是不能被底片利用的,而離軸導星裝置就是利用這四周的星點來導星。離軸導星裝置可以在光軸上做360°的旋轉,以找尋夠亮的甯P來導星。這種直接使用主鏡來攝影並同時導星的方法,其實才是正確的做法。因為這種方式的導星,在導星監視目鏡內,不但可以觀察到赤道儀的追蹤誤差並修正之,連主鏡的任何變形也能發覺並同時修正,比起使用導星鏡導星的方法來說,不但省下昂貴的導星望遠鏡,導星成功率也要好得多。但是離軸導星有一個極大的不便,就是在這個視野四周,不見得有足夠明亮的星可讓肉眼看到並用來導星。這也就是為什麼除了使用CCD導星的人以外,沒有人用離軸導星裝置來導星的原因了。
  導星監視目鏡--不管是使用導星鏡還是離軸導星裝置,在導星時都必須加上導星監視目鏡才能導星。導星監視目鏡是一顆高倍率的目鏡,在視野內除了星像外,還可看到一個紅色的瞄準線。把被導星放在瞄準線上,利用被導星在瞄準線上的移動情形,就可知赤道儀的追蹤正確與否,並可修正誤差。
  導星監視目鏡內的瞄準線樣式繁多,最常見的有 型、 型及 型等,有些廠牌的導星監視目鏡可以調整瞄準線的位置,甚至有的還可以更換目鏡,導星時可以自由決定導星的倍率,十分便利。照亮瞄準線的照明方式也有明視野照明及暗視野照明等兩種,選擇上如同尋星鏡的照明一樣,以暗視野照明的方式比較理想。


5-7 赤道儀配件

  極軸望遠鏡照明燈--在前面的赤道儀部分有提到,極軸望遠鏡是最方便快速對正極軸的輔助工具。但在黑暗的背景天空內,是無法看到極軸望遠鏡內的刻度的,就如同尋星鏡那樣,所以必須要使用極軸望遠鏡照明燈來將刻度照亮。在較舊型的赤道儀上,極軸望遠鏡照明燈是外掛的;而現今較新型的赤道儀,都把極軸望遠鏡照明燈內藏在赤道儀內了。
  照亮極軸刻度的方法,也如同尋星鏡的照明一般,有二種方式:一種是暗視野照明,一種是明視野照明。暗視野照明是比較好的方式,但這種照明方式價格都很貴,且不容易製造,所以只有少數的赤道儀採用;而明視野的照明方式則是幾乎所有的赤道儀都用這種方式。
  水平器--判斷赤道儀的腳架架台是否水平的小工具,位於赤道儀與三腳架銜接的座上,而不是在腳架上。赤道儀要對到正確的北極點,必須先將赤道儀架台水平。赤道儀架台水平後,極軸望遠鏡才能水平,這時極軸望遠鏡內的刻度才會在正確的位置,這樣子用極軸時刻盤所得到的北極星位置也才能正確地導入。也就是說,如果架台沒有水平,則極軸望遠鏡就無法水平,這時雖然用極軸時刻盤得到正確的北極星位置,但因為極軸望遠鏡內的刻度不在正確的位置,那北極星導入也就不在正確的位置上了。
  不過後來較新型的赤道儀,都把水平器設在極軸望遠鏡上。事實上,這是比較方便的方法。因為要對正極軸,只要極軸望遠鏡水平就可以對正了,腳架不平是無所謂的。但是對於沒有極軸望遠鏡的大型赤道儀而言,架台水平是非常重要的一個動作,所以在沒有極軸望遠鏡的大型赤道儀上都一定有水平器。


5-8 腳架架台配件

  高度調整座--安裝在三腳架(或直柱腳架)上的移動用赤道儀,必須要在赤道儀架台水平的狀態下,才能對出準確的極軸。可是觀測地點的地面不見得夠平坦,如果赤道儀又剛好是用固定式的三腳架(或直柱腳),不能調整伸出的長度,這時就無法讓架台處於水平的狀態,極軸就可能無法快速準確地對準。
  解決這個問題的方法就是在三腳架的各腳下(或直柱腳下方的三支爪子下)墊上一個可調整高度的高度調整座。高度調整座是由二片圓形的金屬板組成,二片金屬板互相連接住,可以張開而不能分離。上方的金屬板有一支大型螺絲,旋轉這支螺絲可以調整二片金屬板張開的距離,這樣就可以調整三腳架的高度,也就能調整赤道儀的水平了。
  這種高度調整座除了可調整高度以保持赤道儀水平之外,還可應付鬆軟的地面。不管是三腳架或是直柱腳,末端都是削尖的,在較鬆軟的地面上架設赤道儀時,可能會發生下陷的問題。所以高度調整座不但可調整赤道儀水平,而且還可避免因地面鬆軟而造成整組望遠鏡下陷甚而倒塌。


第六章 望遠鏡組的各種性能
6-1 望遠鏡的光學性能

  有效口徑(D)--在望遠鏡裡,實際上能讓光通過或讓光反射的主鏡直徑大小,稱為有效口徑。口徑是一部望遠鏡的一切根本,它決定了望遠鏡能看到的最暗星體及最細微結構,所以口徑是愈大愈好。口徑通常以mm計算。
  焦距(fl)--光線從主鏡處到聚焦成像處的長度稱為焦距,以mm為單位。焦距跟天體的影像大小有關,焦距長,天體的投影就大。焦距也影響了望遠鏡可看的倍數。
  焦比(F)--把主鏡焦距除以主鏡口徑就是焦比(F=fl/D),又稱為F值。其實焦比就是照相機鏡頭的光圈值。例如:口徑70mm、焦距560mm的望遠鏡,焦比就是F=560÷70=8。口徑大、焦距短則焦比就小,影像會比較亮;反之則焦比大,影像較暗。焦比對天文攝影影響鉅大,是天文攝影家選擇天文望遠鏡的重要考量之一。
  集光力--簡單地說,集光力就是望遠鏡收集光線的能力,比較的標準是人眼的瞳孔。人眼瞳孔最大時,直徑約7mm,把望遠鏡主鏡的口徑平方除以瞳孔直徑的平方就得到集光力。例如:口徑70mm的望遠鏡,它的集光力就是70×70÷7×7=100(倍)。口徑愈大,集光力就愈強,也就能看到更暗淡的天體。
  極限星等(M)--望遠鏡所能看到最暗的星等稱為極限星等。肉眼在黑暗、空氣透明的場合可以看到六等星,而口徑70mm的望遠鏡的集光力是肉眼的100倍,它就能看到比六等星再暗五等的11等星。望遠鏡的口徑遠大於肉眼,自然能看到更暗的星等。極限星等的計算公式是M=1.77+5㏒D。例如:口徑70mm的望遠鏡,極限星等是M=1.77+5㏒70=11.0(等)。
  解像力(θ)--望遠鏡的倍數愈大,看到的影像也會愈大,但影像變大不見得就能看清楚。望遠鏡能力範圍內所能看到最清楚的細部,就稱為解像力,以弧秒為單位。公式是θ=116"÷D(mm),所以口徑116mm的望遠鏡剛好可以分辨相距1"的細部,再靠近就無法分辨清楚了,倍數再大都一樣。
  射出瞳徑--望遠鏡主鏡收集到的光,傳達到目鏡後射出的光圈孔徑大小,稱為射出瞳徑。這是指在某一倍數下,眼睛可以看到的光圈孔徑大小,倍數低,射出瞳徑就會大;反之,倍數高,射出瞳徑就會小,計算公式是口徑÷倍數=射出瞳徑。但是並不能把倍數一直降低,當倍數低到讓射出瞳徑大於人眼瞳孔的7mm時,超過瞳孔大小的光已經不能被瞳孔所接收,這種倍數就沒有意義了。讓射出瞳徑在7mm的倍數就是望遠鏡最低有效倍數。
  倍數--把主鏡焦距除以目鏡焦距就得到倍數。例如:焦距560mm的望遠鏡,用25mm的目鏡,倍數是560÷25=22.4(倍);用14mm的目鏡則有40倍。目鏡的焦距愈短,倍數就愈高。但並不是可以無限制地提高倍數,口徑大小(mm)的0.14倍是最低有效倍數,口徑的2倍是最高有效倍數。
  鏡面精度--這是指主鏡研磨的精密度,也就是主鏡表面光滑的程度,以1/λ來表示。λ是波長的意思,如果有一部望遠鏡的主鏡精度是1/8λ,就是說主鏡表面研磨的凹凸誤差在光波波長的1/8以下。


6-2 赤道儀的機械性能

  追蹤精度--赤道儀的赤經軸加上馬達後,可以驅動赤經軸,讓赤道儀能"自動"抵銷地球的自轉。理論上,這顆馬達驅動赤經軸轉動的速度等於地球的自轉,但事實上是達不到的。赤經軸馬達驅動赤經軸轉動的速度與地球自轉速度的誤差量,稱為追蹤精度。追蹤精度以秒弧為單位,例如說:某部赤道儀的追蹤精度是±5秒以內,指的是這部赤道儀的赤經齒輪在一個轉動週期內與地球自轉速度相差在±5秒以內。
  追蹤精度的數字是愈小愈準,而且愈準愈好。馬達本身的轉動準確性與赤道儀本身的齒輪齒數會影響到馬達追蹤的精度。馬達當然是愈穩定愈好,而齒輪的齒數也是愈多愈好。
  只有赤經軸馬達才需要要求追蹤精度,這是因為赤經軸是繞著極軸轉動,等於是地球的自轉,赤緯軸的馬達在大部份時間是不動的,在較小型的赤道儀上,甚至連赤緯軸馬達都沒有呢!
  承載重量--承載重量是指赤道儀在穩定追蹤的狀態下所能承載的最大重量。例如某部赤道儀的最大承載重量是16公斤,這是製造商保證赤道儀能穩定追蹤的最大重量上限。單以金屬性能來說,金屬所能承受的重量當然不只這些重量,但超過重量限制,製造商就不能保證赤道儀的馬達會乖乖聽話了。
  赤道儀的承載重量會影響到所能承載的望遠鏡大小,如果自己擁有的望遠鏡雖然不大,但有升級的計畫,或是想在一部赤道儀上架數支望遠鏡,那赤道儀所能承載的重量就不能太小,以免到時赤道儀承受不了。另外,在赤道儀上架望遠鏡時,儘量不要超過赤道儀的承載重量,不然如果赤道儀壞了,可是得不償失。所以儘可能的選擇承載重量較大的赤道儀,讓望遠鏡部份的總重量比赤道儀的承載重量小上一些。


6-3 如何選擇自己的第一部望遠鏡

  前面敘述的各種望遠鏡光學性能都是理論值,在實際的望遠鏡上都無法達到理論上的能力。這是因為任何一部望遠鏡的玻璃材料、鍍膜處理、反射率、製造廠商的品管、光軸的正確調整、氣溫的變化、大氣穩定度和大氣透明度等都不可能完美,所以望遠鏡也就不可能達到理論上的極限了。
  另外,要購買一部望遠鏡之前,必須先知道買這一部望遠鏡的目的是什麼。是用肉眼觀察天體?還是要做天文攝影?是要觀察行星?還是星雲星團?甚至是搜尋彗星?小行星?或超新星?這些不同的目的會有不同的望遠鏡選擇標準,所以必須確定自己使用望遠鏡的主要目的到底是什麼。以下就來說說如何選擇一部望遠鏡:
 1.鏡筒部分:
  『望遠鏡的口徑決定一切性能』這一句話是每個要買望遠鏡的人必須先記住的一句話,以此為出發點,再來考慮要買那一種鏡筒。
  如果使用望遠鏡的機會、次數不會太多,鏡筒的選擇以折射鏡為佳。這是因為折射鏡容易保養,使用壽命較長。如果是預算較少而又只需要做眼視觀測時,可以選擇折反射式望遠鏡,如史密特-蓋賽格林式望遠鏡或是杜布森式的反射鏡。而一般的反射鏡則是多用途型,每種用途皆可,但可能無法每種用途皆到達最佳水準。
 2.架台部份:
  赤道儀的主要性能在於追蹤精度及承載重量這兩部份。如果望遠鏡的主要目的是天文攝影,那赤道儀要選擇追蹤精度較高者;若望遠鏡的主要目的是眼視觀測,那望遠鏡的口徑要愈大愈好,赤道儀就得選擇承載能力強的,以能承載這麼重的望遠鏡。當然也有一部赤道儀能同時滿足這兩個要求的,但價格上可能會讓人吃不消。
 3.腳部:
  除了杜布森式望遠鏡沒有腳架之外(它是直接放在地上的),其他的各種望遠鏡組合都需要腳架。折射鏡要用長腳架,牛頓式反射鏡則用短腳架,而折反射鏡與蓋賽格林式反射鏡等同於折射鏡,適合用長腳架。如果同時擁有折射鏡與牛頓式反射鏡,則選用伸縮式的腳架較理想,不過要注意伸縮式腳架的強度要足夠,以免承受不住較重的望遠鏡。
  總之,在選擇一部望遠鏡時,可以依照以下的方法:
  1. 先確定自己購買望遠鏡的主要目的。
  2. 參考望遠鏡的書籍或天文期刊、雜誌。
  3. 詢問同好或各地天文學會。
  4. 預算不足時,先購買一部較小、較陽春的望遠鏡,熟悉後再換買合於自己要求的望遠鏡。
  有時候,選擇一個品質口碑良好的望遠鏡製造商也是可以的。高品質望遠鏡的製造商可能會比別的廠商貴,但相對的觀測品質及使用年限也就比別的廠商好上一截,這種投資是值得的。另外在保養上也要非常用心:台灣是個高溫潮濕的海島,除溼是無時無刻要做的事;搬運時要小心碰撞,以防光軸歪斜;光軸要注意調整,讓望遠鏡永遠保持在最佳狀態。