הכינו טלסקופ ביתי. איך להכין טלסקופ רפלקטור תוצרת בית

האם אתה פתאום רוצה לעשות משקפת עם הידיים שלך? שום דבר מוזר. כן, בזמננו זה לא קשה לקנות כמעט כל מכשיר אופטי, ולא כל כך יקר. אבל לפעמים הצמא ליצירתיות תוקף אדם: אני רוצה להבין על אילו חוקי טבע מבוסס עיקרון הפעולה של כל מכשיר, אני רוצה לבנות מכשיר כזה מעצמי ואל עצמי ולחוות את חדוות היצירתיות.

משקפת עשה זאת בעצמך

אז, תיגש לעניינים. קודם כל, תלמד שהטלסקופ הפשוט ביותר מורכב משתי עדשות דו קמורות - אובייקטיבי ועינית, ושההגדלה של טלסקופ מתקבלת על ידי הנוסחה K \u003d F / f (היחס בין אורכי המוקד של עדשה (F) ועינית (f)).

חמוש בידע הזה, אתה הולך לחפור בקופסאות זבל, בעליית הגג, במוסך, ברפת וכו' במטרה מוגדרת בבירור - למצוא כמה שיותר עדשות שונות. אלה יכולים להיות משקפיים ממשקפיים (רצוי עגולות), מגדילי שעונים, עדשות ממצלמות ישנות וכו'. לאחר שאספתם אספקה ​​של עדשות, מתחילים למדוד. אתה צריך לבחור עדשה עם אורך מוקד F גדול יותר ועינית עם אורך מוקד f קטן יותר.

מדידת אורך המוקד היא פשוטה מאוד. העדשה מכוונת למקור אור כלשהו (נורה בחדר, פנס רחוב, שמש בשמיים או סתם חלון מואר), מסך לבן ממוקם מאחורי העדשה (אפשר דף נייר, אבל קרטון הוא טוב יותר) ונע ביחס לעדשה עד שלא תפיק תמונה חדה של מקור האור הנצפה (הפוכה ומוקטנת).

לאחר מכן, נותר למדוד את המרחק מהעדשה למסך בעזרת סרגל. זהו אורך המוקד. לבד, לא סביר שתתמודד עם הליך המדידה המתואר - תפספס את היד השלישית. אני אצטרך לקרוא לעוזר לעזרה.

לאחר שהרמת את העדשה והעינית, אתה מתחיל לעצב מערכת אופטית להגדלת התמונה. קח עדשה ביד אחת, עינית ביד השנייה, ובאמצעות שתי העדשות אתה בוחן איזה עצם מרוחק (אבל לא את השמש - אתה יכול בקלות להישאר בלי עין!). על ידי תנועה הדדית של העדשה והעינית (ניסיון לשמור על הצירים שלהם על אותו קו) אתה משיג תמונה ברורה.

זה יביא לתמונה מוגדלת, אבל עדיין הפוך. מה שאתה מחזיק עכשיו בידיים שלך, מנסה לשמור על המיקום ההדדי שהושג של העדשות, הוא המערכת האופטית הרצויה. נותר רק לתקן את המערכת הזו, למשל, על ידי הנחתה בתוך הצינור. זה יהיה משקפת הריגול.

אבל אל תמהרו להרכיב. לאחר הכנת טלסקופ, לא תהיה מרוצה מהתמונה "הפוך". בעיה זו נפתרת פשוט על ידי שימוש במערכת היפוך המתקבלת על ידי הוספת עדשה אחת או שתיים זהות לעינית.

מערכת מתהפכת עם עדשה אחת קואקסיאלית נוספת מתקבלת על ידי הצבתה במרחק של כ-2f מהעינית (המרחק נקבע לפי הבחירה).

מעניין לציין שבגרסה זו של המערכת ההפוכה, ניתן לקבל הגדלה גבוהה יותר על ידי הזזת העדשה הנוספת בצורה חלקה מהעינית. עם זאת, לא תוכל לקבל עלייה חזקה אם אין לך עדשה מאוד איכותית (למשל, זכוכית ממשקפיים). זה מפריע לתופעה של מה שמכונה "סטייה כרומטית", כאשר התמונה צבועה בגוונים ססגוניים.

בעיה זו נפתרת באופטיקה "קנויה" על ידי הרכבת עדשה מכמה עדשות עם מדדי שבירה שונים. אבל לא אכפת לך מהפרטים האלה: המשימה שלך היא להבין את דיאגרמת המעגלים של המכשיר ולבנות את מודל העבודה הפשוט ביותר לפי המעגל הזה (מבלי לבזבז אגורה).

השג מערכת מתהפכת עם שתי עדשות נוספות קואקסיאליות על ידי מיקומן כך שהעינית ושתי העדשות הללו מרוחקות זו מזו במרחקים שווים f.

עכשיו אתה מדמיין את סכמת הטלסקופ ומכיר את אורכי המוקד של העדשות, אז תתחיל להרכיב מכשיר אופטי. הדבר הפשוט ביותר הוא לסובב את הצינורות (הצינורות) מגיליונות של נייר ווטמן, לאבטח אותם עם גומיות "במחיר כסף", ולתקן את העדשות בתוך הצינורות עם פלסטלינה. יש לצבוע צינורות מבפנים בצבע שחור מט כדי שלא יהיה אור חיצוני.

התברר שזה משהו פרימיטיבי, אבל כאפשרות אפס זה מאוד נוח: קל לעשות מחדש, לשנות משהו. כאשר אפשרות האפס הזו קיימת, ניתן לשפר אותה כל עוד תרצו (לפחות החליפו את נייר הוואטמן בחומר הגון יותר).

התבוננות בכוכבים ובגופים אסטרונומיים אחרים בשמים היא תהליך משעשע מאוד. כוכבי לכת מערכת השמש, לוויינים, קבוצות כוכבים, "כוכבים נופלים" - כל זה הוא רק חלק קטן מהיקום חסר הגבולות והבלתי ידוע לחלוטין. הירח נראה הכי טוב - הכי קרוב אלינו גוף קוסמי, למעט לוויינים מלאכותיים מעשה ידי אדם של כדור הארץ. עם זאת, אפילו את הירח די קשה לראות בפירוט בעין בלתי מזוינת. לשם כך המציאה האנושות מכשיר מיוחד - טלסקופ, המאפשר "לסגור" את העצם הנצפה וללמוד אותו ביתר פירוט. בואו ננסה להבין איך אתה יכול לעשות טלסקופ פשוט במו ידיך.

ניתן לחלק את כל הטלסקופים האופטיים לשתי קבוצות: טלסקופים נשברים, המשתמשים בעדשות שנשברות ובכך אוספות אור, וטלסקופים מחזירים, המשתמשים במראות כאלמנט כזה. קל יותר לעשות טלסקופ רפרקטור במו ידיך, שכן זה דורש עדשות מתכנסות, שקל למצוא, בניגוד למראות מתכנסות מיוחדות. נעסוק בייצור טלסקופ כזה עם הגדלה של פי 50, עבורו אנו צריכים: נייר עבה (נייר ווטמן), קרטון, צבע שחור, דבק ושתי עדשות מתכנסות.

ראשית, בואו נסתכל על המכשיר של טלסקופ הרפרקטור הפשוט ביותר. חלקו העיקרי הוא העדשה - עדשה דו קמורה הממוקמת מול הטלסקופ ואוגרת קרינה. המאפיינים העיקריים שלו הם: קוטר העדשה (צמצם) , ככל שהצמצם גדול יותר, כך הטלסקופ אוסף קרינה, כלומר, הרזולוציה שלו גדולה יותר, וכתוצאה מכך ניתן להשתמש בהגדלות גבוהות יותר; אורך מוקד העדשה. חלק חשוב נוסף בטלסקופ הוא העינית. הגדלה של הטלסקופ מחושבת כערך השווה ליחס בין אורך המוקד של העדשה לאורך המוקד של העינית ¸ ומתבטא בכפולות:

.

בנוסף, יש דבר כזה ההגדלה השימושית המקסימלית של הטלסקופ, ששווה לערך כפול מקוטר העדשה. מבוטא במילימטרים. אין זה הגיוני ליצור טלסקופ עם הגדלה גבוהה יותר, מכיוון שסביר להניח שלא ניתן יהיה לראות פרטים חדשים, והבהירות הכוללת של התמונה תפחת באופן משמעותי. לפיכך, אם אתה צריך לעשות טלסקופ עם הגדלה של 50x, אז קוטר האובייקט חייב להיות לפחות 25 מ"מ. אבל קוטר קטן מפחית את הרזולוציה, ולכן רצוי להשתמש באובייקט של 60 מ"מ עבור טלסקופ פי 50.

ההגדלה השימושית המינימלית של טלסקופ נקבעת לפי קוטר העינית שלו , שלא יעלה על קוטר האישון הפתוח במלואו של העין של הצופה, אחרת לא כל האור שנאסף על ידי הטלסקופ ייכנס לעין ויאבד. קוטר האישון המרבי של עינו של הצופה הוא בדרך כלל 5-7 מ"מ, כך שההגדלה השימושית המינימלית היא פי 10 (צמצם כפול 0.15).

אנו ממשיכים ישירות לייצור הטלסקופ. לא ניתן יהיה לייצר טלסקופ בגודל גדול מנייר ווטמן, מכיוון שלנייר אין קשיחות מספקת, מה שיוביל לבעיות בהתאמת הטלסקופ. גודל אופטימליהוא בערך 1 מ'. לכן, אורך המוקד של העדשה צריך להיות גם כ 1m, מה שמתאים כוח אופטי+1dpt. עבור העדשה, אתה צריך לעשות צינור מנייר ווטמן באורך של 60-65 ס"מ ובקוטר המתאים לקוטר עדשת המטרה (6 ס"מ). חלק פנימייש לצבוע צינורות בשחור לפני ההדבקה, כדי שלא תיכנס לעינית קרינה עודפת. ניתן לקבע את העדשה בצינור האובייקטיבי באמצעות שני חישוקי שיניים חתוכים מקרטון.

עבור העינית צריך לעשות צינור באורך 50-55 ס"מ. החיבור בין צינורות העדשה לעינית מתבצע גם באמצעות חישוקי קרטון, המאפשרים לצינור העינית לנוע יחסית לצינור העדשה במאמץ קטן. . כדי לספק הגדלה של פי 50 של הטלסקופ, עדשת העינית חייבת להיות בעלת אורך מוקד של 2-3 ס"מ.

לטלסקופ שהתקבל יש חיסרון אחד - הוא נותן תמונה הפוכה. כדי לתקן זאת, אתה צריך עוד עדשה מתכנסת בעלת אורך מוקד זהה לעדשת העינית. יש להתקין עדשה נוספת בצינור העינית.

בייצור טלסקופ יש לקחת בחשבון גם שטלסקופים בעלי הגדלה גבוהה מציגים תופעות עקיפה שונות בצורה חזקה יותר, מה שפוגע משמעותית בראות. הגדלה כזו משמשת בדרך כלל לצפייה בפרטי הדיסקים של כוכבי הלכת והירח, כמו גם בתצפית בכוכבים בינארים. לכן, כדי להפחית את האפקט הזה, יש צורך בסרעפת (צלחת שחורה עם חור בקוטר של 2-3 ס"מ), אשר מונחת במקום בו מתכנסות הקרניים מהעדשה במוקד. לאחר שיפור זה, התמונה תהיה פחות בהירה, אך ברורה יותר.

על פי השיטה המוצעת, אנו מציעים לפתור את הבעיה:

מה צריכים להיות הפרמטרים העיקריים של טלסקופ עם הגדלה של פי 100?

החלק השני יראה לכם איך לתכנן ולבנות צינור בשביל זה מלאכת יד.

ההשקפה הכללית של הטלסקופ היא סימביוזה של רעיונות שנאספו מפורומים שונים המוקדשים לייצור טלסקופים שונים. תוֹצֶרֶת בַּיִתואופטיקאי להם.

בעת ביצוע הפרויקט הזה, לא השתדלתי להשיג ניידות מקסימלית על ידי הפחתת משקל. במקום זה, תוֹצֶרֶת בַּיִתפותח כטלסקופ נייח, אשר ימוקם בעליית הגג. הוחלט לבנות אותו כולו מעץ. היתרון בעיצוב זה יהיה גוף סגור שיגן על האופטיקה מפני אבק, והמשקל המאסיבי יהפוך אותה ליציבה יותר ברוח.

שלב 1: בחר עיצוב

העיצוב תלוי כמעט לגמרי בך. אבל יש כמה כללים שצריך לפעול לפיהם:

• העקמומיות של המראה הראשונית מכתיבה את אורך הצינור.
• בחר ממקד לפני שתמשיך בייצור הגוף.
• החליטו אם הטלסקופ ישמש לתצפית חזותית או אסטרופוטוגרפיה.

במקרה שלי, היה קל לחשב את העקמומיות של המראה, מכיוון שעשיתי את זה עשה זאת בעצמך. אם קניתם מראה ראשונית, כנראה שהיא הגיעה עם מידע כלשהו (קוטר ויחס מוקד). כדי לקבל את "מרכז הקואורדינטות", הכפל את הקוטר ביחס המוקד (המכונה לעתים קרובות F/D):

"מרכז" = קוטרx יחס מוקד

במקרה שלי, F = 7.93 x 4.75 = 37.67 אינץ' (95.68 ס"מ). זהו המרחק מהמראה שבו משוחזרת תמונה ברורה. אתה לא יכול לשים את הראש מול המראה בכל פעם כדי לחסום את האור שמגיע מהכוכב, נכון? זו הסיבה שיש צורך להשתמש במראה משנית (שנקראת אליפטית) המכוונת ב-45 מעלות כדי להחזיר אור לצד.

המרחק בין מראה זו לעין שלך יהיה תלוי בגודל המתמקד שלך. אם בחרתם במיקוד נמוך, המרחק יהיה מינימלי ותזדקקו למראה קטנה יותר. אם בחרת במיקוד גבוה יותר, המרחק יהיה גדול יותר והמראה האליפטית צריכה להיות מידה גדולה יותר, ובכך להפחית את כמות האור המוחזרת מהמראה הראשית.

הדבר האחרון שאתה צריך להחליט הוא אם אתה רוצה להשתמש בטלסקופ זה לתצפית חזותית או אסטרופוטוגרפיה. לתצפית חזותית, אנו מרכיבים אל-אזימוט ומראה אליפטית קטנה. לצילום, תזדקק לתושבת מדויקת כדי לבטל את סיבוב כדור הארץ, ממוקד בגודל 5 ס"מ ומראה אליפטית גדולה מדי כדי למנוע ויגנטיות בתמונה.

שלב 4: מחיצות ולוחות

כעת לאחר שווידאתם שכל הלוחות מתאימים זה לזה והמידות נכונות, נוכל להתחיל להדביק את המחיצות על הלוחות.

אנחנו מדביקים את הלוחות (דרך אחד) על המחיצות. זה יבטיח מילוי אחיד יותר של הצינור. אתה יכול להתאים לוחות אחרים כדי להשתלב במרווחים (על ידי גימור הקצוות עם פלנר ונייר זכוכית).

שלב 5: החלק את הצינור

עכשיו כשהצינור מודבק יחד, יש לטפל בלוחות כדי להפוך את המשטח לחלק יותר. אתה יכול להשתמש בפלנר ובנייר זכוכית 120, 220, 400 ו-600 גריט כדי לקבל את העץ חלק ככל האפשר.

אם שמתם לב שחלק מהלוחות אינם מתאימים בצורה מושלמת, בצעו שיבוצי עץ קטנים עם דבק עץ ו אבק עץ. מערבבים אותם יחד ומכסים את הסדקים בתערובת זו. הניחו לייבוש ושייפו את "האזורים המודבקים".

שלב 6: חור פוקוס

כדי למקם את הפוקוסר, עליך לחשב נכון את המיקומים. בואו נשתמש באתר כדי למצוא את המרחק בין הציר האופטי של הממקד לקצה הצינור.

לאחר שמדדתם את המרחק, השתמשו במעט יותר גדול מהפוקוס וקדחו חור במרכז בצד אחד. מקם את הפוקוסר וסמן את מיקום הברגים בעיפרון, ולאחר מכן הסר את הפוקוסר. כעת קדחו 4 חורים בכל פינה.

אתה יכול לראות שהפוקוס שלי היה קצת יותר גדול מרוחב הלוח, אז הייתי צריך להוסיף 2 טריזים משני הצדדים כדי ליצור משטח שטוח.

שלב 7: "חלת דבש מראה"

שלב 12: רוקר

"גלגלים" נעים גדולים פי 1.2 מהמראה.

העול בנוי מ אגוז מלךומייפל. רפידות טפלון הופכות את תנועת הטלסקופ לחלקה יותר.

הצדדים של זרוע הנדנדה מותקנות על בסיסים עגולים. ידיות חתוכות (בכל צד) עוזרות בהובלה.

שלב 13: אזימוט גלגל

על מנת לסובב את הכלי משמאל לימין, עלינו להוסיף ציר אנכי.

הבסיס עשוי דיקט, מותקן על 3 פאקים הוקי (מפחית רעידות). יש גזע מרכזי ו-3 מרווחי טפלון.

שלב 14: טלסקופ סיים

תצטרך למצוא את מרכז הכובד.

תצטרך גם עינית. ככל שאורך המוקד קצר יותר, כך ההגדלה גבוהה יותר. כדי לחשב, השתמש בנוסחה:

הגדלה = אורך מוקד טלסקופ / אורך מוקד עינית

העינית שלי בגודל 11 מ"מ נותנת לי הגדלה של פי 86.

כדי למנוע אבק להצטבר על המראה הראשית, תצטרך מכסה בקצה הקדמי של הצינור. חתיכת דיקט פשוטה עם ידית תהיה נהדרת.

תודה לך על תשומת הלב!

אנשים רבים, מרימים את מבטם לשמים זרועי הכוכבים, מתפעלים מהמסתורין המפתה חלל חיצון. אני רוצה להסתכל לתוך המרחבים האינסופיים של היקום. ראה מכתשים על הירח. טבעות שבתאי. הרבה ערפיליות וקבוצות כוכבים. לכן, היום אני אגיד לך איך לעשות טלסקופ בבית.

ראשית, עליך להחליט איזו עלייה נדרשת. העובדה היא שככל שהערך הזה גדול יותר, כך הטלסקופ עצמו יהיה ארוך יותר. בהגדלה של פי 50 האורך יהיה 1 מטר, ובהגדלה של פי 100 2 מטר. כלומר, אורך הטלסקופ יהיה פרופורציונלי ישר לריבוי.

נניח שזה יהיה טלסקופ פי 50. לאחר מכן, עליך לרכוש שתי עדשות בכל סלון אופטיקה (או בשוק). אחד עבור דיופטר העינית (+2)-(+5). השני הוא עבור דיופטר העדשה (+1) (עבור טלסקופ 100x, נדרשת דיופטר (+0.5).

לאחר מכן, תוך התחשבות בקטרים ​​של העדשות, יש צורך לעשות צינור, או ליתר דיוק שני צינורות - אחד צריך להתאים בחוזקה לתוך השני. יתר על כן, אורך המבנה המתקבל (במצב המורחב) צריך להיות שווה לאורך המוקד של העדשה. במקרה שלנו, 1 מטר (עבור עדשה (+1) דיופטר).

איך עושים צינורות? כדי לעשות זאת, צריך ללפף כמה שכבות נייר על מסגרת בקוטר המתאים, למרוח אותן בשרף אפוקסי (אפשר להשתמש בדבק אחר, אבל השכבות האחרונות עדיפות לחיזוק באפוקסי). ניתן להשתמש בשאריות של טפטים ששוכבים בחוסר מעש לאחר תיקון הדירה. אתה יכול להתנסות עם פיברגלס, אז זה יהיה עיצוב רציני יותר.

לאחר מכן, אנו מטביעים צינור חיצוניעדשת אובייקטיבית (+1) דיופטרית, ולתוך דיופטרה של העינית הפנימית (+3). איך לעשות את זה? הדמיון שלך הוא הדבר העיקרי כדי להבטיח את ההקבלה והיישור המדויק של העדשות. במקרה זה, יש צורך לוודא שהמרחק בין העדשות בעת הזזת הצינורות זה מזה הוא באורך המוקד של עדשת האובייקטיב, במקרה שלנו הוא 1 מטר. בעתיד, על ידי שינוי פרמטר זה, נתאים את חדות התמונה שלנו.

לשימוש נוח בטלסקופ, יש צורך בחצובה כדי לתקן אותו בבירור. בְּ עלייה חזקההרעד הקל ביותר של הצינור מוביל לטשטוש התמונה.

אם יש לך עדשות, תוכל לברר את אורך המוקד שלהן בדרך הבאה: להתמקד אוֹר שֶׁמֶשׁעל משטח שטוח כדי להשיג את הנקודה הקטנה ביותר האפשרית. המרחק בין העדשה למשטח הוא אורך המוקד.

לכן, על מנת להשיג הגדלה של טלסקופ של פי 50, יש צורך למקם עדשה ב-(+1) דיופטר במרחק של 1 מטר מהדיופטר של העדשה (+3).

להגדלה של פי 100, אנו משתמשים בעדשות (+0.5) ו-(+3) על ידי שינוי המרחק ביניהן ב-2 מטרים.

ובסרטון זה - תהליך יצירת טלסקופ דומה:

צפייה אסטרונומית מהנה!

(ביקר 11,426 פעמים, 1 ביקורים היום)