赤道装置

更新时间:2022-10-13 10:46

赤道装置是指天文望远镜的支架装置,它的一个轴平行于地球自转轴而另一个轴则与之垂直。绕着第一个轴以恒定的角速度旋转,就可以抵消地球的自转,而使望远镜指向天空的一个方向上。在另一个坐标上,望远镜可以对准天空中不同赤纬的目标。不同望远镜有着不同的赤纬可动范围。一般说来,一架大型射电望远镜要设计成能指向天极和相反。

简介

为了便于开展业余天文活动,必须给望远镜安装一个支架。这种支架必须满足两个条件:①稳固耐用,不会因微风吹而抖动;②具备两个相互垂直的转轴,以便调节望远镜瞄准天空任何一个天体。天文望远镜的支架装置主要有地平式装置赤道式装置两个种类。

赤道式装置有两根互相垂直的轴系,一根轴和地球自转轴平行,也即它和地平面的交角等于当地的地理纬度。此轴是“赤经轴”或称“极轴”。它是跟踪轴,望远镜在跟踪天体周日运动时,回绕其转动。普及型天文望远镜中,往往设计有电动跟踪装置,此跟踪轴的转速是24小时一转。另一根轴叫“赤纬轴”。对于某一特定天体观测,望远镜可同时旋转赤经赤纬两根轴系,而对于恒星等天体观测,往往只要赤经轴跟踪即可(赤纬仅在找星时旋转)。因此,在普及型望远镜中,很多将赤纬轴转动设计成手动的。由于跟踪天体仅要赤经轴以相同的方向和速度旋转,十分方便。这也就是在普及型天文望远镜中,绝大部分采用赤道式装置的原因。

类别

望远镜赤道装置有很多,包括:

德国式赤道装置

德国式是最普遍的赤道装置。其优点是运动很灵活,它容许镜筒指向北极和天顶(一般地平式装置不易观测天顶)。该镜筒装在极轴的一侧,故需用平衡锤保持平衡,这样镜筒便不会因其本身重量而在极轴上自行转动;其缺点在于平衡锤额外加重了整个望远镜的重量,增加了支架的负荷。

英国叉臂式赤道装置

英国叉臂式装置其优点是不需要平衡锤。其缺点在于赤纬轴离极轴的轴承太远,力臂太长,造成机械上的弱点,要求极轴的轴承必须特别坚固,否则镜筒难免震动。这种装置一般适合于镜筒较短的望远镜,如卡塞格林式或马克苏托夫望远镜

双轭式赤道装置

双轭式装置亦称为美国式装置或叉式装置。为了克服叉臂式装置的缺点,双轭式装置将赤纬轴置于极轴两个轴承的当中,此即美国威尔逊山天文台250厘米口径望远镜的装置。其主要缺点是望远镜不能指向北极,且支架装置显得庞大、笨重。

赤纬圈式赤道装置

赤纬圈式装置这种装置将极轴的上部轴承改为一个大圈,可在两个辊子上转动,而赤纬轴则装在这个圈的中间。为使镜筒能指向北天极,赤纬圈中部是截开的。赤纬圈式装置比以上三种装置更稳固。著名的美国帕洛马山天文台500厘米口径的望远镜就是采用了这一类型的装置。

最早的赤道装置-简仪

简仪是郭守敬于1276年创制的一种测量天体位置的仪器。该仪器的结构和使用上都比浑仪简单,而且除北极星附近以外,整个天空一览无余,故称简仪。

简仪的主要装置是由两个互相垂直的大圆环组成,其中的一个环面平行于地球赤道面,叫做“赤道环”;另一个是直立在赤道环中心的双环,能绕一根金属轴转动,叫做“赤经双环”。双环中间夹着一根装有十字丝装置的窥管,相当于单镜筒望远镜,能绕赤经双环的中心转动。

观测时,将窥管对准某颗待测星,然后在赤道环和赤经双环的刻度盘上直接读出这颗星星的位置值。有两个支架托着正南北方向的金属轴。支撑着整个观测装置,使这个装置保持着北高南低的形状。这是我国首先发明的赤道装置,要比欧洲人使用的赤道装置早500年左右。

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