Ньютоновский телескоп из того, что под рукой. Или как сделать телескоп своими руками
Если вы никогда не испытывали счастья наблюдать за небесными телами в телескоп, потому что наличие этого прибора дома кажется вам дорогим удовольствием, тогда попробуйте сделать его своими руками. Самым простым будет телескоп системы Кеплера - примерно такой был телескоп у Галилея. В нем изображение выглядит перевернутым, но в наблюдении за небесными телами это совершенно не принципиально. Для изготовления данного прибора с 50-кратным увеличением понадобится всего две линзы, две трубки - картонные, пластмассовые, или металлические, черная матовая краска и клей.
Линза объектива
В качестве линзы объектива (См. Рис. ) можно использовать стекло от старых очков для зрения или заказать ее в магазине оптики. Линза должна быть силой 0,5-2 диоптрии. Это линза, которая имеет фокусное расстояние от 2 до 0,5 метров. Фокусное расстояние можно проверить, спроектировав через линзу яркий далекий объект на плоскую светлую поверхность, добившись его четкой картинки на этой поверхности. Затем измерить расстояние от линзы до поверхности. Лучше всего подойдут линзы с фокусным расстоянием 1 м (силой в 1 диоптрию). С такими линзами труба получится не сильно громоздкой и без значительных цветовых искажений, которые усиливаются по мере сокращения фокусного расстояния объектива.
В диаметре, линза объектива не должна превышать 10 мм, иначе впоследствии созерцаемый вами объект будет сильно искажен цветовыми ореолами. Если линза объектива у вас большего диаметра, то ее несложно будет уменьшить. Не обязательно стачивать линзу по окружности. Достаточно будет чем-то закрыть ненужную ее часть, оставив полезную. Для этого можно изготовить оправу или шайбу из любого непросвечиваемого материала - темного пластика, плотного покрашенного картона, резины и т. д. Диаметр шайбы должен быть таким же, как и диаметр линзы объектива, а отверстие в ней - 10 мм. Таким образом, оправа или шайба прикроет не нужную область линзы объектива и оставит неприкрытой ее необходимую часть.
Линза окуляра
В качестве окуляра понадобится маленькая линза с фокусным расстоянием 10-40 мм.
От фокусных расстояний объектива и окуляра напрямую зависит степень увеличения телескопа, которая вычисляется по формуле: фокусное расстояние объектива (мм) / фокусное расстояние окуляра (мм) = кратность увеличения. Таким образом, чем больше фокусное расстояние объектива и меньше фокусное расстояние окуляра, тем больше будет увеличение телескопа. Но этим не стоит злоупотреблять, так как такая простая конструкция не способна дать нормальное изображение на более чем стократных увеличениях. Оптимальными значениями будут увеличение в 30-50 раз. Например, при фокусном расстояния объектива 1000 мм и фокусном расстоянии окуляра 20 мм увеличение будет 50-кратным (1000/20=50).
Трубки окуляра и объектива
Телескоп должен состоять из соединения двух трубок - трубки с линзой объектива и трубки с линзой окуляра . Трубка окуляра, должна быть меньшего диаметра и должна вставляться в трубку объектива с некоторым трением. Если зазор между стенками трубок получается большим, то для решения этой проблемы можно подобрать или изготовить втулку-уплотнитель из любого материала (металл, дерево, пластик, скрученный картон…).
На краях трубок (с некоторым отступом от края) крепятся линзы любым известным вам способом. Проще всего их приклеить. Это уже дело творчества.
Как подобрать длину трубок? В сборе длина конструкции должна соответствовать сумме фокусных расстояний линзы объектива и линзы окуляра . В случае нашего примера это ~1020 мм. Трубка объектива должна составлять три четверти длины всей конструкции.
Подбирая длину трубок, нужно учитывать то, что фокусировка на резкость изображения в готовом телескопе выставляется вручную за счет смещения трубки окуляра, либо в сторону объектива, либо от него.
Важно! Чтобы избежать сильного падения контраста и появления бликов на созерцаемых объектах, внутреннюю часть обеих трубок необходимо зачернить тушью или матовой черной краской. Желательно это делать до того, как вы закрепите в них линзы.
|
|
1 - линза объектива. 2 - оправа (шайба). 3 - линза окуляра. 4 - трубка объектива. 5 - трубка окуляра. 6 - втулка-уплотнитель. 7 - фокусное расстояние.
Что и когда интересно наблюдать?
Для удобства наблюдения очень желательно использовать любой штатив.
Главным объектом наблюдения для такого телескопа будет, конечно же, Луна. На ней вы, подобно Галилею, сможете рассмотреть множество кратеров и гор. Лучшее время для ее наблюдения - когда она высоко над горизонтом и имеет фазу близкую к полумесяцу. Во время полнолуния на ее поверхности вы увидите мало чего интересного. НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ не пытайтесь наблюдать Солнце, иначе можете лишиться зрения, опалив себе сетчатку глаза сфокусированным лучом!
Взглянув на Юпитер, вы сможете увидеть его диск и четыре галилеевых спутника. На Венере сможете увидеть фазы в виде серпа или полумесяца.
Давным-давно выдающийся царь Давид, наблюдая за небесными телами, воспевал: «Господи, Боже наш! … Слава Твоя простирается превыше небес! Когда взираю я на небеса Твои - дело Твоих перстов, на луну и звезды, которые Ты поставил, то что есть человек, что Ты помнишь его, и сын человеческий, что Ты посещаешь его?» (Библия. Псалтирь 8:4-5) .
Успехов вам в творчестве и приятного наблюдения!
Линзы для очков неплохой материал для качественного телескопа. Прежде чем покупать хороший телескоп, можно сделать его самому из недорогих и доступных средств. Если вы или ваш ребенок захотели увлечься астрономическими наблюдениями, то постройка самодельного телескопа поможет изучить и теорию оптических устройств, и практику наблюдений.Не смотря на то что, построенный телескоп-рефрактор из очковых стекол не покажет вам многого на небе, но приобретенный опыт и знания будут бесценны. После, если вас увлечет телескопостроение, можно построить более совершенный телескоп-рефлектор, например системы Ньютона (см. другие разделы нашего сайта).
Существует три вида оптических телескопов: рефракторы (в качестве объектива система линз), рефлекторы (объектив - зеркало), и катадиоптрические (зеркально-линзовые). Все современные самые большие телескопы - рефлекторы, их преимущество в отсутствии хроматизма и возможных больших размерах объектива, ведь чем больше диаметр объектива (его апертура), тем выше его разрешающая способность, и больше собирается света, а следовательно тем более слабые астрономические объекты видны в телескоп, тем выше их контрастность, и тем большие можно применить увеличения.
Рефракторы применяются там, где необходима высокая точность и контрастность или в небольших телескопах. А сейчас про самый простой рефрактор, с увеличением до 50 раз, в который вы сможете увидеть: крупнейшие кратеры и горы Луны, Сатурн с его кольцами (как шарик с кольцом, а не "пельмень"!), яркие спутники и диск Юпитера, некоторые звёзды невидимые невооруженным глазом.
Любой телескоп состоит из объектива и окуляра, объектив строит увеличенное изображение объекта, которое рассматривается, затем через окуляр. Расстояние между объективом и окуляром равно сумме их фокусных расстояний (F), а увеличение телескопа равно Fоб./Fок. В моём случае оно составляет примерно 1000/23=43 раз, т. е. 1,72D при диафрагме 25 мм.
1 - окуляр; 2 - основная труба; 3 - фокусировочная труба; 4 - диафрагма; 5 - скотч, которым крепится линза к третей трубе, которую можно легко извлекать, например для замены диафрагмы; 6 - линза.
В качестве объектива возьмём заготовку линзы для очков (можно купить в любой "Оптике") с силой 1 диоптрия, что соответствует фокусному расстоянию 1 м. Окуляр - я использовал ту же ахроматическую просветлённую склейку, что и для микроскопа, считаю для такого простого устройства - это неплохой вариант. В качестве корпуса я использовал три трубы из плотной бумаги, первая около метра, вторая ~20 см. Короткая вставляется в длинную.
Линза - объектив крепится к третей трубе выпуклой стороной к наружу, сразу за ней устанавливается диск - диафрагма с отверстием по центру диаметром 25-30 мм - это необходимо, т. к. одиночная линза, да ещё и мениск, очень плохой объектив и для получения сносного качества приходится жертвовать её диаметром. Окуляр - в первой трубе. Фокусировка производится изменением расстояния между объективом и окуляром, вдвигая или выдвигая вторую трубу, фокусировать удобно по Луне. Объектив и окуляр должны быть параллельны друг другу и их центры должны находиться строго на одной линии, диаметр трубы можно взять например на 10 мм больше диаметра отверстия диафрагмы. В общем, при изготовлении корпуса, каждый волен поступать как хочет.
Несколько замечаний:
- не устанавливайте ещё одну линзу после первой в объективе, как советуют на некоторых сайтах - это принесёт только светопотери и ухудшение качества;
- не устанавливайте также диафрагму глубоко в трубе - в этом нет необходимости;
- стоит поэкспериментировать с диаметром отверстия диафрагмы и подобрать оптимальный;
- можно также взять линзу на 0,5 диоптрии (фокусное расстояние 2 м) - это позволит увеличить отверстие диафрагмы и повысить увеличение, но длина трубы станет равной 2 метра, что может быть неудобно.
Для объектива подойдет одиночная линза, фокусное расстояние которой равно F=0.5-1 м (1-2 диоптрии). Достать ее несложно; она продается в магазине оптики, где есть линзы для очков. Такая линза имеет целый букет аберраций: хроматизм, сферическая аберрация. Уменьшить их влияние можно, применив диафрагмирование объектива, то есть уменьшить входное отверстие до 20 мм. Как проще это сделать? Вырезаете из картона колечко, равное диаметру трубы и внутри прорезаете то самое входное отверстие (20 мм), а затем ставите его перед объективом почти вплотную к линзе.
Можно даже из двух линз собрать объектив, в котором частично будет исправлена хроматическая аберрация, появляющаяся в результате дисперсии света. Чтобы ее устранить, берете 2 линзы разной формы и материала – собирательную и рассеивающую – с разным коэффициентом дисперсии. Простой вариант: купить 2 очковые линзы из поликарбоната и стекла. В стеклянной линзе коэффициент дисперсии будет 58-59, а в поликарбонате – 32-42. соотношение примерно 2:3, тогда и фокусные расстояния линз берем с этим же соотношением, допустим +3 и -2 диоптрии. Складываем эти значения, получим объектив с фокусным расстоянием +1 диоптрия. Линзы складываем вплотную; собирательная должна быть первой к объективу. Если одиночная линза, то она должна быть выпуклой стороной к объекту.
Как сделать телескоп без окуляра?! Окуляр – это вторая важная деталь телескопа, без нее мы никуда. Его делают из лупы с расстоянием фокуса 4 см. Хотя для окуляра лучше использовать 2 плосковыпуклые линзы (окуляр Рамсдена), установив их на расстоянии 0.7f. Идеальный вариант – достать окуляр от готовых приборов (микроскоп, бинокль). Как определить размер увеличения телескопа? Делите фокусное расстояние объектива (например, F=100см) на фокусное расстояние окуляра (например, f=5см), получаете 20 крат – увеличение телескопа.
Затем нам нужны 2 трубки. В одну вставим объектив, в другую – окуляр; далее первую трубку вставляем во вторую. Какие трубки использовать? Их можно сделать самим. Берете лист ватмана или обоев, но обязательно плотный лист. Сворачиваете трубку по диаметру объектива. Затем другой лист плотной бумаги сворачиваете, и помещаете в нее окуляр (!)плотно. Потом эти трубки плотно вводите одна в другую. Если появился зазор, то внутреннюю трубку оборачиваете в несколько слоев бумаги, пока зазор не исчезнет.
Вот ваш телескоп готов. А как сделать телескоп для астрономических наблюдений? Вы просто зачерняете внутреннюю полость каждой трубы. Раз мы делаем телескоп первый раз, то способ зачернения возьмем простой. Всего лишь покрасьте черной краской внутреннюю полость труб.
Эффект от первого созданного самостоятельно телескопа будет ошеломляющим. Удивите родных своими конструкторскими способностями!
Часто геометрический центр линзы не совпадает с оптическим, поэтому если есть возможность обточить линзу у мастера не пренебрегайте ею. Но в любом случае подойдет и необточенная заготовка очковой линзы. Диаметр линзы - объектива большого значения для нашего телескопа не имеет. Т.к. очковые линзы сильно подвержены различным обберациям, особенно края линзы, то мы будем диафрагментировать линзу диафрагмой диаметром около 30 мм. Но для наблюдения разных объектов на небе, диаметр диафрагмы подбирается эмпирически и может варьироваться от 10 мм до 30мм.
Для окуляра, конечно, лучше использовать, окуляр от микроскопа, нивелира или бинокля. Но в этом примере я использовал объектив от фотоаппарата-мыльницы. Фокусное расстояние у моего окуляра 2,5 см. Вообще, в качестве окуляра подойдет любая положительная линза небольшого диаметра (10-30мм), с коротким фокусом (20-50мм).
Определить, самостоятельно фокусное расстояние окуляра просто. Для этого наведем окуляр на Солнце и расположим за ним плоский экран. Будем приближать и удалять экран, пока не получится самое маленькое и яркое изображение Солнца. Расстояние между центром окуляра и изображением и есть фокусное расстояние окуляра.
Вторая часть покажет вам, как спроектировать и построить трубу для этой поделки .
Общий вид телескопа – это симбиоз идей, почерпнутых с различных форумов, что посвящены изготовлению различных телескопических самоделок и оптик к ним.
При изготовлении данного проекта я не стремился к тому, чтобы добиться максимальной подвижности за счет уменьшения веса. Вместо этого, самоделка разрабатывалась, как стационарный телескоп, который будет располагаться на мансарде. Было решено построить его полностью из дерева. Преимуществом такой конструкции будет закрытый корпус, который защитит оптику от пыли, а массивный вес сделает его более устойчивым на ветру.
Шаг 1: Выбираем дизайн
Конструкция практически полностью зависит от вас. Но есть несколько правил, которые следует выполнять:
- Кривизна основного зеркала диктует длину трубки.
- Выберите фокусир, прежде чем приступать к изготовлению корпуса.
- Решите для чего будет использоваться телескоп:для визуального наблюдения или астрофотографии.
В моем случае было легко рассчитать кривизну зеркала, так как я делал его своими руками . Если вы купили первичное зеркало, оно, вероятно, пришло с какой-то информацией (диаметр и фокусное отношение). Чтобы получить «координатный центр», умножьте диаметр на фокусное отношение (часто называют F / D):
«Координатный центр» = Диаметр x Фокусное отношение
В моем случае F = 7.93 х 4.75 = 37,67 дюйма (95,68 см). Это расстояние от зеркала, в котором воспроизводится чёткое изображение. Вы же не можете каждый раз располагать свою голову перед зеркалом, что бы блокировать свет, идущий от звезды? Вот почему необходимо использовать вторичное зеркало (называемое эллиптическим), ориентированным на 45 градусов, для отражения света в сторону.
Расстояние между этим зеркалом и вашим глазом будет зависеть от размера вашего фокусира. Если вы выбрали низкопрофильный фокусир – расстояние будет минимальным, и вы будете нуждаться в меньшем зеркале. Если же вы выбрали более высокий фокусир – расстояние будет больше и эллиптическое зеркало должны быть большего размера, тем самым уменьшая количество света, что отражается от основного зеркала.
Последнее, что вы должны решить, для чего вы хотите использовать этот телескоп: для визуального наблюдения или астрофотографии. Для визуального наблюдения монтируем альт-азимут и небольшое эллиптическое зеркало. Для фотографии, вам понадобится точное крепление, чтобы отменить вращение Земли, 5 см фокусир и негабаритное эллиптическое зеркало для предотвращения виньетирования на изображение.
Шаг 4: Перегородки и доски
Теперь, когда вы убедились, что все доски совмещаются и размеры правильно подобраны, можем начинать приклеивать перегородки к доскам.
Приклеиваем доски (через одну) на перегородки. Это позволит обеспечить более равномерное заполнение трубки. Вы можете подогнать другие доски, чтобы они вписывались в промежутки (обработав края рубанком и наждачной бумагой).
Шаг 5: Сглаживаем трубу
Теперь, когда трубка склеена, нужно обработать доски, чтобы сделать поверхность более гладкой. Вы можете использовать рубанок и наждачную бумагу зернистостью120, 220, 400 и 600, чтобы сделать дерево, как можно более гладким.
Если вы заметили, что некоторые доски не идеально подходят, сделайте небольшие деревянные вставки с помощью столярного клея и древесной пыли. Смешайте их вместе и замажьте этой смесью трещины. Дайте высохнуть и отшлифуйте «проклеенные участки».
Шаг 6: Отверстие для фокусира
Чтобы разместить Фокусир нужно верно рассчитать позиции. Воспользуемся сайтом, чтобы найти расстояние между оптической осью фокусира и концом трубы.
После того, как вы вымерили дистанцию, используйте коронку немного больше диаметра, чем фокусир и просверлите отверстие по центру с одной стороны. Расположите Фокусир и отметьте положение винтов карандашом, после чего снимите Фокусир. Теперь просверлите 4 отверстия в каждом углу.
Вы можете видеть, что мой фокусир был немного больше, чем ширина доски, поэтому мне пришлось добавить 2 клина с двух сторон, чтобы создать плоскую поверхность.
Шаг 7: «Зеркальные соты»
Шаг 12: Коромысло
Подвижные «колёса»в 1,2 раза больше, чем зеркало.
Коромысло построено из грецкого ореха и клена. Тефлоновые подушечки делают движение телескопа более плавными.
Боковые стороны коромысла установлены на круглые основания. Вырезанные ручки (на каждой стороне) помогают при транспортировке.
Шаг 13: Азимут колеса
Для того, чтобы повернуть инструмент слева направо, нам нужно добавить вертикальную ось.
Основание сделано из фанеры, установленного на 3 хоккейные шайбы (уменьшает вибрацию). Существует центральный стержень и 3 тефлоновые прокладки.
Шаг 14: Готовый телескоп
Вам нужно будет найти центр тяжести.
Также понадобится окуляр. Чем меньше фокусное расстояние, тем выше степень увеличения. Для расчета используйте формулу:
Увеличение = фокусное расстояние телескопа / фокусное расстояние окуляра
Мой 11 мм окуляр даёт мне 86x увеличение.
Чтобы предотвратить накопление пыли на первичном зеркале, вам понадобится колпачок на переднем конце трубки. Простой кусок фанеры с ручкой будет отличным решением.
Спасибо за внимание!
Попробуем сделать телескоп. Для того чтобы самому сделать несложный, но вполне работоспособный телескоп, необходимы ватман, черная тушь, канцелярский клей или клейстер и две оптические линзы. Мы представляем варианты телескопа с увеличением в тридцать, пятьдесят и сто раз. Они отличаются только длиной в развернутом виде и линзами объектива.
Для начала лучше всего сделать телескоп с увеличением в 50 раз.
Из подходящего листа ватмана сверните трубу длиной 60 - 65 см. Диаметр должен быть немного больше диаметра линзы объектива - около 6 см, если вы используете стандартную очковую линзу. Разверните лист и зачерните тушью ту часть листа, которая станет внутренней поверхностью телескопа.
В противном случае лучи, попавшие в трубу не от объекта наблюдения, многократно переотразившись, попадут в линзу окуляра и завуалируют изображение.
После того как внутренняя поверхность зачернена, можно свернуть и склеить трубу. Линзу объектива в +1 диоптрию (ее вы найдете в магазине "Оптика") закрепите в торце трубы так, как это показано на рисунке - с помощью двух картонных ободков с бумажными зубчиками.
Вторая труба с линзой окуляра 2 должна с небольшим усилием, но достаточно свободно передвигаться в первой.
Линзу для окуляра вы скорее всего найдете в отделе фототоваров или извлечете из сломанного "насовсем" бинокля. Подбирать линзу следует так: направьте на нее свет от удаленного источника, например солнечный луч, и следите за тем, где они соберутся в фокус. Расстояние от линзы до фокуса называется фокусным расстоянием данной линзы (f). Для наших целей окуляр должен иметь f=3-4 см. Как правило, такие линзы имеют небольшой диаметр, поэтому и крепление линзы окуляра несколько отличается от крепления объектива.
Сверните из картона трубку длиной 6 - 7 см с таким диаметром, чтобы подобранная вами линза плотно в нее входила. Если она снабжена широким металлическим ободком, то не выпадает из трубки и не нуждается в дополнительном креплении по краям.
Трубка с линзой 2 укрепляется внутри значительно более широкой трубы телескопа с помощью двух картонных кругов с отверстиями посередине и зубчиков из менее плотной бумаги.
Далее соединяете две трубы - и телескоп готов!
Изображение будет выглядеть перевернутым; это неважно при рассматривании астрономических объектов, но не очень удобно при наблюдениях объектов на местности. Этот недостаток устранить можно при помощи второй линзы с f=3-4 см... Вставьте ее в трубку окуляра, и изображение встанет на ноги.
Телескоп с увеличением 25 - 30 ничем, кроме длины и линзы в +2 диоптрии, не отличается от 50-кратного. Его длина - не более 70 см, а в сложенном состоянии и того меньше - позволяет брать телескоп в походы и хранить в рюкзаке. Для того чтобы линзы не загрязнились и не поцарапались, сделайте из картона футляр, изнутри и снаружи обклеенный липкой лентой - скотчем. .
Коротко приведем здесь, что можно увидеть в телескоп с той или иной апертурой.
30 мм. То же, плюс спутники Юпитера Европа, Ио, Каллисто и Ганимед. При очень удачном стечении обстоятельств – спутник Титан Сатурна. Полосы на диске Юпитера. Планета Нептун – в виде звезды.
40 мм. Разделяется двойная звезда Кастор – Альфа Близнецов. Хорошо видна Большая Туманность Ориона и рассеянные звездные скопления в созвездиях Персея, Возничего, Большого Пса и Рака.
60 мм. Разделяется четырехкратная звезда Эпсилон Лиры. Видна формация Прямая Стена в Море Облаков на Луне.
80 мм. Видны тени от спутников Юпитера при прохождении их перед диском планеты. В кольцевой туманности M57 заметен темный провал в центре. Несколько спутников Сатурна. Щель Кассини в кольце Сатурна.
100 мм. Видны спутник Ригеля – Альфы Ориона – и Полярной Звезды – Альфы Малой Медведицы.
120 мм. Спутник Сатурна Энцелад. Детали на диске Марса во время противостояний – моря и полярные шапки из углекислоты.
150 мм. Двойственность Эпсилона Волопаса. Деление шарового скопления M13 на отдельные звёзды.
200 мм. Деление Энке в кольце Сатурна – несколько концентрических колец, разделенных промежутками. Спирали в Туманности Андромеды.
250 мм. Плутон. Спутники Урана.
300 и более. Туманность Конская Голова. Спутник Сириуса. Галактики в деталях. Центральная звезда в кольцевой туманности М57. Шаровое звёздное скопление в галактике М31.
И так подводим итоги - для того, чтобы построить простой телескоп-рефрактор, нужны всего две собирающие линзы - длиннофокусная (с малой оптической силой) - для объектива и короткофокусная (сильная лупа) для окуляра.
Их следует искать на блошиных и радиорынках, в магазинах очковой оптики на худой конец.
Первая линза - объектив телескопа, если навести ее без всего остального на какой-нибудь удаленный предмет, создаст его перевернутое изображение за собой, на расстоянии, примерно равном своему фокусному расстоянию. Это изображение можно увидеть на матовом стекле или бумажке или, без всякого стекла, просто встав за линзой на расстоянии, больше фокусного, и смотря в направлении линзы.
Обратите внимание, что в последнем случае глаз придется аккомодировать не "на бесконечность", как при рассмотрении линии горизонта, а как для рассмотрения некоего материального объекта, находящегося от глаза на том же расстоянии, что и плоскость изображения. Вы увидите увеличенное перевернутое изображение удаленного предмета, при этом коэффициент увеличения будет равен фокусному расстоянию линзы в см, деленному на 25 - расстояние наилучшего зрения человеческого глаза. Если фокусное расстояние линзы будет меньше 25 см, то изображение получится уменьшенным. Простейший телескоп, в принципе, готов!
Теперь с механической стороны. Для того, чтобы все это хозяйство не держать в руках, берем две трубки, одна из которых вдвигается в другую, или делаем их из бумаги и ПВА, черним изнутри активированным углем или начинкой от батарейки с ПВА (баллончик с черной матовой краской тоже подойдет), и крепим на конце одной трубки объектив, на конце другой окуляр. После этого вдвигаем одну трубку в другую, так чтобы видеть четкое изображение удаленных предметов. Труба готова!!!
Существенные моменты: объектив - очковое стекло, конденсорная линза или ахроматическая склейка с фокусным расстоянием 40 - 100 см. Диаметр входного отверстия телескопа 20 - 30 мм, если склейка (объектив от какого-то оптического прибора), то можно больше. Если диаметр будет больше приведенных значений, то изображение может получиться неконтрастным. Для ограничения диаметра делаем диафрагму - вырезаем картонный круг диаметром, равным внешнему диаметру объектива, в нем по центру вырезаем круглое отверстие диаметром 20 - 30 мм. Ставим диафрагму вплотную к объективу перед или за ним.
Увеличение такого телескопа 20 - 50 крат.
Линзы объектива и окуляра должны быть установлены в трубу как можно более соосно. Объектив обязательно должен быть стеклянным. Что видно: в 28 мм 40 крат за городом видны звезды до 9-й величины, кольцо Сатурна и просвет между ним и диском, спутники и две темных полосы на Юпитере (они кажутся скорее оранжевыми), фаза Марса, когда он был 6 секунд диаметром, кратеры на Луне, пятна на Солнце (только при проекции окуляром, глазом не смотреть!!!).
Вывод такой - по различимости деталей это изделие, если собрано хорошо, превзойдет и 8-кратный бинокль.
На всякий случай напоминаем - очковая линза +1 дптр имеет фокусное расттояние 1 метр и она вполне достаточна для такого простейшего телескопа. Не стоит следовать расхожим рекомендациям и изготавливать объектив из пары одинаковых линз +0.5 дптр (вогнутостями друг к другу). Это схема "Перископ", которая имеет какие-то преимущества только на полях в 30-50 градусов, что не актуально для телескопов с их полями в пол-градуса.
Каждому, вероятно, известно, что важнейший прибор, главное орудие астронома - телескоп. Но в чем основное преимущество телескопа перед невооруженным глазом? Это знают далеко не все.
Принято думать, что главное свойство телескопа - увеличивать изображения небесных светил. Подходя к телескопу, школьники обычно спрашивают: "А во сколько раз он увеличивает?" На самом деле мощность телескопа определяется не даваемым им увеличением, а диаметром объектива. Ведь чем больше диаметр объектива, тем больше его площадь, а значит, и больше количество света, которое объектив собирает. Даже школьный телескоп с диаметром объектива всего 80 мм собирает света примерно в 250 раз больше, чем глаз. Это и понятно: диаметр зрачка (5 мм) в 16 раз меньше диаметра школьного телескопа, а 162=25. Поэтому в школьный телескоп мы увидим звезды, которые в 250 раз слабее видимых невооруженным глазом. Нужно помнить, что звезды даже в самый сильный телескоп кажутся светящимися точками, поэтому к их наблюдениям термин "увеличение" неприменим.
Иное дело - Солнце, Луна, планеты, туманности и другие так называемые протяженные небесные тела. Благодаря сочетанию в оптической системе телескопа объектива и специальной сложной лупы - окуляра можно получить увеличенные изображения этих светил. Посмотрим, как это происходит.
Объектив телескопа - это система линз, задача которой - построить действительное изображение светила. Это изображение, получаемое в главном фокусе объектива, можно принять на экран, сфотографировать, поставив здесь фотопластинку, или же рассматривать в окуляр. Расстояние от объектива или окуляра до главного фокуса называется фокусным расстоянием. Окуляр имеет свое фокусное расстояние, обычно во много раз меньшее, чем объектив. Увеличение телескопа равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра.
Казалось бы, следует добиваться как можно больших увеличений телескопа, чтобы рассмотреть мельчайшие подробности на Луне, Марсе и других планетах. На самом деле возможность рассматривать те или иные мелкие подробности (разрешающая сила телескопа) определяется опять-таки не увеличением. а диаметром объектива. Чтобы узнать, какие наименьшие детали можно различить в данный телескоп, надо 120 разделить на диаметр объектива, выраженный в миллиметрах. Мы получим видимые размеры наименьших различимых деталей в секундах дуги. Напомним, что 1" дуги - 1/3600°. Это угол, под которым видна толщина обычной спички с расстояния 400 м. На расстоянии Луны 1" дуги соответствует линейный размер детали в 2 км, на расстоянии Марса (в период великого противостояния) - в 300 км. Такие детали можно различить в телескоп с объективом в 120 мм и более.
Конечно, большие увеличения позволяют лучше рассматривать мелкие детали поверхности Луны или планет. Но они имеют и отрицательные стороны. При больших увеличениях изображение становится более бледным, менее ясным, так как собранное объективом количество света распределяется на большую площадь изображения. Кроме того, при больших увеличениях соответственно возрастает дрожание изображения, вызванное колебаниями атмосферы, а также искажения, связанные с несовершенством оптики телескопа (аберрации). Поэтому лучше выбрать не наибольшее увеличение, а такое, при котором светило в телескоп видно наиболее четко.
Телескопы бывают различных типов. Любителю астрономии обычно приходится иметь дело с двумя из них: рефрактором и рефлектором. Рефрактор - "преломляющий" - наиболее старый тип телескопа. Его объектив состоит из линз, преломляющих падающие на них лучи.
В СССР для школ выпускаются два типа телескопов-рефракторов. Большая модель (см. рис.) с объективом диаметром 80 мм, фокусным расстоянием 800 мм и тремя окулярами, дающими увеличение в 28, 40 и 80 раз. Телескоп смонтирован на так называемой экваториальной установке, которая позволяет следить за светилом длительное время, поворачивая телескоп вокруг только одной оси - полярной (направленной на Полярную звезду). Наклон полярной оси к горизонту должен быть равен географической широте места, которую определяют по карте. Перпендикулярно полярной оси проходит ось склонений. Поворачивая трубу вокруг обеих осей, мы наводим телескоп на светило, закрепляем зажимными винтами и, следя за светилом в окуляр, медленно с помощью микрометрического ключа поворачиваем телескоп вокруг полярной оси.
Схема самодельного телескопа-рефрактора из очковых стекол:
1 -главная труба, 2 -окулярная трубка, 3 -объектив, А - оправа объектива, 5 - окуляр, 6 -оправа окуляра, 7 - диафрагма.
Малая модель школьного телескопа-рефрактора(МШР) (см. рис.) имеет объектив диаметром 60 мм, фокусное расстояние 600 мм. Окуляры дают увеличение в 30 и 60 раз. В отличие от большой модели малая имеет азимутальную установку. В ней труба телескопа может поворачиваться вокруг двух осей: вертикальной и горизонтальной. Чтобы следить за светилом, телескоп приходится поворачивать одновременно вокруг обеих осей, что очень неудобно (о том, как этого избежать, рассказано в "Справочнике любителя астрономии" П. Г. Куликовского, "Наука", 1961, стр. 246). Ведь суточный путь светила по небу обычно расположен под углом к плоскости горизонта, а этот угол в течение суток меняется. К обоим телескопам прилагаются различные дополнительные приспособления: солнечный экран, зенит-призма, темные стекла и светофильтры и др. Часто любитель астрономии не имеет возможности приобрести фабричный телескоп. В этом случае мы можем предложить два варианта самодельного телескопа: для начинающих любителей - рефрактор из очковых стекол, для более опытных - рефлектор. Изготовление самодельного рефрактора доступно любому школьнику.
Прежде всего нужно приобрести объектив и окуляр. Для объектива можно использовать простую двояковыпуклую линзу в 1 диоптрию (фокусное расстояние ее равно 1 м). Такие линзы бывают в оптических магазинах и в аптеках. Два стекла для очков ("мениск") по +0,5 диоптрии, расположенных выпуклыми сторонами наружу на расстоянии 30 мм одно от другого, заменяют линзу в 1 диоптрию. Между ними нужно поставить диафрагму с отверстием диаметром около 30 мм. Годятся и насадочные линзы для фотоаппарата, например, типа "Любитель". Линзу в 1 диоптрию могут заменить линзы в 0,75 или 1,25 диоптрии (их фокусные расстояния - 133 и 80 см). Линза должна быть непременно круглая и иметь большой диаметр (до 50 мм). Для окуляра можно взять сильную лупу небольшого диаметра, окуляр от микроскопа (в том числе школьного типа), от старого теодолита, нивелира или бинокля.
Чтобы определить, какое увеличение даст наш телескоп, измерим фокусное расстояние окуляра. Для этого наведем в ясный день окуляр на Солнце и расположим за ним лист белой бумаги. Будем приближать и удалять лист, пока не получится самое маленькое и яркое изображение Солнца (чтобы бумага не загоралась, окуляр прикрывают засвеченной пленкой или пластинкой). Расстояние между центром окуляра и изображением и есть фокусное расстояние окуляра. Поделив фокусное расстояние объектива (оно равно 100 см, деленным на число диоптрий очковой линзы) на фокусное расстояние окуляра, получим увеличение телескопа.
Обычно у самодельного рефрактора можно получить увеличение в 20-50 раз. Трубу телескопа можно сделать из бумаги. Возьмите несколько листов бумаги большого формата и деревянную круглую болванку диаметром на 2-3 мм больше, чем линза объектива. Обмотайте болванку несколько раз бумагой, пока не получится достаточной прочности и толщины труба. Наматывая бумагу, промазывайте каждый слой клеем -обычным конторским, казеиновым, можно и клейстером из картофельной или пшеничной муки грубого помола. Наружную поверхность трубы покройте светлой эмалевой или масляной краской (можно лаком), а внутреннюю - вычерните тушью, чтобы избежать вредных отражений света от стенок трубы. Это лучше сделать до проклеивания трубы. Трубу можно изготовить и из листовой жести, дюраля и других материалов. Таким же способом изготовляется выдвижная трубка меньшего диаметра для окуляра. Внутренний диаметр ее зависит от внешнего диаметра оправы окуляра. Главную трубу (1) делают сантиметров на десять короче фокусного расстояния объектива; длина окулярной трубки (2) около 40 см. Чтобы наводить телескоп на фокус ("на ясное зрение"), окулярная трубка должна плотно, на трении, вдвигаться и выдвигаться. Звезды в телескоп при установке на фокус кажутся яркими точками, а не размытыми дисками. Линза объектива (3) вставляется в передний конец трубы с помощью оправы (4), состоящей из двух картонных колец с разрезом и двух коротких бумажных трубок чуть меньшего диаметра, чем линза. С помощью этих трубок линза плотно зажимается между кольцами.
Чтобы было удобнее вести наблюдение, надо изготовить для телескопа штатив. Проще всего сделать деревянный азимутальный штатив, на котором труба поворачивается вокруг двух осей: вертикальной и горизонтальной. Однако на таком штативе нельзя наводить трубу на небо близ зенита. Устранить это неудобство можно. Надо только слегка изменить конструкцию штатива. Трубу на другом конце горизонтальной оси нужно уравновесить грузом. Чтобы не приходилось поддерживать все время трубу рукой, сделайте стопорный винт, а еще лучше два: для вертикальной и горизонтальной осей.
С помощью сделанного вами рефрактора вы сможете наблюдать горы на Луне, кольца Сатурна, фазы Венеры, диск Юпитера и 4 его спутника, двойные звезды, некоторые звездные скопления - Плеяды, Ясли. Солнечные пятна наблюдайте, проецируя изображение Солнца на экран - лист белой бумаги, защитив его от прямых лучей Солнца куском картона с отверстием посредине, надетым на трубу. Для сложных наблюдений этот инструмент недостаточен.
Загрузка...
