Ние правим дървен телескоп със собствените си ръце. Как сами да си направите надежден и мощен телескоп у дома
Фабрично направеният телескоп е доста скъп, така че е препоръчително да го закупите, ако сериозно се интересувате от астрономия. А аматьорите могат да се опитат да сглобят телескоп със собствените си ръце.
Както знаете, има два вида телескопи:
- рефлекс. В тези устройства ролята на светлинни елементи се изпълнява от огледала.
- Огнеупорен– оборудван с оптична система от лещи.
Направи си сам пречупващ телескоп
Дизайнът на рефракционен телескоп е доста прост. В единия край на устройството има леща – леща, която събира и фокусира светлинните лъчи. В другия край има окуляр - леща, която ви позволява да видите изображението, което идва от обектива. Обективът е поставен в основна тръба, наречена тръба, а окулярът е поставен в по-малка тръба, наречена модул на окуляра.
Обикновен телескоп, направен от лупа
- Изработка на основната тръба. Вземете лист плътна хартия и го навийте на тръба с помощта на плоска пръчка или подходяща тръба с диаметър 5 см. Хартията отвътре трябва да е боядисана в черно и да не е лъскава. Ние правим тръбата с дължина 1,9 метра.
- Изработка на окулярна тръба. Трябва да се постави в края на основния. Навиваме го от лист хартия с дължина 25 см и го залепваме. Вътрешният диаметър на тръбата на окуляра трябва да съответства на външния диаметър на основната тръба, така че да се движи без усилие по нея.
- Работа с лещи. Правим два капака от плътна хартия. Първата ще поставим там, където ще бъде лещата, а втората ще закрепим към края на тръбата на окуляра. В средата на всяка капачка ще направим дупка с диаметър малко по-малък от диаметъра на лещите. Ние монтираме лещите с изпъкналата им страна навън.
За да направите интересни снимки на звездното небе, можете да прикрепите уеб камера към телескоп.
Телескоп от бинокъл
От обикновен бинокъл с осем мощности можете да построите телескоп, който осигурява увеличение над 100 пъти. Тръбите могат да бъдат залепени заедно от ватман. Лещите са подходящи от стари филмоскопи или подобни по увеличение. Използваме изчислението на обикновен телескоп и експериментално избираме дължината на устройството и разстоянието между лещите на окуляра.
Не е необходимо да разглобявате бинокъла - тръбите се поставят директно върху него. За по-лесно използване можете да направите статив. Такъв телескоп от бинокъл ви позволява да видите планини и кратери на повърхността на Луната, спътници на Юпитер и др.
заключения
Да направите домашен телескоп у дома не е особено трудно. Дори гимназист може да свърши такава работа. За дете ще бъде достатъчно устройство с увеличение 30–100 пъти.
Има обаче домашни занаятчии, които могат самостоятелно да сглобят висококачествен телескоп с триста мощност. Такива умения идват с опит и могат да бъдат полезни на тези, които сериозно се интересуват от астрономия.
Сега предлагам да се запознаете с това как да направите прост телескоп от наличните материали.
За да го направите ще ви трябват поне две лещи (леща и окуляр).
Всеки обектив с дълъг фокус от фото или филмова камера, теодолитна леща, нивелирна леща или друго оптично устройство ще бъде подходящо като леща.
Ще започнем да правим тръбата, като определим фокусните разстояния на лещите, с които разполагаме, и изчислим увеличението на бъдещото устройство.
Методът за определяне на фокусното разстояние на събирателна леща е доста прост: вземаме лещата в ръката си и, поставяйки повърхността й към слънцето или осветителното устройство, я движим нагоре и надолу, докато светлината, преминаваща през лещата, се събере в малка точка на екрана (лист хартия). Нека постигнем позиция, в която по-нататъшните вертикални движения водят до увеличаване на светлинното петно върху екрана. Измервайки разстоянието между екрана и лещата с линийка, получаваме фокусното разстояние на тази леща. На обективите за фото и филмови камери фокусните разстояния са посочени върху тялото, но ако не можете да намерите готов обектив, няма значение, той може да бъде направен от всеки друг обектив с фокусно разстояние не повече от 1 m (в противен случай телескопът ще се окаже дълъг и ще загуби своята компактност - в края на краищата дължината на тръбата зависи от фокусното разстояние на обектива), но твърде късофокусен обектив не е подходящ за тази цел - късото фокусно разстояние ще повлияе на увеличението на нашия телескоп. В краен случай лещата може да се направи от очила, които се продават във всяка оптика.
Фокусното разстояние на една такава леща се определя по формулата:
F = 1/Ф = 1 m,
където F – фокусно разстояние, m; F – оптична сила, диоптър. Фокусното разстояние на нашата леща, състояща се от две такива лещи, се определя по формулата:
Fo = F1F2/F1 + F2 – d,
Където F1 и F2 са фокусните разстояния съответно на първата и втората леща; (в нашия случай F1 = F2); d е разстоянието между лещите, което може да се пренебрегне.
Така Fo = 500 mm. При никакви обстоятелства лещите не трябва да се поставят с вдлъбнатини (мениски) един срещу друг - това ще увеличи сферичната аберация. Разстоянието между лещите не трябва да надвишава техния диаметър. Диафрагмата е изработена от картон, като диаметърът на отвора на диафрагмата е малко по-малък от диаметъра на лещите.
Сега нека поговорим за окуляра. Най-добре е да използвате готов окуляр от бинокъл, микроскоп или друго оптично устройство, но можете да се справите с лупа с подходящ размер и фокусно разстояние. Фокусното разстояние на последния трябва да бъде в диапазона 10 – 50 mm.
Да предположим, че успяхме да намерим лупа с фокусно разстояние 10 mm, остава само да изчислим увеличението на устройството G, което получаваме чрез сглобяване на оптична система от даден окуляр и леща от очила за очила:
G = F/f = 500 mm/10 mm = 50,
Където F е фокусното разстояние на лещата; f – фокусно разстояние на окуляра.
Не е необходимо да търсите окуляр със същото фокусно разстояние като в дадения пример, всеки друг обектив с късо фокусно разстояние ще свърши работа, но увеличението съответно ще намалее, ако f се увеличи, и обратно.
Сега, след като избрахме оптичните части, ще започнем да произвеждаме телата на телескопа и окуляра. Те могат да бъдат направени от подходящи по размер парчета алуминиева или пластмасова тръба или могат да бъдат залепени заедно от хартия върху специални дървени заготовки с помощта на епоксидно лепило.
Тръбата на обектива е направена с 10 cm по-къса от фокусното разстояние на лещата, тръбата на окуляра обикновено има дължина 250 - 300 mm. Вътрешните повърхности на тръбите са покрити с матова черна боя за намаляване на разсеяната светлина.
Такава тръба е лесна за производство, но има един съществен недостатък: изображението на обектите в нея ще бъде „с главата надолу“. Ако този недостатък няма значение за астрономическите наблюдения, то в други случаи той причинява известно неудобство. Недостатъкът може лесно да бъде отстранен чрез въвеждане на разсейваща леща в дизайна, но това ще се отрази негативно на качеството на изображението и възможността за увеличение, а изборът на подходящ обектив е доста труден.
Времената, когато всеки можеше да направи откритие в науката, почти напълно отминаха. Всичко, което един любител може да открие в химията, физиката, биологията, е отдавна известно, пренаписано и изчислено. Астрономията е изключение от това правило. Все пак това е наука за космоса, неописуемо необятно пространство, в което е невъзможно да се изследва всичко и дори недалеч от Земята все още има неоткрити обекти. Въпреки това, за да практикувате астрономия, имате нужда от скъп оптичен инструмент. Дали домашният телескоп е проста или трудна задача?
Може би бинокълът ще помогне?
Твърде рано е за начинаещ астроном, който току-що започва да гледа по-отблизо звездното небе, да направи телескоп със собствените си ръце. Схемата може да му се стори твърде сложна. Отначало можете да се справите с обикновен бинокъл.
Това не е толкова несериозно устройство, колкото може да изглежда, и има астрономи, които продължават да го използват дори след като станаха известни: например японският астроном Хиакутаке, откривателят на кометата, кръстена на него, стана известен именно с пристрастяването си към мощен бинокъл.
За първите стъпки на начинаещ астроном - за да разбера дали това е мое или не - всеки мощен морски бинокъл ще свърши работа. Колкото по-голям, толкова по-добре. С бинокъл можете да наблюдавате Луната (с доста впечатляващи детайли), да видите дисковете на близките планети, като Венера, Марс или Юпитер, и да изследвате комети и двойни звезди.
Не, все пак е телескоп!
Ако се занимавате сериозно с астрономия и все още искате да направите сами телескоп, дизайнът, който изберете, може да принадлежи към една от двете основни категории: рефрактори (използват само лещи) и рефлектори (използват лещи и огледала).
Рефракторите се препоръчват за начинаещи: това са по-малко мощни телескопи, но по-лесни за правене. След това, когато придобиете опит в производството на рефрактори, можете да опитате да сглобите рефлектор - мощен телескоп със собствените си ръце.
Какво прави един мощен телескоп различен?
Какъв глупав въпрос, питаш. Разбира се – чрез увеличение! И ще сгрешите. Факт е, че не всички небесни тела по принцип могат да бъдат увеличени. Например, няма да увеличите звездите по никакъв начин: те са разположени на разстояние от много парсеци и от такова разстояние се превръщат практически в точки. Никой подход не е достатъчен, за да видите диска на далечна звезда. Можете да „увеличавате“ само обекти в Слънчевата система.
А телескопът, на първо място, прави звездите по-ярки. И това свойство е отговорно за първата му най-важна характеристика - диаметърът на лещата. Колко пъти лещата е по-широка от зеницата на човешкото око - толкова пъти по-ярки стават всички осветителни тела. Ако искате да направите мощен телескоп със собствените си ръце, ще трябва да потърсите на първо място леща с много голям диаметър за обектива.
Най-простата схема на рефракционен телескоп
В най-простата си форма пречупващият телескоп се състои от две изпъкнали (увеличителни) лещи. Първата - голямата, насочена към небето - се нарича леща, а втората - малката, в която гледа астрономът, се нарича окуляр. Трябва да направите домашен телескоп със собствените си ръце точно според тази схема, ако това е първият ви опит.
Обективът на телескопа трябва да има оптична сила от един диоптър и възможно най-голям диаметър. Можете да намерите подобна леща например в работилница за очила, където от тях се изрязват очила за очила с различни форми. По-добре е лещата да е двойно изпъкнала. Ако нямате двойно изпъкнала леща, можете да използвате чифт плоско-изпъкнали лещи с половин диоптър, разположени една след друга, с изпъкнали страни в различни посоки, на разстояние 3 сантиметра една от друга.
Всяка силна увеличителна леща ще работи най-добре като окуляр, в идеалния случай лупа в окуляр на дръжка, като тези, които се произвеждаха преди. Окуляр от всеки фабричен оптичен инструмент (бинокъл, геодезически инструмент) също ще работи.
За да разберете какво увеличение ще осигури телескопът, измерете фокусното разстояние на окуляра в сантиметри. След това разделете 100 cm (фокусното разстояние на леща с 1 диоптър, т.е. леща) на тази цифра и получете желаното увеличение.
Закрепете лещите във всяка здрава тръба (картон, намазан с лепило и боядисан отвътре с най-черната боя, която можете да намерите, ще свърши работа). Окулярът трябва да може да се плъзга напред-назад в рамките на няколко сантиметра; това е необходимо за заточване.
Телескопът трябва да бъде монтиран на дървен триножник, наречен Добсонова стойка. Рисунката му може лесно да бъде намерена във всяка търсачка. Това е най-лесният за производство и в същото време надежден монтаж за телескоп, почти всички домашни телескопи го използват.
Изведнъж искате да направите телескоп със собствените си ръце? Нищо странно. Да, в днешно време не е трудно да се купи почти всяко оптично устройство, а и не толкова скъпо. Но понякога човек е нападнат от жажда за творчество: той иска да разбере на какви закони на природата се основава принципът на работа на дадено устройство, иска да проектира такова устройство от началото до края и да изпита радостта от творчеството.
Направи си сам шпионка
И така, захващате се за работа. Най-напред ще научите, че най-простият телескоп се състои от две двойно изпъкнали лещи - обектив и окуляр, и че увеличението на телескопа се получава по формулата K = F / f (съотношението на фокусните разстояния на лещата (F) и окуляра (f)).
Въоръжени с тези знания, тръгвате да ровите в кашони с различни боклуци, на таван, гараж, навес и т.н., с ясно дефинирана цел - да намерите повече различни лещи. Това могат да бъдат очила от очила (за предпочитане кръгли), лупи за часовници, лещи от стари фотоапарати и др. След като съберете запас от лещи, започнете да измервате. Трябва да изберете обектив с по-голямо фокусно разстояние F и окуляр с по-малко фокусно разстояние f.
Измерването на фокусното разстояние е много просто. Обективът е насочен към някакъв източник на светлина (електрическа крушка в стаята, фенер на улицата, слънце в небето или просто осветен прозорец), зад обектива се поставя бял екран (възможен е лист хартия, но картонът е по-добър) и се движи спрямо лещата, докато не произведе рязко изображение на наблюдавания източник на светлина (обърнат и намален).
След това остава само да измерим с линийка разстоянието от обектива до екрана. Това е фокусното разстояние. Едва ли ще се справите сами с описаната процедура за измерване - ще ви трябва трета ръка. Ще трябва да повикате асистент за помощ.
След като сте избрали своя обектив и окуляр, започвате да конструирате оптичната система за увеличаване на изображението. Вземате обектива в едната ръка, окуляра в другата и през двете лещи гледате някакъв далечен обект (не слънцето - лесно може да останете без око!). Чрез взаимно преместване на обектива и окуляра (опитвайки се да запазят осите им на една и съща линия), вие постигате ясен образ.
Полученото изображение ще бъде увеличено, но все още с главата надолу. Това, което сега държите в ръцете си, опитвайки се да запазите постигнатото взаимно положение на лещите, е желаната оптична система. Остава само да поправите тази система, например, като я поставите в тръба. Това ще бъде шпионката.
Но не бързайте със сглобяването. След като сте направили телескоп, няма да сте доволни от изображението „с главата надолу“. Този проблем се решава просто чрез система за обвиване, получена чрез добавяне на една или две лещи, идентични на окуляра.
Можете да получите обгръщаща система с една коаксиална допълнителна леща, като я поставите на разстояние приблизително 2f от окуляра (разстоянието се определя чрез избор).
Интересно е да се отбележи, че с тази версия на реверсивната система е възможно да се получи по-голямо увеличение чрез плавно преместване на допълнителната леща от окуляра. Въпреки това, няма да можете да получите силно увеличение, ако нямате много висококачествена леща (например стъкло от очила). Феноменът на така наречената „хроматична аберация“ пречи, когато изображението е боядисано в нюанси на дъгата.
Този проблем се решава в "закупената" оптика чрез съставяне на леща от няколко лещи с различни показатели на пречупване. Но не ви интересуват тези подробности: вашата задача е да разберете електрическата схема на устройството и да изградите най-простия работещ модел според тази схема (без да харчите нито стотинка).
Можете да получите обгръщаща система с две коаксиални допълнителни лещи, като ги позиционирате така, че окулярът и тези две лещи да са на еднакво разстояние една от друга f.
Сега имате представа за дизайна на телескопа и знаете фокусните разстояния на лещите, така че започвате да сглобявате оптичното устройство. Най-простото нещо е да завъртите тръби (тръби) от листове ватман, като ги закрепите с гумени ленти „за пари“ и фиксирате лещите вътре в тръбите с пластилин. Вътрешността на тръбите трябва да бъде боядисана с матова черна боя, за да се предотврати външно излагане.
Резултатът изглежда нещо примитивно, но като нулева опция е много удобно: лесно е да се преработи, да се промени нещо. Когато тази нулева опция съществува, тя може да се подобрява толкова дълго, колкото желаете (поне да замените ватмана с по-приличен материал).
С помощта на домашен телескоп можете да видите повърхността на Луната и дори някои планети, така че ще служи добре на тези, които се интересуват от астрономия. Първо трябва да направите леща. Трябва да вземете двойно изпъкнала (кръгла) леща за очила от +1 диоптър (фокусно разстояние 100 сантиметра) до +2 диоптъра (фокусно разстояние 50 сантиметра). (Как да определите фокусното разстояние по диоптри и обратно, вижте статията). За окуляра ще изберем друго стъкло за очила или малка лупа с фокусно разстояние 2-4 сантиметра (от +50 до +25 диоптъра).
Увеличителните очила обикновено се продават в пластмасови кутии, които показват степента на увеличение. Например числото 2,5 означава, че лупата увеличава 2,5 пъти. За да разберете броя на диоптрите, това число трябва да се умножи по 4. Лупа, която увеличава 2,5 пъти, има +10 диоптъра (2,5x4=10). За целта е препоръчително да изберете лупа с увеличение от 6 до 12,5 пъти.
И двете лещи са монтирани в тръбички, залепени от хартия и почернени отвътре. Лупата може да бъде залепена в тръбата на окуляра заедно с пластмасова рамка; върху него просто трябва да отрежете издатината, която закрепва джантата към кутията. Общата дължина на двете тръби трябва да е с 5-10 сантиметра по-голяма от фокусните разстояния на двете лещи. Например, ако сте взели стъкло с фокусно разстояние 50 сантиметра за обектива и 2 сантиметра за окуляра, тогава общата дължина на двете тръби трябва да бъде 57-62 сантиметра.
Първо залепваме тръба с дължина 15-20 сантиметра по диаметъра на лещата на окуляра, след това по диаметъра на лещата. Първата тръба трябва да влезе във втората с леко триене. Ако разликата в диаметрите на лещите е твърде голяма, тогава тръбата на окуляра трябва да бъде направена по-дебела.
Ще прикрепим лещите към краищата на тръбите, както е описано в статията: . За да предпазите стъклото от прах и драскотини, препоръчително е да направите картонени капаци за тръбите.
Как да използвате домашен телескоп
Ще преместим тръбата на окуляра в по-голямата тръба, докато намерим позиция, в която наблюдаваното тяло става ясно видимо. Можете предварително да изчислите какво увеличение дава телескопът (или по-скоро степента на приближаване на наблюдавания обект към окото): фокусното разстояние на лещата трябва да бъде разделено на фокусното разстояние на окуляра. В горния пример (с обектив с фокусно разстояние 50 сантиметра и окуляр с фокусно разстояние 2 сантиметра) увеличението ще бъде 25 пъти (50:2 = 25).
За дълги периоди е препоръчително да се монтира на статив, така че тръбата да може да се върти настрани, да се повдига и спуска. За да направите това, ще прикрепим тръба, огъната от дебел калай или изрязана от някаква дълга тръба върху кръглия прът на статива. Ще поставим главата на статива в тръбата отгоре, към която ще прикрепим скоба, огъната от калай с винтове. Тръбата на лещата е закрепена в скобата. Чрез накланяне и повдигане на скобата можете да промените позицията на телескопа вертикално, а чрез завъртане на главата на статива в тръбата - хоризонтално.
Как да си направим шпионка
Телескопът е направен точно като телескоп. Само че има нужда от различни лещи. За окуляр те вземат леща от -16 до -20 диоптъра, а за леща - от +4 до +6 диоптъра. Така в телескопа, както и в бинокъла, единият е вдлъбнат, а другият е вдлъбнат. В резултат на това нивото на увеличение намалява, но остротата се увеличава. Не е необходим статив за телескопа, той се държи в ръцете ви, така че можете да го вземете на походи.
Когато наблюдавате през телескоп или зрителна тръба, краищата на видимото изображение може да са неясни или замъглени. За да подобрите яснотата, трябва да приложите бленда към обектива - пръстен от черна хартия с много тесен ръб. Не трябва да намалявате твърде много отвора на блендата (увеличете ръба на пръстена), тъй като блендата ще намали количеството светлина, навлизащо в обектива, и изображението ще потъмнее.
