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施密特照相机

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施密特照相机(Schmidt camera),主要用于拍摄天空照片的一类光学望远镜——实际上是一种广角照相机,由爱沙尼亚人伯恩哈德·施密特于1930年发明,它的主镜是球面镜。

1930年,俄国血统的德国光学家B.施密特设计了一种使用改正透镜的方法,可以避免发生畸变。人们使用这种透镜一次可以拍摄到非常宽阔的一片天空,从中找出感兴趣的天体,然后再用普通望远镜进行仔细研究。

目前全球最大的施密特望远镜在德国图林根自由邦的耶拿市陶腾堡的卡尔·史瓦西天文台(Karl Schwarzschild Observatory),1960年建成,为纪念德国天文学家和设计工程师Alfred Jensch(1912~2001)而被命名为Alfred Jensch望远镜,其反射镜直径达200厘米,改正镜直径达143厘米,焦距为4米,视场为3.4×3.4平方度。其次是帕洛马山天文台的塞缪尔·奥斯钦望远镜望,反射镜直径186厘米,改正镜直径122厘米,视场为6×6平方度。20世纪70年代欧洲南方天文台在智利的拉西拉天文台(La Silla Observatory)建成反射镜直径162厘米、改正镜100厘米的施密特望远镜。此时性能更好的底片问世了,英奥天文台的英国施密特望远镜和欧洲南方天文台的施密特望远镜进行了大规模南天巡天观测,以补充帕洛马巡天的南天之不足。1994年公布的数字化巡天和2007年公布的GoogleSky巡天,也都采用这两个施密特望远镜的巡天数据。

我国第一台施密特望远镜是1963年从德国蔡司公司进口的,安装在国家天文台兴隆观测站,反射镜为90厘米,改正镜为60厘米。2002年我国研制了反射镜为120厘米、改正镜为105厘米的施密特望远镜,安装在紫金山天文台盱眙的天体力学观测基地,主要从事太阳系天体和人造天体动力学的实测研究。

施密特望远镜的发明创造了天文学家的奇迹,被视为是20世纪上半叶,改变天文学和光学设计的划时代的重要科学成果。由于球面反射镜对于各个方向射入的光线是完全一样的,因此,可以获得大到15°以上的视场,而焦比可以小到1.75。波浪性的透镜又正好能改正光线经过反射镜时产生的各种像差,得到如反射望远镜一样的高清晰度。它拍摄的单张照片所包含的星像可以多达百万颗恒星和10万个星系。因此,施密特望远镜非常适合做天体摄影工作,可获得大面积天区的高清晰度照片,被人们誉为“巡天警察”。

利用施密特照相机原理的更复杂的系统,已作过研究,并且有些已制成了,其中最重要的有两种:一种是施密特一卡塞格伦照相机,它使用两个(球面或非球面)镜和一个校正板(a);另一种是Baker超施密特照相机,内有一个球面镜,两个弯月镜和一个校正板(b)。前者的优点是,它用平的象场面工作,与施密特照相机相比,其位置也便于操作;还有,这一系统的总长度比具有相同焦距的施密特照相机短些。Baker超旋密特照相机则能以非常低的焦比工作。



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