Меню

Как из линз сделать телескоп своими руками



Как сделать телескоп своими руками за один вечер

Телескоп — простой прибор для изучения далёких космических объектов за счёт сбора света. Он представляет собой две линзы, помещённые в трубу. Здесь рассматривается процесс изготовления этого оптического прибора из подручных материалов. Он максимально простой и не потребует от вас каких-то особенных навыков.

Для начала рассмотрим элементы конструкции. Первая линза — объектив, расположенный «снаружи» трубы. Его задача — собрать в пучок свет от звёзд или планет. Рекомендуемая линза должна иметь около 6 сантиметров в диаметре и оптическую силу в 1 диоптрию и достаточно большое фокусное расстояние, в отличие от окуляра — «внутренней» линзы.

Из фокусного расстояния обеих линз рассчитывается увеличение телескопа. Рекомендуемое соотношение в простых телескопах — около 50 раз. Это значит, что фокусное расстояние объектива должно быть больше, чем у окуляра в 50 раз.

Первым делом нужно раздобыть двояковыпуклую линзу.

Возможно, у многих она завалялась где-нибудь на чердаке или в шкафу. Если же нет, то её приобретение не встанет Вам в большую сумму — обыкновенную длиннофокусную линзу можно купить всего за 3$.

Далее нам нужно заиметь окуляр. Его можно вытащить из старого микроскопа или купить в магазине. Если же такой возможности нет, то допускается использование простой двояковыпуклой линзы диаметром до двух сантиметров. Окуляр должен быть вставлен в тубус, называемый фокусером. Он должен свободно двигаться по телескопу вверх-вниз, дабы регулировать резкость. Самый лучший подручный материал для его изготовления — это картон, например, из-под рулона туалетной бумаги.

Ещё одна неотъемлемая часть любого телескопа — это диафрагма. Она представляет собой «шторку», создающую отверстие, через которое будет проходить свет. Для её изготовления понадобится обыкновенный лист бумаги с вырезом по центру. Выбор его диаметра зависит от ваших линз, но обычно он составляет не более 2 сантиметров. Даже небольшого отверстия будет вполне достаточно для наблюдения ближайших к нам планет Солнечной системы.

Ну и конечно, сама труба — куда же без неё. Она может быть как пластиковая, так и картонная или даже бумажная. Её диаметр подбирается в зависимости от диаметра окуляра. Главное условие — прямолинейность конструкции, без каких-либо неровностей, ведь центры объектива и окуляра должны идеально совпадать.

Сам процесс сборки совсем несложный и не займет у вас более двух часов. Первым делом, нам нужно зафиксировать объектив на трубе. Я советую использовать два картонных кольца, между которыми и будет располагаться линза.

Тубус нужно также поместить в трубу, но так, чтобы между ними сохранялось трение — иначе тубус будет слишком сильно елозить в телескопе. Диафрагма должна располагаться самом конце телескопа — после объектива.

Итак, здесь был описан процесс изготовления простого телескопа-рефрактора, с помощью которого вы сможете наблюдать Венеру, Марс, Меркурий и конечно же Луну. Наблюдения лучше проводить вдали от городских огней и в ясную погоду. И не забывайте о мерах предосторожности — наводить прибор на Солнце крайне опасно!

Источник

Как сделать телескоп самостоятельно за 2 часа

Постараюсь не вдаваться в формулы вычисления по фокусным расстояниям мощность и светосилу телескопа, и другие заумные (для многих) штучки. Постараюсь описать все предельно просто.
На рынке и в магазинах предлагается много различных моделей телескопов.

Но огромной части нашего населения это не по карману. И уж тем более не каждый купит такую игрушку ребенку. Да и выбрасывать не малые деньги на вещь, которая будет потом пылиться, нет смысла.

А сразу покупать дорогой и качественный телескоп ребенку — неоправданная роскошь.Не лучше ли построить его своими руками со своим сыном или дочерью, проверив, на сколько будет увлечение долгим.Если ребенок заинтересуется серьезно, тогда стоит подумать о приобретении серьезного инструмента.Но если Ваш ребенок увлекся астрономией, понятно, что одно смотреть картинки и фильмы, совсем другое увидеть все своими глазами. Так как быть?

В советские времена выпускалось много книжек о постройке телескопов, от простейших рефракторов, до довольно серьезных рефлекторов. В свое время, я сделал не один телескоп. Набил руку так, что обеспечил половину двора простыми рефракторами. Я несколько упростил и рационализировал процесс изготовления, в отличии описанных другими авторами. При всей своей простоте телескоп имеет много возможностей. Но об этом речь пойдет в конце статьи.

И так. Первым делом нам необходима оптика. Отправляемся в магазин или аптеку, где продают линзы для очков. Приобретаем простой один мениск в +1 диоптрию, или 2 мениска по 0,5 диоптрий, диаметром не менее 50 мм. Стоят они не дорого. Как собирать объектив, я буду описывать по примеру двух менисков по +0,5 диоптрий. Отличие объектива с мениском в +1 диоптрию лишь в том, что он на половину меньше (еще проще). Если вы приобретаете две линзы по +,05,то Вам надо немного потрепать нервы продавцу.

Возьмите две линзы и сложите их вместе, выпуклостями в разные стороны. На линзах, для вырезания под очки нанесена черная точка. Она обозначает оптический центр. Зачастую он смещен от реального центра мениска. Но если для мастера в аптеке, который вырезает из мениска стекло под форму для оправы очков, данное смещение от центра не имеет, ни какого значения, (потому, что ему по точке на линзе просто надо знать, где оптический центр) то для нас это важно. Выберите линзы, чтобы оптический центр совпадал с центром мениска. Сложив их, посмотрите, что бы точки наиболее близко совпали друг к другу. Иначе говоря, чтобы совпадали по оптической оси. Для объектива из одного мениска +1 Д, просто нужно чтобы точка была по центру.

Теперь окуляр. Поищите окуляры. Подойдут объективы от старых фотоаппаратов, фотоувеличителей, окуляры биноклей и микроскопов, линзы с 10-15 кратным увеличением. Вообще соберите все, что можно. Мощность телескопа зависит от двух основных качеств. Это диаметр мениска (который у нас выполняет роль объектива) и мощность окуляра. Теперь отсортируем и испытаем окуляры. Ставим лист белой бумаги и, направляя окуляр на источник света (люстра, лампа, окно), проецируем изображение на лист. Как только вы получили четкое изображение источника света (проекцию) на листе бумаги, примерно прикиньте расстояние от окуляра до листа. Это и будет его фокусным расстоянием. Чем меньше расстояние от окуляра до листа, тем мощнее ваш окуляр. Рассортируйте их, от самого большого фокусного расстояния до самого малого. Это нам понадобиться при наблюдении звездного неба.
За тем в канц. товарах приобретаем два листа чертежного ватмана большого стандартного формата. Покупаем черную туш. Хотя можно использовать и черную гуашь. Затем ищем плотный картон. Подойдет коробка из- под тортов, из- под обуви и т.д. Подготавливаем лист рисовальной бумаги из альбома для рисования.

Читайте также:  Что можно сделать из серпантина своими руками

Теперь подготавливаем все необходимое:

1.Надежный клей, который быстро сохнет и надежно заклеивает картон и бумагу;
2.Ножницы;
3.Скотч;
4.Скрепки;
5.Циркуль;
6.Карандаш;
7.Манекюрные ножницы или лезвие;
8.Кисточку.

Приступаем к изготовлению объектива. Берем плотный картон и расчерчиваем его на полоски. Нам нужны полосы: две шириной 1,5 см, и две шириной по 3 см. Тот, кто делает объектив из одного мениска, нужно по одной полосе. Вырезаем. Теперь нам надо установить необходимую длину полос. Если читатель юн, и не проходил еще, как определяется длина окружности, тогда поступим просто. Одну из вырезанных полосок оборачиваем по окружности вокруг мениска. На точке где сойдется конец полоски ставим метку и лишнее отрезаем. Проверяем.Оборачиваем снова вокруг мениска и концы должны сойтись, но с очень небольшим зазором ( не более 1,5 мм.)Но и не вплотную. И уж тем более не взахлест. Иначе объектив получится кособокий, и мениск будет вываливаться. Обрезаем остальные полосы по длине нашей первой полосы.

Теперь мы изготовим диафрагму. Она нужна, чтобы отсечь искаженные кривизной краев мениска лучей, которые дают искажения в виде ореолов и потере резкости. Берем циркуль и чертим на плотном картоне окружность диаметром нашего мениска. Теперь выставляем на циркуле 7мм и чертим в центре окружность диаметром 14 мм. аккуратно вырезаем. Вырезанный картонный кружок должен быть точно размером с мениск. Теперь аккуратно вырезаем в центре начерченный кружок. Получилось, проще говоря, картонный кружок с дыркой диаметром 14 мм в центре. Теперь берем лист рисовальной бумаги и полоски.

Берем полоску в 1,5 см и точно наклеиваем ее по краю листа. Начало полоски начинаем приклеивать с угла листа точно по краю. Теперь берем мениск и полоску шириной 3 см. Приклеиваем ее рядом, оставляя расстояние между полосками на толщину мениска. Проверяем очень просто. В получившуюся канавку между полосками, пока не высох клей, вставляем мениск и проводим по всей канавке. Расстояние между полосками должно точно соответствовать толщине мениска. Затем берем вторую полоску шириной 3 см и картонную диафрагму. Приклеиваем ее также на расстоянии соответствующим толщине картонного кружка-диафрагмы. Затем наклеиваем последнюю полоску 1,5 см., опять на толщину мениска. У нас получился лист с наклеенными полосками, между которыми канавки, шириной соответствующей толщине наших деталей объектива.

Приступаем к самому ответственному моменту, сборке объектива. Смойте с менисков черную точку. Она легко смывается водой. Фланелевой тряпочкой аккуратно, идеально протрите мениски особенно внутреннюю, вогнутую часть. Чуть влажной тряпочкой протрите полоски шириной 3 см. За тем чуть согнув лист с полосками вставляем мениск в центральную канавку вставляем картонку-диафрагму, затем второй мениск.

Мениски должны смотреть выпуклой стороной наружу, а вогнутой вовнутрь к диафрагме. В общем один выпуклой стороной смотрит налево, второй на право, а по середине диафрагма. Заворачиваем все детали, а свободный конец листа бумаги заклеиваем всю систему. Как клей высохнет, обрезаем лишнюю бумагу до картонной полоски. Легонько по трясите его. Линзы и диафрагма должны надежно стоять и не болтаться. Объектив готов.

Теперь изготавливаем тубус. Берем ватман и разворачиваем его по длине, как для чертежа. Зрительно делим его пополам и всю верхнюю часть красим в черный цвет. Это будет внутренняя часть тубуса. Ее красят для того, чтобы во время наблюдения внутренняя часть телескопа не давала бликов и не мешала наблюдению.

Лист ватмана аккуратно, подравнивая его по краю , сворачиваем по длине. ( Не по ширине. А то получится маленькая толстая трубочка.) Начинаем сворачивать с покрашенного края, чтобы внутренняя часть тубуса была черной. Предварительно вставляем по середине готовый объектив. Он будет служить нам ориентиром, для диаметра трубы. Но закручивайте так, чтобы дунув в один конец тубуса, объектив вышел с другой. Заклеиваем. Тубус готов. Второй лист ватмана красим также как и первый. Сворачиваем его так же по длине и, не заклеивая, вставляем в первый тубус. Второй тубус будет у нас играть роль окулярной трубки. Подравниваем его по краю и закрепляем скрепками. Окулярная труба должна плотно заходить и выходить из первого тубуса. Не в коем случае она не должна в нем болтаться. Это нарушит оптическую ось, а также при наблюдении будет просто вываливаться из первого тубуса. Достав мы ставим метки карандашом по краям и по ним заклеиваем тубус 2.

Основные части телескопа готовы. Вставляем объектив с одного конца, окулярную трубку с другого. Берем окуляр и проявляем чудеса изобретательности. Для каждого окуляра надо придумать переходник, чтобы он надежно закреплялся в окулярной трубке. Можно его изготовить из любого подручного материала. Например, используя объектив от фотоаппарата «Смена 8М» или «Смена Символ» в качестве окуляра, достаточно было пару слоев изоленты намотать. Он плотно и надежно сидел в окулярной трубке. Но не вгоняйте, что называется насмерть. Надо оставлять возможность менять окуляры.
Преступаем к испытанию. Вставляем самый слабый окуляр, наводим телескоп на какой нибудь объект. Вдвигая и выдвигая окулярную трубку, наводим резкость. Если у вас несколько разных окуляров, по очереди вставляем их, от слабого до самого мощного. На окулярной трубке, по срез у главного тубуса ставим метки карандашом. По этим меткам вы легко будете знать, где для каждого окуляра четкое изображение. Это нужно (особенно не опытным) из-за того, что для одних окуляров трубку нужно выдвигать почти до конца, а для других наоборот вдвигать.

Читайте также:  Как сделать подставку под горячее своими руками из фетра

Теперь, если есть возможность, покрасьте готовый телескоп масляной краской или эмалью в два слоя. Это защитит его от влажности.
Телескоп готов. Теперь Вам надо собрать штатив. Без него вы не сможете ничего толком наблюдать. Даже со слабым окуляром Ваш телескоп даст увеличение не менее чем 20 крат. А с сильным окуляром (20 кратный окуляр от микроскопа) увеличение составит более 55-60 крат. С руки вы даже не увидите и не сможете поймать в объектив объект. Так что штатив необходим. Его можно сделать из чего угодно, как вам подскажет фантазия.

Проще всего это возьмите небольшую доску, и высверлите в ней дырку, диаметром под болт, утопите шляпку болта в доску и закрепите изо лентой к ней телескоп. Подберите брусок сечением не менее 4см Х 4см, длиной не менее 1,20.Отступив от верха 10 см, просверлите отверстие под диаметр болта. Для нижней части штатива соберите (или используйте крестовину, как для новогодней елки). В центре крестовины высверлите отверстие и вставьте любую металлическую ось. Осью может служить болт длинной не менее 10 см. В нижней части бруска, в торце по центру высверливаем отверстие для оси. Вставляем брусок на ось крестовины. Телескоп вставляем болтом в верхнюю часть и зажимаем гайкой. Теперь у Вас есть простейшая азимутальная установка. Ослабляя и зажимая гайку телескоп можно наводить по вертикали, а вращая по оси, поворачивать по горизонтали.

Теперь у нас все готово. Ждем звездной и лунной ночи.

Ставим слабый окуляр и наводим на Луну. Вы без труда рассмотрите кратеры и горы на ее поверхности. Теперь не сбивая телескоп, поставьте мощный окуляр и насладитесь все красотой. Помните! Вы собрали телескоп гораздо мощнее, чем был у Галилео Галилея. Его самый мощный телескоп, который он построил, давал 33 кратное увеличение. Вас же, позволяет получать оптимальное увеличение в 50 крат. Но вы должны знать, что чем больше увеличение, тем меньше светосила. Изображение становится темным. При большом увеличении вы можете наблюдать Луну, планеты. А для наблюдения туманностей и комет, надо использовать самые слабые окуляры.

Так что вы можете увидеть? Это горы и кратеры Луны. Облака на Юпитере и четыре его спутника. Кольца Сатурна и его спутник Титан. Серп Венеры. И еще много чего. Для наблюдений используйте учебник астрономии Воронцова-Вельяминова, для средней школы и книгу Цесевича «Что и как наблюдать на небе». Успешных Вам наблюдений .

Источник

Все про оптику

Телескоп своими руками

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.

Читайте также:  Как сделать лд из тетради для девочек внутри своими руками

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.

Несмотря на все несовершенство конструкции, наш скромный телескоп наверняка доставит его владельцу немало увлекательных минут. С его помощью можно будет увидеть кратеры и другие детали рельефа на Луне, спутники Юпитера, кольцо Сатурна, Большую туманность Ориона, Туманность Андромеды, звездные скопления и множество слабых звезд. При помощи солнечного экрана можно будет наблюдать пятна на Солнце. Нужно при этом помнить:

БЕЗ СОЛНЕЧНОГО СВЕТОФИЛЬТРА СМОТРЕТЬ НА СОЛНЦЕ ОПАСНО!

Источник