DIY papierový ďalekohľad. Ako si vyrobiť spoľahlivý a výkonný ďalekohľad sami doma


Skúsme vyrobiť ďalekohľad. Aby ste si sami vyrobili jednoduchý, ale plne funkčný ďalekohľad, potrebujete papier Whatman, čierny atrament, papierové lepidlo alebo pastu a dva optické šošovky. Predstavujeme možnosti ďalekohľadov s tridsaťnásobným, päťdesiatnásobným a stonásobným zväčšením. Líšia sa len predĺženou dĺžkou a šošovkami objektívu.


Na začiatok je najlepšie vyrobiť si ďalekohľad s 50-násobným zväčšením.
Z vhodného listu papiera Whatman zviňte trubicu s dĺžkou 60 – 65 cm. Priemer by mal byť o niečo väčší ako priemer šošovky objektívu – asi 6 cm, ak používate štandardné okuliarové šošovky. Rozložte list a natrite atramentom tú časť listu, ktorá sa stane vnútorným povrchom teleskopu.


V opačnom prípade sa lúče, ktoré vstupujú do tubusu z iného zdroja, než je objekt pozorovania, mnohokrát odrazia a dostanú sa do šošovky okulára a zahalia obraz.
Po sčernení vnútorného povrchu môžete potrubie zrolovať a prilepiť. Na koniec trubice pripevnite šošovku objektívu +1 dioptrie (nájdete ju v obchode s optikou) tak, ako je to znázornené na obrázku – pomocou dvoch kartónových lemov s papierovými zubami.


Druhý tubus so šošovkou okuláru 2 by sa mal pohybovať s malým úsilím, ale celkom voľne, v prvom.
Šošovku okuláru s najväčšou pravdepodobnosťou nájdete v oddelení fotografického tovaru alebo ju vyberiete z ďalekohľadu, ktorý je „trvalo“ pokazený. Objektív by ste mali zvoliť nasledovne: nasmerujte naň svetlo napríklad zo vzdialeného zdroja Slnečný lúč a sledujte, kde sa sústredia. Vzdialenosť od šošovky k ohnisku sa nazýva ohnisková vzdialenosť tejto šošovky (f). Pre naše účely by mal mať okulár f=3-4 cm Spravidla majú takéto šošovky malý priemer, preto je uchytenie objektívu trochu odlišné od uchytenia objektívu.

Zrolujte kartónovú rúrku dlhú 6 - 7 cm s takým priemerom, aby do nej tesne zapadla vami vybraná šošovka. Ak je vybavený širokým kovovým lemom, nevypadáva z rúrky a nevyžaduje dodatočné upevnenie na okrajoch.
Tubus s šošovkou 2 je zaistený vo vnútri oveľa širšieho tubusu ďalekohľadu pomocou dvoch kartónových kruhov s otvormi v strede a zubami vyrobenými z menej hustého papiera.


Ďalej pripojte dve rúrky - a ďalekohľad je pripravený!
Obrázok sa zobrazí hore nohami; to nie je dôležité pri pozorovaní astronomických objektov, ale nie je to veľmi výhodné pri pozorovaní objektov na zemi. Tento nedostatok je možné odstrániť použitím druhej šošovky s f=3-4 cm... Vložte ju do tubusu okuláru a obraz bude stáť sám.
Ďalekohľad so zväčšením 25 - 30 sa nelíši od 50x, až na dĺžku a šošovku +2 dioptrie. Jeho dĺžka - nie viac ako 70 cm a v zloženom stave ešte menej - vám umožní vziať si ďalekohľad na túry a uložiť ho do batohu. Aby ste zabránili znečisteniu alebo poškriabaniu šošoviek, vytvorte puzdro z kartónu, ktoré je zvnútra aj zvonku prelepené lepiacou páskou..
Tu stručne zhrnieme, čo je možné vidieť cez ďalekohľad s konkrétnou clonou.

30 mm. To isté plus Jupiterove mesiace Európa, Io, Callisto a Ganymede. Veľmi šťastnou zhodou okolností - Saturnov satelit Titan. Pruhy na disku Jupitera. Planéta Neptún - vo forme hviezdy.

40 mm. Dvojhviezda Castor - Alpha Gemini sa oddeľuje. Jasne viditeľné Veľká hmlovina Orion a otvorené hviezdokopy v súhvezdí Perseus, Auriga, Canis Major a Rakovina.


60 mm. Štvornásobná hviezda Epsilon Lyrae sa oddeľuje. Formácia Rovná stena je viditeľná v Mori mrakov na Mesiaci.

80 mm. Tiene z Jupiterových satelitov sú viditeľné, keď prechádzajú popred disk planéty. Prstencová hmlovina M57 má v strede tmavú dieru. Niekoľko satelitov Saturnu. Cassiniho medzera v prstencoch Saturnu.

100 mm. Viditeľný je satelit Rigel - Alpha Orionis - a Polárka - Alpha Ursa Minor.

120 mm. Saturnov mesiac Enceladus. Podrobnosti na disku Marsu počas opozície sú moria a polárne čiapky vyrobené z oxidu uhličitého.

150 mm. Dualita topánok Epsilon. Rozdelenie guľovej hviezdokopy M13 na jednotlivé hviezdy.

200 mm. Enckeho rozdelenie v prstenci Saturna je niekoľko sústredných prstencov oddelených medzerami. Špirály v hmlovine Andromeda.

250 mm. Pluto. Satelity Uránu.
300 alebo viac. Hmlovina Konská hlava. Satelit Sirius. Galaxie v detailoch. Centrálna hviezda v prstencovej hmlovine M57. Guľová hviezdokopa v galaxii M31.

A tak zhrnieme – na zostrojenie jednoduchého refrakčného ďalekohľadu potrebujete len dve zberné šošovky – dlhú ohniskovú vzdialenosť (s malou optická sila) - pre šošovku a krátku ohniskovú vzdialenosť (silná lupa) pre okulár.

Mali by ste ich hľadať na blších a rádiových trhoch a prinajhoršom v obchodoch s okuliarmi.
Prvá šošovka – šošovka ďalekohľadu, ak ju bez ničoho iného namierite na nejaký vzdialený objekt, vytvorí za sebou jej prevrátený obraz, vo vzdialenosti približne rovnajúcej sa jej ohniskovej vzdialenosti. Tento obraz je možné vidieť na matnom skle alebo papieri alebo bez akéhokoľvek skla tak, že sa jednoducho postavíte za šošovku vo vzdialenosti väčšej ako je ohnisková vzdialenosť a pozriete sa v smere šošovky.


Upozorňujeme, že v posledný prípad oko sa bude musieť prispôsobiť nie „do nekonečna“, ako keď uvažujeme o línii horizontu, ale ako keď uvažujeme o určitom hmotnom objekte umiestnenom od oka v rovnakej vzdialenosti ako rovina obrazu. Uvidíte zväčšený prevrátený obraz vzdialeného objektu, pričom faktor zväčšenia sa rovná ohniskovej vzdialenosti šošovky v cm delenej 25 - vzdialenosť najlepšia vízia ľudské oko. Ak je ohnisková vzdialenosť objektívu menšia ako 25 cm, obraz sa zmenší. Najjednoduchší ďalekohľad je v podstate pripravený!
Teraz to vylepšíme. Najprv z optickej stránky. Na získanie vysokého zväčšenia s malou ohniskovou vzdialenosťou šošovky sa používa okulár alebo lupa. Obraz získaný prvou šošovkou - objektívom - nie je pozorovaný voľným okom zo vzdialenosti najlepšieho videnia, ale cez okulár z kratšej vzdialenosti, približne rovnajúcej sa ohniskovej vzdialenosti okuláru. V tomto prípade sa zväčšenie ďalekohľadu bude rovnať pomeru ohniskových vzdialeností šošovky a okuláru..
Teraz z mechanickej stránky. Aby sme všetko toto vybavenie nedržali v rukách, vezmeme dve rúrky, z ktorých jedna sa zasunie do druhej, alebo ich vyrobíme z papiera a PVA a zvnútra ich začiernime. aktívne uhlie alebo batériu naplnenú PVA (vhodná je aj plechovka s matnou čiernou farbou) a na koniec jednej trubice nasaďte šošovku a na koniec druhej okulár. Potom zasunieme jednu trubicu do druhej, aby sme videli jasný obraz odstránené položky. Fajka je pripravená!!!
Podstatné body: šošovka - okuliarové sklo, kondenzor alebo achromatické lepenie s ohniskovou vzdialenosťou 40 - 100 cm Priemer vstupného otvoru ďalekohľadu je 20 - 30 mm, ak je lepenie (šošovka z nejakého optického zariadenia) , potom je možné viac. Ak je priemer väčší ako uvedené hodnoty, obraz sa môže ukázať ako málo kontrastný. Aby sme obmedzili priemer, urobíme otvor - vystrihneme kartónový kruh s priemerom rovnajúcim sa vonkajšiemu priemeru šošovky a v strede vystrihneme okrúhly otvor s priemerom 20 - 30 mm. Clonu umiestňujeme tesne pred objektív alebo zaň.
Zväčšenie takéhoto ďalekohľadu je 20 - 50-násobné.

Objektív a šošovky okuláru by mali byť inštalované do tubusu čo najkoaxiálnejšie. Objektív musí byť sklenený. Čo je viditeľné: pri 28 mm 40-krát mimo mesta sú viditeľné hviezdy až do 9. magnitúdy, prstenec Saturna a medzera medzi ním a diskom, satelity a dva tmavé pruhy na Jupiteri (vyzerajú viac oranžovo), fáza Marsu, keď mal priemer 6 sekúnd, krátery na Mesiaci, škvrny na Slnku (iba pri premietaní okulárom, nepozerajte sa okom!!!).

Záver je takýto: pokiaľ ide o viditeľnosť detailov, tento produkt, ak je dobre zostavený, prekoná 8x ďalekohľad.

Pre každý prípad pripomíname, že okuliarová šošovka +1 dioptrie má ohniskovú vzdialenosť 1 meter a na taký jednoduchý ďalekohľad úplne postačuje. Nemali by ste sa riadiť populárnymi odporúčaniami a vyrobiť šošovku z páru rovnakých šošoviek +0,5 dioptrie (konkávne k sebe). Toto je schéma „Periscope“, ktorá má niektoré výhody iba v poliach 30-50 stupňov, čo nie je relevantné pre teleskopy s poliami pol stupňa.

ďalekohľad má dlhú históriu. Tento objekt už desiatky storočí umožňuje pozorovať objekty na veľké vzdialenosti. Koľko nových geografických objavov má na svedomí toto optické zariadenie! V dobe vyspelých technológií nestratil svoju praktickú hodnotu. Špecializovaný trh ponúka množstvo rôznych možností pre moderné optické zariadenia. Nemusíte na ne míňať peniaze. Nižšie budeme hovoriť o tom, ako si vyrobiť teleskop doma.

Kreatívny proces

Skôr ako začnete, musíte si zakúpiť komponenty pre budúce optické zariadenie. Budete potrebovať:

  • pár šošoviek;
  • hrubá lepenka;
  • lepidlo na báze epoxidovej živice alebo nitrocelulózy;
  • čierne matné farbivo;
  • drevená šablóna;
  • polyetylén;
  • škótska;
  • nožnice;
  • pravítko;
  • štetec na nanášanie lepidla;
  • jednoduchá ceruzka.

Výroba ďalekohľadu doma vyžaduje určitú prípravu a pochopenie princípov fungovania tohto optického zariadenia. Ako ten továrenský, domáca fajka pozostáva z dvoch alebo viacerých pohyblivých častí, ktoré regulujú vzdialenosť medzi šošovkou a okulárom. Adekvátna prevádzka vyžaduje dodržanie optickej osi. Preto musia výsuvné časti tesne priliehať k sebe.

Okuliare na okuliare môžu byť použité ako šošovky. Dioptrie by mali byť rôzne. Vyberte si pozitívnu šošovku s priemerom 5 cm a hodnotou 6 dioptrií. Priemer negatívny objektív s hodnotou 21 dioptrií, by nemala presiahnuť 3 cm Môžete použiť šošovku s dlhou ohniskovou vzdialenosťou z fotoaparátu, ktorý prekonal svoj vek, alebo starú lupu.

Pozitívna šošovka sa používa ako periférna šošovka a negatívna šošovka, nazývaná okulár, je umiestnená bližšie k oku. Namiesto negatívnej šošovky môžete použiť pozitívnu šošovku s krátkym ohniskom. Ale v tomto prípade by sa mala zväčšiť dĺžka potrubia, obraz bude hore nohami.

Aby sa predišlo riziku zahmlievania vnútorná dutina, mali by ste venovať pozornosť tesnosti potrubia. Neodporúča sa nechať sa uniesť veľké zväčšenia. V domácom optickom zariadení môžu výkonné šošovky výrazne znížiť kvalitu obrazu.

Algoritmus akcií


Zhrnúť! Urob si sám ďalekohľad a jeho výroba si vyžaduje veľa vytrvalosti a ešte väčšiu presnosť. S trochou úsilia môžete vytvoriť krásne a užitočné optické zariadenie, ktoré vám bude nielen dobre slúžiť, ale prinesie skutočnú spokojnosť!

Ak ste si nedokázali vyrobiť ďalekohľad sami, odporúčame prejsť do sekcie a vybrať si vhodný model.

Mnoho ľudí považuje teleskop za veľmi zložité zariadenie, ktoré sa nedá vyrobiť samostatne doma. To platí pre moderné zariadenia s veľmi zložitým dizajnom, ale je možné vyrobiť jednoduchý ďalekohľad vlastnými rukami. V tomto článku sa dozviete, ako vyrobiť ďalekohľad za pár hodín.

Podľa návodu si môžete vyrobiť ďalekohľad so zväčšením 30, 50 alebo 100 krát. Všetky tri varianty majú rovnaký dizajn a líšia sa len šošovkou objektívu a rozloženou dĺžkou.

Budete potrebovať:

  • Whatman;
  • lepidlo;
  • Čierny atrament alebo farba;
  • Dve optické šošovky.

Ak je to prvýkrát, čo montujete takéto zariadenia, potom je lepšie skúsiť vyrobiť ďalekohľad s 50-násobným zväčšením.

Objektív

Z listu papiera Whatman zvinieme rúrku dlhú 60 - 65 cm. Priemer by mal byť o niečo väčší ako priemer šošovky objektívu. Pri použití štandard okuliarové šošovky, priemer rúrky bude asi 6 cm Potom plachtu rozložte a prelakujte vnútorná časťčierny atrament. Vnútorný povrch ďalekohľadu bude teda čierny, čím sa eliminuje možnosť vonkajšieho svetla (nie z pozorovaného objektu).

Po určení rozmerov, priemeru a jednej strany listu môžete list zrolovať a zaistiť lepidlom. Šošovka objektívu s +1 dioptriou by mala byť zaistená na konci trubice pomocou dvoch kartónových okrajov so zubami (zobrazené na obrázku).

1 - šošovka objektívu,
2 - šošovka okuláru,
3 - držiak objektívu,
4 - tubusový držiak na šošovky okulárov,
5 - prídavná šošovka na prevrátenie obrazu,
6 - membrána

Okulár

Ďalším krokom pri výrobe ďalekohľadu vlastnými rukami je vytvorenie okuláru.
Z rozbitého ďalekohľadu sa dá vytiahnuť napríklad šošovka okuláru. Ohnisková vzdialenosť (f) šošovky by mala byť 3 - 4 cm. Táto vzdialenosť sa určí takto: nasmerujte svetlo zo vzdialeného zdroja (napríklad zo slnka) na šošovku, odsuňte šošovku od obrazovky, na ktorej sa nachádzate. premietajú lúč. Vzdialenosť medzi šošovkou a tienidlom, pri ktorej bude lúč svetla zaostrený do malého bodu, bude ohniskovou vzdialenosťou (f).

Zrolujte kúsok papiera do trubice s takým priemerom, aby do nej okulár tesne zapadol. Ak má šošovka kovový rám, nie sú potrebné žiadne ďalšie upevňovacie prvky.

Hotová trubica s okulárom je zaistená vo veľkej trubici pomocou dvoch kartónových kruhov s otvormi v strede. Tubus okuláru by sa mal voľne pohybovať, ale s minimálnym úsilím.

Domáci ďalekohľad je pripravený. Len to má malú nevýhodu - obrátený obraz. Pri pozorovaní nebeských objektov to nie je vôbec nevýhoda, no ak budete pozorovať terénne objekty, zažijete isté nepríjemnosti. Ak chcete prevrátiť obraz, musíte do tubusu okulára nainštalovať ďalšiu šošovku s ohniskom 3–4 cm.

Teleskop s 30-násobným zväčšením sa nelíši od vyššie opísanej, s výnimkou šošovky + 2 dioptrie a dĺžky (približne 70 cm po vysunutí).

Teleskop so 100-násobným zväčšením, bude mať asi dva metre a bude vyžadovať šošovku + 0,5 dioptrie. Takéto domáci ďalekohľad vám umožní vidieť „moria“, krátery, planiny plné lávy, pohoria v blízkosti Mesiaca. Na oblohe nájdete aj Mars a Venušu, ich veľkosť bude asi veľký hrášok. A ak je váš zrak ostrý, potom medzi veľkým počtom hviezd môžete nájsť Jupiter.

Obraz takého výkonného ďalekohľadu s malým priemerom šošovky môže byť pokazený dúhovým sfarbením. Je to spôsobené fenoménom difrakcie. Tento efekt možno čiastočne znížiť použitím membrány (čierna platňa s otvorom v priemere 2–3 cm). Clona je nastavená v bode, v ktorom sa zaostrujú lúče z objektívu. Toto miesto sa určuje pomocou obrazovky.

Po tejto úprave bude obraz jasnejší, ale trochu stratí jas.

Ak skladáte dvojmetrový ďalekohľad z papiera Whatman, mali by ste vedieť, že sa pod váhou šošovky prehne a zhodí nastavenia. Aby sa zachovala geometria potrubia, mali by byť drevené lamely pripevnené na oboch stranách.

Takto si môžete vyrobiť teleskop vlastnými rukami. Nie najvýkonnejší, ale vhodný na vzbudenie záujmu o astronómiu.

Zaujímavé a fascinujúce postrehy pre vás.

Ďalekohľad je navrhnutý tak, aby človek pri pohľade cez neho videl predmety z väčšieho uhla pohľadu, ako ich vidí voľným okom.

Zväčšenie zorného uhla sa dosiahne kombináciou bikonvexného skla s bikonkávnym sklom alebo dvoma bikonvexnými sklami. Tieto okuliare sa tiež nazývajú šošovky a lentilky.

Bikonvexná šošovka, ako už jej názov napovedá, je konvexná na oboch stranách a v strede je hrubšia ako na okrajoch. Ak je takáto šošovka otočená smerom na vzdialený predmet, potom umiestnením listu bieleho papiera za šošovku v určitej vzdialenosti si môžete všimnúť, že vytvára obraz objektu, ku ktorému je šošovka otočená. Toto je obzvlášť viditeľné, ak otočíte šošovku smerom k Slnku - na bielej plachte získate obraz Slnka vo forme jasného kruhu a môžete vidieť, že svetelné lúče, ktoré prešli šošovkou, sú zhromažďované to. Ak papier v tejto polohe nejaký čas podržíte, môže sa spáliť – zhromaždí sa tu toľko žiarivej energie.)

Bod, cez ktorý prechádza akýkoľvek lúč bez lomu, sa nazýva optický stred šošovky (at bikonvexná šošovka optický stred sa zhoduje s geometrickým).

Stred gule, ktorej súčasťou je povrch šošovky, sa nazýva stred zakrivenia. V symetrickej bikonvexnej šošovke ležia oba stredy zakrivenia v rovnakej vzdialenosti od optického stredu. Všetky priamky prechádzajúce optickým stredom šošovky sa nazývajú optické osi. Priamka spájajúca stred zakrivenia s optickým stredom sa nazýva hlavná optická os šošovky.

Bod, v ktorom sa zhromažďujú lúče prechádzajúce šošovkou, sa nazýva ohnisko.

Vzdialenosť od optického stredu šošovky k rovine, v ktorej sa nachádza ohnisko (tzv. ohnisková rovina), sa nazýva ohnisková vzdialenosť. Meria sa v lineárnych mierach.

Ohnisková vzdialenosť tej istej šošovky sa líši v závislosti od toho, ako ďaleko od samotnej šošovky sa nachádza objekt, ku ktorému je otočená. Existuje určitý zákon, že ohnisková vzdialenosť závisí od vzdialenosti objektu. Pre výpočet pozorovacích ďalekohľadov je najdôležitejšia hlavná ohnisková vzdialenosť, teda vzdialenosť od optického stredu šošovky k hlavnému ohnisku. Hlavným ohniskom je bod, v ktorom sa po lomu zbieha lúč lúčov rovnobežný s hlavnou optickou osou. Leží na hlavnej optickej osi, medzi optickým stredom a stredom zakrivenia. Obraz objektu sa získa pri hlavnej ohniskovej vzdialenosti alebo, ako sa tiež hovorí, „pri hlavnom ohnisku“ (čo nie je úplne presné, pretože ohniskom je bod a obrazom objektu je plochá postava. ), keď je objekt tak ďaleko od šošovky, že lúče z neho prichádzajúce dopadajú na šošovku v paralelnom lúči.

Ten istý objektív má vždy rovnakú hlavnú ohniskovú vzdialenosť. Rôzne šošovky, v závislosti od ich konvexnosti, majú rôzne hlavné ohniskové vzdialenosti. Bikonvexné šošovky sa často nazývajú „zbiehavé“ šošovky.

Konvergujúca sila každej šošovky sa meria jej hlavnou ohniskovou vzdialenosťou. Často, keď hovoríme o zbernej vlastnosti bikonvexnej šošovky, namiesto slov „hlavná ohnisková vzdialenosť“ jednoducho hovoria „ohnisková vzdialenosť“.

Čím viac šošovka láme lúče, tým je jej ohnisková vzdialenosť kratšia. Ak chcete porovnať rôzne šošovky, môžete vypočítať pomer ich ohniskových vzdialeností. Ak má napríklad jedna šošovka hlavnú ohniskovú vzdialenosť 50 cm a druhá 75 cm, potom sa samozrejme šošovka s hlavnou ohniskovou vzdialenosťou 50 cm láme silnejšie, môžeme povedať, že jej refrakčné vlastnosti sú väčšie ako objektívy s ohniskovou vzdialenosťou 75 cm, toľkokrát, že 75 cm je väčšie ako 50 cm, t.j. 75/50 = 1,5 %

Refrakčná vlastnosť šošovky môže byť charakterizovaná aj jej optickou mohutnosťou. Keďže refrakčná vlastnosť šošovky je tým väčšia, čím je jej ohnisková vzdialenosť kratšia, hodnotu 1:F možno brať ako mieru optickej mohutnosti (F je hlavná ohnisková vzdialenosť). Jednotkou optickej mohutnosti šošovky je optická mohutnosť takejto šošovky, ktorej hlavná ohnisková vzdialenosť je 1 m. Táto jednotka sa nazýva dioptria. Preto možno optickú silu akejkoľvek šošovky zistiť vydelením 1 m hlavnou ohniskovou vzdialenosťou (F) tejto šošovky, vyjadrenou v metroch.

Optická mohutnosť sa zvyčajne označuje písmenom D. Optická mohutnosť vyššie uvedených šošoviek (jedna F1 = 75 cm, druhá F2 = 50 cm) bude

D1 = 100 cm / 75 cm = 1,33

D2 = 100 cm / 50 cm = 2

Ak si kúpite v obchode šošovku so 4 dioptriou (tak sa zvyčajne označujú okuliare na okuliare), potom sa jej hlavná ohnisková vzdialenosť samozrejme rovná: F = 100 cm / 4 = 25 cm.

Zvyčajne sa pri označovaní optickej mohutnosti zbiehajúcej šošovky pred počtom dioptrií umiestni znamienko „+“ (plus).

Bikonkávna šošovka má vlastnosť skôr rozptyľovať ako zbierať lúče. Ak otočíte takúto šošovku smerom k Slnku, potom sa za šošovkou nezíska žiadny obraz, lúče dopadajúce na šošovku v paralelnom lúči z nej vychádzajú v rozbiehajúcom sa lúči rôzne strany. Ak sa na objekt pozeráte cez takúto šošovku, obraz tohto objektu sa zdá byť zmenšený. Bod, v ktorom sa rozšírenia lúčov rozptýlených šošovkou „zbiehajú“, sa tiež nazýva ohnisko, ale toto ohnisko bude imaginárne.

Charakteristiky bikonkávnej šošovky sa určujú rovnakým spôsobom ako bikonvexnej šošovky, ale súvisia so zdanlivým ohniskom. Pri určovaní optickej mohutnosti bikonkávnej šošovky uveďte pred počet dioptrií znak „-“ (mínus). Zapíšme si do súhrnnej tabuľky hlavné charakteristiky bikonvexných a bikonkávnych šošoviek.

Bikonvexná šošovka (konvexná) Bikonkávna šošovka (divergujúca)
Zameranie je skutočné. Hlavným ohniskom je bod, kde sa zbierajú lúče z nekonečne vzdialeného svetelného bodu (alebo, čo je to isté, paralelné lúče). Obraz je skutočný, prevrátený. Hlavná ohnisková vzdialenosť sa počíta od optického stredu šošovky po hlavné ohnisko a má kladná hodnota. Optická sila je pozitívna.Zameranie je imaginárne. Hlavným ohniskom je bod, kde sa pretínajú pokračovania rozbiehajúcich sa lúčov vychádzajúcich z nekonečne vzdialeného svetelného bodu. Obraz je imaginárny, priamy. Hlavná ohnisková vzdialenosť sa počíta od optického stredu šošovky po hlavné ohnisko a má zápornú hodnotu. Optická sila je záporná.

Pri konštrukcii optických prístrojov sa často používa systém dvoch alebo viacerých šošoviek. Ak sú tieto šošovky pripevnené jedna k druhej, potom je možné vopred vypočítať optickú silu takéhoto systému. Požadovaná optická mohutnosť sa bude rovnať súčtu optických mohutností jednotlivých šošoviek alebo, ako sa tiež hovorí, dioptria systému sa rovná súčtu dioptrií šošoviek, ktoré ju tvoria:

Tento vzorec umožňuje nielen vypočítať optickú mohutnosť niekoľkých zložených okuliarov, ale aj určiť neznámu optickú mohutnosť šošovky, ak existuje ďalšia šošovka so známou mohutnosťou.

Pomocou tohto vzorca môžete zistiť optickú silu bikonkávnej šošovky.

Nech máme napríklad divergenciu a chceme určiť jej optickú mohutnosť. Aplikujeme naň zbernú šošovku, aby tento systém vytváral reálny obraz. Ak sme napríklad priložením zbiehajúcej sa šošovky +3 dioptrie na rozptylnú šošovku získali obraz Slnka vo vzdialenosti 75 cm, potom sa optická mohutnosť systému rovná:

D0 = 100 cm / 75 cm = +1,33

Keďže optická mohutnosť zbiehajúcej sa šošovky je +3 dioptrie, optická mohutnosť zbiehavej šošovky je -1,66

Znamienko mínus presne ukazuje, že šošovka sa rozbieha.

Zmena vzdialenosti od objektu k šošovke má za následok aj zmenu vzdialenosti od šošovky k obrazu, t.j. ohniskovej vzdialenosti obrazu. Na výpočet ohniskovej vzdialenosti obrázka použite vzorec nižšie.

Ak d je vzdialenosť od objektu k šošovke (presnejšie k jej optickému stredu), f je ohnisková vzdialenosť obrazu a F je hlavná ohnisková vzdialenosť, potom: 1/d + 1/f = 1/F

Z tohto vzorca vyplýva, že ak je vzdialenosť objektu od šošovky veľmi veľká, tak prakticky 1/d=0 a f=F. Ak sa d zmenšuje, musí sa f zväčšovať, to znamená, že sa zväčšuje ohnisková vzdialenosť obrazu daná šošovkou a obraz sa posúva stále ďalej od optického stredu šošovky. Hodnota F (hlavná ohnisková vzdialenosť) závisí od indexu lomu, skla, z ktorého je šošovka vyrobená, a stupňa zakrivenia povrchov šošovky. Vzorec vyjadrujúci túto závislosť je:

F=(n-1)(1/R1+1/R2)

V tomto vzorci je n index lomu skla, R1 a R2 sú polomery tých sférických plôch, ktorými je šošovka obmedzená, t.j. polomery zakrivenia. Tieto závislosti je užitočné mať na pamäti, aby ste aj pri povrchnom vyšetrení šošovky vedeli posúdiť, či ide o dlho-ohniskovú (plochy sú mierne zakrivené) alebo krátko-ohniskovú (plochy sú veľmi nápadne zakrivené).

Vlastnosti konvergentných a divergentných šošoviek sa využívajú v pozorovacích ďalekohľadoch.

Na zariadení pozorovací ďalekohľad Je zobrazená optická schéma Galileovho ďalekohľadu. Tubus pozostáva z dvoch šošoviek: bikonvexnej šošovky smerujúcej k objektu a bikonkávnej šošovky, cez ktorú sa pozorovateľ pozerá.

Šošovka, ktorá zbiera lúče z pozorovaného objektu, sa nazýva šošovka objektívu, šošovka, cez ktorú tieto lúče vychádzajú z tubusu a vstupujú do oka pozorovateľa, sa nazýva okulár.

Vzdialený objekt (nie je znázornený na výkrese ďalekohľadu) je umiestnený ďaleko vľavo, lúče dopadajú na šošovku z jej horného bodu (A) az jej spodného bodu (B). Z optického stredu šošovky je objekt viditeľný pod uhlom AO B.

Po prechode šošovkou by sa lúče mali zhromaždiť, ale bikonkávne sklo umiestnené medzi šošovkou a jej hlavným ohniskom tieto lúče „zachytáva“ a rozptyľuje ich. Výsledkom je, že oko pozorovateľa vidí objekt, ako keby lúče z neho prichádzali pod veľkým uhlom.

Uhol, pod ktorým je objekt viditeľný voľným okom, je AOB a pozorovateľovi, ktorý sa pozerá cez potrubie, sa zdá, že objekt je v ab a je viditeľný pod uhlom, ktorý je väčší ako uhol AOB. Pomer uhla, pod ktorým je objekt viditeľný cez ďalekohľad, k uhlu, pod ktorým je objekt viditeľný voľným okom, sa nazýva zväčšenie ďalekohľadu. Zväčšenie možno vypočítať, ak je známa hlavná ohnisková vzdialenosť objektívu F1 a hlavná ohnisková vzdialenosť okuláru F2. Teória ukazuje, že zväčšenie W Galileovej trubice sa rovná: W= -F1/F2= -D2/D1, kde D1 a D2 sú optické mohutnosti šošovky a okuláru.

Znamienko mínus znamená, že v Galileovej trubici je optická sila okuláru záporná.

Dĺžka Galileovho tubusu by sa mala rovnať rozdielu medzi ohniskovou vzdialenosťou objektívu F1 a okuláru F2.

Keďže poloha ohniska sa mení v závislosti od vzdialenosti od pozorovaného objektu, pri pozorovaní blízkych pozemských objektov by vzdialenosť medzi šošovkou a okulárom mala byť väčšia ako pri pozorovaní nebeských telies. Aby bolo možné správne nainštalovať okulár, je vložený do výsuvného tubusu.

Dizajn ďalekohľadu zobrazuje optický dizajn keplerianskeho ďalekohľadu. Objekt je ďaleko vľavo a je viditeľný pod uhlom AOB. Lúče z horných a spodných bodov objektu sa zhromažďujú v bodoch O" a O" a ďalej sú lámané okulárom. Umiestnením oka za okulár uvidí pozorovateľ obraz objektu pod uhlom A "NE". V tomto prípade sa obraz objektu zobrazí hore nohami.

Zväčšenie Kepleriánovej trubice: W= F1/F2= D2/D1,

Vzdialenosť medzi objektívom a okulárom v Kepleriánovej trubici sa rovná súčtu ohniskových vzdialeností objektívu F1 a okuláru F2. V dôsledku toho je Keplerov tubus vždy dlhší ako Galileov tubus, čo poskytuje rovnaké zväčšenie pri rovnakej ohniskovej vzdialenosti šošovky. Tento rozdiel v dĺžkach sa však zmenšuje, čím väčšie je zväčšenie.

V Kepleriánskej trubici, rovnako ako v Galileovej, je zabezpečený pohyb tubusu okuláru pre možnosť pozorovania objektov nachádzajúcich sa v rôznych vzdialenostiach.

Dalekohľad je považovaný za starodávny predmet, ktorého použitie vám umožňuje ľahko prezerať objekty nachádzajúce sa na veľkú vzdialenosť. Ale keď sa naučíte základy toho, ako si sami vyrobiť teleskop, môžete sa stať vlastníkom tohto nádherného optického zariadenia, ktorému za veľa vďačí Age of Discovery. Mimochodom, doma vyrobený ďalekohľad je vhodný nielen pre zábavu detí, ale môže sa stať aj dobrým nástrojom na pozorovanie na zemi. Stojí za to povedať, že domáce teleskopy sa vyrovnávajú s prezentáciou rovného, ​​a nie prevráteného obrazu. Celý proces vytvárania tohto optického prístroja zahŕňa prácu krok za krokom, rovnako ako mať po ruke arzenál všetkých potrebných vecí, bez ktorých sa v pracovnom procese nezaobídete.

Takže v prvom rade treba začať s výberom šošoviek. Tu môžu byť na tento účel vhodné okuliare z lupy. Mimochodom, môžete si ich kúpiť v každom obchode špecializovanom na optiku. Pokiaľ ide o tieto okuliare, dioptrie jedného z nich by mala byť od +4 do +6 a druhého od -18 do -21. Pokiaľ ide o priemer, pozitívna šošovka by mala mať 5 centimetrov a negatívna šošovka by mala mať 1-3 centimetre. Po získaní potrebných šošoviek musíte zobrať blok dreva vo forme valca (je dôležité, aby sa jeho priemer úplne zhodoval s priemerom negatívnej šošovky), na ktorý sa potom navinie jedna vrstva plastovej fólie. Polyetylén môžete zaistiť páskou. Ak, žiaľ, nie je po ruke polyetylén, nahradí sa jednoduchou taškou, ktorú má doma snáď každý.

Fólia je na vrchu zabalená papierovou rúrkou, ktorej vrstvy musia byť dobre potiahnuté lepidlom. Potrubie musí mať dĺžku 126 milimetrov. Jeho vonkajší priemer však musí úplne zodpovedať priemeru šošovky objektívu, čo je kladné. Teraz sa budúci výtvor odstráni z polotovaru a nechá sa nejaký čas, aby dobre vyschol. Keď lepidlo zaschne, rúra stvrdne a po úplnom vytvrdnutí sa zabalí do ďalšej vrstvy plastovej fólie a zaistí sa páskou. Tento proces je však potrebné zopakovať odznova obalením potrubia papierom a lepidlom. Musí to byť vykonané tak, aby steny mali hrúbku 3 až 4 milimetre, pričom dĺžka vonkajšej rúry by mala byť 126 milimetrov. Vonkajšia časť sa musí odstrániť z vnútornej časti a nechať lepidlo úplne vyschnúť.

Teraz je čas zbaviť sa polyetylénu. Na tento účel je vnútorné potrubie umiestnené vo vnútri vonkajšieho potrubia. V tomto momente by mal mať menší prvok vo vnútri väčší zdvih so samostatnou úrovňou trenia. Ak nedochádza k treniu, vonkajší priemer menšej rúrky by sa mal zväčšiť použitím niekoľkých vrstiev tenkého papiera. Teraz sú potrubia odpojené a povrchy vo vnútri sú potiahnuté matnou čiernou farbou. Na výrobu okuláru je potrebné zlepiť dva rovnaké papierové krúžky. Drevený blok výrazne uľahčí proces lepenia. Krúžky musia mať vonkajší priemer rovný vnútornému priemeru malého potrubia. Pri meraní bude hrúbka steny 2 milimetre a prevýšenie 3 milimetre. Na obrúčky je nanesená aj farba v rovnakej farbe, prípadne na ich výrobu môžete použiť čierny papier.

Okulár by sa mal zostaviť podľa určitej postupnosti. Z jedného konca vnútorný povrch malá rúrka je rozmazaná lepidlom (treba namazať asi 2 cm). Ďalej sa vloží prvý krúžok a potom malá šošovka a až potom sa vloží druhý krúžok. Po zaschnutí okuláru by ste mali prejsť k vytvoreniu šošovky. Za týmto účelom vytvorte ďalšie dva krúžky z papiera s priemerom, ktorý sa rovná priemeru väčšej šošovky. Z tenkého kartónu sa vystrihne kruh, ktorý zodpovedá veľkosti šošovky a do vnútra sa vypichne otvor s priemerom asi 3 centimetre. Miesto, kde je kruh nalepený, je koniec jedného z krúžkov. Na krúžky sa nanáša čierna farba, po ktorej sa šošovka zostaví podľa princípu montáže okuláru. Jediný rozdiel je v tom, že na začiatku je do potrubia vložený krúžok s nalepeným kruhom, ktorý je otočený dovnútra potrubia. Otvor sa stane membránou. Na koniec nasaďte šošovku s druhým krúžkom a nechajte fajku vyschnúť.