Сложно найти на всей земле человека, который хотя бы немного не интересовался астрономией. Это, закономерно, требует наличия определенного инструмента, который позволил бы более внимательно рассмотреть загадки звездного неба. Если есть подзорная труба или бинокль - то этого достаточно, чтобы любоваться красотой звездного неба. Но при наличии сильного интереса такие девайсы не могут удовлетворить запрос. Необходимо что-то более мощное, то есть, телескоп. Вот только как его создать? Рассмотрению вопроса: « своими руками?» и посвящена эта статья.
Вводная информация
Приобретение телескопа заводского изготовления обойдется довольно дорого. Поэтому его покупка уместна в тех случаях, когда есть желание заниматься астрономией хотя бы на любительском уровне. Но для начала, чтобы получить базовые знания и навыки, а также понять, действительно ли эта наука кажется тем, что про нее думает большинство, нелишним будет создать самодельный домашний телескоп своими руками. Во многих детских энциклопедиях и различных научно-популярных изданиях можно найти описание процесса изготовления простейшего устройства, позволяющего видеть кратеры на Луне, диск Юпитера вместе с его четырьмя спутниками, кольца и сам Сатурн, серп Венеры, отдельные яркие и крупные звездные скопления и туманности. Следует отметить, что слабым местом таких устройств является качество изображения, которое не может соревноваться с приборами заводского изготовления.
Немного теории
Прежде чем начинать создавать телескоп своими руками в домашних условиях, стоит разобраться как работает этот прибор.
Два минимально необходимых оптических узла - это объектив и окуляр. Первый задуман для того, чтобы собирать свет. От его диаметра зависит какое максимальное увеличение будет у готового устройства, и насколько слабо видимые объекты можно будет наблюдать. Окуляр необходим для увеличения изображения, что формируется объективом и для передачи изображения к человеческому глазу.
Определяемся с типом
В зависимости от устройства, выделяют различные телескопы. Два самых распространенных типа - это рефлекторы и рефракторы. В первом случае в качестве объектива выступает зеркало, во втором - система линз. В домашних условиях создать все в необходимом качестве для рефлектора довольно проблематично, в силу трудности и точности процесса изготовления. Тогда как линзы для рефрактора несложно приобрести в магазине оптики. Как видите, различие между ними сугубо в конструктивном исполнении.
Первая проба
Для определения значения увеличения используется соотношение фокусного расстояния от объектива до окуляра. Рассмотренная ниже схема будет обеспечивать улучшение зрительных свойств примерно в 50 раз.
Первоначально необходимо запастись заготовкой линзы для очков, сила которой составляет один диоптрий. Это соответствует фокусному расстоянию в один метр. Обычно их диаметр около 7 сантиметров. Этот как раз то, что необходимо для объектива. Тут следует отметить, что если интересует как сделать телескоп своими руками из линз для очков, то следует признать, что они слабо подходят для такого нецелевого применения. Но при желании можно использовать и их. Если есть длиннофокусная двояковыпуклая линза, то лучше использовать именно ее. Хотя на роль окуляра еще подходит и увеличительное стекло из лупы, диаметром в 3 сантиметра или линза от микроскопа.
Для корпуса необходимо сделать из плотной бумаги две трубы. Первая (представляющая собой основную часть) будет иметь длину в один метр. Для окулярного узла создается труба в двадцать сантиметров. Короткая вставляется в длинную. Для изготовления корпуса можно использовать широкий лист ватмана или рулона обоев, свернув их в трубу в несколько слоев и проклеить ПВА. Количество пластов подбирается вручную. Необходимо добиться эффекта жесткости будущего устройства. При этом внутренний диаметр основной части должен равняться размеру выбранной линзы.
Но это не все
Если вопрос только в том, как сделать телескоп своими руками в домашних условиях, то обойтись исключительно вышеизложенным можно.
Но для лучшего результата не обойтись без некоторых нюансов.
Так, объектив необходимо крепить в первой трубе наружу выпуклой стороной с помощью оправы. Для этого подойдут кольца соразмерного диаметра с толщиной в сантиметр. Сразу после линзы необходимо установить диск - диафрагму. Ее специфическим отличием является наличие в центре отверстия диаметром в 2,5-3 сантиметра. Это необходимо сделать для уменьшения искажения изображения, которое формирует одиночная линза. Правда, такой подход уменьшает количество света, что собирает объектив. Для улучшения результата линзу необходимо устанавливать как можно ближе к краю трубы. Затем подходит очередь окуляра. Где его размещать? Установить его требуется в окулярном узле как можно ближе к краю. При этом для окуляра идеальным будет картонное крепление. Прибор лучше делать в виде цилиндра, диаметр которого равен размеру выбранной линзы. Он устанавливается внутри трубы благодаря двум крепежам (например, дискам). При этом необходимо следить, чтобы он по своему диаметру был соразмерен и с линзой, и с окулярным узлом.
Подготовка телескопа к использованию
Фокусировка устройства осуществляется посредством изменения расстояния между объективом и окуляром. Достигается это, в механическом смысле, благодаря обеспечению движения окулярного узла, размещенного в основной трубе. Для фиксации положения лучше всего использовать силу трения. Следует отметить, что фокусировку удобнее осуществлять на больших и ярких объектах, как-то близлежащие здания, Луна, яркие звезды (но не Солнце).
При создании телескопа следует учитывать, что объектив и окуляр должны находиться параллельно друг другу, а их центры следует расположить на одной линии. На этапе подготовки можно поэкспериментировать с диаметром диафрагмового отверстия с целью найти оптимальный. Так например, если подобрать линзу на 0,6 диоптрия и установить фокусное расстояние в 1,7 метра (1/0,6), то это позволит добиться большего увеличения. Правда, при этом придется поработать над отверстием диафрагмы. А именно - увеличить его размер.
И после завершения работы над первым устройством запомните одну простую истину: через телескоп посмотреть на Солнце можно только два раза - сначала правым глазом, потом левым. Такое опасное занятие моментально вредит зрению, поэтому им лучше не заниматься.
Промежуточный итог
Следует отметить, что получившаяся конструкция будет несовершенной. А именно - она даст перевернутое изображение. Чтобы исправить это, необходимо использовать еще одну собирающую линзу, с тем же самым фокусным расстоянием, что и у окуляра. Она устанавливается в трубу около него. Казалось бы, теперь не должно быть вопросов с тем, как сделать телескоп своими руками с увеличением. Но это далеко не единственный верный подход.
Можно использовать и другие схематические варианты, беря в качестве основы линзы очков или телеобъективов. Это весьма широкая область, в которой есть как и совсем зеленые новички, так и профессиональные астрономы. Поэтому если возникнет определенный вопрос или непонимание чего-то, не следует стесняться, спокойно задавайте интересующий вопрос. Для этого сегодня есть тематические кружки, сайты, форумы и т. д. Ведь стоит только окунуться в мир астрономии - и взору откроются многочисленные сокровища звездного неба. В целом рассмотренной практической информации должно хватить для создания простейшего устройства. Если хочется сконструировать и воплотить что-то более сложное, то здесь не обойтись без качественной теоретической подготовки.
Необходимые знания
Следует всегда помнить о том, что основная характеристика - это размер объектива, окуляра и фокусное расстояние. Это альфа и омега, без которой создать телескоп невозможно. Но при этом существует большое количество мелких моментов, которые могут существенно повлиять на конечный результат. Например, максимальное полезное увеличение телескопа. Значение этого параметра равняется удвоенному диаметру объектива (в миллиметрах). Делать устройство с большим увеличением не имеет смысла, поскольку, скорее всего, увидеть новые детали не получиться. А вот общая яркость изображения пострадает. Поэтому для устройств с пятидесятикратным увеличением не рекомендуется использовать линзы менее чем на 2,5 сантиметра. Следует отметить, что предложенный выше вариант имеет показатели в 7 и 3 см, что хорошо подходит для телескопа с качеством 50х. Можно взять и 4-сантиметровую линзу в качестве объектива, но в таком случае уменьшиться разрешающая способность оптического устройства. Поэтому лучше использовать рекомендованные значения.
Экспериментирование с конструктивным исполнением
Вариант, когда создается основная труба на метр, и в нее встраивается дополнительная на двадцать сантиметров, - это далеко не все. Можно подкорректировать конструкцию с тем, чтобы создавать другие формы телескопов. Например, для объектива используется труба в 60-65 сантиметров, а в нее на 10-15 см входит другая, для окуляра, длина которой составляет 50-55 см.
Возвращаемся к теории
Минимальное значение полезного увеличения для телескопа зависит от диаметра окуляра. Здесь есть один очень важный нюанс! Его размер не должен превышать диаметр полностью раскрытого зрачка наблюдателя. В противном случае не весь собранный телескопом свет будет попадать в глаз: он будет теряться, ухудшая качество работы устройства. Так, максимальный диаметр зрачка глаза у обычного человека не превышает пяти-семи миллиметров. Поэтому для поиска минимального полезного увеличения берется 10 крат (апертура, помноженная на 0,15). Это интересное слово, апертура, означает отверстие, подобное диафрагме, только несколько усовершенствованное и продвинутое. Это устройство используют в сложных приборах для получения качественного результата. Но это уже для тех, кто хочет сделать телескоп своими руками в домашних условиях с серьезными характеристиками для более тщательного изучения звездного неба.
Заключение
Ну, вот и тот минимум, который необходимо знать каждому, чтобы создать собственный девайс для изучения звездного неба. Неважно, какой будет первый шаг - соберете телескоп-рефлектор своими руками или рефрактор. Главное, если это представляет интерес, то необходимо действовать в данном направлении, - учиться, осваивать новые знания, практиковаться, открывать что-то новое для себя или даже для целого мира - не останавливаться, а уж удача сопутствует целеустремленным.
Но знайте, что при изготовлении устройств с бо́льшим увеличением сильнее о себе заявят дифракционные явления. Это приведет к ухудшению видимости. И напоследок задача: какими основными параметрами должен обладать телескоп, обеспечивающий 1 000-кратное увеличение?
Времена, когда открытие в науке мог сделать любой желающий, почти полностью остались в прошлом. Всё, что может открыть любитель в химии, физике, биологии — давно уже известно, переписано и посчитано. Астрономия — исключение из этого правила. Ведь это наука о космосе, пространстве неописуемо огромном, в котором невозможно изучить всё, и даже недалеко от Земли ещё существуют неоткрытые объекты. Однако, для того чтобы заниматься астрономией, необходим — дорогой оптический прибор. Самодельный телескоп своими руками — простая или сложная задача?
Может быть, поможет бинокль?
Начинающему астроному, который только-только начинает присматриваться к звёздному небу, рановато делать телескоп своими руками. Схема для него может показаться слишком сложной. На первых порах можно обойтись и обыкновенным биноклем.
Это не такой уж и несерьёзный прибор, как может показаться, и есть астрономы, которые продолжают пользоваться , даже став знаменитыми: так, японский астроном Хиякутаке, первооткрыватель кометы, названной его именем, прославился именно своим пристрастием к мощным биноклям.
Для первых шагов начинающего астронома — для того, чтобы понять «моё это, или не моё» — подойдет любой мощный морской бинокль. Чем больше , тем лучше. В бинокль можно наблюдать Луну (в достаточно внушительных подробностях), разглядеть диски ближних планет, таких, как Венера, Марс или Юпитер, рассмотреть кометы и двойные звёзды.
Нет, всё-таки телескоп!
Если Вы загорелись астрономией всерьёз и всё-таки хотите сделать телескоп своими руками, схема, которую вы выберете, может принадлежать к одной из двух основных категорий: рефракторы (в них используются только линзы) и рефлекторы (используются линзы и зеркала).
Для начинающих рекомендуются рефракторы: это менее мощные, но более простые в изготовлении телескопы. Потом, когда Вы наберетесь опыта в изготовлении рефракторов, сможете попробовать собрать рефлектор — мощный телескоп своими руками.
Чем отличается мощный телескоп?
Что за глупый вопрос — спросите вы. Конечно — увеличением! И будете неправы. Дело в том, что не все небесные тела в принципе возможно увеличить. Например, звёзды вы не увеличите никак: они расположены на расстоянии многих парсек, и с такого расстояния превращаются практически в точки. Никакого приближения не хватит, чтобы разглядеть диск далёкой звезды. «Увеличить» можно только объекты Солнечной системы.
А звёзды, телескоп, прежде всего, делает ярче. И за это его свойство отвечает его первая по важности характеристика — диаметр объектива. Во сколько раз объектив шире, чем зрачок человеческого глаза — во столько раз ярче становятся все светила. Если Вы хотите сделать мощный телескоп своими руками — Вам придется подыскивать, прежде всего, очень большую в диаметре линзу под объектив.
Простейшая схема телескопа-рефрактора
В наиболее простом своём виде телескоп-рефрактор состоит из двух выпуклых (увеличивающих) линз. Первая — большая, направленная на небо — называется объективом, а вторая — маленькая, в которую смотрит астроном, называется окуляром. Самодельный телескоп своими руками следует делать именно по этой схеме, если для Вас это первый опыт.
Объектив телескопа должен иметь оптическую силу в одну диоптрию и как можно больший диаметр. Найти подобную линзу можно, например, в мастерской по изготовлению очков, где из них вырезают стёклышки для очков различной формы. Лучше, если линза будет двояковыпуклой. Если не найдётся двояковыпуклой — можно использовать пару плосковыпуклых линз по полдиоптрии, расположенных одна за другой, выпуклостями в разные стороны, на расстоянии 3 сантиметра друг от друга.
В качестве же окуляра лучше всего сойдёт любая сильная увеличительная линза, в идеале — лупа в окуляре на ручке, какие выпускались раньше. Сойдёт и окуляр от любого оптического прибора заводского изготовления (бинокля, геодезического прибора).
Чтобы узнать, какое увеличение будет давать телескоп, замерьте фокусное расстояние окуляра в сантиметрах. Затем поделите 100 см (фокусное расстояние линзы в 1 диоптрию, то есть объектива) на эту цифру, и получите искомое увеличение.
Закрепите линзы в любой прочной трубе (сойдёт картонная, промазанная клеем и покрашенная изнутри самой чёрной краской, что сможете найти). Окуляр должен иметь возможность скользить вперёд-назад в пределах нескольких сантиметров; это нужно для наведения резкости.
Закрепить телескоп следует в деревянном штативе так называемой монтировки Добсона. Чертёж её легко можно найти в любом поисковике. Это самая простая в изготовлении и в то же время надёжная монтировка для телескопа, почти все телескопы-самоделки используют именно её.
Телескоп из очковых стекол
Что нужно для постройки телескопа из очковых стекол. Простейший телескоп-рефрактор.
Для постройки телескопа потребуется очковое стекло силой в 1 диоптрию (фокусным расстоянием 1 м), которое представляет собой мениск (выпукло-вогнутую линзу) диаметром 60 - 80 мм, и может быть приобретено в магазинах по продаже и изготовлению очков. Необходимо обратить внимание на то, что линза должна иметь положительную оптическую силу, т. е. быть "собирающей", в отличие от "рассеивающих" стекол, которые не могут построить действительное изображение объекта. Что такое положительная линза, большинство из нас знает, так как все мы пользовались в детстве увеличительным стеклом для выжигания. При этом лучи Солнца фокусируются на расстоянии от линзы, равном фокусному. Очковое стекло будет служить объективом телескопа. Такой телескоп называется рефрактором от слова "рефракция", т. е. "преломление". В объективе телескопа-рефрактора происходит преломление лучей света, пришедших от объекта наблюдения, в результате чего они собираются в фокальной плоскости, где рассматриваются наблюдателем в окуляр, т. е. в лупу той или иной конструкции. В нашем случае окуляром может служить простое увеличительное стекло фокусным расстоянием 20 - 70 мм, объектив от фотоаппарата, окуляр от бинокля, зрительной трубы, микроскопа и т. д.
Кроме объектива и окуляра потребуются несколько листов ватмана, клей (ПВА, столярный, эпоксидный), небольшое количество толстого и тонкого картона. Для изготовления штатива нужны будут рейки сечением примерно 25х15 мм, 5 мм фанера, обрезки дюймовой доски, несколько мелких шурупов, три длинных и один короткий болты М6 с гайками-барашками, клей.
Если не удастся достать линзу в 1 диоптрию, можно использовать другую, учитывая при этом, что фокусное расстояние объектива будет равно:
F (м) =1 м / оптическая сила в диоптриях.
Например, для линзы в 0,75 диоптрии:
F = 1 м / 0,75 = 1,33 м.
Нужно только учитывать, что слишком длинный телескоп будет неудобен в обращении, а короткофокусный объектив будет давать изображение неудовлетворительного качества. Из этих соображений целесообразно применить очковое стекло фокусом 0,6 - 1,5 м.
Полезный совет: Очковые стекла обычно имеют метку в виде точки около центра, которая указывает оптический центр линзы. Он может значительно отличаться от геометрического центра, это учитывают при изготовлении очков (при обтачивании стекла). Желательно выбрать стекло, в котором оптический центр отличается от геометрического на небольшую величину.
С чего начать? Оправа, труба, окулярный узел.
Начинать лучше всего с изготовления оправы объектива (см. черт., поз. 1), диаметр которой, а, следовательно, и диаметр трубы, будет зависеть от размера приобретенного очкового стекла. Оправой будет служить трубка, склеенная из ватмана в несколько слоев. Внутренний диаметр оправы должен быть равен диаметру нашей линзы, а длина - 70 - 80 мм. Линза фиксируется двумя бумажными или картонными кольцами, которые плотно вставляются внутрь оправы, зажимая с двух сторон стекло. Оправа должна быть достаточно жесткой.
Затем необходимо склеить из нескольких слоев ватмана главную трубу телескопа (поз. 2). Это можно сделать, наматывая листы на уже готовую оправу и обильно промазывая клеем внутреннюю поверхность бумаги. При этом нужно следить, чтобы бумага не перекашивалась. Длина трубы должна быть немного (на 150 - 200 мм) меньше фокусного расстояния объектива. Подвижная трубка (поз. 3) служит для фокусировки, т. е. для совмещения фокальных плоскостей объектива и окуляра. Она должна легко двигаться "на трении", но не болтаться. Ее склеиваем из ватмана аналогично главной трубе нашего телескопа.
Оправу окуляра, конструкция которой будет зависеть от того, что мы применим для этой цели, можно вставить непосредственно в подвижную трубку, но лучше, особенно если диаметр окуляра мал, сделать несложный фокусировочный узел. Основой узла будет служить кольцо из фанеры (выпилить лобзиком и просверлить отверстие) или двух - трех слоев толстого картона. Узел работает "на трении", и конструкция его ясна из чертежа (поз. 4). Поверхность неподвижной трубки окулярного узла можно оклеить бархатом или сукном, для снижения трения, подвижную можно подобрать или выточить металлическую, а можно склеить из нескольких слоев не очень толстой, но плотной, гладкой бумаги. Ей необходимо придать достаточную жесткость.
Передвижением подвижной трубки телескопа грубо совмещаются фокальные плоскости объектива и окуляра (при этом одну и ту же трубу можно использовать с разными объективами), а окулярный узел позволяет добиться точной фокусировки.
Испытание телескопа. Его основные характеристики.
Теперь несколько слов об испытании и настройке телескопа, его основных характеристиках. Прежде всего, скажу об увеличении, с которым мы будем работать. Увеличение телескопа равно фокусному расстоянию объектива, деленному на фокусное расстояние окуляра. Из этого видно, что, применяя разные окуляры, мы можем получать с одним и тем же объективом разные увеличения. Например, для окуляра с фокусным расстоянием 50 мм (нормальный объектив от фотоаппарата):
1000 мм / 50 мм = 20 крат,
а для окуляра от микроскопа с фокусным расстоянием 10 мм:
1000 мм / 10 мм = 100 крат.
Может показаться, что, применяя длиннофокусные стекла и короткофокусные окуляры, можно добиться очень большого увеличения, однако, поэкспериментировав с телескопом из очковых стекол, мы очень скоро убедимся, что это не так. Несовершенство нашего объектива накладывает существенные ограничения. На практике мы сможем использовать построенный инструмент с 20 - 50 кратным увеличением. Этого достаточно для того, чтобы увидеть многое из того, что украшает ночное небо, но недоступно невооруженному глазу, например, яркие туманности, кольцо Сатурна, диск и спутники Юпитера, не говоря уже о захватывающих панорамах Луны.
Итак, наш телескоп готов, клей просох, внутренние поверхности трубы и оправ зачернены тушью, и можно приступить к первым испытаниям. Совместив фокальные плоскости объектива и окуляра, и оперев трубу для устойчивости о подоконник, раму окна или другой предмет, попытаемся "навести на резкость" перемещением фокусировочной трубки с окуляром. Скорее всего, даже при наилучшей фокусировке изображение будет подернуто "дымкой". Это происходит потому, что только центральная часть очкового стекла строит неискаженное изображение. Для строительства телескопов-рефракторов с достаточно большими диаметрами применяют сложные объективы, в которых эти искажения, называемые аберрациями, исправляются. Ничего страшного, закрыв краевые части нашего объектива непрозрачным экраном, мы добьемся хорошего изображения. Такой экран называется диафрагмой (см. черт, поз. 5).Имеет смысл сделать несколько диафрагм - по числу окуляров, так как при малых увеличениях аберрации заметны меньше, а при больших - сильнее. Диафрагма изготовляется в виде кружка из картона с отверстием 10 - 30 мм посредине, красится в черный цвет и вставляется в оправу объектива перед очковым стеклом. При увеличениях 10 - 20 крат можно использовать 30мм диафрагму - это позволит увидеть больше слабых объектов (звезд и туманностей), при наблюдении Луны с увеличением 50 - 100 крат действующее отверстие объектива придется уменьшить до 15 - 10 мм. Во всех случаях увеличение и диаметр диафрагмы нужно будет определять опытным путем.
Здесь мы подошли к другому важнейшему параметру телескопа - диаметру объектива. Этот параметр является основным и определяет такие характеристики, как проницающую силу и разрешающую способность инструмента. Первая характеристика указывает на возможность телескопа показывать слабые объекты и выражается в звездных величинах. Вторая - на способность разделять близко расположенные звезды или детали на дисках планет и выражается в угловых величинах - в секундах и долях секунды дуги. Для примера можно сказать, что угловой размер видимого диска Луны составляет около 30 минут, а человеческий глаз обладает разрешающей способностью 1 - 2 минуты. Наш же телескоп может иметь разрешающую способность около 10 секунд дуги, т.е., по крайней мере, в 6 - 10 раз выше, чем невооруженный глаз. Проницающая сила инструмента пропорциональна квадрату диаметра объектива, и, если принять размер зрачка человеческого глаза равным 7 мм, а диаметр входного отверстия телескопа - 20 мм, то наш простейший рефрактор позволит нам наблюдать звезды и другие светила примерно в 8 раз более слабые, чем невооруженным глазом. Желающих более подробно ознакомиться с этими и другими понятиями геометрической и физической оптики, принципами работы и особенностями различных систем телескопов отсылаем к перечню литературы в конце этой статьи.
Наблюдения с телескопом.
Многие люди, поднимая свой взор в на звездное небо, восхищаются манящей таинственностью космического пространства. Хочется заглянуть в бескрайние просторы вселенной. Увидеть кратеры на луне. Кольца Сатурна. Множество туманностей и созвездий. Поэтому сегодня я расскажу вам, как сделать телескоп в домашних условиях.
Во-первых, нужно определиться какое требуется увеличение. Дело в том, что чем больше эта величина, тем длиннее будет сам телескоп. При 50-тикратном увеличении длина, составит 1 метр, а для 100 кратного — 2 метра. То есть, длина телескопа будет прямопропорциональна кратности.
Допустим, это будет 50-тикратный телескоп. Далее нужно приобрести в любом салоне оптики (или на рынке) две линзы. Одна для окуляра (+2)-(+5) диоптрий. Вторая — для объектива (+1) диоптрию (для 100 кратного телескопа требуется (+0.5) диоптрии).
Затем, учитывая диаметры линз необходимо сделать трубу, а точнее две трубы — одна должна плотно входить в другую. Причем длина полученной конструкции (в раздвинутом состоянии) должна быть равна фокусному расстоянию линзы. В нашем случае 1метр (для линзы (+1) диоптрию).
Как сделать трубы? Для этого нужно на оправу соответствующего диаметра намотать несколько слоёв бумаги, промазывая их эпоксидной смолой (можно другим клеем, но последние слои для укрепления лучше эпоксидкой). Можно воспользоваться остатками обоев, которые валяются без дела после ремонта квартиры. Можно поэкспериментировать со стеклотканью, тогда это будет более серьёзная конструкция.
Далее встраиваем во внешнюю трубу линзу объектива (+1) диоптрию, а во внутреннюю окуляра (+3) диоптрии. Как это сделать? Ваша фантазия — главное обеспечить точную параллельность и соосность линз. При этом нужно добиться, чтобы расстояние между линзами при раздвижении труб было в пределах фокусного расстояния линзы объектива, в нашем случае это 1 метр. В дальнейшем при помощи изменения этого параметра мы будем настраивать резкость нашего изображения.
Для удобного использования телескопа необходима тренога для четкой его фиксации. При сильном увеличении малейшее дрожание трубы приводит к размыванию изображения.
Если у вас есть какие-либо линзы, можно узнать их фокусное расстояние следующим способом: сфокусируйте солнечный свет на ровную поверхность до получения как можно меньшей точки. Расстояние между линзой и поверхностью при этом и есть фокусное расстояние.
Итак, чтобы добиться увеличения телескопа в 50 крат необходимо линзу в (+1) диоптрию расположить на расстоянии 1 метр от линзы (+3) диоптрии.
Для 100 кратного увеличения используем линзы (+0.5) и (+3) изменив между ними расстояние на 2 метра.
А на этом видео — процесс создания похожего телескопа:
Приятного астрономического просмотра!
(Visited 11,426 times, 1 visits today)
Как вообще устроен телескоп
Многие думают, что телескоп просто большая лупа, которая всё увеличивает, но на самом деле телескоп устроен как глазное яблоко. Его первоочередная задача — собрать и сфокусировать свет.
Как известно, свет не только падает на объекты, но и отражается от них. Мы способны видеть предметы, потому что наши глаза улавливают отражённый от них свет. Кстати, именно поэтому мы не видим в полной темноте. Так же работает линза объектива, но она мощнее, а потому может собрать гораздо больше света с удалённых объектов. А вот окуляр уже предназначен для увеличения полученной картинки.
Сделать телескоп Галилея совсем не сложно — и даже проще, чем это было ему самому, ведь у физика XVII века не было скотча, клея ПВА и прочих благ современности! Начнём с самого хлопотного: найдём линзы.
Если вы не знаете, сколько диоптрий в линзе, то можете измерить их сами. Понадобятся линейка и источник света (например, фонарик или настольная лампа). Положите линейку так, чтобы её край касался стены,— она будет служить экраном. Направьте свет прямо на линзу. Видите, как она преломляет луч? Двигайте линзу параллельно линейке до тех пор, пока свет на экране не сойдётся в точку. Расстояние от стены, на котором окажется линза, называется фокусным. Количество диоптрий рассчитывается по следующей формуле:
Например, если между линзой и экраном получилось 50 см, то есть 1:2 м, значит, оптическая сила равна 1:(1:2) — 2 диоптрии.
Собираем телескоп
1. В качестве объектива возьмём обычную лупу в +2 диоптрии диаметром 100 мм — такую можно найти в канцелярском магазине или даже в ящике вашего стола. Для окуляра надо будет обзавестись отрицательной линзой в –20 диоптрий диаметром 25–50 мм — продаётся в любой оптике. В качестве оптической трубы — это основа нашего телескопа, на которую крепятся линзы,— подойдут круглые коробки из-под чипсов, пластиковые трубы или просто скрученные в цилиндр плотные листы бумаги.
Подбираем увеличение
Обязательно ли брать именно такие линзы? Вовсе нет! Мы подобрали параметры, которые не требуют особо длинной оптической трубы, но дают существенное увеличение. Если вы хотите его изменить, подберите линзы по формуле:
Наш телескоп имеет следующие параметры: F = 0,5 м, f = 0,05 м, следовательно, его увеличение составляет 0,5 / 0,05 = 10 крат.
Диаметр отверстия сделаем на пару миллиметров больше, чем диаметр линзы объектива, чтобы удобнее было её вставлять. Длина трубы должна быть равна фокусному расстоянию объектива — скрепите несколько цилиндров скотчем, если понадобится. В нашем случае это 50 см.
2. Сворачиваем бумагу в цилиндр. С помощью клея закрепляем линзу объектива на конце оптической трубы выпуклой стороной внутрь.
Совет: Чем темнее изнутри оптическая труба, тем выше контрастность изображения. Покрасьте её чёрной краской или используйте тёмную бумагу.
3. Делаем держатель для маленькой линзы — окуляра. Это может быть пластиковая крышка или картонный круг с отверстием нужного размера.
4. Приклейте держатель с линзой к другому краю оптической трубы. Телескоп готов! Украсьте по своему вкусу.
Немного истории
Иоганн Липерсгей
А вы знали, что телескоп придумал не Галилей? Он «всего лишь» первым решил направить его на небо. По сути, телескоп — это обычная подзорная труба, как те, что использовали моряки и путешественники. Его изобретение обычно приписывают голландцу Иоганну Липерсгею, который в 1608 году подал заявку на соответствующий патент. Галилей собрал для себя копию этого прибора годом позднее.
Устройство первого телескопа было совсем простым: две линзы, закреплённые в полой трубке. Объективом называется большая линза, направленная в сторону объекта, который вы хотите рассмотреть (потому он и объектив). А линза, в которую вы непосредственно смотрите, называется окуляром.
В XVII веке бал правили линзовые телескопы (они же рефракторы, так как работают за счёт рефракции — преломления), но в XVIII веке им на смену пришло изобретение другого великого физика — Исаака Ньютона. Он заменил линзу объектива на вогнутое зеркало, чтобы избежать погрешности изображения. Такие телескопы получили название рефлекторы — отражатели.