[18] 魏英智, 张琳. 光圈性能测试系统的总体设计[N]. 科技导报, 2007.5 25[5]：53-55 [19] 姚启钧. 光学教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002
[20] 刘钧, 高明. 光学设计[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社,2006 ⒋毕业设计(论文)应完成的主要内容
望远镜是重要的光学仪器之一，随着科学技术的飞速发展，望远镜逐步由简单的单筒望远镜发展到双筒望远镜、天文望远镜、射电望远镜。本课题旨在通过对双筒望远镜的物镜和目镜的选型和外形尺寸的设计，了解望远镜的设计过程，简单分析其效能，为今后的工作打下基础。毕业设计应完成的的主要内容为：
（1） 熟练掌握TCOS光学设计软件的应用，熟练掌握各类望远镜的设计原理； （2） 完成双筒望远镜的物镜和目镜的选型和外形尺寸的设计，并制作设计图纸。 ⒌毕业设计(论文)的目标及具体要求
培养学生综合运用所学知识、独立分析和解决实际问题的能力；进一步训练和提高学生的分析论证能力、理论计算能力、计算机软件应用能力、查阅文献资料和文字表达的能力。具体要求如下： （1） 在阅读英文参考文献的基础上，完成3000字左右的英文翻译，要求对翻译内容的理解科学准
确，语言流畅；
（2） 查阅与本课题有关的参考文献20条左右，初步掌握与本课题相关的基础知识，规划本课题要
完成的工作，做好论文工作笔记。上述基础上，按要求完成开题报告，作好开题答辩；
（3） 认真阅读TCOS光学设计软件的说明书，熟悉软件的功能和使用方法；熟练掌握各类望远镜
的设计原理；完成双筒望远镜的物镜和目镜的选型和外形尺寸的设计，并制作设计图纸；
（4） 完成论文的写作，准备10分钟左右的论文答辩的汇报材料，并制作成PPT文件，完成论文
的答辩。
⒍完成毕业设计(论文)所需的条件及上机时数要求 （1） 对工作条件的要求：
能方便的上网查阅国内外文献资料，能方便的查阅图书馆和资料室的书籍和文献资料； 有联网的计算机运行TCOS光学设计软件，能方便的进行设计、作图分析、文字处理、打印等，上机时数150左右。 （2） 对学生的要求：
能严格遵守纪律，保证完成毕业论文的时间；有较好的运用计算机软件的能力；有较强的创新精神，能提出解决问题的方法；有认真严谨的工作作风，能克服困难完成课题。
能熟练上网查阅国内外文献资料，能熟练使用图书馆和资料室的书籍和文献资料。 能熟练使用计算机进行数字计算、作图分析、文字处理、打印等。
任务书批准日期 2006 年 12 月 28 日 教研室(系)主任(签字)
II
任务书下达日期 2008 年 1 月 4 日 指导教师(签字) 完成任务日期 2008 年 6 月 15 日 学生(签名)
题 目 名 称：题 目 类 别：院 （系） ：
长江大学
毕业设计开题报告
双筒棱镜望远镜物镜和目镜
的选型与设计
设计论文 物理科学与技术学院
III
专 业 班 级： 应物2042班 学 生 姓 名： 李璞 指 导 教 师： 程庆华 辅 导 教 师： 程庆华 开题报告日期： 2008年4月18日
双筒棱镜望远镜物镜和目镜的选型与设计
学 生： 李 璞 ，物理科学与技术学院
指导老师： 程庆华，物理科学与技术学院
一、题目来源
本题目为教学研究课题
二、研究目的和意义
望远镜是重要的光学仪器之一，随着科学技术的飞速发展，望远镜逐步由简单的单筒望远镜发展到双筒望远镜、天文望远镜、射电望远镜。本课题旨在通过对双筒望远镜的物镜和目镜的选型和外形尺寸的设计，了解望远镜的设计过程，简单分析其效能，为今后的工作打下基础。
三、阅读的主要参考文献及资料名称
[1] 康玉思, 刘伟奇, 冯睿. Cook 结构补偿镜的球面折反型望远系统[J]. 光学 精密工程,
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IV
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[18] 魏英智, 张琳. 光圈性能测试系统的总体设计[N]. 科技导报, 2007.5 25[5]：53-55 [19] 姚启钧. 光学教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002
[20] 刘钧, 高明. 光学设计[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社,2006
四、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向
(一)光学望远镜的发展
光学望远镜从诞生至今将近400年，出现了折射望远镜、反射望远镜、折反射式望远镜和空间望远镜，不断推动着天文学和物理学的发展。
长久以来，人们仰望天空，看见日月星辰东升西落，有过天圆地方、地心说、日心说等宇宙模型。从前，人们只能用肉眼对星空进行观察，观测范围非常局限，所得的数据资料也就非常有限。 1、折射望远镜
1608年，荷兰眼镜商人李波尔赛制造了人类历史上第一架望远镜。1609年，伽利略（Galleo，G．1564~1642）根据“折光理论的深邃研究”，用平凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜制作了一架望远镜。这种光学系统称为伽利略式望远镜。伽利略把望远镜对准天空，得出了一系列重要的发现（如1610年初发现的木星的四颗主要卫星），开创了天文学史上的第一个黄金时代。1611年，德国天文学家开普勒（Kepter,J．1571~1630）用两片双凸透镜分别作为物镜和目镜制出了另一种望远镜，天文望远镜采用的就是开普勒式望远镜。现在的折射望远镜还是这两种形式。1757年，杜隆通过研究玻璃和水的折射和色散，建立了消色差透镜的理论基础。接下来的一段时间里，折射镜得到不断的改良，制出了许多大口径消色差望远镜。然而，折射镜总是有残余的色差，对紫外、红外波段的辐射吸收很厉害，大块完整的玻璃难以铸造，重力容易使大尺寸透镜产生形变，折射镜有着许多的不足。
2、反射望远镜
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1668年，牛顿（Newton，I．1642~1727）用 2.5 厘米直径的金属，磨制成一块凹面反射镜，并在主镜的焦点前面放置了一个与主镜成45°角的反射镜，使经主镜反射后的会聚光经反射镜以90°角反射出镜筒后到达目镜，制成了反射望远镜。往后的几百年间，人们提出了反射镜的多种设计方案。1918年末，口径为254厘米的胡克望远镜（Hooker telescope）投入使用，它第一次揭示了银河系的真实大小和我们在其中所处的位置，更为重要的是，哈勃(Hubble，E．P．1889~1953)的宇宙膨胀理论就是用胡克望远镜观测的结果。相对于折射镜，反射镜没有色差，容易制作；但它也存在固有的不足：如口径越大，视场越小，物镜需要定期镀膜等。
3、折反射式望远镜
随后又出现了能兼顾折射和反射两种望远镜优点的折反射式望远镜，非常适合业余的天文观测和天文摄影，并且得到了广大天文爱好者的喜爱。它的特点是相对口径很大(甚至可大于1)，光力强，视场广阔，像质优良。适于巡天摄影和观测星云、彗星、流星等天体。
4、空间望远镜
自七十年代以来，在望远镜的制造方面有了许多新技术，涉及光学、力学、计算机、自动控制和精密机械等领域，使望远镜的制造突破了镜面口径的局限。 然而，由于地球大气对电磁波的吸收作用，地面观测具有严重的局限性。物理学在不断地发展，直到人造卫星上天，航天技术逐渐成熟，空间天文学才兴起。1990年4月24日，由美国国家航空与航天局（NASA）和欧洲空间局（ESRO）联合研制的哈勃空间望远镜（HST）的发射成功，是天文学走向空间时代的一个里程碑。空间观测与地面观测相比，有极大的优势：没有了大气层的干扰，恒星不再闪烁。分辨率比起地面的大型望远镜提高了几十倍。灵敏度的提高，使可观测的天体迅速增加。空间没有重力，仪器就不会因自重而变形。频率覆盖范围也大大地变宽，全波段天文观测成为可能，对于光学望远镜，可以接收到宽得多的波段。就哈勃空间望远镜而言，主望远镜是口径为2.4米的反射望远镜，还携带了广角行星照相机，暗弱天体照相机，暗弱天体光谱仪，高分辨率光谱仪，高速光度计，成象光谱仪，近红外照相机，多目标摄谱仪，高级普查摄像仪，高新巡天照相机等精密仪器，观测范围早已突破了可见光波段，向红外和紫外两端延伸。其功能之强大，在天文学的许多领域中作出了巨大的贡献，如：银河系中心、双星系统、近邻星系、宇宙早期星系、黑洞、可能行星系统的存在研究，哈勃常量H0的测定等等。
在望远镜的庞大家族里，除了以上介绍的光学望远镜以外，还有射电望远镜（radio telescope）、红外望远镜（infrared telescope）、紫外望远镜（ultraviolet telescope）、X射线望远镜（X-ray telescope）和γ射线望远镜（gamma ray telescope）。凭借着物理学的不断发展，多种望远镜被制造出来，越来越精密，推动着天文学和物理学不断向前发展，人类的视野也变得更深更广。 （二）望远镜的发展趋势
1、 大型化。建造现代大型望远镜的目的是提高集光能力和分辨能力, 以观测更暗天体和分辨细节。
提高集光能力就要增大物镜的口径。无论是光学望远镜还是射电望远镜, 都在朝着大型化的趋势发展。许多在研或者预研究的大型望远镜正在各个国家开展。
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