Drevený ďalekohľad vyrábame vlastnými rukami. Ako si vyrobiť spoľahlivý a výkonný ďalekohľad sami doma

Továrensky vyrobený ďalekohľad je dosť drahý, preto je vhodné si ho kúpiť, ak sa vážne zaujímate o astronómiu. A amatéri sa môžu pokúsiť zostaviť teleskop vlastnými rukami.

Ako viete, existujú dva typy ďalekohľadov:

• Reflex. V týchto zariadeniach plnia úlohu prvkov zbierajúcich svetlo zrkadlá.
• Žiaruvzdorné– vybavené systémom optických šošoviek.

DIY refrakčný ďalekohľad

Konštrukcia refrakčného ďalekohľadu je pomerne jednoduchá. Na jednom konci zariadenia je šošovka - šošovka, ktorá zbiera a zaostruje svetelné lúče. Na druhom konci sa nachádza okulár – šošovka, ktorá vám umožňuje sledovať obraz, ktorý vychádza z šošovky. Šošovka je umiestnená v hlavnom tubuse nazývanom tubus a okulár je umiestnený v menšom tubuse, ktorý sa nazýva zostava okuláru.

Obyčajný ďalekohľad vyrobený z lupy

1. Zhotovenie hlavného potrubia. Vezmite hárok hrubého papiera a pomocou plochej tyčinky alebo vhodnej rúrky s priemerom 5 cm ho zrolujte do tuby.Papier vo vnútri by mal byť natretý čiernou farbou a nemal by sa lesknúť. Potrubie vyrábame dlhé 1,9 metra.
2. Výroba okulárovej trubice. Mala by byť umiestnená na konci hlavnej. Z 25 cm dlhého listu papiera ho zrolujeme a zlepíme. Vnútorný priemer tubusu okuláru sa musí zhodovať s vonkajším priemerom hlavného tubusu, aby sa po ňom bez námahy pohyboval.
3. Práca so šošovkami. Z hrubého papiera vyrobíme dve viečka. Prvú umiestnime tam, kde bude šošovka a druhú pripevníme na koniec tubusu okuláru. V strede každého uzáveru urobíme otvor s priemerom o niečo menším ako je priemer šošoviek. Šošovky inštalujeme konvexnou stranou smerom von.

Ak chcete nasnímať zaujímavé fotografie hviezdnej oblohy, môžete k ďalekohľadu pripojiť webovú kameru.

Ďalekohľad z ďalekohľadu

Z bežného osem-výkonového ďalekohľadu môžete postaviť ďalekohľad, ktorý poskytuje viac ako 100-násobné zväčšenie. Rúry môžu byť zlepené z papiera Whatman. Šošovky sú vhodné zo starých filmoskopov alebo podobných vo zväčšení. Použijeme výpočet jednoduchého teleskopu a experimentálne zvolíme dĺžku prístroja a vzdialenosť medzi šošovkami okuláru.

Ďalekohľad nie je potrebné rozoberať - tubusy sa nasadzujú priamo naň. Pre jednoduché použitie si môžete vyrobiť statív. Takýto ďalekohľad z ďalekohľadu vám umožňuje vidieť hory a krátery na povrchu Mesiaca, satelity Jupitera atď.

závery

Výroba domáceho teleskopu doma nie je nijako zvlášť náročná. Takúto prácu zvládne aj stredoškolák. Pre dieťa bude stačiť zariadenie s 30- až 100-násobným zväčšením.

Existujú však domáci remeselníci, ktorí dokážu samostatne zostaviť vysokokvalitný ďalekohľad s výkonom tri stovky. Takéto zručnosti prichádzajú so skúsenosťami a môžu byť užitočné pre tých, ktorí sa vážne zaujímajú o astronómiu.

Teraz navrhujem, aby ste sa oboznámili s tým, ako vyrobiť jednoduchý ďalekohľad z dostupných materiálov.

Na jeho výrobu budete potrebovať aspoň dve šošovky (šošovku a okulár).
Ako šošovka bude vhodná akákoľvek šošovka s dlhým ohniskom z fotografickej alebo filmovej kamery, teodolitová šošovka, vodorovná šošovka alebo akékoľvek iné optické zariadenie.
Tubus začneme vyrábať určením ohniskových vzdialeností šošoviek, ktoré máme k dispozícii, a výpočtom zväčšenia budúceho zariadenia.
Metóda určenia ohniskovej vzdialenosti zbiehajúcej šošovky je pomerne jednoduchá: šošovku vezmeme do ruky a položením jej povrchu smerom k slnku alebo osvetľovaciemu zariadeniu ňou pohybujeme hore a dole, kým sa svetlo prechádzajúce šošovkou nezhromažďuje do malý bod na obrazovke (hárok papiera). Dosiahneme polohu, v ktorej ďalšie vertikálne pohyby vedú k zväčšeniu svetelného bodu na obrazovke. Meraním vzdialenosti medzi obrazovkou a šošovkou pomocou pravítka získame ohniskovú vzdialenosť tejto šošovky. Na objektívoch foto a filmových fotoaparátov sú ohniskové vzdialenosti uvedené na tele, ale ak nenájdete hotový objektív, nevadí, dá sa vyrobiť z akéhokoľvek iného objektívu s ohniskovou vzdialenosťou nepresahujúcou 1 m (inak sa ukáže, že ďalekohľad je dlhý a stratí svoju kompaktnosť - koniec koncov, dĺžka tubusu závisí od ohniskovej vzdialenosti objektívu), ale na tento účel nie je vhodný objektív s príliš krátkym ohniskom. - krátka ohnisková vzdialenosť ovplyvní zväčšenie nášho ďalekohľadu. V krajnom prípade môže byť šošovka vyrobená z okuliarových skiel, ktoré sa predávajú v každej optike.
Ohnisková vzdialenosť jednej takejto šošovky je určená vzorcom:
F = 1/Ф = 1 m,
Kde F – ohnisková vzdialenosť, m; F – optická mohutnosť, dioptr. Ohnisková vzdialenosť našej šošovky, ktorá sa skladá z dvoch takýchto šošoviek, je určená vzorcom:
Fo = F1F2/F1 + F2 – d,
Kde F1 a F2 sú ohniskové vzdialenosti prvej a druhej šošovky; (v našom prípade F1 = F2); d je vzdialenosť medzi šošovkami, ktorú možno zanedbať.
Teda Fo = 500 mm. Za žiadnych okolností neumiestňujte šošovky tak, aby konkávne útvary (menisky) smerovali k sebe – zvýši sa tým sférická aberácia. Vzdialenosť medzi šošovkami by nemala presiahnuť ich priemer. Membrána je vyrobená z lepenky a priemer otvoru membrány je o niečo menší ako priemer šošoviek.
Teraz si povedzme o okuláre. Najlepšie je použiť už hotový okulár z ďalekohľadu, mikroskopu alebo iného optického prístroja, ale vystačíte si s lupou vhodnej veľkosti a ohniskovej vzdialenosti. Ohnisková vzdialenosť by mala byť v rozmedzí 10 – 50 mm.
Predpokladajme, že sa nám podarilo nájsť lupu s ohniskovou vzdialenosťou 10 mm, ostáva už len vypočítať zväčšenie prístroja G, ktoré získame zložením optickej sústavy z daného okuláru a šošovky z okuliarových skiel:
G = F/f = 500 mm/10 mm = 50,
kde F je ohnisková vzdialenosť šošovky; f – ohnisková vzdialenosť okuláru.
Nie je potrebné hľadať okulár s rovnakou ohniskovou vzdialenosťou ako v uvedenom príklade, stačí akýkoľvek iný objektív s krátkou ohniskovou vzdialenosťou, ale zväčšenie sa zodpovedajúcim spôsobom zníži, ak sa f zvýši a naopak.
Teraz, po výbere optických častí, začneme vyrábať telá ďalekohľadu a okuláru. Môžu byť vyrobené zo zvyškov hliníkovej alebo plastovej rúrky vhodnej veľkosti alebo môžu byť zlepené z papiera na špeciálne drevené prírezy pomocou epoxidového lepidla.
Tubus objektívu sa vyrába o 10 cm kratší ako je ohnisková vzdialenosť objektívu, okulárový tubus má zvyčajne dĺžku 250 - 300 mm. Vnútorné povrchy rúr sú potiahnuté matnou čiernou farbou na zníženie rozptýleného svetla.
Takáto rúra sa ľahko vyrába, ale má jednu významnú nevýhodu: obraz predmetov v nej bude „hore nohami“. Ak táto nevýhoda nezáleží na astronomických pozorovaniach, potom v iných prípadoch spôsobuje určité nepríjemnosti. Nevýhoda sa dá ľahko odstrániť zavedením divergencie do konštrukcie, čo však negatívne ovplyvní kvalitu obrazu a možnosť zväčšovania a výber vhodného objektívu je dosť náročný.

Časy, keď mohol ktokoľvek urobiť objav vo vede, sú takmer úplne preč. Všetko, čo môže amatér objaviť v chémii, fyzike, biológii, je už dávno známe, prepísané a vypočítané. Astronómia je výnimkou z tohto pravidla. Ide predsa o vedu o vesmíre, neopísateľne rozľahlom priestore, v ktorom sa nedá všetko študovať a aj neďaleko Zeme sú stále neobjavené objekty. Aby ste však mohli praktizovať astronómiu, potrebujete drahý optický prístroj. Je domáci ďalekohľad jednoduchá alebo náročná úloha?

Možno by pomohol ďalekohľad?

Pre začínajúceho astronóma, ktorý sa práve začína bližšie pozerať na hviezdnu oblohu, je príliš skoro na to, aby si vlastnými rukami vyrobil teleskop. Schéma sa mu môže zdať príliš komplikovaná. Spočiatku si vystačíte s obyčajným ďalekohľadom.

Nie je to až také frivolné zariadenie, ako by sa mohlo zdať, a sú astronómovia, ktorí ho používajú aj po preslávení: napríklad japonský astronóm Hyakutake, objaviteľ kométy pomenovanej po ňom, sa preslávil práve svojou závislosťou od výkonný ďalekohľad.

Na prvé kroky začínajúceho astronóma - aby pochopil, či je to moje alebo nie - poslúži akýkoľvek výkonný námorný ďalekohľad. Čím väčšie, tým lepšie. Ďalekohľadom môžete pozorovať Mesiac (v celkom pôsobivých detailoch), vidieť disky blízkych planét, ako sú Venuša, Mars či Jupiter, a skúmať kométy a dvojhviezdy.

Nie, stále je to ďalekohľad!

Ak to s astronómiou myslíte vážne a napriek tomu si chcete vyrobiť teleskop sami, dizajn, ktorý si vyberiete, môže patriť do jednej z dvoch hlavných kategórií: refraktory (používajú len šošovky) a reflektory (používajú šošovky a zrkadlá).

Pre začiatočníkov sa odporúčajú refraktory: sú to menej výkonné teleskopy, ale jednoduchšie na výrobu. Potom, keď získate skúsenosti s výrobou refraktorov, môžete skúsiť zostaviť reflektor - výkonný ďalekohľad vlastnými rukami.

V čom je výkonný ďalekohľad iný?

Aká hlúpa otázka, pýtaš sa. Samozrejme – zväčšením! A budete sa mýliť. Faktom je, že nie všetky nebeské telesá sa v zásade dajú zväčšiť. Napríklad hviezdy nijako nezväčšíte: nachádzajú sa vo vzdialenosti mnohých parsekov a z takej vzdialenosti sa menia prakticky na body. Žiadne priblíženie nestačí na to, aby ste videli disk vzdialenej hviezdy. Objekty v slnečnej sústave môžete „približovať“.

A ďalekohľad v prvom rade robí hviezdy jasnejšími. A práve táto vlastnosť je zodpovedná za jeho prvú najdôležitejšiu charakteristiku – priemer šošovky. Koľkokrát je šošovka širšia ako zrenica ľudského oka - toľkokrát sú všetky svietidlá jasnejšie. Ak si chcete vyrobiť výkonný ďalekohľad vlastnými rukami, budete sa musieť v prvom rade poobzerať po objektíve s veľmi veľkým priemerom.

Najjednoduchšia schéma refrakčného ďalekohľadu

Vo svojej najjednoduchšej forme sa refrakčný ďalekohľad skladá z dvoch konvexných (zväčšovacích) šošoviek. Prvý - veľký, namierený na oblohu - sa nazýva šošovka a druhý - malý, do ktorého sa astronóm pozerá, sa nazýva okulár. Ak je to vaša prvá skúsenosť, mali by ste si vyrobiť domáci ďalekohľad vlastnými rukami presne podľa tejto schémy.

Šošovka ďalekohľadu by mala mať optickú mohutnosť jedna dioptria a čo najväčší priemer. Podobnú šošovku nájdete napríklad v okuliarskej dielni, kde sa z nich vyrezávajú okuliare na okuliare rôznych tvarov. Je lepšie, ak je šošovka bikonvexná. Ak nemáte bikonvexnú šošovku, môžete použiť dvojicu plankonvexných polovičných dioptrických šošoviek umiestnených za sebou, s ich vypuklými stranami v rôznych smeroch, vo vzdialenosti 3 cm od seba.

Ako okulár najlepšie poslúži akákoľvek silná zväčšovacia šošovka, ideálne lupa v okuláre na rukoväti, aké sa vyrábali už predtým. Fungovať bude aj okulár z akéhokoľvek továrensky vyrobeného optického prístroja (ďalekohľad, geodetický prístroj).

Ak chcete zistiť, aké zväčšenie ďalekohľad poskytne, zmerajte ohniskovú vzdialenosť okuláru v centimetroch. Potom vydeľte 100 cm (ohnisková vzdialenosť šošovky s 1 dioptriou, teda šošovky) týmto číslom a získajte požadované zväčšenie.

Zaistite šošovky v akejkoľvek odolnej trubici (kartón, potiahnutý lepidlom a natretý zvnútra tou najčiernejšou farbou, akú nájdete). Okulár by sa mal dať posúvať tam a späť v rozmedzí niekoľkých centimetrov; je to potrebné na ostrenie.

Teleskop by mal byť namontovaný na drevenom statíve nazývanom Dobsonova montáž. Jeho nákres možno ľahko nájsť v akomkoľvek vyhľadávači. Ide o najjednoduchšie vyrobiteľný a zároveň spoľahlivý držiak na ďalekohľad, používajú ho takmer všetky domáce teleskopy.

Chcete si zrazu vyrobiť teleskop vlastnými rukami? Nič zvláštne. Áno, v dnešnej dobe nie je ťažké kúpiť takmer akékoľvek optické zariadenie, a nie tak drahé. Niekedy však človeka napadne smäd po kreativite: chce prísť na to, na akých prírodných zákonoch je založený princíp fungovania nejakého zariadenia, chce také zariadenie navrhnúť od začiatku do konca a zažiť radosť z tvorivosti.

DIY ďalekohľad

Takže sa pustite do práce. V prvom rade sa dozviete, že najjednoduchší ďalekohľad pozostáva z dvoch bikonvexných šošoviek - objektívu a okuláru a že zväčšenie ďalekohľadu sa získa podľa vzorca K = F / f (pomer ohniskových vzdialeností šošovky (F) a okulár (f)).

Vyzbrojení týmito znalosťami sa idete prehrabávať v krabiciach rôzneho haraburdia, na povale, v garáži, v kôlni a podobne s jasne definovaným cieľom – nájsť viac rôznych objektívov. Môžu to byť okuliare z okuliarov (najlepšie okrúhle), hodinové lupy, šošovky zo starých fotoaparátov atď. Po zhromaždení zásoby šošoviek začnite merať. Musíte si vybrať objektív s väčšou ohniskovou vzdialenosťou F a okulár s menšou ohniskovou vzdialenosťou f.

Meranie ohniskovej vzdialenosti je veľmi jednoduché. Šošovka je nasmerovaná na nejaký zdroj svetla (žiarovka v miestnosti, lucerna na ulici, slnko na oblohe alebo len osvetlené okno), za šošovkou je umiestnená biela clona (je možný list papiera, ale lepenka je lepšia) a pohybuje sa vzhľadom na šošovku, kým nebude produkovať ostrý obraz pozorovaného zdroja svetla (prevrátený a zmenšený).

Potom už zostáva len zmerať vzdialenosť od objektívu k obrazovke pomocou pravítka. Toto je ohnisková vzdialenosť. Je nepravdepodobné, že by ste sa vyrovnali s opísaným postupom merania sami - budete potrebovať tretiu ruku. Na pomoc si budete musieť zavolať asistenta.

Po výbere objektívu a okuláru môžete začať s konštrukciou optického systému na zväčšovanie obrazu. Do jednej ruky vezmete šošovku, do druhej okulár a cez obe šošovky sa pozeráte na nejaký vzdialený predmet (nie slnko - pokojne môžete zostať bez oka!). Vzájomným pohybom šošovky a okuláru (snažením sa udržať ich osi na rovnakej línii) dosiahnete čistý obraz.

Výsledný obrázok sa zväčší, no stále hore nohami. To, čo teraz držíte v rukách a snažíte sa udržať dosiahnutú relatívnu polohu šošoviek, je požadovaný optický systém. Zostáva len opraviť tento systém, napríklad umiestnením do potrubia. Toto bude ďalekohľad.

Ale s montážou sa neponáhľajte. Po vytvorení ďalekohľadu nebudete spokojní s obrazom „hore nohami“. Tento problém je jednoducho vyriešený ovíjacím systémom získaným pridaním jednej alebo dvoch šošoviek identických s okulárom.

Obvodový systém s jednou koaxiálnou prídavnou šošovkou môžete získať tak, že ju umiestnite do vzdialenosti približne 2f od okuláru (vzdialenosť je určená výberom).

Zaujímavosťou je, že pri tejto verzii reverzného systému je možné dosiahnuť väčšie zväčšenie plynulým oddialením prídavnej šošovky od okuláru. Ak však nemáte veľmi kvalitnú šošovku (napríklad sklo z okuliarov), silné zväčšenie nedosiahnete. Prekáža fenomén takzvanej „chromatickej aberácie“, keď je obraz namaľovaný v dúhových odtieňoch.

Tento problém sa v „kúpenej“ optike rieši zložením šošovky z niekoľkých šošoviek s rôznymi indexmi lomu. O tieto detaily sa však nestaráte: vašou úlohou je pochopiť schému zapojenia zariadenia a zostaviť najjednoduchší pracovný model podľa tejto schémy (bez vynaloženia centu).

Obvodový systém s dvomi koaxiálnymi prídavnými šošovkami môžete získať tak, že ich umiestnite tak, aby okulár a tieto dve šošovky boli od seba vzdialené v rovnakých vzdialenostiach f.

Teraz máte predstavu o dizajne ďalekohľadu a poznáte ohniskové vzdialenosti šošoviek, takže môžete začať zostavovať optické zariadenie. Najjednoduchšie je skrútiť rúrky (trubice) z listov papiera Whatman, upevniť ich gumičkami „za peniaze“ a upevniť šošovky vo vnútri trubíc plastelínou. Vnútro rúr musí byť natreté matnou čiernou farbou, aby sa zabránilo vonkajšiemu vystaveniu.

Výsledok sa zdá byť niečo primitívne, ale ako nulová možnosť je to veľmi pohodlné: je ľahké prerobiť, niečo zmeniť. Keď táto nulová možnosť existuje, môže sa vylepšovať tak dlho, ako si želáte (aspoň nahraďte papier Whatman za slušnejší materiál).

Pomocou podomácky vyrobeného ďalekohľadu si môžete prezrieť povrch Mesiaca a dokonca aj niektorých planét, takže dobre poslúži pre tých, ktorí sa zaujímajú o astronómiu. Najprv musíte vytvoriť šošovku. Treba si zobrať bikonvexnú (okrúhlu) šošovku na okuliare od +1 dioptrie (ohnisková vzdialenosť 100 centimetrov) do +2 dioptrií (ohnisková vzdialenosť 50 centimetrov). (Ako určiť ohniskovú vzdialenosť podľa dioptrií a naopak nájdete v článku). Pre okulár vyberieme iné okuliarové sklo alebo malú lupu s ohniskovou vzdialenosťou 2-4 centimetre (od +50 do +25 dioptrií).

Lupy sa zvyčajne predávajú v plastových obaloch, ktoré označujú úroveň zväčšenia. Napríklad číslo 2,5 znamená, že lupa zväčší 2,5-krát. Pre zistenie počtu dioptrií je potrebné toto číslo vynásobiť 4. Lupa, ktorá zväčšuje 2,5-krát má +10 dioptrií (2,5x4=10). Na tento účel je vhodné zvoliť lupu so zväčšením 6 až 12,5 krát.

Obe šošovky sú osadené v tubusoch zlepených z papiera a zvnútra začiernených. Lupu je možné vlepiť do tubusu okuláru spolu s plastovým lemom; na ňom stačí odrezať výčnelok, ktorý upevňuje ráfik k puzdru. Celková dĺžka na oboch tubusoch by mala byť o 5-10 centimetrov väčšia ako ohniskové vzdialenosti oboch šošoviek. Napríklad, ak ste vzali sklo s ohniskovou vzdialenosťou 50 centimetrov pre šošovku a 2 centimetre pre okulár, potom by celková dĺžka dvoch tubusov mala byť 57-62 centimetrov.

Najprv nalepíme trubicu dlhú 15-20 centimetrov pozdĺž priemeru šošovky okulára, potom pozdĺž priemeru šošovky. Prvá trubica by mala zapadnúť do druhej s miernym trením. Ak je rozdiel v priemeroch šošoviek príliš veľký, musí byť tubus okuláru hrubší.

Šošovky nasadíme na konce trubíc tak, ako je popísané v článku: . Na ochranu skla pred prachom a poškriabaním je vhodné vyrobiť kartónové kryty trubíc.

Ako používať domáci ďalekohľad

Tubusom okulára vo väčšom tubuse budeme pohybovať dovtedy, kým nenájdeme polohu, v ktorej bude pozorované teleso jasne viditeľné. Môžete si vopred vypočítať, aké zväčšenie poskytuje ďalekohľad (alebo skôr stupeň priblíženia pozorovaného objektu k oku): ohniskovú vzdialenosť šošovky je potrebné vydeliť ohniskovou vzdialenosťou okuláru. Vo vyššie uvedenom príklade (s objektívom s ohniskovou vzdialenosťou 50 centimetrov a okulárom s ohniskovou vzdialenosťou 2 centimetre) bude zväčšenie 25-násobné (50:2 = 25).

Pri dlhodobom používaní je vhodné ho nainštalovať na statív, aby bolo možné trubicu otáčať do strán, zdvíhať a spúšťať. K tomu pripevníme na okrúhlu tyč statívu rúrku ohnutú z hrubého plechu alebo vyrezanú z nejakej dlhej rúrky. Do rúrky zhora vložíme hlavu statívu, na ktorú skrutkami pripevníme z plechu ohnutú svorku. Tubus objektívu je zaistený v svorke. Naklonením a zdvihnutím svorky môžete zmeniť polohu teleskopu vertikálne a otočením hlavy statívu v trubici - horizontálne.

Ako vyrobiť ďalekohľad

Ďalekohľad je vyrobený presne ako ďalekohľad. Len to chce iné šošovky. Pre okulár berú šošovku od -16 do -20 dioptrií a pre šošovku - od +4 do +6 dioptrií. V ďalekohľade, podobne ako v ďalekohľade, je teda jeden konkávny a druhý konkávny. V dôsledku toho sa úroveň zväčšenia zníži, ale ostrosť sa zvýši. K ďalekohľadu nie je potrebný statív, drží sa v rukách, takže si ho môžete vziať aj na túry.

Pri pozorovaní cez ďalekohľad alebo pozorovací ďalekohľad môžu byť okraje viditeľného obrazu nejasné alebo rozmazané. Ak chcete zvýšiť jasnosť, musíte na šošovku použiť clonu - krúžok z čierneho papiera s veľmi úzkym okrajom. Nemali by ste príliš zmenšovať otvor clony (zväčšiť okraj prstenca), pretože clona zníži množstvo svetla vstupujúceho do objektívu a obraz stmavne.