Как да си направим оптично устройство у дома. Как да направите сами телескоп - мощно домашно устройство като рефлектор Kepler със собствените си ръце
Втората част ще ви покаже как да проектирате и изградите тръба за това занаяти.
Общият изглед на телескопа е симбиоза от идеи, събрани от различни форуми, които са посветени на производството на различни телескопични домашно приготвении оптика към тях.
Когато правех този проект, не се стремях да постигна максимална мобилност чрез намаляване на теглото. вместо това, домашно приготвение разработен като стационарен телескоп, който ще бъде разположен на тавана. Решено е да се изгради изцяло от дърво. Предимството на този дизайн ще бъде затворено тяло, което ще предпази оптиката от прах, а масивното тегло ще я направи по-стабилна при вятър.
Стъпка 1: Изберете дизайн
Дизайнът зависи почти изцяло от вас. Но има няколко правила, които трябва да следвате:
- Кривината на основното огледало определя дължината на тръбата.
- Изберете фокус, преди да продължите с производството на тялото.
- Решете дали телескопът ще се използва за визуално наблюдение или астрофотография.
В моя случай беше лесно да се изчисли кривината на огледалото, тъй като аз го направих направи го сам. Ако сте закупили основно огледало, то вероятно е дошло с някаква информация (диаметър и фокусно съотношение). За да получите "координатния център", умножете диаметъра по фокусното съотношение (често наричано F/D):
"Център" = Диаметърx Фокусно съотношение
В моя случай F = 7,93 x 4,75 = 37,67 инча (95,68 cm). Това е разстоянието от огледалото, на което се възпроизвежда ясен образ. Не можете да поставите главата си пред огледалото всеки път, за да блокирате светлината, идваща от звездата, нали? Ето защо е необходимо да се използва вторично огледало (наречено елиптично), ориентирано на 45 градуса, за да отразява светлината настрани.
Разстоянието между това огледало и окото ви ще зависи от размера на вашия фокусьор. Ако сте избрали нископрофилен фокус, разстоянието ще е минимално и ще ви трябва по-малко огледало. Ако изберете по-високо фокусиращо устройство, разстоянието ще бъде по-дълго и елиптичното огледало трябва да е по-голямо, като по този начин се намалява количеството светлина, което се отразява от основното огледало.
Последното нещо, което трябва да решите, е дали искате да използвате този телескоп за визуално наблюдение или за астрофотография. За визуално наблюдение монтираме алт-азимут и малко елипсовидно огледало. За фотография ще ви трябва прецизна стойка, за да отмените въртенето на Земята, 5 см фокусиращо устройство и голямо елиптично огледало, за да предотвратите винетиране на изображението.
Стъпка 4: Прегради и дъски
Сега, след като сте се уверили, че всички дъски пасват една към друга и че размерите са правилни, можем да започнем да залепваме преградите към дъските.
Залепваме дъските (през една) върху преградите. Това ще осигури по-равномерно запълване на тръбата. Можете да поставите други дъски, за да паснат в празнините (като завършите ръбовете с ренде и шкурка).
Стъпка 5: Изгладете тръбата
Сега, когато тръбата е залепена заедно, дъските трябва да бъдат обработени, за да направят повърхността по-гладка. Можете да използвате ренде и шкурка със зърненост 120, 220, 400 и 600, за да направите дървото възможно най-гладко.
Ако забележите, че някои от дъските не пасват идеално, направете малки дървени инкрустации с лепило за дърво и дървесен прах. Смесете ги заедно и покрийте пукнатините с тази смес. Оставете да изсъхне и шлайфайте "залепените зони".
Стъпка 6: Дупка за фокусиране
За да поставите фокуса, трябва да изчислите правилно позициите. Нека използваме сайта, за да намерим разстоянието между оптичната ос на фокусера и края на тръбата.
След като измерите разстоянието, използвайте малко по-голямо от фокусиращото устройство и пробийте дупка в центъра от едната страна. Позиционирайте Фокусера и маркирайте позицията на винтовете с молив, след което отстранете Фокусера. Сега пробийте 4 дупки във всеки ъгъл.
Можете да видите, че моят фокусер беше малко по-голям от ширината на дъската, така че трябваше да добавя 2 клина от двете страни, за да създам равна повърхност.
Стъпка 7: „Огледална пчелна пита“
Стъпка 12: Рокер
Подвижните "колела" са 1,2 пъти по-големи от огледалото.
Яремът е изграден от орех и клен. Тефлоновите подложки правят движението на телескопа по-плавно.
Страните на кобилицата са монтирани върху кръгли основи. Изрязаните дръжки (от всяка страна) помагат при транспортиране.
Стъпка 13: Азимут на колелото
За да завъртим инструмента отляво надясно, трябва да добавим вертикална ос.
Основата е изработена от шперплат, монтирана на 3 хокейни шайби (намалява вибрациите). Има централно стебло и 3 тефлонови дистанционера.
Стъпка 14: Завършен телескоп
Ще трябва да намерите центъра на тежестта.
Ще ви трябва и окуляр. Колкото по-късо е фокусното разстояние, толкова по-голямо е увеличението. За да изчислите, използвайте формулата:
Увеличение = фокусно разстояние на телескоп / фокусно разстояние на окуляра
Моят 11 мм окуляр ми дава 86x увеличение.
За да предотвратите натрупването на прах върху основното огледало, ще ви трябва капачка на предния край на тръбата. Обикновено парче шперплат с дръжка би било страхотно.
Благодаря за вниманието!
Лещите за очила са добър материал за качествен телескоп. Преди да купите добър телескоп, можете да го направите сами от евтини и достъпни средства. Ако вие или вашето дете искате да се увлечете от астрономически наблюдения, тогава изграждането на домашен телескоп ще ви помогне да изучавате както теорията на оптичните устройства, така и практиката на наблюдения.Въпреки факта, че изграденият рефракторен телескоп от стъкла за очила няма да ви покаже много в небето, но натрупаният опит и знания ще бъдат безценни. След това, ако се интересувате от изграждането на телескопи, можете да изградите по-усъвършенстван отразяващ телескоп, като системите на Нютон (вижте други секции на нашия сайт).
Има три вида оптични телескопи: рефрактори (система от лещи като обектив), рефлектори (лещата е огледало) и катадиоптрична (огледало-леща). Всички съвременни най-големи телескопи са рефлектори, тяхното предимство е липсата на хроматизъм и възможните големи размери на лещите, тъй като колкото по-голям е диаметърът на лещата (нейната бленда), толкова по-висока е разделителната способност и се събира повече светлина и следователно по-слабите астрономически обекти се виждат през телескопа, толкова по-висок е контрастът им и толкова по-големи увеличения можете да приложите.
Рефракторите се използват там, където се изисква висока точност и контраст или в малки телескопи. А сега за най-простия рефрактор, с увеличение до 50 пъти, в който можете да видите: най-големите кратери и планини на Луната, Сатурн с неговите пръстени (като топка с пръстен, а не "кнедли"!) , Ярки спътници и диск на Юпитер, някои звезди, невидими с невъоръжено око.
Всеки телескоп се състои от леща и окуляр, лещата изгражда увеличено изображение на обекта, който се гледа, след това през окуляра. Разстоянието между обектива и окуляра е равно на сумата от техните фокусни разстояния (F), а увеличението на телескопа е Fob./Fok. В моя случай това е приблизително 1000/23=43 пъти, т.е. 1,72D при 25 mm бленда.
1 - окуляр; 2 - главна тръба; 3 - фокусираща тръба; 4 - диафрагма; 5 - лепяща лента, която прикрепя обектива към третата тръба, която може лесно да се отстрани, например, за да се смени диафрагмата; 6 - обектив.
Като леща, нека вземем заготовка за лещи за очила (можете да я купите във всяка "Оптика") със сила 1 диоптър, което съответства на фокусно разстояние 1 м. Окуляр - Използвах същото залепване с ахроматично покритие като за микроскоп, мисля, че за такова просто устройство - това е добър вариант. Като случай използвах три тръби, изработени от дебела хартия, първата е около метър, втората е ~ 20 см. Късата се вкарва в дългата.
Леща - лещата е прикрепена към третата тръба с изпъкналата страна навън, непосредствено зад нея е монтиран диск - диафрагма с отвор в центъра с диаметър 25-30 mm - това е необходимо, тъй като единична леща, и дори менискус, е много лош обектив и за да се получи сносно качество, трябва да се жертва неговия диаметър. Окулярът е в първата тръба. Фокусирането се извършва чрез промяна на разстоянието между обектива и окуляра, натискане или издърпване на втората тръба, удобно е да се фокусира върху луната. Обективът и окулярът трябва да са успоредни един на друг и техните центрове трябва да са строго на една и съща линия, диаметърът на тръбата може да се вземе например с 10 mm по-голям от диаметъра на отвора на диафрагмата. Като цяло при производството на кутията всеки е свободен да прави както иска.
Няколко бележки:
- не инсталирайте друг обектив след първия в обектива, както се препоръчва в някои сайтове - това само ще доведе до загуба на светлина и влошаване на качеството;
- също така не монтирайте диафрагмата дълбоко в тръбата - това не е необходимо;
- струва си да експериментирате с диаметъра на отвора на блендата и да изберете оптималния;
- можете да вземете и обектив с 0,5 диоптъра (фокусно разстояние 2 м) - това ще увеличи блендата и ще увеличи увеличението, но дължината на тръбата ще стане 2 метра, което може да бъде неудобно.
Единична леща е подходяща за леща, чието фокусно разстояние е F = 0,5-1 m (1-2 диоптъра). Получаването му е лесно; продава се в магазин за оптика, който продава лещи за очила. Такъв обектив има цял куп аберации: хроматизъм, сферична аберация. Можете да намалите влиянието им, като приложите бленда на обектива, тоест намалете входа до 20 mm. Кой е най-лесният начин да направите това? Изрежете пръстен от картон, равен на диаметъра на тръбата и изрежете същия вход (20 мм) вътре и след това го поставете пред обектива почти близо до обектива.
Възможно е дори да се сглоби обектив от две лещи, при които хроматичната аберация в резултат на разсейването на светлината ще бъде частично коригирана. За да го премахнете, вземете 2 лещи с различни форми и материали - събирателна и разсейваща - с различни коефициенти на дисперсия. Лесен вариант: купете 2 лещи за очила от поликарбонат и стъкло. В стъклена леща коефициентът на дисперсия ще бъде 58-59, а в поликарбонат - 32-42. съотношението е приблизително 2:3, тогава вземаме фокусните разстояния на лещите със същото съотношение, да речем +3 и -2 диоптъра. Като добавим тези стойности, получаваме леща с фокусно разстояние +1 диоптър. Сгъваме плътно лещите; колективът трябва да бъде първи пред обектива. Ако е една леща, тогава тя трябва да е изпъкналата страна към обекта.
Как се прави телескоп без окуляр?! Окулярът е втората важна част от телескопа, без него сме заникъде. Изработен е от лупа с фокусно разстояние 4 см. Въпреки че е по-добре да използвате 2 плоско-изпъкнали лещи за окуляра (окуляр Ramsden), като ги поставите на разстояние 0,7f. Идеалният вариант е да вземете окуляр от готови устройства (микроскоп, бинокъл). Как да определите размера на увеличението на телескоп? Разделете фокусното разстояние на обектива (например F=100cm) на фокусното разстояние на окуляра (например f=5cm), получавате 20 пъти увеличението на телескопа.
След това имаме нужда от 2 тръби. В едната вкарваме лещата, в другата окуляра; след това поставете първата тръба във втората. Какви тръби да използвам? Можете да ги направите сами. Вземете лист хартия за рисуване или тапет, но винаги плътен лист. Навийте тръбата около диаметъра на лещата. След това сгънете друг лист дебела хартия и поставете окуляра (!) плътно в него. След това поставете тези тръби плътно една в друга. Ако се появи празнина, увийте вътрешната тръба в няколко слоя хартия, докато празнината изчезне.
Ето вашия телескоп готов. А как се прави телескоп за астрономически наблюдения? Просто почернявате вътрешността на всяка тръба. Тъй като правим телескоп за първи път, ще използваме прост метод на почерняване. Просто боядисайте вътрешността на тръбите с черна боя.Ефектът от първия собственоръчно направен телескоп ще бъде зашеметяващ. Изненадайте любимите си хора с вашите дизайнерски умения!
Често геометричният център на обектива не съвпада с оптичния, така че ако е възможно да заточите обектива от майстора, не го пренебрегвайте. Но във всеки случай е подходяща и незавършена заготовка на леща за очила. Диаметърът на обектива не е от голямо значение за нашия телескоп. защото лещите за очила са силно податливи на различни увреждания, особено краищата на лещата, тогава ще диафрагма на лещата с отвор от около 30 mm в диаметър. Но за наблюдение на различни обекти в небето диаметърът на апертурата се избира емпирично и може да варира от 10 mm до 30 mm.
За окуляр, разбира се, е по-добре да използвате окуляр от микроскоп, ниво или бинокъл. Но в този пример използвах обектив от кутия за сапун за камера. Фокусното разстояние на моя окуляр е 2,5 см. По принцип всяка позитивна леща с малък диаметър (10-30 мм), с къс фокус (20-50 мм) е подходяща като окуляр.
Лесно е сами да определите фокусното разстояние на окуляра. За да направите това, насочете окуляра към Слънцето и поставете плосък екран зад него. Ще увеличаваме и намаляваме мащаба на екрана, докато получим най-малкото и най-ярко изображение на Слънцето. Разстоянието между центъра на окуляра и изображението е фокусното разстояние на окуляра.
Нека се опитаме да направим телескоп. За да направите сами прост, но напълно функционален телескоп, имате нужда от ватман, черно мастило, канцеларско лепило или паста и две оптични лещи. Представяме опции за телескопи с увеличение от тридесет, петдесет и сто пъти. Те се различават само по разгъната дължина и обективни лещи.
За начало е най-добре да направите телескоп с увеличение 50 пъти.
От подходящ лист хартия навийте тръба с дължина 60 - 65 см. Диаметърът трябва да е малко по-голям от диаметъра на лещата на обектива - около 6 см, ако използвате стандартна леща за очила. Разгънете листа и мастилото върху частта от листа, която ще стане вътрешната повърхност на телескопа.
В противен случай лъчите, попаднали в тръбата не от обекта на наблюдение, като се отразяват многократно, ще попаднат в лещата на окуляра и ще забулят изображението.
След като вътрешната повърхност е почерняла, можете да навиете и залепите тръбата. Обектив с +1 диоптър (можете да го намерите в магазина за оптика) се фиксира в края на тръбата, както е показано на фигурата - с помощта на два картонени ръба с хартиени зъбци.
Втората тръба с лещата на окуляра 2 трябва да се движи с малко усилие, но доста свободно в първата.
Най-вероятно ще намерите лещата за окуляра в отдела за фотографски стоки или ще я премахнете от счупен "постоянен" бинокъл. Изберете обектив като този: насочете към него светлина от далечен източник, като слънчев лъч, и гледайте къде попадат на фокус. Разстоянието от лещата до фокуса се нарича фокусно разстояние на тази леща (f). За нашите цели окулярът трябва да има f = 3-4 см. По правило такива лещи имат малък диаметър, така че монтирането на обектива на окуляра е малко по-различно от монтирането на обектива.
Навийте картонена тръба с дължина 6-7 см с такъв диаметър, че избраната от вас леща да влезе плътно в нея. Ако е оборудван с широк метален ръб, той не изпада от тръбата и не се нуждае от допълнително закрепване по ръбовете.
Тръбата с леща 2 е фиксирана вътре в много по-широката тръба на телескопа с помощта на два картонени кръга с дупки в средата и скилидки от по-малко плътна хартия.
След това свържете двете тръби - и телескопът е готов!
Изображението ще изглежда с главата надолу; това не е важно при гледане на астрономически обекти, но не е много удобно при наблюдение на обекти на земята. Този недостатък може да се отстрани с помощта на втора леща с f=3-4 см... Поставете я в тръбата на окуляра и изображението ще се изправи.
Телескоп с увеличение 25 - 30 не се различава от 50x, с изключение на дължината и лещата от +2 диоптъра. Дължината му - не повече от 70 см, а дори и по-малко в сгънато състояние - ви позволява да вземете телескопа на походи и да го съхранявате в раница. За да не се замърсяват и не драскат лещите, направете калъф от картон, облепен отвътре и отвън с тиксо - тиксо..
Нека представим накратко какво може да се види в телескоп с определена апертура.
30 мм. Същото, плюс луните на Юпитер Европа, Йо, Калисто и Ганимед. При много щастливо стечение на обстоятелствата - спътникът Титан на Сатурн. Ивици върху диска на Юпитер. Планетата Нептун е под формата на звезда.
40 мм. Двойната звезда Кастор е разделена - Алфа Близнаци. Ясно се виждат Голямата мъглявина на Орион и откритите звездни купове в съзвездията Персей, Възрастно, Голямо куче и Рак.
60 мм. Четворната звезда Епсилон Лира се разделя. Вижда се образуването на директна стена в морето от облаци на Луната.
80 мм. Виждат се сенки от спътниците на Юпитер, когато преминават пред диска на планетата. Пръстеновидната мъглявина M57 има тъмен спад в центъра. Няколко сателита на Сатурн. Празнина на Касини в пръстена на Сатурн.
100 мм. Видим спътник Ригел - Алфа Орион - и Полярната звезда - Алфа Малка мечка.
120 мм. Спътникът на Сатурн Енцелад. Детайли върху диска на Марс по време на противопоставяне - морета и полярни шапки, направени от въглероден диоксид.
150 мм. Двойствеността на Epsilon Bootes. Разделянето на кълбовидния куп M13 на отделни звезди.
200 мм. Разделението на Енке в пръстена на Сатурн е няколко концентрични пръстена, разделени от празнини. Спирали в мъглявината Андромеда.
250 мм. Плутон. Сателити на Уран.
300 или повече. Мъглявина Конска глава. Сателит на Сириус. Галактиките в детайли. Централната звезда в пръстеновидната мъглявина M57. Кълбовиден звезден куп в галактиката M31.
И така обобщаваме - за да изградите прост телескоп-рефрактор, ви трябват само две събирателни лещи - дългофокусна (с ниска оптична сила) - за обектива и късофокусна (силна лупа) за окуляра.
Те трябва да се търсят на битпазари и радиопазари, в най-лошия случай в магазините за оптика за очила.
Първата леща - лещата на телескопа, ако я насочите без всичко друго към някакъв далечен обект, ще създаде обратното си изображение зад него, на разстояние приблизително равно на фокусното му разстояние. Това изображение може да се види върху матирано стъкло или хартия или без стъкло, просто стоейки зад обектива на разстояние, по-голямо от фокусното разстояние и гледайки в посоката на обектива.
Моля, имайте предвид, че в последния случай окото ще трябва да се приспособи не "до безкрайност", както при разглеждане на линията на хоризонта, а за гледане на някакъв материален обект, разположен на същото разстояние от окото като равнината на изображението. Ще видите уголемен обърнат образ на отдалечен обект с коефициент на увеличение, равен на фокусното разстояние на лещата в см, разделено на 25, най-доброто разстояние за зрение на човешкото око. Ако фокусното разстояние на обектива е по-малко от 25 cm, тогава изображението ще бъде намалено. Най-простият телескоп по принцип е готов!
Сега от механичната страна. За да не държим цялата тази икономика в ръцете си, вземаме две тръби, едната от които се плъзга в другата, или ги правим от хартия и PVA, почернени отвътре с активен въглен или пълнене от PVA батерия (контент черна матова боя също е подходяща) и закрепете леща в края на една тръба и друг окуляр в края. След това плъзгаме една тръба в друга, за да можем да видим ясно изображение на отдалечени обекти. Лулата е готова!!!
Важни моменти: леща - стъкло за очила, кондензаторна леща или ахроматично залепване с фокусно разстояние 40 - 100 см. Диаметърът на входа на телескопа е 20 - 30 мм, ако залепването (леща от някакво оптично устройство), а след това повече. Ако диаметърът е по-голям от дадените стойности, тогава изображението може да се окаже с нисък контраст. За да ограничим диаметъра, правим диафрагма - изрязваме картонен кръг с диаметър, равен на външния диаметър на лещата, в центъра изрязваме кръгъл отвор с диаметър 20 - 30 mm. Задайте диафрагмата близо до обектива пред или зад него.
Увеличението на такъв телескоп е 20 - 50 пъти.
Лещите на обектива и окуляра трябва да бъдат монтирани възможно най-коаксиално в тръбата. Обективът трябва да е стъклен. Какво може да се види: на 28 mm 40 пъти отвъд града се виждат звезди до 9-та величина, пръстенът на Сатурн и празнината между него и диска, сателити и две тъмни ивици на Юпитер (изглеждат по-оранжеви), фаза на Марс, когато е бил с диаметър 6 секунди, кратери на Луната, петна на Слънцето (само при проектиране с окуляр, не гледайте с окото си !!!).
Изводът е следният - по отношение на видимостта на детайлите, този продукт, ако се сглоби добре, ще надмине дори 8x бинокъл.
За всеки случай припомняме, че лещата за очила +1 диоптър е с фокусно разстояние 1 метър и е напълно достатъчна за толкова обикновен телескоп. Не трябва да следвате общоприетите препоръки и да правите леща от чифт еднакви лещи +0,5 диоптъра (вдлъбнатини една спрямо друга). Това е схемата "Перископ", която има някои предимства само в полета от 30-50 градуса, което не е актуално за телескопи с полета от половин градус.
Телескопът незаслужено се смята за трудно устройство за използване и производство. Това е нормално отношение към устройства, които изглеждат неразбираеми. Но ви уверяваме - реално е да го направите със собствените си ръце. Дори за няколко часа.
Да си направим телескоп с увеличение от 30 до 100 пъти. Има само три варианта за телескопи в този диапазон и те са еднакви, с изключение на разликата в лещите и дължината на тръбата.
Ще има нужда от:
- ватман.
- лепило.
- Боя или мастило.
- Оптична леща 2 бр.
Най-лесният телескоп за начинаещи с 50x увеличение. Да започнем с него.
Изработка на обектив
Обръщаме чертожната хартия в тръба 65 сантиметра. Диаметърът на тръбата трябва да е малко по-голям от лещата на обектива. Ако лещата е спектакъл, диаметърът на тръбата няма да надвишава шест сантиметра. Боядисайте вътрешността на листа в черно.
Сега листът трябва да бъде фиксиран с лепило. Фиксираме лещата вътре в тръбата с помощта на назъбен картон, както е показано по-долу.
- Обектив от обектива.
- Леща на окуляра.
- Закопчаване.
- Монтаж за тубус на обектива.
- Добавете. лещи.
- Диафрагма.
Изработка на окуляр
За окуляра е подходяща бинокулярна леща. Фокусното разстояние няма да надвишава 4 сантиметра. Можете да проверите това по лесен начин. Поставете лещата под външен източник на светлина (дори слънцето) и прожектирайте светлината върху листа. Необходимо е да се направи такова разстояние, че лъчите, преминаващи през лещата, да се събират в малка точка, това ще бъде фокусното разстояние.
Навийте листа в хартиена тръба, така че лещата да пасне плътно в нея. След това тази тръба се прикрепя към тръба с по-голям диаметър с помощта на назъбени картонени кръгове.
Всичко, телескопът е готов. Има един недостатък - предметите в него ще се отразяват с главата надолу. За да се избегне това, към тръбата на окуляра трябва да се добави още една четирисантиметрова леща.
По същия начин се прави телескоп с тридесеткратно увеличение, като в същото време се добавя леща с няколко диоптъра и дължината се увеличава до седемдесет сантиметра.
100x увеличениесе различава от тридесеткратния само по леща, която е с два половин диоптъра по-голяма и два метра дълга. През такъв телескоп ще видите луната с един поглед, а Марс и Венера ще изглеждат колкото грахово зърно.
Тази дължина и малкият размер на обектива могат да причинят преливащо оцветяване, който може отстранете с отворпоставен във фокусната точка. Това ще намали яркостта на изображението, но оцветяването на дъгата, наречено дифракция, няма да присъства.
Не забравяйте, че двуметров телескоп под тежестта на лещите може крива, тоест има нужда дървени подпори.
Така че създадохте телескоп, който ще възроди любовта към астрономията у всеки.
Какъв боклук няма да намерите понякога в кофите си. В чекмеджетата на скрина на село, в сандъци на тавана, сред вещи под стар диван. Ето очилата на баба, ето сгъваема лупа, ето развалена шпионка "" от входната врата, но ето куп лещи от разглобени камери и шрайбпроектори. Жалко е да го изхвърлите и цялата тази оптика лежи празна, заема само място.
Ако имате желание и време, опитайте се да направите полезно нещо от този боклук, например шпионка. Искате ли да кажете, че вече сте опитали, но формулите в книгите с подсказки се оказаха болезнено сложни? Нека опитаме отново, като използваме опростена технология. И всичко ще се получи за вас.
Вместо да оценяваме на око какво ще се случи с какво, ще се опитаме да направим всичко по-нататък според науката. Лещите биват увеличаващи и намаляващи. Нека разделим всички налични лещи на две купчини. Увеличаващо в едното, умалително в другото. В разглобената шпионка "" от вратата има както увеличителни, така и намаляващи лещи. Такива малки лещи. Ще ни бъдат полезни и на нас.
Сега ще тестваме всички увеличителни лещи. За да направите това, имате нужда от дълга линийка и, разбира се, лист хартия за бележки. Би било хубаво, ако слънцето грее през прозореца. Със слънце резултатите биха били по-точни, но горяща крушка ще свърши работа. Тестваме лещите, както следва:
- Измерете фокусното разстояние на увеличителната леща. Поставяме лещата между слънцето и хартията и отдалечавайки хартията от лещата или лещата от хартията, намираме най-малката точка на сближаване на лъчите. Това ще бъде дължината на фокуса. Ние го измерваме (фокусираме) на всички лещи в милиметри и записваме резултатите, така че по-късно да не се мъчим с определянето на годността на лещата.
За да продължи всичко научно, помним една проста формула. Ако 1000 милиметра (един метър) се раздели на фокусното разстояние на лещата в милиметри, получаваме силата на лещата в диоптри. И ако знаем диоптрите на лещите (от магазина за оптика), то като разделим метъра на диоптрите получаваме дължината на фокуса. Диоптрите на стъклата и увеличителните лупи се обозначават с икона за умножение непосредствено след номера. 7x; 5x; 2,5x; и т.н.
С редуциращи лещи такова тестване няма да работи. Но те също са посочени в диоптри и също имат фокус според диоптрите. Но фокусът вече ще бъде негативен, но съвсем не въображаем, съвсем реален и сега ще видим това.
Нека вземем най-дългата увеличителна леща в нашия комплект и я добавим към най-силната намаляваща леща. Общата фокусна дължина на двата обектива веднага ще намалее. Сега нека се опитаме да погледнем през двете лещи в комплекта, умалителни за себе си.
Сега бавно отдалечаваме увеличителната леща от намаляващата и в резултат на това може да получим леко увеличено изображение на обекти извън прозореца.
Предпоставка тук трябва да бъде следното. Фокусът на намаляващата (или отрицателната) леща трябва да е по-малък от увеличителната (или положителната) леща.
Нека въведем нови понятия. Положителната леща, наричана още предна леща, се нарича още леща, а отрицателната или задна леща, тази, която е по-близо до окото, се нарича окуляр. Силата на телескопа е равна на дължината на фокуса на обектива, разделена на дължината на фокуса на окуляра. Ако разделението произвежда число, по-голямо от едно, тогава телескопът ще покаже нещо, ако е по-малко от едно, тогава няма да видите нищо през телескопа.
Вместо отрицателна леща в окулярите могат да се използват и късофокусни положителни лещи, но изображението вече ще бъде обърнато и телескопът ще бъде малко по-дълъг.
Между другото, дължината на телескопа е равна на сумата от дължините на фокусите на обектива и окуляра. Ако окулярът е позитивна леща, тогава фокусът на окуляра се добавя към фокуса на обектива. Ако окулярът е от отрицателна леща, тогава плюс към минус е равно на минус и от фокуса на лещата, фокусът на окуляра вече е изваден.
И така, основните концепции и формули са както следва:
- Фокусна дължина и диоптър на обектива.
-Увеличение на телескопа (разделете фокуса на обектива на фокуса на окуляра).
- Дължината на телескопа (сумата от фокусните точки на обектива и окуляра).
ТОВА Е ТРУДНОСТТА!!!
Сега още малко технология. Спомнете си, вероятно, че шпионките са направени сгъваеми, от две, три или повече части-колена. Тези колена са направени не само за удобство, но и за специфично регулиране на разстоянието от обектива до окуляра. Следователно максималната дължина на телескопа е малко повече от сбора на триковете, а подвижните части на телескопа ви позволяват да регулирате разстоянието между лещите. Плюс и минус към теоретичната дължина на тръбата.
Обективът и окулярът трябва да са на една и съща (оптична) ос. Поради това не трябва да има трептене на колената на тръбата едно спрямо друго.
Вътрешната повърхност на тръбите трябва да бъде боядисана в матов (не лъскав) черен цвят или можете да залепите вътрешната повърхност на тръбата с черна (боядисана) хартия.
Желателно е вътрешната кухина на телескопа да е херметична, тогава тръбата няма да се поти вътре.
И последните два съвета:
Не се увличайте по големи увеличения.
-ако искате да направите домашен телескоп, тогава моите обяснения вероятно няма да ви бъдат достатъчни, прочетете специалната литература.
Ако не разбирате какво има в една книга, вземете друга, трета, четвърта и в някоя книга пак ще получите отговор на въпроса си. Ако се случи така, че няма да намерите отговора в книгите (и в Интернет), тогава Поздравления! Достигнали сте ниво, на което вече се очаква отговор от ВАС.
Намерих много интересна статия в интернет по същата тема:
http://herman12.narod.ru/Index.html
Добро допълнение към моята статия предлага авторът от prose.ru Kotovsky:
За да не се губи дори такава малка работа, не трябва да се забравя за диаметъра на лещата, от който зависи изходната зеница на устройството, изчислена като диаметъра на лещата, разделен на увеличението на тръбата.
За телескоп изходната зеница може да бъде около милиметър. Така че от леща с диаметър 50 мм можете да изтръгнете (избирайки подходящ окуляр) 50-кратно увеличение. При по-голямо увеличение картината ще се влоши поради дифракция и ще загуби яркост.
За "наземната" тръба изходната зеница трябва да бъде най-малко 2,5 mm (по-добре - повече. За военни бинокли BI-8 - 4 mm). Тези. за "наземно" използване с 50 мм обектив не трябва да изстискваш повече от 15-20x увеличение. В противен случай картината ще потъмнее и ще се размаже.
От това следва, че лещите с диаметър по-малък от 20 мм не са подходящи за обектива. Освен ако 2-3 пъти увеличение не ти е достатъчно.
Като цяло, лещата на лещите за очила не е comme il faut: изкривяване на менискуса поради изпъкнало-вдлъбнато. Трябва да има дуплексен обектив или дори триплекс, ако е с къс фокус. Няма да намерите добър обектив просто така сред боклука. Освен ако обективът на "фотопушката" (супер!) не лежеше наоколо, корабен колиматор или артилерийски далекомер :)
Относно окулярите. За Галилеева тръба (окуляр с разсейваща леща) трябва да се използва диафрагма (кръг с отвор) с диаметър, равен на изчисления размер на изходната зеница. В противен случай, когато зеницата се измести от оптичната ос, ще има силни изкривявания. За тръбата на Kepler (събирателен окуляр, картината е обърната), окулярите с една леща дават големи изкривявания. Нуждаете се поне от окуляр Huygens или Ramsden с две лещи. По-добре готов - от микроскоп. В крайни случаи можете да използвате обектива от камерата (не забравяйте да отворите напълно отвора на венчелистчето!)
За качеството на лещите. От очите на вратата всички в боклука! От останалите премахнете лещите с антирефлексно покритие (характерно люляково отражение). Допуска се липса на просветление върху повърхности, обърнати навън (към окото и към обекта на наблюдение). Най-добрите лещи са от оптични устройства: кинокамери, микроскопи, бинокли, фотоувеличители, диапроектори - в най-лошия случай. Не бързайте да разглобявате готови окуляри и лещи от няколко лещи! По-добре е да използвате цялото - всичко е съчетано по най-добрия начин.
И по-нататък. При големи увеличения (>20) е трудно да се направи без статив. Картината танцува - нищо не може да се разглоби.
Не трябва да се стремите да направите тръбата по-къса. Колкото по-голямо е фокусното разстояние на лещата (по-точно съотношението му към диаметъра), толкова по-малко е грижата за качеството на цялата оптика. Ето защо в миналото шпионските очила бяха много по-дълги от съвременните бинокли.
Направих най-добрата домашна тръба така: преди много време в Салават купих евтина детска играчка - пластмасова шпионка (Галилей). Тя имаше 5 пъти увеличение. Но тя имаше дуплексен обектив с диаметър почти 50 мм! (Очевидно нестандартно от "отбранителната индустрия").
Много по-късно си купих евтин китайски 8x монокъл с 21 мм обектив. Има мощен окуляр и компактна система за завъртане на призми с "покрив".
Прекрачих ги! Свалих окуляра от играчката и лещата от монокъла. Сгънати, закопчани. Играчката беше предварително облепена отвътре с черна кадифена хартия. Имате мощна 20x висококачествена компактна тръба.