منظار DIY للأطفال. التلسكوب والمنظار DIY

في بعض الأحيان تجد جميع أنواع القمامة في صناديق القمامة الخاصة بك. في الأدراج في الريف، في الصناديق في العلية، من بين الأشياء تحت الأريكة القديمة. هنا نظارات الجدة، وهنا عدسة مكبرة قابلة للطي، وهنا ثقب الباب التالف من الباب الأمامي، وهنا مجموعة من العدسات من الكاميرات المفككة وأجهزة العرض العلوية. إنه لأمر مخز أن نرميها بعيدًا، وكل هذه البصريات تظل في وضع الخمول، وتشغل مساحة فقط.
إذا كان لديك الرغبة والوقت، فحاول أن تصنع شيئًا مفيدًا من هذه القمامة، على سبيل المثال، منظار. هل تريد أن تقول أنك قمت بتجربتها بالفعل، ولكن تبين أن الصيغ الموجودة في كتب المساعدة معقدة بشكل مؤلم؟ دعونا نحاول مرة أخرى، باستخدام التكنولوجيا المبسطة. وكل شيء سوف ينجح معك.
بدلاً من تخمين ما سيحدث بالعين المجردة، سنحاول القيام بكل شيء وفقًا للعلم. العدسات تعمل على التكبير والتصغير. دعونا نقسم جميع العدسات المتاحة إلى كومتين. في إحدى المجموعتين هناك مكبرات، وفي المجموعة الأخرى هناك مكبرات. يحتوي ثقب الباب المفكك على عدسات مكبرة ومصغرة. هذه العدسات الصغيرة. وسوف تكون مفيدة لنا أيضا.
الآن سوف نقوم باختبار جميع العدسات المكبرة. للقيام بذلك، تحتاج إلى مسطرة طويلة، وبطبيعة الحال، قطعة من الورق للملاحظات. سيكون من الرائع أن تظل الشمس مشرقة خارج النافذة. مع الشمس، ستكون النتائج أكثر دقة، لكن المصباح الكهربائي المحترق سيفي بالغرض. نقوم باختبار العدسات على النحو التالي:
-قياس البعد البؤري للعدسة المكبرة. نضع العدسة بين الشمس وقطعة الورق، وبتحريك قطعة الورق بعيداً عن العدسة أو العدسة بعيداً عن قطعة الورق نجد أصغر نقطة التقاء للأشعة. سيكون هذا هو طول التركيز. نقوم بقياسه (التركيز) على جميع العدسات بالملليمتر ونكتب النتائج، حتى لا داعي للقلق لاحقًا بشأن تحديد مدى ملاءمة العدسة.
لكي يظل كل شيء علميًا، نتذكر صيغة بسيطة. إذا قسمنا 1000 ملليمتر (متر واحد) على البعد البؤري للعدسة بالملليمتر، نحصل على قوة العدسة بالديوبتر. وإذا كنا نعرف ديوبتر العدسات (من متجر البصريات)، فعند قسمة المتر على الديوبتر نحصل على البعد البؤري. تتم الإشارة إلى الديوبتر الموجود على العدسات والعدسات المكبرة برمز الضرب مباشرة بعد الرقم. 7x؛ 5x؛ 2.5x؛ إلخ.
لن ينجح مثل هذا الاختبار مع العدسات المصغرة. ولكن تم تحديدها أيضًا بالديوبتر ولها أيضًا تركيز وفقًا للديوبتر. لكن التركيز سيكون سلبيا بالفعل، ولكن ليس خياليا على الإطلاق، حقيقيا تماما، وسنكون الآن مقتنعين بهذا.
لنأخذ أطول عدسة مكبرة ذات طول بؤري في مجموعتنا وندمجها مع أقوى عدسة تصغير. سينخفض ​​البعد البؤري الإجمالي لكلا العدستين على الفور. الآن دعونا نحاول أن ننظر من خلال العدسات المجمعة والمصغرة لأنفسنا.
الآن نقوم بتحريك العدسة المكبرة ببطء بعيدًا عن العدسة المصغرة، وفي النهاية قد نحصل على صورة مكبرة قليلاً للأشياء الموجودة خارج النافذة.
الشرط الإلزامي هنا يجب أن يكون ما يلي. يجب أن يكون تركيز العدسة المصغرة (أو السلبية) أصغر من العدسة المكبرة (أو الإيجابية).
دعونا نقدم مفاهيم جديدة. تسمى العدسة الإيجابية، والمعروفة أيضًا بالعدسة الأمامية، أيضًا بالعدسة الموضوعية، وتسمى العدسة السلبية أو الخلفية، وهي الأقرب إلى العين، بالعدسة العينية. قوة التلسكوب تساوي البعد البؤري للعدسة مقسومًا على البعد البؤري للعدسة العينية. فإذا نتج عن القسمة رقم أكبر من واحد فإن التلسكوب سيظهر شيئا؛ وإذا كان أقل من واحد فلن ترى شيئا من خلال التلسكوب.
بدلاً من العدسة السلبية، يمكن استخدام العدسات الإيجابية قصيرة التركيز في العدسات، ولكن الصورة ستكون مقلوبة بالفعل وسيكون التلسكوب أطول قليلاً.
بالمناسبة، طول التلسكوب يساوي مجموع الأطوال البؤرية للعدسة والعدسة. إذا كانت العدسة عدسة موجبة، فسيتم إضافة بؤرة العدسة إلى بؤرة العدسة. إذا كانت العدسة مصنوعة من عدسة سلبية، فإن زائد إلى ناقص يساوي ناقص ومن تركيز العدسة، يتم طرح تركيز العدسة بالفعل.
وهذا يعني أن المفاهيم والصيغ الأساسية هي كما يلي:
- البعد البؤري للعدسة والديوبتر.
- تكبير التلسكوب (يتم تقسيم بؤرة العدسة على بؤرة العدسة).
- طول التلسكوب (مجموع بؤر العدسة والعدسة).
هذا هو التعقيد!!!
الآن المزيد من التكنولوجيا. تذكر، ربما، أن التلسكوبات مصنوعة قابلة للطي، من جزأين أو ثلاثة أو أكثر - المرفقين. تم تصميم هذه الركبتين ليس فقط من أجل الراحة، ولكن أيضًا من أجل تعديل محدد للمسافة من العدسة إلى العدسة. لذلك، فإن الحد الأقصى لطول التلسكوب أكبر قليلاً من مجموع البؤر، وتسمح لك الأجزاء المتحركة للتلسكوب بضبط المسافة بين العدسات. زائد وناقص لطول الأنبوب النظري.
يجب أن تكون العدسة والعدسة العينية على نفس المحور (البصري). ولذلك، لا ينبغي أن يكون هناك ارتخاء في أكواع الأنابيب بالنسبة لبعضها البعض.
يجب طلاء السطح الداخلي للأنابيب باللون الأسود غير اللامع (غير اللامع)، أو يمكن تغطية السطح الداخلي للأنبوب بورق أسود (مطلي).
من المرغوب فيه أن يكون التجويف الداخلي للتلسكوب مغلقًا حتى لا يتعرق الأنبوب بالداخل.
والنصيحتين الأخيرتين:
- لا تنجرف في التكبيرات الكبيرة.
-إذا كنت ترغب في صنع تلسكوب محلي الصنع، فربما لن تكون توضيحاتي كافية لك، فاقرأ الأدبيات الخاصة.
إذا كنت لا تفهم ما هو موجود في كتاب واحد، فخذ كتابًا آخر وثالثًا ورابعًا، وفي بعض الكتب ستظل تحصل على إجابة لسؤالك. إذا حدث أنك لم تجد الإجابة في الكتب (أو على الإنترنت)، فتهانينا! لقد وصلت إلى المستوى الذي تتوقع فيه الإجابة منك بالفعل.
لقد وجدت مقالة مثيرة للاهتمام للغاية على الإنترنت حول نفس الموضوع:
http://herman12.narod.ru/Index.html
إضافة جيدة لمقالتي يقدمها المؤلف من prozy.ru Kotovsky:
وحتى لا يضيع هذا القدر الضئيل من العمل هباءً، لا ينبغي أن ننسى قطر العدسة، الذي تعتمد عليه حدقة خروج الجهاز، ويتم حسابه على أنه قطر العدسة مقسومًا على تكبير الأنبوب .
بالنسبة للتلسكوب، يمكن أن يبلغ حجم حدقة الخروج حوالي ملليمتر واحد. هذا يعني أنه من خلال عدسة يبلغ قطرها 50 مم، يمكنك الضغط (عن طريق اختيار العدسة المناسبة) على تكبير 50x. عند التكبير الأعلى، ستتدهور الصورة بسبب الحيود وتفقد السطوع.
بالنسبة للأنبوب "الأرضي"، يجب أن تكون حدقة الخروج 2.5 مم على الأقل (يفضل أن تكون أكبر. يبلغ قطر مناظير الجيش BI-8 4 مم). أولئك. بالنسبة للاستخدام "الأرضي"، يجب ألا تضغط على عدسة مقاس 50 مم أكثر من 15-20x. وإلا فإن الصورة سوف تصبح داكنة وغير واضحة.
ويترتب على ذلك أن العدسات التي يقل قطرها عن 20 ملم ليست مناسبة للعدسة. ربما يكفيك التكبير 2-3 مرات.
بشكل عام، لا تعتبر العدسة المصنوعة من عدسات النظارات أمرًا طبيعيًا: تشوهات الغضروف المفصلي بسبب التقعر المحدب. يجب أن تكون هناك عدسة مزدوجة، أو حتى ثلاثية إذا كانت ذات تركيز قصير. لا يمكنك العثور على عدسة جيدة بين سلة المهملات. ربما تكون هناك عدسة "بندقية تصوير" موجودة (ممتازة!) أو ميزاء سفينة أو جهاز تحديد مدى مدفعي :)
حول العدسات. بالنسبة للأنبوب الجليلي (عدسة ذات عدسة متباعدة)، يجب عليك استخدام الحجاب الحاجز (دائرة بها ثقب) بقطر يساوي الحجم المحسوب لحدقة الخروج. خلاف ذلك، عندما يتحرك التلميذ بعيدا عن المحور البصري، سيكون هناك تشويه شديد. بالنسبة لأنبوب كيبلر (العدسة العينية المتقاربة، تكون الصورة مقلوبة)، تنتج العدسات أحادية العدسة تشوهات كبيرة. أنت بحاجة إلى عدسة Huygens أو Ramsden ذات عدستين على الأقل. أفضل استعدادا - من المجهر. كملاذ أخير، يمكنك استخدام عدسة الكاميرا (لا تنس فتح فتحة العدسة بالكامل!)
حول جودة العدسات. كل شيء من فتحات الباب يذهب إلى سلة المهملات! من بين العدسات المتبقية، اختر العدسات ذات الطلاء المضاد للانعكاس (انعكاس أرجواني مميز). يُسمح بغياب المقاصة على الأسطح المواجهة للخارج (باتجاه العين وجسم المراقبة). أفضل العدسات هي من الأجهزة البصرية: كاميرات الأفلام، المجاهر، المناظير، مكبرات الصور، أجهزة عرض الشرائح - في أسوأ الأحوال. لا تتعجل في تفكيك العدسات والأهداف النهائية المصنوعة من عدة عدسات! من الأفضل استخدام كل شيء - يتم تحديد كل شيء بأفضل طريقة ممكنة.
وشيء آخر. عند التكبير العالي (>20)، يصعب الاستغناء عن حامل ثلاثي الأرجل. الصورة ترقص - لا يمكنك معرفة أي شيء.
لا تحاول جعل الأنبوب أقصر. كلما زاد الطول البؤري للعدسة (بتعبير أدق، نسبتها إلى القطر)، انخفضت متطلبات جودة جميع البصريات. ولهذا السبب كانت التلسكوبات في الأيام الخوالي أطول بكثير من المناظير الحديثة.

لقد صنعت أفضل بوق محلي الصنع بهذه الطريقة: منذ وقت طويل في Salavat اشتريت لعبة أطفال رخيصة - منظار بلاستيكي (جاليليو). كان لديها التكبير 5x. لكن كان لديها عدسة مزدوجة يبلغ قطرها 50 ملم تقريبًا! (على ما يبدو دون المستوى المطلوب من صناعة الدفاع).
وبعد ذلك بوقت طويل، قمت بشراء منظار أحادي صيني غير مكلف مقاس 8x مزود بعدسة مقاس 21 مم. هناك عدسة عينية قوية ونظام تغليف مدمج على المنشورات ذات "السقف".
لقد "عبرت" لهم! لقد قمت بإزالة العدسة من اللعبة والعدسة من المنظار. مطوية، تدبيس. كان الجزء الداخلي من اللعبة مغطى مسبقًا بورق مخملي أسود. حصلت على أنبوب مدمج قوي 20x عالي الجودة.

المنظار له تاريخ طويل. لعشرات القرون، مكّن هذا الكائن من مراقبة الأجسام بعيدة المدى. كم عدد الاكتشافات الجغرافية الجديدة بفضل هذا الجهاز البصري! وفي عصر التكنولوجيا المتقدمة، لم تفقد قيمتها العملية. يقدم السوق المتخصص وفرة من جميع أنواع الخيارات للأجهزة البصرية الحديثة. ليس عليك أن تنفق المال عليهم. أدناه سنتحدث عن كيفية صنع تلسكوب في المنزل.

عملية إبداعية

قبل أن تبدأ، تحتاج إلى شراء مكونات للجهاز البصري المستقبلي. سوف تحتاج إلى:

• زوج من العدسات
• كرتون سميك
• راتنجات الايبوكسي أو الغراء القائم على النيتروسليلوز.
• صبغة سوداء غير لامعة؛
• قالب خشبي
• البولي ايثيلين.
• سكوتش.
• مقص؛
• حاكم؛
• فرشاة لتطبيق الغراء.
• قلم رصاص بسيط.

مراجعة الفيديو المنظار افعل ذلك بنفسك

صنع تلسكوب في المنزليتطلب بعض الإعداد والفهم لمبادئ تشغيل هذا الجهاز البصري. مثل المصنع، يتكون الأنبوب محلي الصنع من جزأين متحركين أو أكثر ينظمان المسافة بين العدسة والعدسة. يتطلب التشغيل المناسب مراعاة المحور البصري. لذلك، يجب أن تتناسب الأجزاء القابلة للسحب بشكل مريح مع بعضها البعض.

يمكن استخدام نظارات النظارات كعدسات. يجب أن تكون الديوبتر متنوعة. اختر عدسة موجبة بقطر 5 سم وقيمة 6 ديوبتر. يجب ألا يزيد قطر العدسة السلبية بقيمة 21 ديوبتر عن 3 سم. يمكنك استخدام عدسة طويلة التركيز من كاميرا تجاوز عمرها الافتراضي، أو عدسة مكبرة قديمة.

يتم استخدام العدسة الموجبة كعدسة محيطية، والعدسة السالبة، والتي تسمى العدسة، تقع بالقرب من العين. بدلاً من العدسة السلبية، يمكنك استخدام عدسة إيجابية قصيرة التركيز. ولكن في هذه الحالة، يجب زيادة طول الأنبوب، وسوف تكون الصورة مقلوبة رأسا على عقب.

لتجنب خطر تعفير التجويف الداخلي، يجب الانتباه إلى ضيق الأنبوب. لا ينصح بالابتعاد عن التكبيرات الكبيرة. في جهاز بصري محلي الصنع، يمكن للعدسات القوية أن تقلل بشكل كبير من جودة الصورة.

خوارزمية الإجراءات

دعونا نلخص ذلك! يتطلب المنظار الذي يتم صنعه بنفسك وتصنيعه الكثير من المثابرة والمزيد من الدقة. مع بعض الجهد، يمكنك إنشاء جهاز بصري جميل ومفيد لن يخدمك جيدًا فحسب، بل سيجلب لك الرضا الحقيقي!

إذا لم تتمكن من صنع نطاق اكتشاف بنفسك، فنوصيك بالذهاب إلى القسم واختيار النموذج المناسب.

لقد قمت بتجميع التلسكوب وفقًا لهذا المخطط، فقط مع عدستين كل منهما +0.5 ديوبتر على مسافة 3 سم من بعضها البعض وحجاب حاجز في المنتصف. بداية، يمكن تقسيم جميع التلسكوبات حسب نوع تصميم نظام التغليف.

أنت تأخذ العدسة بيد واحدة، والعدسة باليد الأخرى، ومن خلال كلا العدستين تنظر إلى جسم بعيد (وليس الشمس - يمكنك بسهولة أن تُترك بلا عين!). ما تحمله الآن بين يديك، محاولًا الحفاظ على الموضع النسبي الذي تم تحقيقه للعدسات، هو النظام البصري المطلوب.

يتم حل هذه المشكلة في البصريات "المشتراة" من خلال تركيب عدسة من عدة عدسات ذات مؤشرات انكسار مختلفة. أبسط شيء هو تحريف الأنابيب (الأنابيب) من صفائح ورق الورق وتأمينها بأشرطة مطاطية "مقابل المال" وتثبيت العدسات داخل الأنابيب بالبلاستيك. يجب طلاء الجزء الداخلي للأنابيب بطلاء أسود غير لامع لمنع التعرض للخارج. يتكون التلسكوب من وحدتين بصريتين - عدسة وعدسة عينية.

كم تكلفة الأنبوب المكبر؟

كجسم، يمكنك استخدام أنبوبين مصنوعين من الورق السميك، أحدهما قصير - حوالي 20 سم (مجموعة العدسة)، والثاني حوالي 1 متر (الجزء الرئيسي من الأنبوب). سيتم ربط هذه الأسطوانة بداخل الأنبوب بقرصين قطرهما يساوي القطر الداخلي لمجموعة العدسة مع فتحة قطرها مساوية للعدسة العينية.

ومن الجدير بالذكر دائمًا أنه لا ينبغي النظر إلى الشمس من خلال التلسكوب أو أي جهاز بصري آخر. لكن العدسة المكبرة يمكن أن تكون بمثابة عدسة عينية، ويجب أن يكون قطر العدسة كبيرًا قدر الإمكان. مع العدسات من المجهر، أعطى حوالي 50x فقط. === لاحظ فلاديمير بشكل صحيح - زوج من العدسات والحجاب الحاجز في المكان المناسب يعطيان أفضل جودة للصورة! لقد اشتريت Magnifer (نوع تعريف المجوهرات المزدوج المتعدد LED) كعدسة عينية، حسنًا، بشكل عام، مثل هذه القمامة ذات عدستين: واحدة 30*22 مم، والأخرى 60*22 مم.

الطريقة الثانية: استخدام الأدوات البصرية كالعدسات.

تعتبر البصريات الموجودة في أي مكبر للصور ممتازة كعدسة عينية؛ لقد قمت شخصيًا بتفكيك اثنتين منها ومبدأ ترتيب العدسة هو نفسه. لكن المكبر الفوتوغرافي يحتوي على ثلاث عدسات إحداها ثنائية التقعر، لذا عليك أن تترك العدسة ثنائية التقعر والعدسة ثنائية التحدب التي تتناسب معها بإحكام ووضعهما في التلسكوب بحيث تكون العدسة المقعرة مواجهة للعدسة العينية.

نعم، في الوقت الحاضر، ليس من الصعب شراء أي جهاز بصري تقريبًا، وليس باهظ الثمن. هذا هو البعد البؤري. من غير المحتمل أن تتمكن من التعامل مع إجراء القياس الموصوف بمفردك - ستحتاج إلى يد ثالثة. سيتعين عليك الاتصال بمساعد للحصول على المساعدة. بمجرد تحديد العدسة والعدسة، تبدأ في إنشاء النظام البصري لتكبير الصورة. من خلال تحريك العدسة والعدسة بشكل متبادل (محاولة إبقاء محوريهما على نفس الخط)، يمكنك الحصول على صورة واضحة.

يتم حل هذه المشكلة ببساطة عن طريق نظام التغليف الذي يتم الحصول عليه عن طريق إضافة عدسة واحدة أو عدستين متطابقتين للعدسة العينية. يمكنك الحصول على نظام ملفوف مزود بعدسة إضافية محورية واحدة عن طريق وضعها على مسافة 2f تقريبًا من العدسة (يتم تحديد المسافة عن طريق التحديد). ومن المثير للاهتمام ملاحظة أنه مع هذا الإصدار من النظام العكسي، من الممكن الحصول على تكبير أكبر عن طريق تحريك العدسة الإضافية بسلاسة بعيدًا عن العدسة العينية.

وتتدخل ظاهرة ما يسمى بـ”الانحراف اللوني”، عندما يتم رسم الصورة بظلال قوس قزح. لكنك لا تهتم بهذه التفاصيل: مهمتك هي فهم مخطط الدائرة للجهاز وبناء أبسط نموذج عمل وفقًا لهذا المخطط (دون إنفاق فلس واحد). افعل ذلك بنفسك الكهرباء لداشا؟

لكن أولاً، من أجل اكتساب المعرفة والمهارات الأساسية، وفهم أخيرًا ما إذا كان علم الفلك مناسبًا لك حقًا، يجب أن تحاول صنع تلسكوب بنفسك. في العديد من موسوعات الأطفال والمنشورات العلمية الأخرى، يمكنك العثور على وصف لكيفية صنع تلسكوب بسيط. تقوم العدسة بجمع الضوء من الأجسام، ويحدد قطرها بشكل مباشر الحد الأقصى للتكبير للتلسكوب ومدى إمكانية ملاحظة الأجسام الخافتة.

هناك عدة أنواع من التلسكوبات البصرية، اثنان منها الأكثر شيوعًا هما المنكسر والعاكس. يتم تمثيل العدسة العاكسة بواسطة مرآة، والعدسة المنكسرة يتم تمثيلها بنظام العدسات. في المنزل، يعد صنع مرآة للعاكس عملية كثيفة العمالة ودقيقة، ولا يستطيع الجميع القيام بها. على عكس العاكس، من السهل شراء العدسات المنكسرة الرخيصة من متجر النظارات.

يتم تثبيت العدسة في مجموعة العدسة بالقرب من حافتها. للقيام بذلك، سيتعين عليك إنشاء عدسة عينية من الورق المقوى. وسوف تتكون من اسطوانة يساوي قطرها العدسة. يمكنك أيضًا تجربة قطر فتحة العدسة والعثور على القطر الأمثل. هناك خيارات تلسكوب أخرى مصنوعة من عدسات النظارات أو العدسات المقربة. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن قوة العدسة التي تبلغ 1 ديوبتر تقابل طولًا بؤريًا يبلغ 1 مترًا، و0.5 ديوبتر - 2 مترًا، وما إلى ذلك.

يتم إدخال الأنبوب القصير في الأنبوب الطويل. صنع المنظار بيديك ليس بالأمر الصعب. يعطي الأنبوب الأرضي صورة مباشرة ولكن ذات جودة أقل. سيتم التركيز عن طريق تغيير المسافة بين العدسة والعدسة العينية، بسبب حركة مجموعة العدسة في الأنبوب الرئيسي، وسيتم التثبيت بسبب الاحتكاك.

لقد ولت تقريبًا الأوقات التي كان بإمكان أي شخص فيها تحقيق اكتشاف في العلوم. كل ما يمكن أن يكتشفه أحد الهواة في الكيمياء والفيزياء وعلم الأحياء معروف منذ زمن طويل وأعيد كتابته وحسابه. علم الفلك هو استثناء لهذه القاعدة. بعد كل شيء، هذا هو علم الفضاء، وهو مساحة ضخمة لا توصف حيث من المستحيل دراسة كل شيء، وحتى ليس بعيدا عن الأرض لا تزال هناك كائنات غير مكتشفة. ومع ذلك، من أجل ممارسة علم الفلك، تحتاج إلى أداة بصرية باهظة الثمن. هل صنع التلسكوب محلي الصنع مهمة بسيطة أم صعبة؟

ربما مناظير من شأنها أن تساعد؟

من السابق لأوانه أن يقوم عالم فلك مبتدئ، بدأ للتو في إلقاء نظرة فاحصة على السماء المرصعة بالنجوم، بعمل تلسكوب بيديه. قد يبدو المخطط معقدًا جدًا بالنسبة له. في البداية، يمكنك القيام بالمنظار العادي.

هذا ليس جهازًا تافهًا كما قد يبدو، وهناك علماء فلك يستمرون في استخدامه حتى بعد أن أصبحوا مشهورين: على سبيل المثال، أصبح عالم الفلك الياباني هياكوتاكي، مكتشف المذنب الذي يحمل اسمه، مشهورًا على وجه التحديد بسبب إدمانه على مناظير قوية.

بالنسبة للخطوات الأولى لعالم الفلك المبتدئ - من أجل فهم ما إذا كان هذا ملكي أم لا - فإن أي منظار بحري قوي سيفي بالغرض. كلما كان ذلك أفضل. باستخدام المنظار، يمكنك مراقبة القمر (بتفصيل مثير للإعجاب)، ورؤية أقراص الكواكب القريبة، مثل الزهرة أو المريخ أو المشتري، وفحص المذنبات والنجوم المزدوجة.

لا، فإنه لا يزال التلسكوب!

إذا كنت جادًا بشأن علم الفلك وما زلت ترغب في صنع تلسكوب بنفسك، فقد ينتمي التصميم الذي تختاره إلى إحدى فئتين رئيسيتين: الكاسرات (تستخدم العدسات فقط) والعاكسات (تستخدم العدسات والمرايا).

يوصى باستخدام المنكسرات للمبتدئين: وهي تلسكوبات أقل قوة ويسهل صنعها. بعد ذلك، عندما تكتسب خبرة في تصنيع المنكسرات، يمكنك محاولة تجميع عاكس - تلسكوب قوي بيديك.

ما الذي يجعل التلسكوب القوي مختلفًا؟

يا له من سؤال غبي، تسأل. بالطبع - بالتكبير! وسوف تكون مخطئا. والحقيقة هي أنه لا يمكن، من حيث المبدأ، توسيع جميع الأجرام السماوية. على سبيل المثال، لن تقوم بتكبير النجوم بأي شكل من الأشكال: فهي تقع على مسافة العديد من الفراسخ الفلكية، ومن هذه المسافة تتحول إلى نقاط عمليا. لا يوجد أي اقتراب يكفي لرؤية قرص نجم بعيد. يمكنك فقط "تكبير" الكائنات الموجودة في النظام الشمسي.

والتلسكوب، أولا وقبل كل شيء، يجعل النجوم أكثر سطوعا. وهذه الخاصية مسؤولة عن أهم خاصية لها - قطر العدسة. كم مرة تكون العدسة أوسع من حدقة العين البشرية - أي عدد المرات التي تصبح فيها جميع النجوم المضيئة أكثر سطوعًا. إذا كنت ترغب في صنع تلسكوب قوي بيديك، فسيتعين عليك أولاً أن تبحث عن عدسة ذات قطر كبير جدًا لتحقيق الهدف.

أبسط رسم تخطيطي للتلسكوب الكاسر

يتكون التلسكوب الكاسر في أبسط صوره من عدستين محدبتين (مكبرتين). الأولى - الكبيرة الموجهة نحو السماء - تسمى العدسة، والثانية - الصغيرة التي ينظر إليها عالم الفلك تسمى العدسة. يجب عليك صنع تلسكوب محلي الصنع بيديك وفقًا لهذا المخطط تمامًا إذا كانت هذه هي تجربتك الأولى.

يجب أن تتمتع عدسة التلسكوب بقوة بصرية تبلغ ديوبترًا واحدًا وأن يكون قطرها أكبر ما يمكن. يمكنك العثور على عدسة مماثلة، على سبيل المثال، في ورشة عمل النظارات، حيث يتم قطع نظارات النظارات من مختلف الأشكال منها. من الأفضل أن تكون العدسة محدبة. إذا لم يكن لديك عدسة ثنائية التحدب، فيمكنك استخدام زوج من العدسات نصف الديوبتر المستوية المحدبة، الموجودة واحدة تلو الأخرى، مع جوانبها المحدبة في اتجاهات مختلفة، على مسافة 3 سنتيمترات من بعضها البعض.

أي عدسة مكبرة قوية ستعمل بشكل أفضل كعدسة عينية، ومن الأفضل أن تكون عدسة مكبرة في عدسة عينية على مقبض، مثل تلك التي تم إنتاجها من قبل. ستعمل أيضًا عدسة عينية من أي أداة بصرية مصنوعة في المصنع (مناظير أو أداة جيوديسية).

لمعرفة مدى التكبير الذي سيوفره التلسكوب، قم بقياس البعد البؤري للعدسة العينية بالسنتيمتر. ثم قم بتقسيم 100 سم (البعد البؤري لعدسة 1 ديوبتر، أي العدسة) على هذا الشكل، واحصل على التكبير المطلوب.

قم بتأمين العدسات في أي أنبوب متين (ورق مقوى مطلي بالغراء ومطلي من الداخل بأكثر الطلاء الأسود الذي يمكنك العثور عليه سيفي بالغرض). يجب أن تكون العدسة قادرة على الانزلاق ذهابًا وإيابًا في غضون بضعة سنتيمترات؛ هذا ضروري للشحذ.

يجب أن يتم تركيب التلسكوب على حامل ثلاثي القوائم خشبي يسمى جبل دوبسونيان. يمكن العثور بسهولة على رسم لها في أي محرك بحث. هذا هو الأسهل في التصنيع وفي نفس الوقت يتم استخدامه بشكل موثوق في جميع التلسكوبات محلية الصنع.

تم تصميم التلسكوب بحيث يرى الشخص الذي ينظر من خلاله الأشياء من زاوية رؤية أكبر مما يراها بالعين المجردة.

يتم تحقيق زيادة في زاوية الرؤية من خلال الجمع بين زجاج ثنائي التحدب مع زجاج ثنائي التقعر أو زجاجين ثنائي التحدب. وتسمى هذه النظارات أيضًا العدسات والعدس.

العدسة ثنائية التحدب، كما يوحي اسمها، تكون محدبة من كلا الجانبين وتكون أكثر سمكًا في المنتصف منها عند الحواف. إذا تم توجيه مثل هذه العدسة نحو كائن بعيد، فمن خلال وضع ورقة بيضاء خلف العدسة على مسافة معينة، ستلاحظ أنها تنتج صورة للكائن الذي يتم توجيه العدسة إليه. يكون هذا ملحوظًا بشكل خاص إذا قمت بإدارة العدسة نحو الشمس - على ورقة بيضاء تحصل على صورة للشمس على شكل دائرة مشرقة، ويمكنك أن ترى أن أشعة الضوء التي تمر عبر العدسة يتم جمعها بواسطتها . إذا حملت الورقة في هذا الوضع لبعض الوقت، فمن الممكن أن تحترق - يتم جمع الكثير من الطاقة الإشعاعية هنا.)

تسمى النقطة التي يمر من خلالها أي شعاع دون انكسار المركز البصري للعدسة (بالنسبة للعدسة ثنائية التحدب، يتزامن المركز البصري مع المركز الهندسي).

يُسمى مركز الكرة التي يكون سطح العدسة جزءًا منها مركز الانحناء. في العدسة ثنائية التحدب المتناظرة، يقع مركزا الانحناء على مسافات متساوية من المركز البصري. تسمى جميع الخطوط المستقيمة التي تمر عبر المركز البصري للعدسة بالمحاور البصرية. ويسمى الخط المستقيم الذي يربط مركز الانحناء بالمركز البصري بالمحور البصري الرئيسي للعدسة.

تسمى النقطة التي تتجمع فيها الأشعة التي تمر عبر العدسة بالبؤرة.

تسمى المسافة من المركز البصري للعدسة إلى المستوى الذي يقع فيه التركيز (ما يسمى بالمستوى البؤري) بالطول البؤري. يتم قياسه بالمقاييس الخطية.

يختلف البعد البؤري لنفس العدسة اعتمادًا على مدى بعد الجسم الذي تواجهه عن العدسة نفسها. هناك قانون معين مفاده أن البعد البؤري يعتمد على المسافة إلى الجسم. لحساب نطاقات الإكتشاف، الشيء الأكثر أهمية هو البعد البؤري الرئيسي، أي المسافة من المركز البصري للعدسة إلى التركيز الرئيسي. التركيز الرئيسي هو النقطة التي، بعد الانكسار، يتقارب شعاع من الأشعة الموازية للمحور البصري الرئيسي. وتقع على المحور البصري الرئيسي، بين المركز البصري ومركز الانحناء. يتم الحصول على صورة الجسم عند البعد البؤري الرئيسي، أو كما يقولون أيضًا "عند البؤرة الرئيسية" (وهذا ليس دقيقًا تمامًا، لأن البؤرة نقطة، وصورة الجسم هي شكل مسطح) )، عندما يكون الجسم بعيدًا عن العدسة بحيث تسقط الأشعة القادمة منه على العدسة في شعاع متوازي.

تتمتع العدسة نفسها دائمًا بنفس البعد البؤري الرئيسي. العدسات المختلفة، اعتمادًا على تحدبها، لها أطوال بؤرية رئيسية مختلفة. غالبًا ما تسمى العدسات ثنائية التحدب بالعدسات "المتقاربة".

يتم قياس القوة المتقاربة لكل عدسة من خلال البعد البؤري الرئيسي لها. في كثير من الأحيان، عند الحديث عن خاصية التجميع للعدسة ثنائية التحدب، بدلاً من الكلمات "البعد البؤري الرئيسي" يقولون ببساطة "البعد البؤري".

كلما زاد انكسار العدسة للأشعة، كلما قصر البعد البؤري لها. لمقارنة العدسات المختلفة، يمكنك حساب نسبة أطوالها البؤرية. على سبيل المثال، إذا كانت إحدى العدسات يبلغ طولها البؤري الرئيسي 50 سم، والأخرى 75 سم، فمن الواضح أن العدسة ذات البعد البؤري الرئيسي 50 سم تنكسر بقوة أكبر، ويمكننا القول أن خصائصها الانكسارية أكبر من تلك الخاصة بالعدسة ذات البعد البؤري 75 سم، أي 75 سم أكبر من 50 سم، أي 75/50 = 1.5%

يمكن أيضًا تمييز الخاصية الانكسارية للعدسة من خلال قوتها الضوئية. نظرًا لأن الخاصية الانكسارية للعدسة أكبر، فكلما كان طولها البؤري أقصر، يمكن اعتبار القيمة 1: F كمقياس للطاقة الضوئية (F هو البعد البؤري الرئيسي). وحدة القوة الضوئية للعدسة هي القوة البصرية لهذه العدسة، والبعد البؤري الرئيسي لها هو 1 متر. هذه الوحدة تسمى الديوبتر. لذلك، يمكن العثور على القوة الضوئية لأي عدسة عن طريق قسمة 1 متر على البعد البؤري الرئيسي (F) لتلك العدسة، معبرًا عنه بالأمتار.

يُشار إلى القوة الضوئية عادةً بالحرف D. وستكون القوى البصرية للعدستين أعلاه (واحدة F1 = 75 سم، والأخرى F2 = 50 سم)

D1= 100 سم / 75 سم = 1.33

د2 = 100 سم / 50 سم = 2

إذا قمت بشراء عدسة ذات 4 ديوبتر من أحد المتاجر (هذه هي الطريقة التي يتم بها عادةً تحديد نظارات النظارات)، فمن الواضح أن البعد البؤري الرئيسي يساوي: F = 100 سم / 4 = 25 سم.

عادة، عند الإشارة إلى القوة البصرية للعدسة المجمعة، يتم وضع علامة "+" (زائد) أمام عدد الديوبتر.

تتميز العدسة ثنائية التقعر بخاصية تشتيت الأشعة بدلاً من تجميعها. إذا قمت بتحويل مثل هذه العدسة نحو الشمس، فلن يتم الحصول على أي صورة خلف العدسة؛ فالأشعة التي تسقط على العدسة في شعاع متوازي تخرج منها في شعاع متباين في اتجاهات مختلفة. إذا نظرت إلى جسم ما من خلال هذه العدسة، فإن صورة هذا الكائن تظهر أصغر. وتسمى أيضًا النقطة التي "تتقارب" فيها استمرارية الأشعة المنتشرة بواسطة العدسة بالبؤرة، ولكن هذا البؤرة سيكون وهميًا.

يتم تعريف خصائص العدسة ثنائية التقعر بنفس طريقة العدسة ثنائية التحدب، ولكنها مرتبطة بالبؤرة الظاهرة. عند تعيين القوة البصرية للعدسة ثنائية التقعر، ضع علامة "-" (ناقص) أمام عدد الديوبتر. دعونا نكتب في الجدول الملخص الخصائص الرئيسية للعدسات ثنائية التحدب وثنائية التقعر.

عدسة ثنائية التحدب (محدبة)	عدسة ثنائية التقعر (متباعدة)
التركيز حقيقي. التركيز الرئيسي هو النقطة التي يتم فيها جمع الأشعة من نقطة مضيئة بعيدة بشكل لا نهائي (أو ما هو نفسه الأشعة المتوازية). الصورة حقيقية، مقلوبة. يتم حساب البعد البؤري الرئيسي من المركز البصري للعدسة إلى التركيز الرئيسي وله قيمة موجبة. القوة الضوئية إيجابية.	التركيز خيالي. التركيز الرئيسي هو النقطة التي تتقاطع فيها استمرارية الأشعة المتباينة القادمة من نقطة مضيئة بعيدة بشكل لا نهائي. الصورة خيالية ومباشرة. يتم حساب البعد البؤري الرئيسي من المركز البصري للعدسة إلى التركيز الرئيسي وله قيمة سالبة. الطاقة الضوئية سلبية.

عند إنشاء الأجهزة البصرية، غالبًا ما يتم استخدام نظام مكون من عدستين أو أكثر. إذا كانت هذه العدسات متصلة ببعضها البعض، فيمكن حساب القوة الضوئية لهذا النظام مسبقًا. ستكون القوة الضوئية المطلوبة مساوية لمجموع القوى البصرية للعدسات المكونة أو، كما يقولون أيضًا، الديوبتر للنظام يساوي مجموع الديوبتر للعدسات المكونة له:

هذه الصيغة تجعل من الممكن ليس فقط حساب القوة الضوئية لعدة نظارات مطوية، ولكن أيضًا تحديد القوة البصرية غير المعروفة للعدسة إذا كانت هناك عدسة أخرى ذات قوة معروفة.

باستخدام هذه الصيغة، يمكنك معرفة القوة البصرية للعدسة ثنائية التقعر.

لنفترض، على سبيل المثال، أن لدينا عدسة متباعدة ونريد تحديد قوتها الضوئية. ونطبق عليها عدسة مجمعة بحيث ينتج هذا النظام صورة حقيقية. إذا، على سبيل المثال، من خلال تطبيق عدسة متقاربة +3 ديوبتر على عدسة متباعدة، حصلنا على صورة للشمس على مسافة 75 سم، فإن القوة الضوئية للنظام تساوي:

D0 = 100 سم / 75 سم = +1.33

بما أن القوة البصرية للعدسة المجمعة هي +3 ديوبتر، فإن القوة البصرية للعدسة المتباعدة هي -1.66

تشير علامة الطرح بدقة إلى أن العدسة متباعدة.

التغيير في المسافة من الجسم إلى العدسة يستلزم أيضًا تغييرًا في المسافة من العدسة إلى الصورة، أي البعد البؤري للصورة. لحساب البعد البؤري للصورة، استخدم الصيغة أدناه.

إذا كانت d هي المسافة من الجسم إلى العدسة (أو بشكل أكثر دقة، إلى مركزها البصري)، وf هو البعد البؤري للصورة وF هو البعد البؤري الرئيسي، إذن: 1/d + 1/f = 1/F

ويترتب على هذه الصيغة أنه إذا كانت مسافة الجسم من العدسة كبيرة جدًا، فإن 1/d=0 وf=F عمليًا. إذا انخفض d، فيجب أن يزيد f، أي أن البعد البؤري للصورة الذي تعطيه العدسة يزداد، وتتحرك الصورة أبعد وأبعد عن المركز البصري للعدسة. تعتمد قيمة F (البعد البؤري الرئيسي) على معامل الانكسار، والزجاج الذي صنعت منه العدسة، ودرجة انحناء أسطح العدسة. الصيغة التي تعبر عن هذا الاعتماد هي:

F=(ن-1)(1/R1+1/R2)

في هذه الصيغة، n هو معامل انكسار الزجاج، وR1 وR2 هما نصف قطر الأسطح الكروية التي تكون العدسة محدودة بها، أي نصف قطر الانحناء. من المفيد أن تضع هذه التبعيات في الاعتبار حتى مع الفحص السطحي للعدسة، يمكنك الحكم على ما إذا كانت ذات تركيز طويل (الأسطح منحنية قليلاً) أو ذات تركيز قصير (الأسطح منحنية بشكل ملحوظ جدًا).

يتم استخدام خصائص العدسات المتقاربة والمتباعدة في نطاقات الإكتشاف.

يُظهر جهاز التلسكوب التصميم البصري للتلسكوب الجليلي. يتكون الأنبوب من عدستين: عدسة ثنائية التحدب، تواجه الجسم، وعدسة ثنائية التقعر، ينظر من خلالها الراصد.

تسمى العدسة التي تجمع الأشعة من الجسم المرصود عدسة موضوعية، والعدسة التي تخرج من خلالها هذه الأشعة من الأنبوب وتدخل إلى عين الراصد تسمى العدسة.

يوجد جسم بعيد (غير موضح في رسم التلسكوب) يقع بعيدًا إلى اليسار، وتسقط الأشعة على العدسة من نقطتها العليا (A) ومن نقطتها السفلية (B). من المركز البصري للعدسة، يكون الجسم مرئيًا بزاوية AO B.

بعد أن مرت عبر العدسة، كان من المفترض أن يتم جمع الأشعة، لكن الزجاج ثنائي التقعر، الموجود بين العدسة وبؤرتها الرئيسية، يبدو أنه "يعترض" هذه الأشعة ويبعثرها. ونتيجة لذلك، ترى عين الراصد الجسم كما لو أن الأشعة الصادرة منه تأتي بزاوية كبيرة.

الزاوية التي يكون فيها الجسم مرئيًا للعين المجردة هي AOB، وبالنسبة للمراقب الذي ينظر عبر الأنبوب، يبدو أن الجسم يقع عند ab ويمكن رؤيته بزاوية أكبر من الزاوية AOB. تسمى نسبة الزاوية التي يمكن رؤية الجسم بها من خلال التلسكوب إلى الزاوية التي يمكن رؤية الجسم بها بالعين المجردة بتكبير التلسكوب. يمكن حساب التكبير إذا كان البعد البؤري الرئيسي للهدف F1 والبعد البؤري الرئيسي للعدسة العينية F2 معروفين. تظهر النظرية أن التكبير W للأنبوب الجليلي يساوي: W= -F1/F2= -D2/D1، حيث D1 وD2 هما القوى البصرية للعدسة والعدسة العينية، على التوالي.

تشير علامة الطرح إلى أن القوة البصرية للعدسة العينية في الأنبوب الجليلي تكون سلبية.

يجب أن يكون طول الأنبوب الجليلي مساوياً للفرق بين الأطوال البؤرية للهدف F1 والعدسة F2.

نظرًا لأن موضع التركيز يتغير اعتمادًا على المسافة إلى الجسم المرصود، عند مشاهدة الأجسام الأرضية القريبة، يجب أن تكون المسافة بين العدسة والعدسة أكبر مما هي عليه عند مشاهدة الأجرام السماوية. لتتمكن من تثبيت العدسة بشكل صحيح، يتم إدخالها في الأنبوب القابل للسحب.

يُظهر تصميم المنظار التصميم البصري لمنظار كبلر. الكائن بعيد إلى اليسار ويمكن رؤيته بزاوية AOB. يتم جمع الأشعة من النقاط العلوية والسفلية للكائن عند O" وO" وبعد ذلك تنكسر بواسطة العدسة. ومن خلال وضع العين خلف العدسة، سيرى الراصد صورة الجسم بزاوية A "NE". في هذه الحالة، ستظهر صورة الكائن رأسًا على عقب.

تكبير أنبوب كبلر: W= F1/F2= D2/D1،

المسافة بين الهدف والعدسة العينية في أنبوب كبلر تساوي مجموع الأطوال البؤرية للهدف F1 والعدسة F2. وبالتالي، فإن الأنبوب الكبليري يكون دائمًا أطول من الأنبوب الجليلي، مما يعطي نفس التكبير عند نفس البعد البؤري للعدسة. ومع ذلك، فإن هذا الاختلاف في الأطوال يتناقص كلما زاد التكبير.

في أنبوب كيبلر، كما هو الحال في الجليل، يتم توفير حركة أنبوب العدسة لإمكانية مراقبة الأشياء الموجودة على مسافات مختلفة.