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  • 1 # 癮306

    稜鏡在(望遠鏡的)光學設計是無可避免的,如果不是為了能夠看著正立(而不是倒立或者平躺著)的影象,不是我們與生俱來習慣於觀察正立著的景物的話,雙筒望遠鏡和單筒觀景望遠鏡中根本就不需要稜鏡。人用雞做過試驗(我記得這個試驗也有人自己做過),給雞帶上特殊的可以轉像的眼鏡,讓它看起來世界是顛倒的。在經歷了幾天的跌跌撞撞以後,大部分都很快適應了這個倒立的世界而不會對行為造成任何不便,和正常雞沒什麼兩樣。如果雞都可以適應這樣倒立的世界,那麼我們人類也是可以的,很多習慣於使用天文望遠鏡的天文愛好者也展示了類似的能力,他們習慣於使用只有天頂鏡的望遠鏡,這樣的望遠鏡左右是顛倒的(上下正立)。至於剩下的大多數人,包括你我在內,還是更願意看著正立的景物,如果不能以大腦來完成對景物的糾正,那麼就要用別的辦法,這就是現代稜鏡望遠鏡所採用的稜鏡轉像系統。稜鏡具有這樣的能力是因為它可以“彎曲”或者更科學地講,在幾個面之間反射光線。當光線以特定角度從玻璃(光密介質)射向空氣(光疏介質)的時候,有一些會被反射回來,其餘的射出去。要理解這一點,想象一下這我們在窗外看屋裡的感覺。反射光線的比例取決於入射角和玻璃的折射率。折射率是用來描述玻璃對光線的折射能力的(等於真空中光速比玻璃中的光速),它和玻璃的密度緊密相關。稜鏡比較有趣的一個特性是在入射角大到一定程度的時候(這個角可以由玻璃的折射率算得),從玻璃射向玻璃-空氣交介面的光線會被全部反射回來而回到稜鏡內部,這稱為全反射,完美的內部反射。全反射的應用可不僅僅侷限於稜鏡,光導管,光導纖維都是它的重要應用普羅稜鏡轉像系統在理論上十分有效,因為四個反射面都可以產生全反射,光線沒有損失但事實上,廉價普羅稜鏡望遠鏡所用的Bk7稜鏡折射率接近能產生全反射的下限,所以稜鏡中心反射很好,但是在邊緣的一小部分光線無法產生全反射而“洩漏”出去。如果你觀察出瞳光斑(舉起望遠鏡,遠離自己,觀察目鏡中的那個亮斑)就會發現,使用Bk7稜鏡的望遠鏡出瞳光斑邊緣存在陰影切邊。

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