Facem un telescop din lemn cu propriile noastre mâini. Cum să faci singur un telescop fiabil și puternic acasă

Un telescop fabricat din fabrică este destul de scump, așa că este indicat să îl cumpărați dacă sunteți serios interesat de astronomie. Și amatorii pot încerca să asambleze un telescop cu propriile mâini.

După cum știți, există două tipuri de telescoape:

• Reflex. În aceste dispozitive, rolul elementelor de colectare a luminii este îndeplinit de oglinzi.
• Refractar– echipat cu sistem de lentile optice.

Telescop refractor DIY

Designul unui telescop refractor este destul de simplu. La un capăt al dispozitivului se află o lentilă - o lentilă care colectează și focalizează razele de lumină. La celălalt capăt se află un ocular - o lentilă care vă permite să vizualizați imaginea care provine din obiectiv. Lentila este plasată într-un tub principal numit tub, iar ocularul este plasat într-un tub mai mic numit ansamblul ocular.

Un telescop obișnuit făcut dintr-o lupă

1. Realizarea conductei principale. Luați o foaie de hârtie groasă și rulați-o într-un tub folosind un bețișor plat sau o țeavă potrivită cu diametrul de 5 cm.Hârtia din interior trebuie vopsită în negru și să nu fie strălucitoare. Facem țeava de 1,9 metri lungime.
2. Realizarea unui tub ocular. Ar trebui pus la capătul celui principal. O rulăm dintr-o foaie de hârtie de 25 cm lungime și o lipim. Diametrul interior al tubului ocular trebuie să se potrivească cu diametrul exterior al tubului principal, astfel încât acesta să se deplaseze fără efort de-a lungul acestuia.
3. Lucrul cu lentilele. Facem două capace din hârtie groasă. Primul îl vom așeza acolo unde va fi lentila, iar pe al doilea îl vom atașa la capătul tubului ocularului. In mijlocul fiecarui capac vom face o gaura cu un diametru ceva mai mic decat diametrul lentilelor. Instalăm lentilele cu partea convexă spre exterior.

Pentru a face fotografii interesante ale cerului înstelat, puteți atașa o cameră web la un telescop.

Telescopul de la binoclu

Din binocluri obișnuiți cu opt puteri puteți construi un telescop care oferă o mărire de peste 100 de ori. Țevile pot fi lipite împreună din hârtie Whatman. Lentilele sunt potrivite de la filmoscoape vechi sau similare ca mărire. Folosim calculul unui telescop simplu și selectăm experimental lungimea dispozitivului și distanța dintre lentilele ocularului.

Nu este nevoie să dezasamblați binoclul - tuburile sunt puse direct pe el. Pentru ușurință în utilizare, puteți realiza un trepied. Un astfel de telescop din binoclu vă permite să vedeți munți și cratere de pe suprafața Lunii, sateliții lui Jupiter etc.

concluzii

A face un telescop de casă acasă nu este deosebit de dificil. Chiar și un elev de liceu poate face acest gen de muncă. Pentru un copil, un dispozitiv cu o mărire de 30-100 de ori va fi suficient.

Cu toate acestea, există meșteri de acasă care pot asambla independent un telescop de înaltă calitate cu trei sute de putere. Astfel de abilități vin cu experiență și pot fi utile celor care sunt serios interesați de astronomie.

Acum vă propun să vă familiarizați cu cum să faceți un telescop simplu din materialele disponibile.

Pentru a-l realiza veți avea nevoie de cel puțin două lentile (lentila și ocular).
Orice obiectiv cu focalizare lungă de la o cameră foto sau film, un obiectiv teodolit, un obiectiv de nivel sau orice alt dispozitiv optic va fi potrivit ca obiectiv.
Vom începe să facem tubul prin determinarea distanțelor focale ale lentilelor pe care le avem la dispoziție și calculând mărirea viitorului dispozitiv.
Metoda de determinare a distanței focale a unei lentile convergente este destul de simplă: luăm lentila în mână și, așezându-i suprafața spre soare sau dispozitivul de iluminat, o mișcăm în sus și în jos până când lumina care trece prin lentilă se adună într-un punct mic de pe ecran (coală de hârtie). Să obținem o poziție în care mișcările verticale ulterioare duc la o creștere a punctului de lumină pe ecran. Măsurând distanța dintre ecran și obiectiv folosind o riglă, obținem distanța focală a acestui obiectiv. Pe lentilele camerelor foto și de film distanțe focale sunt indicate pe corp, dar dacă nu găsiți un obiectiv gata făcut, nu contează, acesta poate fi realizat din orice alt obiectiv cu o distanță focală care să nu depășească 1 m (în caz contrar, telescopul se va dovedi lung și își va pierde compactitatea - la urma urmei, lungimea tubului depinde de distanța focală a lentilei), dar o lentilă cu focalizare prea scurtă nu este potrivită pentru acest scop - o distanta focala mica va afecta marirea telescopului nostru. Ca ultimă soluție, lentila poate fi realizată din ochelari de vedere, care sunt vânduți la orice optician.
Distanța focală a unui astfel de obiectiv este determinată de formula:
F = 1/Ф = 1 m,
Unde F – distanța focală, m; F – putere optică, dioptrie. Distanța focală a obiectivului nostru, constând din două astfel de lentile, este determinată de formula:
Fo = F1F2/F1 + F2 – d,
Unde F1 și F2 sunt distanțe focale ale primei și, respectiv, celei de-a doua lentile; (în cazul nostru F1 = F2); d este distanța dintre lentile, care poate fi neglijată.
Astfel Fo = 500 mm. În nicio circumstanță nu trebuie plasate lentilele cu concavitățile (menisci) față în față - acest lucru va crește aberația sferică. Distanța dintre lentile nu trebuie să depășească diametrul acestora. Diafragma este din carton, iar diametrul orificiului diafragmei este puțin mai mic decât diametrul lentilelor.
Acum să vorbim despre ocular. Cel mai bine este să utilizați un ocular gata făcut de la un binoclu, microscop sau alt dispozitiv optic, dar vă puteți descurca cu o lupă de dimensiune și distanță focală adecvate. Distanța focală a acestuia din urmă ar trebui să fie în intervalul 10 – 50 mm.
Să presupunem că am reușit să găsim o lupă cu distanța focală de 10 mm, nu mai rămâne decât să calculăm mărirea dispozitivului G, pe care o obținem prin asamblarea unui sistem optic dintr-un ocular dat și a unei lentile din ochelari de vedere:
G = F/f = 500 mm/10 mm = 50,
Unde F este distanța focală a lentilei; f – distanta focala a ocularului.
Nu este necesar să căutați un ocular cu aceeași distanță focală ca în exemplul dat; orice alt obiectiv cu o distanță focală scurtă va face, dar mărirea va scădea în mod corespunzător dacă f crește și invers.
Acum, după ce am selectat părțile optice, vom începe să fabricăm corpurile telescopului și ale ocularului. Acestea pot fi realizate din resturi de aluminiu sau plastic de dimensiuni adecvate sau pot fi lipite împreună din hârtie pe semifabricate speciale din lemn folosind adeziv epoxidic.
Tubul obiectivului este realizat cu 10 cm mai scurt decât distanța focală a lentilei, tubul ocularului are de obicei o lungime de 250 - 300 mm. Suprafețele interioare ale țevilor sunt acoperite cu vopsea neagră mată pentru a reduce lumina împrăștiată.
O astfel de țeavă este ușor de fabricat, dar are un dezavantaj semnificativ: imaginea obiectelor din ea va fi „cu susul în jos”. Dacă acest dezavantaj nu contează pentru observațiile astronomice, atunci în alte cazuri provoacă unele inconveniente. Dezavantajul poate fi eliminat cu ușurință prin introducerea unei lentile divergente în design, dar acest lucru va afecta negativ calitatea imaginii și capacitatea de mărire, iar alegerea unui obiectiv potrivit este destul de dificilă.

Vremurile în care oricine putea face o descoperire în știință au dispărut aproape complet. Tot ce poate descoperi un amator în chimie, fizică, biologie a fost de mult cunoscut, rescris și calculat. Astronomia este o excepție de la această regulă. La urma urmei, aceasta este știința spațiului, un spațiu indescriptibil de vast în care este imposibil să studiezi totul și chiar și nu departe de Pământ există încă obiecte nedescoperite. Cu toate acestea, pentru a practica astronomia, aveți nevoie de un instrument optic scump. Este un telescop de casă o sarcină simplă sau dificilă?

Poate binoclul ar ajuta?

Este prea devreme pentru un astronom începător care abia începe să arunce o privire mai atentă asupra cerului înstelat să facă un telescop cu propriile mâini. Schema poate părea prea complicată pentru el. La început, te poți descurca cu un binoclu obișnuit.

Acesta nu este un dispozitiv atât de frivol pe cât ar părea și există astronomi care continuă să-l folosească chiar și după ce au devenit celebri: de exemplu, astronomul japonez Hyakutake, descoperitorul cometei care îi poartă numele, a devenit celebru tocmai pentru dependența sa de binoclu puternic.

Pentru primii pași ai unui astronom începător - pentru a înțelege dacă acesta este al meu sau nu - orice binoclu marin puternic va fi potrivit. Cu cât mai mare cu atât mai bine. Cu binoclul puteți observa Luna (în detaliu destul de impresionant), puteți vedea discurile planetelor din apropiere, precum Venus, Marte sau Jupiter și puteți examina cometele și stelele duble.

Nu, este încă un telescop!

Dacă ești serios în privința astronomiei și totuși vrei să-ți faci singur un telescop, designul pe care îl alegeți poate aparține uneia dintre cele două categorii principale: refractoare (folosesc doar lentile) și reflectoare (folosesc lentile și oglinzi).

Refractoarele sunt recomandate începătorilor: acestea sunt telescoape mai puțin puternice, dar mai ușor de realizat. Apoi, când câștigați experiență în fabricarea refractoarelor, puteți încerca să asamblați un reflector - un telescop puternic cu propriile mâini.

Ce face diferit un telescop puternic?

Ce întrebare stupidă, întrebi. Desigur - prin mărire! Și vei greși. Faptul este că nu toate corpurile cerești pot fi, în principiu, mărite. De exemplu, nu vei mări stelele în niciun fel: ele sunt situate la o distanță de mulți parsecs, iar de la o astfel de distanță se transformă practic în puncte. Nicio abordare nu este suficientă pentru a vedea discul unei stele îndepărtate. Puteți „mărește” doar obiectele din sistemul solar.

Iar telescopul, în primul rând, face stelele mai strălucitoare. Și această proprietate este responsabilă pentru prima sa cea mai importantă caracteristică - diametrul lentilei. De câte ori lentila este mai largă decât pupila ochiului uman - de câte ori devin mai strălucitoare toate luminatoarele. Dacă vrei să faci un telescop puternic cu propriile mâini, va trebui să cauți, în primul rând, o lentilă cu diametru foarte mare pentru obiectiv.

Cea mai simplă diagramă a unui telescop refractor

În forma sa cea mai simplă, un telescop cu refracție este format din două lentile convexe (de mărire). Primul - cel mare, îndreptat spre cer - se numește lentilă, iar al doilea - cel mic, în care se uită astronomul, se numește ocular. Ar trebui să faci un telescop de casă cu propriile mâini exact conform acestei scheme dacă aceasta este prima ta experiență.

Lentila telescopului ar trebui să aibă o putere optică de o dioptrie și un diametru cât mai mare posibil. Puteți găsi o lentilă similară, de exemplu, într-un atelier de ochelari, unde din ei sunt decupați ochelari pentru ochelari de diferite forme. Este mai bine dacă lentila este biconvexă. Dacă nu aveți o lentilă biconvexă, puteți utiliza o pereche de lentile semidioptrique plano-convexe, amplasate una după alta, cu laturile convexe în direcții diferite, la o distanță de 3 centimetri una de alta.

Orice lentilă de mărire puternică va funcționa cel mai bine ca ocular, în mod ideal o lupă într-un ocular pe un mâner, cum ar fi cele care au fost produse înainte. Va funcționa și un ocular de la orice instrument optic fabricat din fabrică (binoclu, instrument geodezic).

Pentru a afla ce mărire va oferi telescopul, măsurați distanța focală a ocularului în centimetri. Apoi împărțiți 100 cm (distanța focală a unei lentile de 1 dioptrie, adică o lentilă) la această cifră și obțineți mărirea dorită.

Fixați lentilele în orice tub rezistent (carton, acoperit cu lipici și vopsit pe interior cu cea mai neagră vopsea pe care o puteți găsi). Ocularul ar trebui să poată aluneca înainte și înapoi în câțiva centimetri; acest lucru este necesar pentru ascuțire.

Telescopul trebuie montat pe un trepied din lemn numit montură Dobsonian. Un desen al acestuia poate fi găsit cu ușurință în orice motor de căutare. Aceasta este cea mai ușor de fabricat și, în același timp, cea mai fiabilă montură pentru un telescop; aproape toate telescoapele de casă îl folosesc.

Vrei brusc să faci un telescop cu propriile mâini? Nimic ciudat. Da, în zilele noastre nu este greu să cumperi aproape orice dispozitiv optic și nici atât de scump. Dar uneori o persoană este atacată de setea de creativitate: vrea să-și dea seama pe ce legi ale naturii se bazează principiul de funcționare a unui dispozitiv, vrea să proiecteze un astfel de dispozitiv de la început până la sfârșit și să experimenteze bucuria creativității.

luneta de bricolaj

Deci, te apuci de treabă. În primul rând, veți afla că cel mai simplu telescop constă din două lentile biconvexe - obiectivul și ocularul, și că mărirea telescopului se obține prin formula K = F / f (raportul distanțelor focale ale lentilei). (F) și ocularul (f)).

Înarmat cu aceste cunoștințe, mergi să sapi prin cutii cu diverse gunoaie, în pod, garaj, magazie etc., cu un scop clar definit - să găsești mai multe lentile diferite. Acestea pot fi ochelari de la ochelari (de preferință rotunzi), lupe de ceas, lentile de la camere vechi etc. După ce ați adunat o rezervă de lentile, începeți să măsurați. Trebuie să alegeți un obiectiv cu o distanță focală mai mare F și un ocular cu o distanță focală mai mică f.

Măsurarea distanței focale este foarte simplă. Lentila este îndreptată către o sursă de lumină (un bec în cameră, un felinar pe stradă, soarele pe cer sau doar o fereastră luminată), în spatele obiectivului este plasat un ecran alb (este posibilă o coală de hârtie, dar cartonul este mai bun) și se mișcă în raport cu obiectivul până când Nu va produce o imagine clară a sursei de lumină observată (inversată și redusă).

După aceasta, tot ce rămâne este să măsurați distanța de la obiectiv la ecran cu o riglă. Aceasta este distanța focală. Este puțin probabil să faceți față singur cu procedura de măsurare descrisă - veți avea nevoie de o a treia mână. Va trebui să apelați un asistent pentru ajutor.

Odată ce ați selectat obiectivul și ocularul, începeți să construiți sistemul optic pentru mărirea imaginii. Luați lentila într-o mână, ocularul în cealaltă și prin ambele lentile priviți un obiect îndepărtat (nu soarele - puteți rămâne cu ușurință fără ochi!). Prin deplasarea reciprocă a lentilei și a ocularului (încercând să-și mențină axele pe aceeași linie), obțineți o imagine clară.

Imaginea rezultată va fi mărită, dar totuși cu susul în jos. Ceea ce țineți acum în mâini, încercând să mențineți poziția relativă atinsă a lentilelor, este sistemul optic dorit. Tot ce rămâne este să repari acest sistem, de exemplu, prin plasarea lui în interiorul unei țevi. Acesta va fi luneta.

Dar nu vă grăbiți în asamblare. După ce ai făcut un telescop, nu vei fi mulțumit de imaginea „cu capul în jos”. Această problemă se rezolvă pur și simplu printr-un sistem de împachetare obținut prin adăugarea uneia sau a două lentile identice cu ocularul.

Puteți obține un sistem de înfășurare cu o lentilă suplimentară coaxială, plasând-o la o distanță de aproximativ 2f de ocular (distanța este determinată de selecție).

Este interesant de observat că, cu această versiune a sistemului de inversare, este posibil să se obțină o mărire mai mare prin deplasarea fără probleme a lentilei suplimentare de ocular. Cu toate acestea, nu veți putea obține o mărire puternică dacă nu aveți o lentilă de foarte înaltă calitate (de exemplu, sticlă din ochelari). Fenomenul așa-numitei „aberații cromatice” interferează atunci când imaginea este pictată în nuanțe de curcubeu.

Această problemă este rezolvată în optica „achiziționată” prin compunerea unei lentile din mai multe lentile cu indici de refracție diferiți. Dar nu vă pasă de aceste detalii: sarcina dvs. este să înțelegeți schema de circuit a dispozitivului și să construiți cel mai simplu model de lucru conform acestei scheme (fără a cheltui un ban).

Puteți obține un sistem wraparound cu două lentile coaxiale suplimentare poziționându-le astfel încât ocularul și aceste două lentile să fie distanțate una de cealaltă la distanțe egale f.

Acum aveți o idee despre designul telescopului și cunoașteți distanțele focale ale lentilelor, așa că începeți să asamblați dispozitivul optic. Cel mai simplu lucru este să răsuciți țevi (tuburi) din foi de hârtie Whatman, asigurându-le cu benzi de cauciuc „pentru bani” și să fixați lentilele din interiorul tuburilor cu plastilină. Interiorul țevilor trebuie vopsit cu vopsea neagră mată pentru a preveni expunerea externă.

Rezultatul pare a fi ceva primitiv, dar ca opțiune zero este foarte convenabil: este ușor să refaceți, să schimbați ceva. Când această opțiune zero există, poate fi îmbunătățită atât timp cât se dorește (cel puțin înlocuiți hârtia Whatman cu un material mai decent).

Cu ajutorul unui telescop de casă, puteți vizualiza suprafața Lunii și chiar unele planete, așa că va fi de folos celor care sunt interesați de astronomie. Mai întâi trebuie să faci o lentilă. Trebuie să luați o lentilă biconvexă (rotunda) pentru ochelari de la +1 dioptrie (distanță focală 100 centimetri) la +2 dioptrii (distanță focală 50 centimetri). (Cum se determină distanța focală prin dioptrii și invers, vezi articolul). Pentru ocular, vom selecta un alt pahar de ochelari sau o lupa mica cu distanta focala de 2-4 centimetri (de la +50 la +25 dioptrii).

Lupele sunt de obicei vândute în cutii de plastic care indică nivelul de mărire. De exemplu, numărul 2,5 înseamnă că lupa se mărește de 2,5 ori. Pentru a afla numărul de dioptrii, acest număr trebuie înmulțit cu 4. O lupă care se mărește de 2,5 ori are +10 dioptrii (2,5x4=10). În acest scop, este recomandabil să alegeți o lupă cu o mărire de 6 până la 12,5 ori.

Ambele lentile sunt montate în tuburi lipite împreună din hârtie și înnegrite pe interior. Lupa poate fi lipită în tubul ocularului împreună cu o margine de plastic; pe el trebuie doar să tăiați proeminența care fixează janta de carcasă. Lungimea totală a ambelor tuburi trebuie să fie cu 5-10 centimetri mai mare decât distanța focală a ambelor lentile. De exemplu, dacă ați luat sticlă cu o distanță focală de 50 de centimetri pentru lentilă și 2 centimetri pentru ocular, atunci lungimea totală a celor două tuburi ar trebui să fie de 57-62 de centimetri.

Mai întâi, lipim un tub de 15-20 de centimetri lungime de-a lungul diametrului lentilei ocularului, apoi de-a lungul diametrului lentilei. Primul tub ar trebui să se potrivească în al doilea cu o ușoară frecare. Dacă diferența dintre diametrele lentilelor este prea mare, atunci tubul ocularului trebuie făcut mai gros.

Vom atașa lentilele la capetele tuburilor așa cum este descris în articol: . Pentru a proteja sticla de praf și zgârieturi, este indicat să faceți huse din carton pentru tuburi.

Cum se folosește un telescop de casă

Vom muta tubul ocular în tubul mai mare până găsim o poziție în care corpul observat devine clar vizibil. Puteți calcula dinainte ce mărire dă telescopul (sau mai bine zis, gradul de apropiere a obiectului observat de ochi): distanța focală a lentilei trebuie împărțită la distanța focală a ocularului. În exemplul de mai sus (cu o lentilă cu o distanță focală de 50 de centimetri și un ocular cu o distanță focală de 2 centimetri), mărirea va fi de 25 de ori (50:2 = 25).

Pentru perioade lungi, este indicat să-l instalați pe un trepied, astfel încât tubul să poată fi rotit în lateral, ridicat și coborât. Pentru a face acest lucru, vom atașa un tub îndoit din tablă groasă sau tăiat dintr-o țeavă lungă pe tija rotundă a trepiedului. Vom introduce capul trepiedului în tub de sus, de care vom atașa o clemă îndoită din tablă cu șuruburi. Tubul lentilei este fixat în clemă. Prin înclinarea și ridicarea clemei, puteți schimba poziția telescopului pe verticală, iar prin rotirea capului trepiedului în tub - orizontal.

Cum să faci o lunetă

Un telescop este făcut exact ca un telescop. Numai că are nevoie de lentile diferite. Pentru ocular iau o lentilă de la -16 la -20 dioptrii, iar pentru o lentilă - de la +4 la +6 dioptrii. Astfel, într-un telescop, ca în binoclu, unul este concav, iar celălalt este concav. Ca urmare, nivelul de mărire scade, dar claritatea crește. Nu este necesar un trepied pentru telescop; acesta este ținut în mâini, astfel încât să îl puteți lua în drumeții.

Când observați cu un telescop sau cu lunetă, marginile imaginii vizibile pot fi neclare sau neclare. Pentru a îmbunătăți claritatea, trebuie să aplicați o deschidere pe obiectiv - un inel de hârtie neagră cu o margine foarte îngustă. Nu ar trebui să reduceți prea mult deschiderea diafragmei (mărește marginea inelului), deoarece diafragma va reduce cantitatea de lumină care intră în obiectiv și imaginea se va întuneca.