Оптика / ПНВ
Самодельный бинокль, конечно, не сможет конкурировать с промышленными образцами. Но если вы хотите порадовать своего ребенка или удивить друзей, то изготовленный по предложенному способу бинокль предоставит вам такую возможность. К тому же его можно будет даже использовать по назначению. И качество изготовленного вами бинокля будет зависеть только от вашей аккуратности и терпеливости.
Наш бинокль будет состоять из двух абсолютно одинаковых частей, соединенных между собой по ширине глаз человека. Каждая часть бинокля состоит из двух цилиндрических трубок разных диаметров и длины. В каждой трубе вмонтировано по паре линз.
Принцип действия создаваемого нами бинокля очень прост: лучи света, идущие от удаленной точки, преломляются на передней линзе, называемой объективом, и поступают на заднюю линзу, называемую окуляром. И уже из окуляра попадают на сетчатку нашего глаза. Нашей задачей будет изготовление необходимых линз и установка их в сделанный нами корпус.
Как изготовить линзы для бинокля?
Базовым элементом нашей конструкции будет плосковыпуклая собирающая линза, которую мы получим из обыкновенной перегоревшей лампочки накаливания.
Во избежание травм, руки предварительно необходимо защитить, надев перчатки. Аккуратно, чтобы не разбить наш шаблон и не пораниться, шилом удалите с цоколя лампочки вещество, которым центральный контакт закрепляется в лампочке. Удалите из колбы всю сердцевину, и вы получите заготовку для вашей будущей линзы.
Закрепите или подвесьте полученную колбу за цоколь. Медленно и осторожно налейте в колбу прозрачный нитроклей. Он должен заполнить дно колбы примерно на 15 – 20 миллиметров от низа колбы. При отсутствии нитроклея можно подыскать ему замену в виде клея для оргстекла, а у кого-то может быть в хозяйстве и прозрачный лак. Если сохранилась старая фотопленка, то ее также можно использовать, предварительно снявши с нее эмульсию, используя ацетон для ее растворения. Заливать нужно постепенно, несколько раз доливая выбранный наполнитель, каждый раз давши полностью стечь по стенкам колбы. Это необходимо, чтобы не образовалась дугообразная поверхность.
После полного затвердения заполнителя, в колбе получится линза, плоская с одной стороны и выпуклая с другой стороны. На качество линзы очень влияет качество стекла. Непригодны лампочки с шероховатым стеклом колбы или колбой, деформированной при литье. Также необходимо полностью удалить все надписи на стекле. Есть вариант заливки наполнителя не на дно колбы, а на ее сферическую боковую поверхность. Как правило, там отсутствуют всяческие надписи и более правильная сферическая форма. При помощи стеклолома нужно постепенно обломать края колбы до получения линзы и тщательно отшлифовать плоскую поверхность линзы медленными круговыми движениями мелкой наждачной шкуркой. От тщательности обработки зависит степень прозрачности линзы. Не следует заливать в колбу слишком много наполнителя. Количество наполнителя следует максимально ограничить в разумных пределах. Это связано с тем, что, имея разное тепловое расширение, в дальнейшем соединенные поверхности могут покоробиться и разрушиться.
Необходимо сделать две одинаковые по размерам плосковыпуклые линзы. Далее необходимо сложить их вместе, повернув друг к другу плоскими сторонами. Закрепите линзы в таком положении, используя обмотанную по окружности линз бумагу, обмазанную клеем, металлические круговые хомуты и даже скотч или изоленту. Закрепив линзы в таком положении, мы получим двояковыпуклую собирательную линзу, необходимую нам для объектива. Благодаря относительно малой выгнутости формы лампочки-заготовки, полученная линза будет обладать большим фокусным расстоянием.
Ту же самую процедуру проделаем, используя меньшие по размерам лампочки. Очень хорошо подойдут лампочки от автомобильных фар. Мы получим две плосковыпуклые линзы меньшего диаметра. Соберите из этих линз объектив. Но помните, что нам необходима двояковогнутая линза, если, конечно, вы не хотим наблюдать перевернутые изображения. Для этого маленькие линзы соберите воедино выгнутыми сторонами внутрь и закрепите в этом положении. Таким образом, мы уже получим объектив. Опять же, благодаря меньшему диаметру колбы исходной лампочки, у этой линзы будет меньшее фокусное расстояние.
Как определить кратность бинокля?
Фокусные расстояния полученных линз мы легко можем узнать, подложив под них лист белой бумаги и наведя на этот лист через линзу свет. Расстояние до линзы, на котором световой пучок сфокусируется в точку, и есть фокусное расстояние линзы.
Теперь мы можем легко подсчитать степень увеличения нашего будущего бинокля. Для этого фокусное расстояние большой линзы делится на фокусное расстояние малой линзы. Полученный результат и будет означать кратность увеличения вашего бинокля.
Как изготовить корпус бинокля?
Теперь нам необходимо изготовить футляры для линз. Это будут небольшие тубусы разного диаметра. Чтобы сделать тубус, подберите заготовку в виде круглого стержня диаметром немного больше диаметра изготовленной линзы. Для изготовления объектива возьмите заготовку в расчете на большую линзу и, намотав вокруг 2 - 3 слоя картона, промазанного клеем, создайте корпус объектива. Зафиксировав полученное сооружение изолентой или скотчем, дайте клею полностью высохнуть. Затем уже можно вынуть находящуюся внутри заготовку. Полученный корпус внутри и снаружи следует покрасить в черный цвет. Покраска необходима для избегания различных световых бликов. Установите в корпус большую линзу. Для этого используйте установочные кольца. В качестве колец могут послужить вырезанные из того же картона полоски. Их можно подклеивать изнутри корпуса в месте, где будет установлена линза, до плотного вхождения линзы. Можно и самостоятельно придумать способ крепления линз. Таким образом, вы получите трубу объектива вашего бинокля. Проделав то же самое для окулярной линзы, вы получите и окулярную трубу. Эти трубки необходимо вставить одна в другую. Обязательно следует обеспечить жесткую закрепленность труб относительно друг друга, и возможность окуляра перемещаться внутри объективной трубы. Длину трубок подберете экспериментально. Во избежание возможных ошибок следует учесть, что наибольшая совместная длина полученных труб должна быть близка к сумме фокусных расстояний окуляра и объектива. При подборе можно посоветовать отметить риску, где находится окуляр относительно объектива при смотрении вдаль. Отметьте также положение окуляра при разглядывании близких предметов. В этих пределах и будет перемещаться изготовленный вами объектив.
Самодельный бинокль , конечно, не сможет конкурировать с промышленными образцами. Но если вы хотите порадовать своего ребенка или удивить друзей, то изготовленный по предложенному способу бинокль предоставит вам такую возможность. К тому же его можно будет даже использовать по назначению. И качество изготовленного вами бинокля будет зависеть только от вашей аккуратности и терпеливости.
Наш бинокль будет состоять из двух абсолютно одинаковых частей, соединенных между собой по ширине глаз человека. Каждая часть бинокля состоит из двух цилиндрических трубок разных диаметров и длины. В каждой трубе вмонтировано по паре линз.
Принцип действия создаваемого нами бинокля очень прост: лучи света, идущие от удаленной точки, преломляются на передней линзе, называемой объективом, и поступают на заднюю линзу, называемую окуляром. И уже из окуляра попадают на сетчатку нашего глаза. Нашей задачей будет изготовление необходимых линз и установка их в сделанный нами корпус.
Как изготовить линзы для бинокля?
Базовым элементом нашей конструкции будет плосковыпуклая собирающая линза, которую мы получим из обыкновенной перегоревшей лампочки накаливания.
Во избежание травм, руки предварительно необходимо защитить, надев перчатки. Аккуратно, чтобы не разбить наш шаблон и не пораниться, шилом удалите с цоколя лампочки вещество, которым центральный контакт закрепляется в лампочке. Удалите из колбы всю сердцевину, и вы получите заготовку для вашей будущей линзы.
Закрепите или подвесьте полученную колбу за цоколь. Медленно и осторожно налейте в колбу прозрачный нитроклей. Он должен заполнить дно колбы примерно на 15 – 20 миллиметров от низа колбы. При отсутствии нитроклея можно подыскать ему замену в виде клея для оргстекла, а у кого-то может быть в хозяйстве и прозрачный лак. Если сохранилась старая фотопленка, то ее также можно использовать, предварительно снявши с нее эмульсию, используя ацетон для ее растворения. Заливать нужно постепенно, несколько раз доливая выбранный наполнитель, каждый раз давши полностью стечь по стенкам колбы. Это необходимо, чтобы не образовалась дугообразная поверхность.
После полного затвердения заполнителя, в колбе получится линза, плоская с одной стороны и выпуклая с другой стороны. На качество линзы очень влияет качество стекла. Непригодны лампочки с шероховатым стеклом колбы или колбой, деформированной при литье. Также необходимо полностью удалить все надписи на стекле. Есть вариант заливки наполнителя не на дно колбы, а на ее сферическую боковую поверхность. Как правило, там отсутствуют всяческие надписи и более правильная сферическая форма. При помощи стеклолома нужно постепенно обломать края колбы до получения линзы и тщательно отшлифовать плоскую поверхность линзы медленными круговыми движениями мелкой наждачной шкуркой. От тщательности обработки зависит степень прозрачности линзы. Не следует заливать в колбу слишком много наполнителя. Количество наполнителя следует максимально ограничить в разумных пределах. Это связано с тем, что, имея разное тепловое расширение, в дальнейшем соединенные поверхности могут покоробиться и разрушиться.
Необходимо сделать две одинаковые по размерам плосковыпуклые линзы. Далее необходимо сложить их вместе, повернув друг к другу плоскими сторонами. Закрепите линзы в таком положении, используя обмотанную по окружности линз бумагу, обмазанную клеем, металлические круговые хомуты и даже скотч или изоленту. Закрепив линзы в таком положении, мы получим двояковыпуклую собирательную линзу, необходимую нам для объектива. Благодаря относительно малой выгнутости формы лампочки-заготовки, полученная линза будет обладать большим фокусным расстоянием.
Ту же самую процедуру проделаем, используя меньшие по размерам лампочки. Очень хорошо подойдут лампочки от автомобильных фар. Мы получим две плосковыпуклые линзы меньшего диаметра. Соберите из этих линз объектив. Но помните, что нам необходима двояковогнутая линза, если, конечно, вы не хотим наблюдать перевернутые изображения. Для этого маленькие линзы соберите воедино выгнутыми сторонами внутрь и закрепите в этом положении. Таким образом, мы уже получим объектив. Опять же, благодаря меньшему диаметру колбы исходной лампочки, у этой линзы будет меньшее фокусное расстояние.
Как узнать степень увеличения бинокля?
Фокусные расстояния полученных линз мы легко можем узнать, подложив под них лист белой бумаги и наведя на этот лист через линзу свет. Расстояние до линзы, на котором световой пучок сфокусируется в точку, и есть фокусное расстояние линзы.
Теперь мы можем легко подсчитать степень увеличения нашего будущего бинокля. Для этого фокусное расстояние большой линзы делится на фокусное расстояние малой линзы. Полученный результат и будет означать кратность увеличения вашего бинокля.
Как изготовить корпус?
Теперь нам необходимо изготовить футляры для линз. Это будут небольшие тубусы разного диаметра. Чтобы сделать тубус, подберите заготовку в виде круглого стержня диаметром немного больше диаметра изготовленной линзы. Для изготовления объектива возьмите заготовку в расчете на большую линзу и, намотав вокруг 2 — 3 слоя картона, промазанного клеем, создайте корпус объектива. Зафиксировав полученное сооружение изолентой или скотчем, дайте клею полностью высохнуть. Затем уже можно вынуть находящуюся внутри заготовку. Полученный корпус внутри и снаружи следует покрасить в черный цвет. Покраска необходима для избегания различных световых бликов. Установите в корпус большую линзу. Для этого используйте установочные кольца. В качестве колец могут послужить вырезанные из того же картона полоски. Их можно подклеивать изнутри корпуса в месте, где будет установлена линза, до плотного вхождения линзы. Можно и самостоятельно придумать способ крепления линз. Таким образом, вы получите трубу объектива вашего бинокля. Проделав то же самое для окулярной линзы, вы получите и окулярную трубу. Эти трубки необходимо вставить одна в другую. Обязательно следует обеспечить жесткую закрепленность труб относительно друг друга, и возможность окуляра перемещаться внутри объективной трубы. Длину трубок подберете экспериментально. Во избежание возможных ошибок следует учесть, что наибольшая совместная длина полученных труб должна быть близка к сумме фокусных расстояний окуляра и объектива. При подборе можно посоветовать отметить риску, где находится окуляр относительно объектива при смотрении вдаль. Отметьте также положение окуляра при разглядывании близких предметов. В этих пределах и будет перемещаться изготовленный вами объектив.
Из плотной бумаги или подобрать подходящие по размеру.
- Выбираем линзу для объектива. Чем больше фокусное расстояние линзы, соответственно, меньше ее оптическое увеличение, которое используется для объектива, тем больше будет увеличение телескопа. Однако, понадобится более длинная труба. Так, например, если взять линзу +1 диоптрий - основная труба должна быть длинной чуть меньше метра. Если взять линзу +0,5 диоптрий - то труба должна быть длинной чуть меньше 2-х метров. Увеличение телескопа во втором случае будет в 2 раза больше. Лучше всего для линзы объектива подойдут линзы, предназначенные для изготовления очков, которые можно купить в любой оптике. Они обладают высоким качеством и точностью изготовления.
- Выбираем линзу для окуляра. Чем меньше фокусное расстояние окуляра, тем больше будет общая кратность увеличения телескопа. Однако, здесь следует помнить, что слишком большое увеличение окуляра может привести к появлению дефектов получаемого изображения. Оптимальным будет использовать лупу с фокусным расстоянием 2-4 см. В качестве окуляра, например, можно вполне использовать лупу, которой пользуются часовые мастера, к тому же, ее будет проще закрепить в трубе окуляра.
- Сборка телескопа. После того, как приобретены необходимые линзы, можно сделать телескоп. Линзы необходимо вклеить в две трубки, которые плотно вставлены друг в друга, но при этом трубки должны иметь возможность легко двигаться для того, чтобы можно было навести резкость на объект наблюдения. Внутри трубки должны быть окрашены в черный цвет.
- Штатив для телескопа. Поскольку оптическое увеличение даже простого телескопа будет большим, необходимо позаботиться об опоре для телескопа, иначе изображение будет сильно дрожать. Лучше всего для этого подойдет тренога от видеокамеры, но можно подумать и о другом варианте крепления.
Таким образом, можно собрать телескоп за один вечер. Его оптическое увеличение можно оценить, если разделить фокусное расстояние линзы объектива на фокусное расстояние линзы окуляра. Так, например, если объектив имеет фокусное расстояние 1 метр, а окуляр - 4 см (0,04 м) то телескоп будет давать оптическое увеличение около 25 крат. Такой телескоп еще называют телескопом рефракторного типа и изображение, которое он будет давать, будет «перевернутым», однако, самодельный телескоп вполне сможет удовлетворить потребности начинающего астронома-любителя.
Видео по теме
Связанная статья
Источники:
- Как сделать телескоп своими руками с увеличением 700 раз
Телескоп – это оптический прибор в астрономии, который предназначен для изучения и наблюдения за звездным небом. Стоимость такого прибора колеблется от 250$ и выше. Если вы не располагаете средствами, но желаете иметь в домашних условиях телескоп, то вполне можете сделать его собственноручно.
Вам понадобится
- - стекло для очков в одну диоптрию, которое можно приобрести в любом магазине оптики. Линза должна быть двояковыпуклой и предназначена для коррекции дальнозоркости, а не близорукости;
- -увеличительное стекло, которое послужит окуляром телескопа;
- -листы ватмана;
- -клей ПВА;
- -тонкий и толстый картон;
- -фанера толщиной около 5мм;
- -ткань;
- -гладкая бумага.
Инструкция
Увеличение, которой будет давать ваш , равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Две линзы по 0,5 диоптрия дают фокусное расстояние в один метр. Если фокусное расстояние окуляра будет 4 сантиметра, телескоп даст увеличение в 25 раз. Этого вполне достаточно, чтобы наблюдать Луну, спутники Юпитера, Плеяды, туманность Андромеды и многие другие интересные объекты ночного неба.
Полезный совет
Не стремитесь подбирать для окуляра линзы с фокусным расстоянием 1-2 сантиметра. Изображение, даваемое таким телескопом, будет сильно искажено.
Источники:
- Телескоп из очковых стекол
Вид звездного неба мало кого способен ставить равнодушным. Но еще приятнее наблюдать Луну и другие небесные тела в телескоп. Изготовить простейший телескоп вполне можно самостоятельно, для этого нужно лишь желание, немного свободного времени и самые простые инструменты и материалы.
Инструкция
Отрежьте от листа ватмана полоску бумаги шириной 5 см и длиной 50 см. Покрасьте ее с одной стороны черной тушью. Намотайте полоску на объектив, ее зафиксируйте клеем. Чтобы линзы расположились ровно и не при эксплуатации телескопа, зафиксируйте их с обеих сторон вставленными на клею колечками из ватмана, плотно входящими в объектива.
Перед тем как вставить наружное фиксирующее , расположите перед линзой диафрагму – круглый кусочек картона, выкрашенный тушью в черный цвет, с прорезанным по центру отверстием диаметром три сантиметра. Диафрагма необходима, так как без нее изображение будет сильно искажено аберрациями, вызванными несовершенством используемых для объектива стекол.
Объектив готов, теперь вам надо изготовить тубус – собственно трубу телескопа. Она состоит из двух частей, сделанных из ватмана. Для склейки первой отрежьте полосу ватмана шириной 80 см и длиной порядка метра. Сверните из нее тубус, его диаметр должен быть таким, чтобы в него плотно вошел объектив. Часть ватмана, образующую внутреннюю поверхность тубуса, покрасьте черной тушью. Подобным же образом склейте вторую часть тубуса длиной двадцать сантиметров, она должна с трением входить в основную трубу и иметь возможность перемещаться. Позже, при настройке телескопа, вы зафиксируете ее клеем.
Для окуляра возьмите маленькую, диаметром порядка 1-2 см, линзу с фокусным расстоянием 3-4 см. От фокусного расстояния этой линзы зависит увеличение телескопа, оно равно отношению фокусного расстояния объектива (у вас это 1 метр) к фокусному расстоянию окуляра. То есть ваш телескоп будет давать увеличение примерно в 20 – 30 раз. Не стремитесь подбирать очень короткофокусные линзы, так как в этом случае значительно увеличиваются искажения.
Линзу окуляра вклейте в трубку из ватмана длиной 20 см, выкрашенной внутри черной тушью. Перед линзой поставьте диафрагму с отверстием диаметром 5-7 мм. После того, как трубка с окуляром будет готова, вырежьте из толстого картона два кружка. Их диаметр должен быть таким, чтобы они плотно вошли во вторую часть тубуса. Вклейте их – один в торце, второй в 10 см от первого. Заранее сделайте в них отверстия по диаметру трубки окуляра. Картонные кружки не забудьте выкрасить в черный цвет.
Настройка телескопа сводится к определению взаимного расположения частей тубуса – оно должно быть таким, чтобы трубка окуляра при наводке на резкость не заходила в трубу глубоко и не слишком выдвигалась – то есть работала своей средней частью. Определив это положение, зафиксируйте вторую часть тубуса клеем.
К телескопу изготовьте штатив, позволяющий тубусу двигаться в двух плоскостях. Можете использовать в качестве основы штатив от фототехники. Конструкцию крепления продумайте самостоятельно.
Наблюдать в самодельный телескоп лучше всего Луну. Кратеры и другие детали лунной поверхности удобнее всего рассматривать тогда, когда диск земного спутника виден наполовину – в этом случае тени позволяют различить намного больше деталей.
Видео по теме
Источники:
- Формулы для телескопа
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.
Какого только хлама не найдешь порой в своих закромах. В ящичках комода на даче, в сундучках на чердаке, среди вещей под старым диваном. Вот бабушкины очки, вот складная лупа, вот испорченный,глазок"" от входной двери, а вот куча линз от разобранных фотоаппаратов и диапроекторов. Выбросить жалко, и лежит вся эта оптика без дела, только место занимает.
Если у Вас есть желание и время, то попробуйте из этого хлама сделать полезную вещь, например, подзорную трубу. Хотите сказать, что уже пробовали, да формулы в книжках-подсказках больно сложными оказались? Давайте еще раз попробуем, по упрощенной технологии. И все у Вас получится.
Вместо того, чтоб прикидывать на глазок, что с чем получится, попытаемся все дальнейшее сделать по науке. Линзы бывают увеличительные и уменьшительные. Разложим все имеющиеся линзы на две кучки. В одной увеличительные, в другой кучке уменьшительные. В разобранном,глазке"" от двери есть и увеличительные, и уменьшительные линзы. Такие маленькие линзочки. Они нам тоже пригодятся.
Теперь все увеличительные линзы протестируем. Для этого нужна длинная линейка и само собой бумажка для записей. Хорошо бы еще солнышко светило за окном. С солнышком результаты были бы точней, но подойдет и горящая лампочка. Тестируем линзы следующим образом:
-Измеряем длину фокуса увеличительной линзы. Ставим линзу между солнышком и бумажкой, и отодвигая бумажку от линзы или линзу от бумажки, находим самую маленькую точку схождения лучей. Это и будет длина фокуса. Измеряем его (фокус) на всех линзах в миллиметрах и запишем результаты, чтоб потом не мучиться с определением пригодности линзы.
Чтоб и дальше все было по научному, запоминаем простенькую формулу. Если 1000 миллиметров (один метр) разделить на длину фокуса линзы в миллиметрах, то получим силу линзы в диоптриях. А если нам известны диоптрии линз (из магазина оптика), то разделив метр на диоптрии получим длину фокуса. Диоптрии на линзах и увеличительных лупах обозначаются значком умножения сразу после цифры. 7x; 5x; 2,5x; и т.д.
С уменьшительными линзами подобное тестирование не получится. Но они тоже обозначаются также в диоптриях и тоже соответственно диоптриям имеют фокус. Но фокус уже будет отрицательным, но совсем не мнимым, вполне реальным и в этом мы сейчас убедимся.
Возьмем самую длиннофокусную увеличительную линзу из имеющихся в нашем наборе и сложим ее с самой сильной уменьшительной линзой. Общая длина фокуса обеих линз сразу уменьшится. Теперь попробуем посмотреть через обе линзы в сборе, уменьшительной к себе.
Теперь потихоньку отодвигаем увеличительную линзу от уменьшительной, и в итоге, возможно, получим слегка увеличенное изображение предметов за окном.
Обязательное условие тут должно быть следующее. Фокус уменьшительной (или отрицательной) линзы должен быть меньше увеличительной (или положительной) линзы.
Введем новые понятия. Положительная линза, она же передняя линза называется еще объективом, а отрицательная или задняя, та что ближе к глазу называется окуляром. Сила подзорной трубы равна делению длины фокуса объектива на длину фокуса окуляра. Если от деления получится число больше единицы, то подзорная труба будет что-то показывать, если меньше единицы, то в трубу ничего не увидишь.
Вместо отрицательной линзы в окулярах можно применять и короткофокусные положительные линзы, но изображение уже будет перевернутым и телескоп немного длинней.
Кстати длина телескопа равна сумме длин фокусов объектива и окуляра. Если окуляр положительная линза, то к фокусу объектива прибавляется фокус окуляра. Если окуляр из отрицательной линзы, то плюс к минусу равно минус и от фокуса объектива, фокус окуляра уже вычитается.
Значит основные понятия и формулы следующие:
-Длина фокуса линзы и диоптрия.
-Увеличение подзорной трубы (фокус объектива делим на фокус окуляра).
-Длина подзорной трубы (сумма фокусов объектива и окуляра).
ВОТ И ВСЯ СЛОЖНОСТЬ!!!
Теперь еще немного технологии. Помните, наверно, что подзорные трубы делаются складными, из двух, трех и более частей-колен. Эти колена делаются не только для удобства, но и для конкретной регулировки расстояния от объектива до окуляра. Поэтому максимальная длина подзорной трубы, немного больше суммы фокусов, а подвижные части трубы позволяю регулировать растояние между линзами. Плюс и минус к теоретической длине трубы.
Объектив и окуляр должны быть на одной (оптической) оси. Поэтому никакой болтанки колен трубы относительно друг друга не должно быть.
Внутреннюю поверхность трубок необходимо выкрасить в матовый (не блестящий) черный цвет или можно оклеить внутреннюю поверхность трубы черной (выкрашеной) бумагой.
Желательно, чтобы внутренняя полость подзорной трубы была герметична, тогда труба потеть внутри не будет.
И последние два совета:
-не увлекайтесь большими увеличениями.
-если захотите сделать самодельный телескоп, то моих разъяснений для Вас вероятно будет маловато, почитайте специальную литературу.
Не поймете что к чему в одной книжке, возьмите другую, третью, четвертую и в какой-то по счету книжке Вы все равно получите ответ на свой вопрос. Если же случится, что ответа в книжках (и в Интернете) Вы не найдете, то Поздравляю! Вы достигли уровня когда ответа уже ждут от ВАС самого.
Нашел в Интернете очень интересную статью по этой же теме:
http://herman12.narod.ru/Index.html
Хорошее лополнение к моей статье предлагает автор с прозы.ру Котовский:
Чтобы даже такой небольшой труд не пропал зря, не следует забывать о диаметре объектива, от которого зависит выходной зрачок прибора, рассчитываемый как диаметр объектива деленный на увеличение трубы.
Для телескопа выходной зрачок может быть около миллиметра. Значит, из объектива диаметром 50 мм можно выжать (подобрав подходящий окуляр) 50-кратное увеличение. При бОльшем увеличении картинка будет ухудшаться из-за дифракции и терять яркость.
Для "земной" трубы выходной зрачок должен быть не менее 2,5 мм (лучше - больше. У армейского бинокля БИ-8 - 4 мм). Т.е. для "земного" пользования с 50-миллиметрового объектива не следует выжимать более 15-20-кратного увеличения. Иначе картинка будет темнеть и размываться.
Из этого следует, что линзы диаметром меньше 20 мм для объектива не годятся. Разве что, вам достаточно 2-3 кратного увеличения.
Вообще, объектив из очковых линз - некомильфо: менисковые искажения из-за выпукло-вогнутости. Должна быть линза-дуплекс, а то и триплекс, если короткофокусная. Хороший объектив просто так среди хлама не найдешь. Разве что, завалялся объектив "фоторужья" (супер!), корабельный коллиматор или артиллерийский дальномер:)
Об окулярах. Для трубы Галлилея (окуляр с рассеивающей линзой) следует использовать диафрагму (кружок с дыркой) диаметром, равным рассчетному размеру выходного зрачка. Иначе при смещении зрачка в сторону от оптической оси будут сильные искажения. Для трубы Кеплера (окуляр собирающий, картинка перевернута) однолинзовые окуляры дают большие искажения. Нужно хотя бы двухлинзовый окуляр Гюйгенса или Рамсдена. Лучше готовый - от микроскопа. В крайнем случае можно использовать объектив от фотоаппарата (не забудьте полностью раскрыть лепестковую диафрагму!)
О качестве линз. Из дверных глазков все в мусорку! Из оставшихся вывирайте линзы с просветляющим покрытием (характерный лиловый отблеск). Отсутствие просветления допускается на поверхностях, обращенных наружу (к глазу и к объекту наблюдения). Лучшие линзы - из оптических приборов: кино-фотоаппаратов, микроскопов, биноклей, фотоувеличителей, диапроекторов - на худой конец. Готовые окуляры и объективы из нескольких линз не спешите разбирать! Лучше использовать целиком - там все подобрано наилучшим образом.
И еще. При больших увеличениях (>20) трудно обойтись без штатива. Картинка пляшет - ничего не разобрать.
Не следует стремиться делать трубу покороче. Чем длиннее фокусное расстояние объектива (точнее - его отношение к диаметру), тем меньше тревования к качеству всей оптики. Именно поэтому в старину подзорные трубы были намного длинее, чем современные бинокли.
Самую лучшую самодельную трубу я сделал так: давным давно в Салавате купил задешево детскую игрушку - пластмассовую подзоркную трубу (Галлилея). У нее было 5-кратное увеличение. Но у нее был объектив-дуплекс диаметром почти 50 мм! (Видимо, некондиция с "оборонки").
Много позже я приобрел недорого маленький китайский монокуляр 8-кратный с объективом 21мм. Там мощный окуляр и компактная оборачивающия система на призмах с "крышей".
Я их "скрестил"! Из игрушки удалил окуляр, из монокуляра - обектив. Сложил, скрепил. Игрушку предварительно изнутри оклеил черной бархатной бумагой. Получил мощную 20-кратную компактную трубу высокого качества.
