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科普望远镜的倍数和摄影镜头焦距的“转换”<70200等于多少倍镜头>

科普望远镜的倍数和摄影镜头焦距的“转换”

因为类似的问题再各大论坛时常有人问起,所以开个科普贴好了。“我有一只500mm镜头,相当于多少倍望远镜?”“10x望远镜,相当于多少焦距镜头?““这张木星照片(引用坐照拍摄),是多少倍拍的?” (路边天文常见问题)

首先,在原则上,摄影镜头(只有物镜)在焦平面上成实像,所以只有线放大率(像物尺度之比);相对的,目视望远镜成虚像,所以只有角放大率(通过望远镜观察和肉眼观察视角之比)。两者处于不同的平行世界,所以无法转换。

相机拍摄出的照片也可以被肉眼观察,存在观察视角,但是此视角放大率和未精确定义观察方式有密切关系,比如照片大小观察距离等等。所以观察方式的不确定性导致了照片的视角放大率无法被定义。

那么,如果在路边天文遇到木星的问题,怎么回答呢?如果从头解释,对于外行是一头雾水的。在习惯上,可以不严谨地把某个特定焦距,比如标头的50mm作为转换系数,得到一个倍数。比如这张木星照片,是用1200mm焦距主镜,加5x增倍镜,物理焦距是6000mm,由于感光器是三分之一英寸的CMOS摄像头,转换系数(以长边4.8mm相对36mm算) 7.5,所以等效焦距是45000mm,可以不严谨地给小朋友解释:“这张照片相当于(50mm标头的)900倍(这张照片是裁剪过的,这里是以原图来算)。

在一些特殊场合,摄影镜头可以目视,这时候就有了放大倍数(角放大率);望远镜系统也可以用来拍摄,这时候就有了等效焦距。以下分情况讨论:

********************************************************************摄影镜头用于目视观察,想知道目视倍率

情况1. 单反+镜头,从取景器观察。这时候,取景器其实就相当于一套反光镜+五棱镜组合成的转像棱镜(否则成像倒立)加后端的一个目镜,这和常见的双筒望远镜结构是很相似的。放大倍率=镜头焦距/目镜焦距。对于单反相机来说,其目镜焦距一般不会直接标出,而是会标出接50mm镜头时候的放大率,比如一个相机如果标称取景倍率是0.75x,说明其目镜焦距就是50/0.75=66.7mm。计算放大倍率只要用镜头焦距除以50再乘以取景器的标称倍率即可。比如500mm镜头,相机取景器倍率是0.75,则这个组合,从取景器看出去的放大倍率是500/50*0.75=7.5倍。

情况2. 镜头+接目镜   很简单,镜头在这里充当物镜,接目镜是一个转像棱镜(也有用透镜的)+目镜的组合,放大倍率=物镜焦距/目镜焦距。

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望远镜用于拍摄,想知道等效焦距

情况1. 用相机(一般是镜头比较小的DC之类)对着望远镜目镜直接拍摄。用DC等效焦距乘以望远镜放大倍数即可。比如DC如果等效焦距是35-140mm,对着10x的望远镜目镜拍摄,因为10x的望远镜对视角有10x放大,所以拍摄得到的等效焦距就变成了350mm-1400mm。

情况2. 使用观鸟镜的原厂转接器接单反拍摄(常见于某些大牌观鸟镜),这时候望远镜的目镜被去掉了,依靠物镜成像,转接器除了接口以外,还包含有一些增倍镜组,组合的物理焦距厂家会标出。

情况3. 望远镜直焦拍摄(多见于天文望远镜),物理焦距等于望远镜物镜焦距。如果加入增倍镜组,则还要乘以增倍镜的倍数。比如下面那个木星,物镜焦距1200mm,加入5x增倍镜,焦距就是6000mm。

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