想给娃买天文望远镜?不知道这些,全是白花钱!
之前,果仁妈推送了“儿童显微镜,我劝你别瞎买,全是智商税”后,有家长在评论区,询问望远镜怎么选。相比显微镜,望远镜价格要贵不少,到底有没有必要买呢?今天的这篇文章,我们就来看看,天文资深玩家怎么说。
需要给孩子买一台天文望远镜吗?家长们在思考这个问题的时候,可能已经对天空中和地球外的事情,有了或多或少的兴趣。于是考虑让孩子接触一下天文望远镜,启发孩子对宇宙和对星空的兴趣。
作为资深的业余天文爱好者会说,我建议,先别买,等有机会学习使用,或者在有经验的人详细指导下再买。为什么这么建议?因为真正的入门,比较困难。比如:眼花缭乱的望远镜如何选购?支撑望远镜的赤道仪是什么结构?操作望远镜有哪些机械和控制问题?初次体验小望远镜和预期差别太大了;这些问题都很细碎,还未成体系,而且很多问题都出现在最开始。
如果没有好的引导和持续的启发,孩子摆弄望远镜遇到困难,或者过了新鲜感,很容易转头丢弃。而以后想再次建立兴趣,会更加困难。但如果家长们能首先了解一些简单的背景知识,将孩子向积极的方向引导,让孩子理解望远镜作为一种科学仪器,能够持续发掘夜空里藏匿的神奇,并引导孩子产生独立探索和思考的求知欲,一台天文望远镜就可以发挥很大的作用了。
家长要做哪些功课呢?破灭不切实际的幻想。买之前你要知道的真相。
你以为你会看到这样的行星、星云和星系——NO,NO,NO!真相是这样的——失望是不是?困惑是不是?为什么眼睛直接看到的样子,和照片拍到的样子,有这么大的落差呢?这是因为,其它星星和星云们都太过遥远。它们的光走过漫长的距离,到我们这里就变得非常暗弱,想看清,必须尽可能的积累那边发射过来的光线,比如用相机的长曝光功能。
但是眼睛没有这个功能,它只能像拍视频一样,一帧一帧快速地记录,即便一直不眨眼,仍然是连续的短时间曝光,无法做到像相机那样长时间积累光信号。
这也是为什么观星的时候,常常去郊外。因为眼睛在漆黑的环境中,更灵敏,更容易在望远镜中看出更多深空天体纹理结构。一般情况下,入门的天文望远镜可以看到什么?虽然城市里天上没有多少星星,但只要是眼睛能注意到的,一定是又大又亮的目标。入门望远镜看这些目标,绰绰有余。
比如,阴晴圆缺的月亮了,在入门的望远镜里可以看到清晰的环形山——比如,日落后西边经常能看到的耀眼金星,用望远镜能看到它“月牙“一样的形状——再比如,木星和土星,这两颗大行星,不仅能看出它们圆盘一样的表面,还能看到木星表面的一条条云带和它周围的几颗卫星,和”耳朵“一样的土星光环——而这种从星点到表面细节的转变,非常让人眼前一亮,孩子一定会兴奋不已。
如何挑选入门望远镜呢?
几十年来,著名的望远镜商家在国内几乎都没有线下店铺,线上选购基本是国内购买天文望远镜唯一的方式。购买天文望远镜,最关键要看两个参数是:口径和倍率。这两个至关重要的参数,几乎完全决定了望远镜的成像素质。首先看口径。口径决定了一台望远镜的极限分辨率,口径越大,灵敏度越高,也就是我们能收的光线越多。我们的眼睛瞳孔直径最大仅有7毫米,而一台10厘米口径的望远镜,比眼睛的分辨率提高了10倍还多。
再看焦距,其中两个部件有焦距的概念,一个长筒主镜本身的焦距,叫做主镜焦距,对于折射镜而言,可以类比一块凸透镜的焦距。另一个部件是望远镜后端的目镜的焦距。这两个焦距组合,主镜焦距除以目镜焦距,就得到望远镜的放大倍率。为什么要自己计算呢?因为后端的目镜是可以自由更换的,不同的目镜能够带来不同的放大倍率,可以按天体的大小选择合适的目镜来观察。
了解了关键的参数,再来看看望远镜的类型。从形式上来看,望远镜可以分为单筒望远镜和双筒望远镜。顾名思义,双筒望远镜调动了两只眼镜,产生的沉浸式立体感,比单筒强很多。一台5厘米口径的双筒,就可以达到一台10厘米口径的折射单筒的效果。单筒望远镜,在天文学上,通常根据光学结构分为折射式、反射式和折反式三类。
折射式是我们最常见到的,由几块透镜组合,光从前面进,眼睛从后边看。这里面全是玻璃,所以即使口径仅有10厘米,重量也会达到5千克甚至更多。第二类叫做反射式,镜筒底部是一片反射光的凹面镜,眼睛从侧边看,由于仅有一片主镜,与折射式相同重量时,它能做到更大的口径。第三类叫做折反镜,它在反射镜的基础上加了玻璃透镜,这种更精细的成像效果多用于专业天文摄影。
这三种单筒望远镜类型中,最难调试和维护的是反射式,每次移动都需要调整光轴,不建议作为入门的选择。而折射式和折反式设计稳定,搬运之后可以直接使用。前面也提到,口径和焦距决定了望远镜的效果。然而折射镜比反射镜多使用了很多块玻璃,所以同等价格可以买到更大口径的反射镜,中等口径的折反镜,和较小口径的折射镜。
从孩子使用望远镜的操纵性和移动性度来说,10厘米口径以下的折射镜,或者15厘米口径以下的折反镜是一个合适的入门选择范围。有了望远镜是不是就可以观察星空了呢?还有一些配件也是不容忽视的。首先是稳定的下端支撑结构。使用天文望远镜时,经常要放大较大倍数,镜筒的任何细微抖动,都会使视野里的星星跳成光轨,让人看起来头晕。因此,稳定的支撑非常有必要。
支撑结构通常有赤道仪、经纬仪。建议入门选择经纬仪。经纬仪只要调整方位和高度,就可以移动望远镜朝向,使用起来简单方便。经纬仪包括平俯仰调整部分和三脚。架购买时,记得注意下地平仪本身的自重和它能承载的重量。三脚架的话,一般不锈钢和碳合金的三脚架都是可以的。赤道仪就不推荐入门使用了。因为为了方便的跟踪星空运动,使用时要对准北极星,对于可能找不到北极星的新手来说,太不方便了。
其次是“长筒”主镜侧壁,外挂的一台小型的望远镜,叫做寻星镜,用来引导和寻找目标。这个望远镜视野比较大,能够将我们要观测的目标,定位到一片稍大的区域,不至于在主望远镜中大海捞针的搜寻了。再然后,最好配置两到三个不同焦距的目镜,来达到大小不同的放大倍率。观察较大的目标需要用较小的放大倍率,较小的目标可以选用较大的倍率。同一个目标还可以换不同的目镜观察不同的放大效果。
另外,除反射镜外,折反镜和折射镜都必须配备天顶镜,即主镜末端连接目镜的,一个90度的转向视角的直角镜,可以让我们以舒适的姿势低头观察。此外,观察月亮建议买月亮滤镜,否则太亮,睁不开眼;如果看太阳黑子,一定要买太阳膜。想拍照,还可以配置一个手机支架,月亮上的环形山、土星光环应该都可以用手机拍到清晰的照片。
家长的自我修养。大多数天文望远镜到手之后,组装并非难事,看照片,然后比对手上实物,稍微研究一下连接处螺钉和凹槽都可以搞定。但是组装是否合理,后续怎么使用,还有很多问题在等着我们。装配平衡。不论地平仪还是赤道仪,移动望远镜一定是沿着某个轴在转动,一旦转轴失衡,望远镜追踪天空会有很大的力矩,可能跌落损坏。所以调配望远镜放置的平衡性是首先要注意的,也是组装之后要做的第一件事。
调焦。在屋里对窗外测试时候,一定要选择很远的参考物,例如远山。如果没有开阔的视角,可以找数百米外的建筑,只有足够远的物体对焦,才能和无穷远的星空相匹配。如果旋转对焦扭始终无法合焦,很可能是中间缺了一块延长目镜的物件,这时可以松开旋紧目镜的螺钉,前后挪动找到最清晰的焦点,然后考虑加装一个延长套筒。
找星。找月亮比较容易,它产生的光晕会从视野边缘指导我们把望远镜扭过去。但是怎么找其它的星星呢?用激光笔是个快捷的方法,把激光笔从目镜中指入,光柱会从望远镜前端发射出去,这样就能顺着光柱扭动望远镜朝向目标了。但使用激光笔切记只能指向高角度的天空。也可以用专门的寻星镜,更简单。
适应。除了几个明亮的目标,大部分深空天体都很暗弱,找到之后第一眼看过去可能什么都没有。这个时候要让自己保持放松的观察,适应一段时间,同时用“侧视法”,也就是用余光观察中心目标,这样就能渐渐识别出其中的细节啦。
天文知识,哪里学?
关于使用望远镜没有系统的线上资源,零碎的知识和经验散落在爱好者们的讨论中,国内有牧夫天文论坛,国外有cloudynights,还可以加入一些天文兴趣组织,和爱好者们交流是提高最快最稳的。认识星空就有很多资源了,手机上的星图app也很多,都能实现按时间模拟星空的功能,我推荐Sky Guide,它的模拟非常漂亮而且真实。如果需要详细了解每个天体的位置和物理参数,SkySafari是很不错的选择。
电脑端推荐使用Stellarium。
观星指南。第一次观星,建议从最容易观察的月球开始,最好选择阴历的前半月,而且是距离满月还有一段日子的时候。这时的月亮刚好在日落之后就能观察,而且还能清楚看到它表面的明暗交界。这条月面的晨昏交界区是最能震撼到眼睛的,那是月球表面的日出,有些环形山一半被照亮,谷底还是漆黑。金星和土星这两颗行星通常都是入门时常看的目标,使用低倍率找到它们,然后换高倍率观察。
月牙一般的金星完全出乎常理,超过几倍自身半径的土星环出现在眼前也很震撼。
有了一次两次的观测经验,就可以开始搜寻深空奇迹啦——春天入夜,是观察星系的好机会。;夏天是看银河的季节,在良好的夜空环境下,眼睛能直接目视到银河的存在;秋天入夜则是一片寂寥的夜空,但可以观察肉眼可见的最遥远天体,仙女座大星系;随着冬季到来,亮星逐渐多起来,望远镜可看的目标也多了起来。著名的猎户座大星云,一团相当明显的云雾,适应几分钟后就能察觉出它略有翅膀的飞鸟状。
以上是关于入门天文望远镜的一些信息。一台望远镜,可以是一台叫做”长筒子“的工具,但更是一套启蒙孩子的科学仪器。多多带孩子去郊外星空下探寻深空奇迹吧!