Как в домашних условиях самостоятельно сделать надежный и мощный телескоп. Подробные схемы сборки конструкции - телескоп-рефрактор своими руками из подручных материалов. Как сделать самодельный телескоп рефлектор Самодельный телескоп рефлектор
Телескоп из очковых стекол
Что нужно для постройки телескопа из очковых стекол. Простейший телескоп-рефрактор.
Для постройки телескопа потребуется очковое стекло силой в 1 диоптрию (фокусным расстоянием 1 м), которое представляет собой мениск (выпукло-вогнутую линзу) диаметром 60 - 80 мм, и может быть приобретено в магазинах по продаже и изготовлению очков. Необходимо обратить внимание на то, что линза должна иметь положительную оптическую силу, т. е. быть "собирающей", в отличие от "рассеивающих" стекол, которые не могут построить действительное изображение объекта. Что такое положительная линза, большинство из нас знает, так как все мы пользовались в детстве увеличительным стеклом для выжигания. При этом лучи Солнца фокусируются на расстоянии от линзы, равном фокусному. Очковое стекло будет служить объективом телескопа. Такой телескоп называется рефрактором от слова "рефракция", т. е. "преломление". В объективе телескопа-рефрактора происходит преломление лучей света, пришедших от объекта наблюдения, в результате чего они собираются в фокальной плоскости, где рассматриваются наблюдателем в окуляр, т. е. в лупу той или иной конструкции. В нашем случае окуляром может служить простое увеличительное стекло фокусным расстоянием 20 - 70 мм, объектив от фотоаппарата, окуляр от бинокля, зрительной трубы, микроскопа и т. д.
Кроме объектива и окуляра потребуются несколько листов ватмана, клей (ПВА, столярный, эпоксидный), небольшое количество толстого и тонкого картона. Для изготовления штатива нужны будут рейки сечением примерно 25х15 мм, 5 мм фанера, обрезки дюймовой доски, несколько мелких шурупов, три длинных и один короткий болты М6 с гайками-барашками, клей.
Если не удастся достать линзу в 1 диоптрию, можно использовать другую, учитывая при этом, что фокусное расстояние объектива будет равно:
F (м) =1 м / оптическая сила в диоптриях.
Например, для линзы в 0,75 диоптрии:
F = 1 м / 0,75 = 1,33 м.
Нужно только учитывать, что слишком длинный телескоп будет неудобен в обращении, а короткофокусный объектив будет давать изображение неудовлетворительного качества. Из этих соображений целесообразно применить очковое стекло фокусом 0,6 - 1,5 м.
Полезный совет: Очковые стекла обычно имеют метку в виде точки около центра, которая указывает оптический центр линзы. Он может значительно отличаться от геометрического центра, это учитывают при изготовлении очков (при обтачивании стекла). Желательно выбрать стекло, в котором оптический центр отличается от геометрического на небольшую величину.
С чего начать? Оправа, труба, окулярный узел.
Начинать лучше всего с изготовления оправы объектива (см. черт., поз. 1), диаметр которой, а, следовательно, и диаметр трубы, будет зависеть от размера приобретенного очкового стекла. Оправой будет служить трубка, склеенная из ватмана в несколько слоев. Внутренний диаметр оправы должен быть равен диаметру нашей линзы, а длина - 70 - 80 мм. Линза фиксируется двумя бумажными или картонными кольцами, которые плотно вставляются внутрь оправы, зажимая с двух сторон стекло. Оправа должна быть достаточно жесткой.
Затем необходимо склеить из нескольких слоев ватмана главную трубу телескопа (поз. 2). Это можно сделать, наматывая листы на уже готовую оправу и обильно промазывая клеем внутреннюю поверхность бумаги. При этом нужно следить, чтобы бумага не перекашивалась. Длина трубы должна быть немного (на 150 - 200 мм) меньше фокусного расстояния объектива. Подвижная трубка (поз. 3) служит для фокусировки, т. е. для совмещения фокальных плоскостей объектива и окуляра. Она должна легко двигаться "на трении", но не болтаться. Ее склеиваем из ватмана аналогично главной трубе нашего телескопа.
Оправу окуляра, конструкция которой будет зависеть от того, что мы применим для этой цели, можно вставить непосредственно в подвижную трубку, но лучше, особенно если диаметр окуляра мал, сделать несложный фокусировочный узел. Основой узла будет служить кольцо из фанеры (выпилить лобзиком и просверлить отверстие) или двух - трех слоев толстого картона. Узел работает "на трении", и конструкция его ясна из чертежа (поз. 4). Поверхность неподвижной трубки окулярного узла можно оклеить бархатом или сукном, для снижения трения, подвижную можно подобрать или выточить металлическую, а можно склеить из нескольких слоев не очень толстой, но плотной, гладкой бумаги. Ей необходимо придать достаточную жесткость.
Передвижением подвижной трубки телескопа грубо совмещаются фокальные плоскости объектива и окуляра (при этом одну и ту же трубу можно использовать с разными объективами), а окулярный узел позволяет добиться точной фокусировки.
Испытание телескопа. Его основные характеристики.
Теперь несколько слов об испытании и настройке телескопа, его основных характеристиках. Прежде всего, скажу об увеличении, с которым мы будем работать. Увеличение телескопа равно фокусному расстоянию объектива, деленному на фокусное расстояние окуляра. Из этого видно, что, применяя разные окуляры, мы можем получать с одним и тем же объективом разные увеличения. Например, для окуляра с фокусным расстоянием 50 мм (нормальный объектив от фотоаппарата):
1000 мм / 50 мм = 20 крат,
а для окуляра от микроскопа с фокусным расстоянием 10 мм:
1000 мм / 10 мм = 100 крат.
Может показаться, что, применяя длиннофокусные стекла и короткофокусные окуляры, можно добиться очень большого увеличения, однако, поэкспериментировав с телескопом из очковых стекол, мы очень скоро убедимся, что это не так. Несовершенство нашего объектива накладывает существенные ограничения. На практике мы сможем использовать построенный инструмент с 20 - 50 кратным увеличением. Этого достаточно для того, чтобы увидеть многое из того, что украшает ночное небо, но недоступно невооруженному глазу, например, яркие туманности, кольцо Сатурна, диск и спутники Юпитера, не говоря уже о захватывающих панорамах Луны.
Итак, наш телескоп готов, клей просох, внутренние поверхности трубы и оправ зачернены тушью, и можно приступить к первым испытаниям. Совместив фокальные плоскости объектива и окуляра, и оперев трубу для устойчивости о подоконник, раму окна или другой предмет, попытаемся "навести на резкость" перемещением фокусировочной трубки с окуляром. Скорее всего, даже при наилучшей фокусировке изображение будет подернуто "дымкой". Это происходит потому, что только центральная часть очкового стекла строит неискаженное изображение. Для строительства телескопов-рефракторов с достаточно большими диаметрами применяют сложные объективы, в которых эти искажения, называемые аберрациями, исправляются. Ничего страшного, закрыв краевые части нашего объектива непрозрачным экраном, мы добьемся хорошего изображения. Такой экран называется диафрагмой (см. черт, поз. 5).Имеет смысл сделать несколько диафрагм - по числу окуляров, так как при малых увеличениях аберрации заметны меньше, а при больших - сильнее. Диафрагма изготовляется в виде кружка из картона с отверстием 10 - 30 мм посредине, красится в черный цвет и вставляется в оправу объектива перед очковым стеклом. При увеличениях 10 - 20 крат можно использовать 30мм диафрагму - это позволит увидеть больше слабых объектов (звезд и туманностей), при наблюдении Луны с увеличением 50 - 100 крат действующее отверстие объектива придется уменьшить до 15 - 10 мм. Во всех случаях увеличение и диаметр диафрагмы нужно будет определять опытным путем.
Здесь мы подошли к другому важнейшему параметру телескопа - диаметру объектива. Этот параметр является основным и определяет такие характеристики, как проницающую силу и разрешающую способность инструмента. Первая характеристика указывает на возможность телескопа показывать слабые объекты и выражается в звездных величинах. Вторая - на способность разделять близко расположенные звезды или детали на дисках планет и выражается в угловых величинах - в секундах и долях секунды дуги. Для примера можно сказать, что угловой размер видимого диска Луны составляет около 30 минут, а человеческий глаз обладает разрешающей способностью 1 - 2 минуты. Наш же телескоп может иметь разрешающую способность около 10 секунд дуги, т.е., по крайней мере, в 6 - 10 раз выше, чем невооруженный глаз. Проницающая сила инструмента пропорциональна квадрату диаметра объектива, и, если принять размер зрачка человеческого глаза равным 7 мм, а диаметр входного отверстия телескопа - 20 мм, то наш простейший рефрактор позволит нам наблюдать звезды и другие светила примерно в 8 раз более слабые, чем невооруженным глазом. Желающих более подробно ознакомиться с этими и другими понятиями геометрической и физической оптики, принципами работы и особенностями различных систем телескопов отсылаем к перечню литературы в конце этой статьи.
Наблюдения с телескопом.
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!
Вам вдруг захотелось своими руками сделать подзорную трубу? Ничего странного. Да, в наше время нетрудно купить почти любой оптический прибор, и не так дорого. Но иногда на человека нападает жажда творчества: хочется разобраться, на каких законах природы основан принцип действия какого-либо прибора, хочется от и до самому сконструировать подобный прибор и испытать радость творчества.
Подзорная труба своими руками
Итак, вы приступаете к делу. Прежде всего вы узнаете, что простейшая подзорная труба состоит из двух двояковыпуклых линз – объектива и окуляра, и что увеличение подзорной трубы получается по формуле K = F / f (отношение фокусных расстояний объектива (F) и окуляра (f)).
Вооружившись этими познаниями, вы идёте копаться в коробках с разным хламом, на чердаке, в гараже, в сарае и т. д. с четко обозначенной целью – найти побольше разных линз. Это могут быть стекла от очков (желательно круглые), часовые лупы, линзы от старых фотоаппаратов и т. д. Набрав запас линз, приступаете к измерениям. Вам нужно подобрать объектив с фокусным расстоянием F побольше и окуляр с фокусным расстоянием f поменьше.
Измерить фокусное расстояние очень просто. Линза направляется на какой-либо источник света (лампочка в комнате, фонарь на улице, солнце в небе или просто освещенное окно), за линзой располагается белый экран (можно лист бумаги, но картон лучше) и передвигается относительно линзы до тех пор, пока на нем не получится резкое изображение наблюдаемого источника света (перевернутое и уменьшенное).
После этого остается измерить линейкой расстояние от линзы до экрана. Это и есть фокусное расстояние. В одиночку вы вряд ли справитесь с описанной процедурой измерения – вам будет не хватать третьей руки. Придется позвать на помощь ассистента.
Подобрав объектив и окуляр, вы приступаете к конструированию оптической системы для увеличения изображения. Берете в одну руку объектив, в другую – окуляр и сквозь обе линзы рассматриваете какой-нибудь удаленный предмет (только не солнце – запросто можно остаться без глаза!). Взаимным перемещением объектива и окуляра (стараясь, чтобы их оси оставались на одной линии) добиваетесь четкого изображения.
Получится увеличенное изображение, но все еще перевернутое. То, что вы сейчас держите в руках, стараясь сохранять достигнутое взаимное положение линз, и есть искомая оптическая система. Осталось только зафиксировать эту систему, например, поместив внутри трубы. Это и будет подзорная труба.
Но не надо торопиться со сборкой. Сделав подзорную трубу, вас не устроит изображение «вверх ногами». Эта проблема решается просто с помощью оборачивающей системы, получаемой добавлением одной или двух линз, идентичных окуляру.
Оборачивающую систему с одной соосной дополнительной линзой получите, поместив ее на расстоянии примерно 2f от окуляра (расстояние определяется подбором).
Интересно отметить, что при этом варианте оборачивающей системы удается получать бóльшее увеличение, плавно отдаляя дополнительную линзу от окуляра. Впрочем, сильного увеличения получить не удастся, если у вас не очень качественный объектив (например, стекло от очков). Мешает явление так называемой «хроматической аберрации», когда изображение окрашивается в радужные оттенки.
Эту проблему в «покупной» оптике решают, составляя объектив из нескольких линз с разными коэффициентами преломления. Но вас эти подробности не волнуют: ваша задача – разобраться в принципиальной схеме прибора и построить по этой схеме простейшую действующую модель (не потратив ни копейки).
Оборачивающую систему с двумя соосными дополнительными линзами получите, расположив их так, чтобы окуляр и эти две линзы отстояли друг от друга на одинаковых расстояниях f.
Теперь вы представляете себе схему подзорной трубы и знаете фокусные расстояния линз, поэтому приступаете к сборке оптического прибора. Самое простое – скрутить трубы (тубусы) из листов ватмана, закрепив их резинками «для денег», а линзы внутри трубок закрепить пластилином. Трубы изнутри надо покрасить матовой черной краской, чтобы не было внешней засветки.
Получилось вроде бы нечто примитивное, но как нулевой вариант очень удобное: легко переделать, что-то поменять. Когда этот нулевой вариант есть, его можно совершенствовать как угодно долго (хотя бы заменить ватман на более приличный материал).
Телескоп заводского производства стоит достаточно дорого, поэтому покупать его целесообразно в случаях серьезного увлечения астрономией. А любителям можно попробовать собрать телескоп своими руками.
Как известно, существует два вида телескопов:
- Рефлекторные . В этих приборах роль светособирающих элементов выполняют зеркала.
- Рефракторные – оснащены системой оптических линз.
Телескоп-рефрактор своими руками
Схема телескопа-рефрактора достаточно проста. На одном конце прибора имеется объектив – линза, собирающая и фокусирующая лучи света. На другом конце расположен окуляр – линза, позволяющая рассматривать изображение, которое исходит от объектива. Объектив помещают в основную трубу, называемую тубусом, а окуляр – в меньшую трубу, именуемую окулярным узлом.
Обычный телескоп из лупы
- Делаем основную трубу . Берем лист плотной бумаги и сворачиваем в трубку с помощью ровной палки или подходящей трубы диаметром 5 см. Бумага внутри должна быть выкрашена черной краской и не блестеть. Трубу делаем длиной 1,9 метра.
- Делаем окулярную трубу . Она должна надеваться на конец основной. Ее сворачиваем из листа бумаги длиной 25 см и проклеиваем. Внутренний диаметр окулярной трубы должен совпадать с наружным диаметром основной трубы, чтобы она без усилий двигалась по ней.
- Работа с линзами . Из плотной бумаги делаем две крышечки. Первую разместим там, где будет объектив, а вторую укрепим на конце окулярной трубы. Посередине каждой крышечки проделаем отверстие диаметром немного меньше, чем диаметр линз. Линзы устанавливаем выпуклостью наружу.
Чтобы делать интересные фотографии звездного неба, можно прикрепить веб-камеру к телескопу.
Телескоп из бинокля
Из обычного восьмикратного бинокля можно соорудить телескоп, дающий увеличение свыше 100 раз. Трубы можно склеить из ватмана. Линзы подойдут от старых фильмоскопов или аналогичные по увеличению. Используем расчет простого телескопа, а длину прибора и расстояние между линзами окуляра подбираем опытным путем.
Бинокль при этом разбирать не нужно – трубки надеваются прямо на него. Для удобства использования можно сделать треногу. Такой телескоп из бинокля позволяет увидеть горы и кратеры на поверхности Луны, спутники Юпитера и т.д.
Выводы
Изготовить самодельный телескоп в домашних условиях не представляет особой сложности. Выполнить такую работу может даже старшеклассник. Для ребенка достаточно будет прибора с увеличением 30 – 100 крат.
Однако есть домашние умельцы, которые могут самостоятельно собрать трехсоткратный качественный телескоп. Такие навыки приходят с опытом и могут пригодиться тем, кто серьезно увлекается астрономией.
А вы знаете, как из бинокля сделать телескоп - чтобы рассматривать то, что далеко? Нет? Тогда эта статья для вас.
Все мы знаем, что при помощи бинокля можно увидеть достаточно далекие объекты, которые невозможно разглядеть обычным человеческим глазом. В том случае, если вам уже надоело наблюдать за животными, людьми или машинами и вы уже давно таите в себе мечту о том, чтобы разглядеть луну или звездное небо, то эта статья для вас. Сегодня мы расскажем, как из бинокля сделать телескоп.
Изготовление телескопа
Основной функцией любого оптического прибора является увеличение. Чтобы добиться хорошей кратности, нам понадобиться самый простой бинокль. Очень хорошо для этого дела подойдет театральный. Из-за своей небольшой кратности, мы сможем добиться увеличения в телескопе до 20-30 раз. Конечно, если вы выберете более мощную модель бинокля, то и кратность будет больше, но я не вижу в этом смысла, так как очень большое увеличение дает не совсем четкую картинку.
Для того чтобы собрать телескоп нам необходим только один окуляр, так как в телескоп наблюдают, как мы знаем, только одним глазом. Конечно, второй окуляр нам тоже понадобиться, но если мы его вывинтим из бинокля, то прибор соответственно станет непригодным для применения в той области, для которой он был предназначен изначально. Если вы не хотите портить такой замечательный бинокль, то можно купить отдельно окуляр, увеличение которого составляет не более 8 крат.
Итак, берем дополнительный окуляр и устанавливаем его так, чтобы он находился напротив окуляра бинокля в нескольких сантиметрах. Расстояние между ними следует подбирать «на глаз», наведя на какой-нибудь предмет. Во время настройки следует закрыть межокулярное пространство чем-то плотным и темным, например плотной бумагой, или газетой. Делается это для того, чтобы свет не мешал вам.
Расстояние вы уже измерили, переходим к изготовлению непосредственно трубы телескопа. Для ее изготовление лучше всего взять ватман или любую другую плотную бумагу. Так же нам понадобиться пластиковая или деревянная трубка соответствующего диаметра. Теперь берем бумагу и наматываем ее на наш стержень, промазывая хорошо клеем каждый слой. Смотрите чтобы края были ровные. Как только клей высохнет — вставляем в нее наши окуляры, причем дополнительный следует установить так, чтобы при перемещении вдоль трубы было небольшое трение, для наведения фокуса.
Важно: чем больше будет расстояние между окулярами, тем больше будет кратность и хуже качество изображения. Поэтому будьте аккуратнее, если не хотите чтоб ваш телескоп выдавал сильную мощность.
Наш телескоп из бинокля готов к эксплуатации по его прямому назначению. Только не направляйте его никогда на солнце, иначе возможен достаточно сильный ожог сетчатки, которой может повлечь за собой слепоту.
Преимущества телескопа
— Такой телескоп вы никогда не сможете купить в интернет-магазине или в магазине розничной торговли. Поэтому сделав себе такой телескоп, он автоматически становиться эксклюзивным в своем роде.
— Новый телескоп стоит очень дорого. Поэтому проще купить недорогой бинокль и сделать все своими руками.
— Отныне вы сможете наблюдать за ночным небом, при этом количество звезд вас довольно сильно удивит, так как их намного больше, чем когда мы смотрим на небо обычным вечером.
— Луна предстанет перед вами во всей красе. Теперь вы сможете увидеть ее поверхность и рельеф.
Это еще не все преимущества самодельного телескопа. Остальные вы сможете открыть для себя когда начнете им пользоваться.
Вы можете менять какие-то детали по собственному усмотрению. В данном деле важна смекалка и фантазия. Надеемся, что наши советы вам помогли создать очередной шедевр.
