Czy nagle chcesz zrobić lunetę własnymi rękami? Nic dziwnego. Tak, w naszych czasach nie jest trudno kupić prawie każde urządzenie optyczne i nie jest tak drogie. Ale czasami pragnienie kreatywności atakuje człowieka: chcę dowiedzieć się, na jakich prawach natury opiera się zasada działania dowolnego urządzenia, chcę zbudować takie urządzenie od siebie i dla siebie i doświadczyć radości tworzenia.
Luneta zrób to sam
Więc zabieraj się do roboty. Przede wszystkim dowiesz się, że najprostsza luneta składa się z dwóch soczewek dwuwypukłych – obiektywu i okularu, a powiększenie lunety uzyskuje się ze wzoru K \u003d F/f (stosunek ogniskowych soczewka (F) i okular (f)).
Uzbrojeni w tę wiedzę przekopujecie się przez pudła śmieci, na strych, do garażu, do szopy itp. z jasno określonym celem – znaleźć jak najwięcej różnych obiektywów. Mogą to być okulary z okularów (najlepiej okrągłe), lupy do zegarków, soczewki ze starych aparatów itp. Po zebraniu zapasu soczewek zaczynasz mierzyć. Musisz wybrać obiektyw o ogniskowej F większej i okular o ogniskowej f mniejszej.
Pomiar ogniskowej jest bardzo prosty. Soczewka jest skierowana na jakieś źródło światła (żarówka w pokoju, latarnia uliczna, słońce na niebie lub po prostu oświetlone okno), za soczewką umieszczany jest biały ekran (kartka papieru jest możliwa, ale karton jest lepszy) i przesuwa się względem obiektywu, aż nie da ostrego obrazu obserwowanego źródła światła (odwróconego i pomniejszonego).
Następnie pozostaje zmierzyć odległość od obiektywu do ekranu za pomocą linijki. To jest ogniskowa. Sam raczej nie poradzisz sobie z opisaną procedurą pomiaru - przegapisz trzecią rękę. Będę musiał wezwać pomocnika.
Po podniesieniu obiektywu i okularu przystępujemy do projektowania układu optycznego do powiększenia obrazu. Weź soczewkę w jedną rękę, okular w drugą i przez obie soczewki oglądaj jakiś odległy obiekt (ale nie słońce - łatwo możesz zostać bez oka!). Wzajemny ruch soczewki i okularu (starając się, aby ich osie znajdowały się na tej samej linii) pozwala uzyskać wyraźny obraz.
Spowoduje to powiększenie obrazu, ale nadal do góry nogami. To, co trzymacie teraz w dłoniach, starając się utrzymać osiągnięte wzajemne położenie soczewek, to pożądany układ optyczny. Pozostaje tylko naprawić ten system, na przykład umieszczając go w rurze. To będzie luneta.
Ale nie spiesz się, aby się zebrać. Po wykonaniu teleskopu nie będziesz zadowolony z obrazu „do góry nogami”. Problem ten rozwiązuje się w prosty sposób, stosując system odwracania uzyskany przez dodanie jednej lub dwóch soczewek identycznych z okularem.
Układ odwracający z jedną koaksjalną soczewką dodatkową uzyskuje się umieszczając ją w odległości około 2f od okularu (odległość zależy od wyboru).
Warto zauważyć, że przy tej wersji układu odwracającego możliwe jest uzyskanie większego powiększenia poprzez płynne odsunięcie dodatkowej soczewki od okularu. Jednak nie będziesz w stanie uzyskać silnego wzrostu, jeśli nie masz bardzo wysokiej jakości obiektywu (na przykład szkła z okularów). Zaburza to zjawisko tzw. „aberracji chromatycznej”, gdy obraz jest malowany w opalizujących odcieniach.
Problem ten rozwiązuje się w „zakupionej” optyce, składając soczewkę z kilku soczewek o różnych współczynnikach załamania światła. Ale nie przejmujesz się tymi szczegółami: Twoim zadaniem jest zrozumienie schematu obwodu urządzenia i zbudowanie najprostszego działającego modelu zgodnie z tym obwodem (bez wydawania ani grosza).
Uzyskaj układ odwracający z dwiema współosiowymi dodatkowymi soczewkami, ustawiając je tak, aby okular i te dwie soczewki były oddalone od siebie w równych odległościach f.
Teraz wyobrażasz sobie schemat teleskopu i znasz ogniskowe soczewek, więc zacznij montować przyrząd optyczny. Najprostszą rzeczą jest skręcenie rur (rurek) z arkuszy papieru whatmana, zabezpieczenie ich gumkami „za pieniądze” i przymocowanie soczewek wewnątrz rurek plasteliną. Rury od wewnątrz należy pomalować matową czarną farbą, aby nie było światła zewnętrznego.
Okazało się, że jest to coś prymitywnego, ale jako opcja zerowa jest bardzo wygodna: łatwo jest przerobić, coś zmienić. Kiedy ta opcja zero istnieje, można ją ulepszać tak długo, jak chcesz (przynajmniej zamień papier whatmana na bardziej przyzwoity materiał).
Obserwacja gwiazd i innych ciał astronomicznych na niebie to bardzo zabawny proces. planety Układ Słoneczny, satelity, konstelacje, „spadające gwiazdy” - to wszystko to tylko niewielka część bezgranicznego i zupełnie nieznanego Wszechświata. Najlepiej widoczny jest księżyc - najbliżej nas kosmiczne ciało, z wyjątkiem sztucznych satelitów Ziemi stworzonych przez człowieka. Jednak nawet Księżyc jest dość trudny do szczegółowego dostrzeżenia gołym okiem. W tym celu ludzkość wynalazła specjalne urządzenie - teleskop, który pozwala "zamknąć" obserwowany obiekt i dokładniej go zbadać. Spróbujmy dowiedzieć się, jak zrobić prosty teleskop własnymi rękami.
Wszystkie teleskopy optyczne można podzielić na dwie grupy: teleskopy refrakcyjne, w których zastosowano soczewki załamujące, a tym samym zbierające światło, oraz teleskopy zwierciadlane, w których elementem takim są lustra. Łatwiej jest zrobić teleskop refrakcyjny własnymi rękami, ponieważ wymaga to soczewek zbieżnych, które są łatwe do znalezienia, w przeciwieństwie do specjalnych zwierciadeł zbieżnych. Zajmiemy się wykonaniem takiego teleskopu o powiększeniu 50x, do którego potrzebujemy: grubego papieru (papier whatmana), kartonu, czarnej farby, kleju i dwóch soczewek skupiających.
Najpierw spójrzmy na urządzenie najprostszego teleskopu refrakcyjnego. Jego główną częścią jest soczewka - dwuwypukła soczewka umieszczona przed lunetą i zbierająca promieniowanie. Jego główne cechy to: średnica obiektywu (przysłona) 
im większa apertura, tym więcej teleskop zbiera promieniowania, czyli tym większa jest jego rozdzielczość, a co za tym idzie, większe powiększenia; ogniskowa obiektywu. Kolejnym ważnym elementem teleskopu jest okular. Powiększenie lunety oblicza się jako wartość równą stosunkowi ogniskowej obiektywu do ogniskowej okularu ¸ i wyraża się jako wielokrotność:
.
Ponadto istnieje coś takiego jak maksymalne użyteczne powiększenie lunety, które jest równe dwukrotności średnicy obiektywu. wyrażona w milimetrach. Nie ma sensu robić teleskopu o większym powiększeniu, ponieważ najprawdopodobniej nie będzie można zobaczyć nowych szczegółów, a ogólna jasność obrazu znacznie się zmniejszy. Tak więc, jeśli potrzebujesz zrobić teleskop o powiększeniu 50x, to średnica obiektywu musi wynosić co najmniej 25 mm. Ale mała średnica zmniejsza rozdzielczość, dlatego zaleca się stosowanie obiektywu 60 mm dla teleskopu 50x.
Minimalne użyteczne powiększenie teleskopu zależy od średnicy jego okularu 
, która nie powinna przekraczać średnicy całkowicie otwartej źrenicy oka obserwatora, w przeciwnym razie nie całe światło zebrane przez teleskop dostanie się do oka i zostanie utracone. Maksymalna średnica źrenicy oka obserwatora wynosi zwykle 5-7 mm, więc minimalne użyteczne powiększenie to 10x (przysłona razy 0,15).
Przechodzimy bezpośrednio do produkcji teleskopu. Z papieru whatmana nie będzie można zrobić dużego teleskopu, ponieważ papier nie ma wystarczającej sztywności, co doprowadzi do problemów z ustawieniem teleskopu. Optymalny rozmiar wynosi około 1m. Dlatego ogniskowa obiektywu również powinna wynosić około 1m, co odpowiada moc optyczna+1 pkt. Na soczewkę musisz zrobić rurkę z papieru whatman o długości 60-65 cm i średnicy odpowiadającej średnicy soczewki obiektywu (6 cm). Wewnętrzna część rury należy przed sklejeniem pomalować na czarno, aby nadmiar promieniowania nie dostał się do okularu. Soczewkę w tubusie obiektywu można zamocować za pomocą dwóch ząbkowanych krawędzi wyciętych z tektury.
Do okularu należy wykonać tubus o długości 50-55 cm.Połączenie tubusów obiektywu z okularem również wykonujemy za pomocą tekturowych obrzeży, które pozwalają przy niewielkim wysiłku przesuwać tubus okularu względem tubusu obiektywu . Aby zapewnić 50-krotne powiększenie lunety, soczewka okularu musi mieć ogniskową 2-3 cm.
Powstały teleskop ma jedną wadę - daje odwrócony obraz. Aby to naprawić, potrzebujesz innej soczewki skupiającej, która ma taką samą ogniskową jak soczewka okularu. Dodatkowa soczewka musi być zamontowana w tubusie okularu.
Przy produkcji lunety należy również wziąć pod uwagę, że lunety o dużym powiększeniu silniej wykazują różne zjawiska dyfrakcyjne, co znacznie pogarsza widoczność. Takie powiększenie jest powszechnie stosowane do obserwacji szczegółów dysków planet i Księżyca, a także do obserwacji gwiazd podwójnych. Dlatego, aby zredukować ten efekt, potrzebna jest przysłona (czarna płytka z otworem o średnicy 2–3 cm), którą umieszcza się w miejscu, w którym promienie z soczewki skupiają się. Po tej poprawie obraz stanie się mniej jasny, ale wyraźniejszy.
Zgodnie z proponowaną metodą sugerujemy rozwiązanie problemu:
Jakie powinny być główne parametry teleskopu o powiększeniu 100x?
W drugiej części pokażemy, jak zaprojektować i zbudować rurę do tego celu rzemieślnictwo.
Ogólny widok teleskopu to symbioza pomysłów zaczerpniętych z różnych forów poświęconych produkcji różnych teleskopów domowej roboty a do nich optyk.
Tworząc ten projekt nie dążyłem do osiągnięcia maksymalnej mobilności poprzez redukcję wagi. Zamiast tego, domowej roboty został opracowany jako teleskop stacjonarny, który będzie umieszczony na strychu. Postanowiono zbudować go w całości z drewna. Zaletą tej konstrukcji będzie zamknięty korpus, który ochroni optykę przed kurzem, a masywna waga sprawi, że będzie bardziej stabilna na wietrze.
Krok 1: Wybierz projekt
Projekt zależy prawie wyłącznie od Ciebie. Ale jest kilka zasad, których należy przestrzegać:
- Krzywizna zwierciadła głównego określa długość tuby.
- Wybierz wyciąg okularowy przed przystąpieniem do produkcji korpusu.
- Zdecyduj, czy teleskop będzie używany do obserwacji wizualnych, czy do astrofotografii.
W moim przypadku łatwo było obliczyć krzywiznę lustra, ponieważ to zrobiłem Zrób to sam. Jeśli kupiłeś zwierciadło główne, prawdopodobnie zawierało ono pewne informacje (średnica i ogniskowa). Aby uzyskać „środek współrzędnych”, pomnóż średnicę przez współczynnik ogniskowy (często określany jako F/D):
„Środek” = średnicax Współczynnik ogniskowej
W moim przypadku F = 7,93 x 4,75 = 37,67 cala (95,68 cm). Jest to odległość od lustra, przy której reprodukowany jest wyraźny obraz. Nie możesz za każdym razem ustawiać głowy przed lustrem, aby zablokować światło pochodzące z gwiazdy, prawda? Dlatego konieczne jest zastosowanie zwierciadła wtórnego (zwanego eliptycznym) skierowanego pod kątem 45 stopni, aby odbijało światło w bok.
Odległość między tym zwierciadłem a twoim okiem będzie zależała od rozmiaru twojego wyciągu okularowego. Jeśli wybrałeś wyciąg okularowy o niskim profilu, odległość będzie minimalna i będziesz potrzebować mniejszego lusterka. Jeśli wybierzesz wyższą ostrość, odległość będzie większa, a lustro eliptyczne powinno być większy rozmiar, zmniejszając w ten sposób ilość światła odbijanego od głównego lustra.
Ostatnią rzeczą, którą musisz zdecydować, jest to, czy chcesz używać tego teleskopu do obserwacji wizualnych, czy do astrofotografii. Do obserwacji wizualnej montujemy azymut i małe lustro eliptyczne. Do fotografowania potrzebujesz precyzyjnego mocowania, aby anulować obrót Ziemi, 5-centymetrowy wyciąg okularowy i powiększone lustro eliptyczne, aby zapobiec winietowaniu obrazu.
Krok 4: Przegrody i tablice
Po upewnieniu się, że wszystkie deski pasują do siebie, a wymiary są prawidłowe, możemy przystąpić do przyklejania ścianek działowych do desek.
Przyklejamy deski (przez jedną) na przegrodach. Zapewni to bardziej równomierne napełnianie probówki. W szczeliny można dopasować inne deski (wykańczając krawędzie strugarką i papierem ściernym).
Krok 5: Wygładź rurę
Teraz, gdy rura jest sklejona, deski należy poddać obróbce, aby powierzchnia była gładsza. Możesz użyć strugarki i papieru ściernego o ziarnistości 120, 220, 400 i 600, aby uzyskać jak najgładsze drewno.
Jeśli zauważysz, że niektóre deski nie pasują idealnie, wykonaj małe intarsje drewniane za pomocą kleju do drewna i pył drzewny. Wymieszaj je razem i zakryj pęknięcia tą mieszanką. Pozostawić do wyschnięcia i przeszlifować „obszary sklejone”.
Krok 6: Otwór ostrości
Aby umieścić Focuser, musisz poprawnie obliczyć pozycje. Korzystając z serwisu znajdźmy odległość między osią optyczną wyciągu okularowego a końcem tubusu.
Po zmierzeniu odległości użyj nieco większego niż wyciąg okularowy i wywierć otwór w środku po jednej stronie. Ustaw Focuser i zaznacz ołówkiem pozycję śrub, a następnie zdejmij Focuser. Teraz wywierć 4 otwory w każdym rogu.
Widać, że mój focuser był nieco większy niż szerokość deski, więc musiałem dodać 2 kliny z obu stron, aby uzyskać płaską powierzchnię.
Krok 7: „Lustrzany plaster miodu”
Krok 12: Rocker
Ruchome „kółka” są 1,2 razy większe od lustra.
Jarzmo jest zbudowane z orzech włoski i klon. Podkładki teflonowe sprawiają, że ruch teleskopu jest płynniejszy.
Boki wahacza osadzone są na okrągłych podstawach. Wycięte uchwyty (z każdej strony) ułatwiają transport.
Krok 13: Azymut koła
Aby obrócić narzędzie od lewej do prawej, musimy dodać oś pionową.
Podstawa wykonana ze sklejki, osadzona na 3 krążkach hokejowych (redukuje wibracje). Jest środkowy mostek i 3 teflonowe przekładki.
Krok 14: Gotowy teleskop
Musisz znaleźć środek ciężkości.
Będziesz także potrzebował okularu. Im krótsza ogniskowa, tym większe powiększenie. Aby obliczyć, użyj wzoru:
Powiększenie = ogniskowa teleskopu / ogniskowa okularu
Mój okular 11mm daje mi powiększenie 86x.
Aby zapobiec gromadzeniu się kurzu na zwierciadle głównym, będziesz potrzebować zaślepki na przednim końcu tubusu. Prosty kawałek sklejki z uchwytem byłby świetny.
Dziękuję za uwagę!
Wiele osób, wznosząc wzrok ku rozgwieżdżonemu niebu, podziwia kuszącą tajemnicę przestrzeń kosmiczna. Chcę spojrzeć w nieskończone przestrzenie wszechświata. Zobacz kratery na Księżycu. Pierścienie Saturna. Mnóstwo mgławic i gwiazdozbiorów. Dlatego dzisiaj powiem ci, jak zrobić teleskop w domu.
Najpierw musisz zdecydować, jaki wzrost jest wymagany. Faktem jest, że im większa ta wartość, tym dłuższy będzie sam teleskop. Przy powiększeniu 50x długość wyniesie 1 metr, a przy powiększeniu 100x 2 metry. Oznacza to, że długość teleskopu będzie wprost proporcjonalna do krotności.
Powiedzmy, że będzie to teleskop o powiększeniu 50x. Następnie musisz kupić dwie soczewki w dowolnym salonie optycznym (lub na rynku). Jeden na okular (+2)-(+5) dioptrii. Drugi dotyczy obiektywu (+1) dioptrii (dla teleskopu 100x wymagane jest (+0,5) dioptrii).
Następnie, biorąc pod uwagę średnice soczewek, należy wykonać rurkę, a raczej dwie rurki - jedna powinna ściśle przylegać do drugiej. Ponadto długość powstałej struktury (w stanie rozszerzonym) powinna być równa ogniskowej soczewki. W naszym przypadku 1 metr (dla soczewki (+1) dioptrii).
Jak zrobić rury? Aby to zrobić, musisz owinąć kilka warstw papieru na ramie o odpowiedniej średnicy, smarując je żywicą epoksydową (możesz użyć innego kleju, ale ostatnie warstwy są lepsze do wzmocnienia żywicą epoksydową). Możesz wykorzystać resztki tapet, które zalegają bezczynnie po remoncie mieszkania. Możesz eksperymentować z włóknem szklanym, wtedy będzie to poważniejszy projekt.
Następnie osadzamy rura zewnętrzna obiektywu (+1) dioptrii i do wewnętrznego okularu (+3) dioptrii. Jak to zrobić? Twoja wyobraźnia jest najważniejsza, aby zapewnić dokładną równoległość i wyrównanie soczewek. W takim przypadku należy zadbać o to, aby odległość między soczewkami przy rozsuwaniu rur mieściła się w ogniskowej soczewki obiektywu, w naszym przypadku jest to 1 metr. W przyszłości zmieniając ten parametr dostosujemy ostrość naszego obrazu.
Do wygodnego użytkowania teleskopu potrzebny jest statyw, który wyraźnie go zamocuje. Na silny wzrost najmniejsze drżenie fajki prowadzi do rozmycia obrazu.
Jeśli masz jakieś soczewki, możesz znaleźć ich ogniskową w następujący sposób: centrum światło słoneczne na płaskiej powierzchni, aby uzyskać jak najmniejszy punkt. Odległość między soczewką a powierzchnią to ogniskowa.
Tak więc, aby uzyskać powiększenie teleskopu 50 razy, konieczne jest umieszczenie soczewki w (+1) dioptrii w odległości 1 metra od soczewki (+3) dioptrii.
Do powiększenia 100x stosujemy soczewki (+0,5) i (+3) zmieniając odległość między nimi o 2 metry.
A w tym filmie - proces tworzenia podobnego teleskopu:
Miłego oglądania astronomicznego!
(Odwiedzono 11 426 razy, 1 wizyta dzisiaj)