Сложно найти на всей земле человека, который хотя бы немного не интересовался астрономией. Это, закономерно, требует наличия определенного инструмента, который позволил бы более внимательно рассмотреть загадки звездного неба. Если есть подзорная труба или бинокль - то этого достаточно, чтобы любоваться красотой звездного неба. Но при наличии сильного интереса такие девайсы не могут удовлетворить запрос. Необходимо что-то более мощное, то есть, телескоп. Вот только как его создать? Рассмотрению вопроса: « своими руками?» и посвящена эта статья.
Вводная информация
Приобретение телескопа заводского изготовления обойдется довольно дорого. Поэтому его покупка уместна в тех случаях, когда есть желание заниматься астрономией хотя бы на любительском уровне. Но для начала, чтобы получить базовые знания и навыки, а также понять, действительно ли эта наука кажется тем, что про нее думает большинство, нелишним будет создать самодельный домашний телескоп своими руками. Во многих детских энциклопедиях и различных научно-популярных изданиях можно найти описание процесса изготовления простейшего устройства, позволяющего видеть кратеры на Луне, диск Юпитера вместе с его четырьмя спутниками, кольца и сам Сатурн, серп Венеры, отдельные яркие и крупные звездные скопления и туманности. Следует отметить, что слабым местом таких устройств является качество изображения, которое не может соревноваться с приборами заводского изготовления.
Немного теории
Прежде чем начинать создавать телескоп своими руками в домашних условиях, стоит разобраться как работает этот прибор.
Два минимально необходимых оптических узла - это объектив и окуляр. Первый задуман для того, чтобы собирать свет. От его диаметра зависит какое максимальное увеличение будет у готового устройства, и насколько слабо видимые объекты можно будет наблюдать. Окуляр необходим для увеличения изображения, что формируется объективом и для передачи изображения к человеческому глазу.
Определяемся с типом
В зависимости от устройства, выделяют различные телескопы. Два самых распространенных типа - это рефлекторы и рефракторы. В первом случае в качестве объектива выступает зеркало, во втором - система линз. В домашних условиях создать все в необходимом качестве для рефлектора довольно проблематично, в силу трудности и точности процесса изготовления. Тогда как линзы для рефрактора несложно приобрести в магазине оптики. Как видите, различие между ними сугубо в конструктивном исполнении.
Первая проба
Для определения значения увеличения используется соотношение фокусного расстояния от объектива до окуляра. Рассмотренная ниже схема будет обеспечивать улучшение зрительных свойств примерно в 50 раз.
Первоначально необходимо запастись заготовкой линзы для очков, сила которой составляет один диоптрий. Это соответствует фокусному расстоянию в один метр. Обычно их диаметр около 7 сантиметров. Этот как раз то, что необходимо для объектива. Тут следует отметить, что если интересует как сделать телескоп своими руками из линз для очков, то следует признать, что они слабо подходят для такого нецелевого применения. Но при желании можно использовать и их. Если есть длиннофокусная двояковыпуклая линза, то лучше использовать именно ее. Хотя на роль окуляра еще подходит и увеличительное стекло из лупы, диаметром в 3 сантиметра или линза от микроскопа.
Для корпуса необходимо сделать из плотной бумаги две трубы. Первая (представляющая собой основную часть) будет иметь длину в один метр. Для окулярного узла создается труба в двадцать сантиметров. Короткая вставляется в длинную. Для изготовления корпуса можно использовать широкий лист ватмана или рулона обоев, свернув их в трубу в несколько слоев и проклеить ПВА. Количество пластов подбирается вручную. Необходимо добиться эффекта жесткости будущего устройства. При этом внутренний диаметр основной части должен равняться размеру выбранной линзы.
Но это не все
Если вопрос только в том, как сделать телескоп своими руками в домашних условиях, то обойтись исключительно вышеизложенным можно.
Но для лучшего результата не обойтись без некоторых нюансов.
Так, объектив необходимо крепить в первой трубе наружу выпуклой стороной с помощью оправы. Для этого подойдут кольца соразмерного диаметра с толщиной в сантиметр. Сразу после линзы необходимо установить диск - диафрагму. Ее специфическим отличием является наличие в центре отверстия диаметром в 2,5-3 сантиметра. Это необходимо сделать для уменьшения искажения изображения, которое формирует одиночная линза. Правда, такой подход уменьшает количество света, что собирает объектив. Для улучшения результата линзу необходимо устанавливать как можно ближе к краю трубы. Затем подходит очередь окуляра. Где его размещать? Установить его требуется в окулярном узле как можно ближе к краю. При этом для окуляра идеальным будет картонное крепление. Прибор лучше делать в виде цилиндра, диаметр которого равен размеру выбранной линзы. Он устанавливается внутри трубы благодаря двум крепежам (например, дискам). При этом необходимо следить, чтобы он по своему диаметру был соразмерен и с линзой, и с окулярным узлом.
Подготовка телескопа к использованию
Фокусировка устройства осуществляется посредством изменения расстояния между объективом и окуляром. Достигается это, в механическом смысле, благодаря обеспечению движения окулярного узла, размещенного в основной трубе. Для фиксации положения лучше всего использовать силу трения. Следует отметить, что фокусировку удобнее осуществлять на больших и ярких объектах, как-то близлежащие здания, Луна, яркие звезды (но не Солнце).
При создании телескопа следует учитывать, что объектив и окуляр должны находиться параллельно друг другу, а их центры следует расположить на одной линии. На этапе подготовки можно поэкспериментировать с диаметром диафрагмового отверстия с целью найти оптимальный. Так например, если подобрать линзу на 0,6 диоптрия и установить фокусное расстояние в 1,7 метра (1/0,6), то это позволит добиться большего увеличения. Правда, при этом придется поработать над отверстием диафрагмы. А именно - увеличить его размер.
И после завершения работы над первым устройством запомните одну простую истину: через телескоп посмотреть на Солнце можно только два раза - сначала правым глазом, потом левым. Такое опасное занятие моментально вредит зрению, поэтому им лучше не заниматься.
Промежуточный итог
Следует отметить, что получившаяся конструкция будет несовершенной. А именно - она даст перевернутое изображение. Чтобы исправить это, необходимо использовать еще одну собирающую линзу, с тем же самым фокусным расстоянием, что и у окуляра. Она устанавливается в трубу около него. Казалось бы, теперь не должно быть вопросов с тем, как сделать телескоп своими руками с увеличением. Но это далеко не единственный верный подход.
Можно использовать и другие схематические варианты, беря в качестве основы линзы очков или телеобъективов. Это весьма широкая область, в которой есть как и совсем зеленые новички, так и профессиональные астрономы. Поэтому если возникнет определенный вопрос или непонимание чего-то, не следует стесняться, спокойно задавайте интересующий вопрос. Для этого сегодня есть тематические кружки, сайты, форумы и т. д. Ведь стоит только окунуться в мир астрономии - и взору откроются многочисленные сокровища звездного неба. В целом рассмотренной практической информации должно хватить для создания простейшего устройства. Если хочется сконструировать и воплотить что-то более сложное, то здесь не обойтись без качественной теоретической подготовки.
Необходимые знания
Следует всегда помнить о том, что основная характеристика - это размер объектива, окуляра и фокусное расстояние. Это альфа и омега, без которой создать телескоп невозможно. Но при этом существует большое количество мелких моментов, которые могут существенно повлиять на конечный результат. Например, максимальное полезное увеличение телескопа. Значение этого параметра равняется удвоенному диаметру объектива (в миллиметрах). Делать устройство с большим увеличением не имеет смысла, поскольку, скорее всего, увидеть новые детали не получиться. А вот общая яркость изображения пострадает. Поэтому для устройств с пятидесятикратным увеличением не рекомендуется использовать линзы менее чем на 2,5 сантиметра. Следует отметить, что предложенный выше вариант имеет показатели в 7 и 3 см, что хорошо подходит для телескопа с качеством 50х. Можно взять и 4-сантиметровую линзу в качестве объектива, но в таком случае уменьшиться разрешающая способность оптического устройства. Поэтому лучше использовать рекомендованные значения.
Экспериментирование с конструктивным исполнением
Вариант, когда создается основная труба на метр, и в нее встраивается дополнительная на двадцать сантиметров, - это далеко не все. Можно подкорректировать конструкцию с тем, чтобы создавать другие формы телескопов. Например, для объектива используется труба в 60-65 сантиметров, а в нее на 10-15 см входит другая, для окуляра, длина которой составляет 50-55 см.
Возвращаемся к теории
Минимальное значение полезного увеличения для телескопа зависит от диаметра окуляра. Здесь есть один очень важный нюанс! Его размер не должен превышать диаметр полностью раскрытого зрачка наблюдателя. В противном случае не весь собранный телескопом свет будет попадать в глаз: он будет теряться, ухудшая качество работы устройства. Так, максимальный диаметр зрачка глаза у обычного человека не превышает пяти-семи миллиметров. Поэтому для поиска минимального полезного увеличения берется 10 крат (апертура, помноженная на 0,15). Это интересное слово, апертура, означает отверстие, подобное диафрагме, только несколько усовершенствованное и продвинутое. Это устройство используют в сложных приборах для получения качественного результата. Но это уже для тех, кто хочет сделать телескоп своими руками в домашних условиях с серьезными характеристиками для более тщательного изучения звездного неба.
Заключение
Ну, вот и тот минимум, который необходимо знать каждому, чтобы создать собственный девайс для изучения звездного неба. Неважно, какой будет первый шаг - соберете телескоп-рефлектор своими руками или рефрактор. Главное, если это представляет интерес, то необходимо действовать в данном направлении, - учиться, осваивать новые знания, практиковаться, открывать что-то новое для себя или даже для целого мира - не останавливаться, а уж удача сопутствует целеустремленным.
Но знайте, что при изготовлении устройств с бо́льшим увеличением сильнее о себе заявят дифракционные явления. Это приведет к ухудшению видимости. И напоследок задача: какими основными параметрами должен обладать телескоп, обеспечивающий 1 000-кратное увеличение?
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.
Всегда хотел иметь телескоп для наблюдения за звездным небом. Ниже приведена переводная статья автора из Бразилии который смог сделать зеркальный телескоп своими руками и из подручных средств. Прилично при этом сэкономив.
Каждый любит смотреть на звезды и смотреть на Луну в чистом ночном. Но иногда мы хотим видеть далеко. Мы хотим видеть его рядом. Тогда человечество создал телескоп!
Сегодня
мы имеем много видов телескопов, включая классический рефрактор и рефлектор Ньютона. Здесь, в Бразилии, где я живу — телескоп «роскошь». Он стоит между R$1,500.00 (около США$ 170.00) и Р$ 7,500.00 (долларов США 2,500.00). Легко найти рефрактор на R$500,00, но это рядом 5/8 заработной платы, учитывая, что у нас много бедных семей и молодых ожидая лучшей жизни состояние. Я один из них. Затем я нашел способ смотреть на небо! Почему бы нам не сделать наш собственный телескоп?
Еще одна проблема здесь, в Бразилии, что у нас очень маленькое содержание о телескопах.
Зеркала
и объектив не особо дорого. Так, у нас нет условий для покупки потом. Простой способ сделать это, используя вещи, которые больше не являются полезными!
Но где найти эти вещи? Легко! Телескоп рефлектор сделан из:
— Первичное зеркало (вогнутое)
— Вторичное зеркало (план)
— Оптическая линза (самое сложное!)
— Регулируемая пробка.
— Тренога;
Где найти эти вещи?
— Вогнутые зеркала используются в салонах красоты (макияж, магазины, парикмахерская и т. д.);
— Плоские зеркала находятся во многих вещах. Вам просто нужно найти небольшое зеркало (около 4 см2);
— Оптическая линза выносливее найти. Вы можете получить его из сломанной игрушки или сделать это самостоятельно. (Я использовал старый объектив 10х из сломанного бинокля).
— Можно использовать водопроводные трубы (что-то между 80 мм и 150 мм в диаметре), но я использую пустой чернила олово и полотенца олова.
— Какие-то черные брызги.
Вы
нужны трубы из ПВХ, разъемы и несколько картонных рулонов тоже.
Вы можете использовать горячий клей или силиконовая паста.
Так что, нет больше ждать! Давайте это началось!
Шаг 1: Расчет оптических компонентов
Я получаю 140 мм Диаметр вогнутого зеркала с Сагита от 3.18 мм (измеряется штангенциркулем).
Но сначала вы должны знать, что зеркало Сагитта. В глубине зеркала (расстояние между самой нижней частью поверхности и высоты границ).
Зная это, мы имеем:
Зеркало радиусом (R) = д / 2 = 70 мм
Радиус кривизны (Р) = Р2 / 2С = 770.4 мм
Фокусное расстояние (F) = р / 2 = 385.2 мм
Светосилой (Ф) = Ф / д = 2.8
Теперь мы знаем все, что нам нужно сделать наш телескоп!
Давайте начнем!
Шаг 2: оформление основной трубки
По странной случайности наши краски идеально подходят для полотенца жесть!
Сначала нужно удалить краску на дне не можем.
Затем нужно измерить расстояние между вогнутого зеркала и окуляра месте. Для этого нужно учитывать радиус баллончик с краской.
Затем мы отмечаем высота 315 мм. Это около 30 см.
На этой высоте, мы делаем отверстие в баллончике, как на фото. В данном случае, я сделал отверстие около 1,4 дюйма, чтобы соответствовать разъем ПВХ.
Как вы можете видеть на следующем фото, в зеркало прекрасно вписывается в может.
Шаг 3: Монтаж на плоскость
Я решил исправить для поддержки зеркала через 3 точки, как на чертеже.
Подходит к зеркалу плоскости, я использовал две деревянные палочки и маленький деревянный треугольник с 45°.
Затем я сделал некоторые меры. С дрелью, я сделал отверстия вставить палочки.
Потом я вычислил расстояние между центром зеркала и ручки отверстия. Это 20 мм.
Сделать отверстия в банку с краской, со сверлом.
Так я поправил палки до плоскости зеркала, когда наблюдаются глазные отверстия, показывают мои собственные глаза.
*Я прикрепил зеркало в поддержке с горячим клеем.
Шаг 4: Фокус корректировки
Я использовал постамент микрофон в качестве штатива для телескопа. Установлены с лентой и эластичной.
Чтобы найти очаг, мы должны стремиться солнце с телескопом. Очевидно, никогда не смотрите на солнце через телескоп!
Положил бумагу в передней части глазного отверстия и найти меньшее световое пятно. Затем измерьте расстояние между отверстием и бумаги, как на рисунке. Я с расстояния 6 см.
Это расстояние необходимо между отверстием и окуляр. Чтобы соответствовать окуляра я использовал картон рулон (от туалетной бумаги), порезанные и исправлено с немного скотча.
Шаг 5: Поддержка & Наряд
Важная деталь:
Что-либо в трубе внутри должен быть черным. Это предотвращает свет отражая в других направлениях.
Я нарисовал чернилами снаружи жесть черная только на внешний вид. Я тоже гнал заколки, чтобы держать лучше полотенца олова в краску олова.
Некоторые другие barretes провести лучше вторичного зеркала палочки… а потом я починил «гнездо для штатива ПВХ» с заклепкой и горячий клей.
Я намазал золотой пластиковой кромкой в верхней части чернил олова, чтобы сделать его красивым.
Шаг 6: тесты и итоговые соображения
Я ждал темноты, как ребенок ждет Рождественского подарка. Затем наступила ночь, и я вышел на улицу, чтобы проверить свой телескоп. И вот результат:
Как мы знаем, очень трудно фотографировать на телескоп.
Можно с уверенностью сказать, что все когда-либо мечтали поближе рассмотреть звезды. С помощью бинокля или подзорной трубы можно полюбоваться ярким ночным небом, однако вы вряд ли сможете разглядеть в эти приборы что-то подробно. Здесь понадобится более серьезная аппаратура - телескоп. Чтобы иметь у себя дома такое чудо оптической техники, необходимо выложить крупную сумму, что не всем любителям прекрасного по карману. Но не стоит отчаиваться. Можно сделать телескоп своими руками, и для этого, как бы это абсурдно ни звучало, необязательно быть великим астрономом и конструктором. Лишь бы было желание и непреодолимая тяга к неизведанному.
Почему стоит попробовать сделать телескоп?
Совершенно точно можно сказать, что астрономия - наука очень сложная. И требует от человека, ею занимающегося, очень много усилий. Может произойти такая ситуация, что вы приобретете дорогостоящий телескоп, а наука о Вселенной вас разочарует, или вы попросту поймете, что это совершенно не ваше занятие.
Для того чтобы разобраться, что к чему, достаточно сделать телескоп для любителя. Наблюдение за небом через такой аппарат позволит увидеть в разы больше чем через бинокль, а также вы сможете разобраться, интересно ли вам это занятие. Если вы загоритесь изучением ночного неба, тогда, вам, конечно, не обойтись без профессионального аппарата.
Что можно увидеть в самодельный телескоп?
Описания того, как сделать телескоп, можно отыскать во многих учебниках и книгах. Такой аппарат позволит четко рассмотреть лунные кратеры. С помощью него можно увидеть Юпитер и даже разглядеть четыре его основных спутника. Знакомые нам со страниц учебников кольца Сатурна также могут быть замечены при помощи телескопа, своими руками изготовленного. Кроме этого, еще множество небесных тел можно увидеть своими глазами, например, Венеру, большое количество звезд, скоплений, туманностей.
Немного об устройстве телескопа
Главные части нашего агрегата - это его объектив и окуляр. С помощью первой детали собирается свет, источаемый небесными телами. То, насколько далекие тела можно будет видеть, а также каково будет увеличение прибора, зависит от диаметра объектива. Второй же участник тандема, окуляр, предназначен для увеличения получаемой картинки, чтобы наш глаз мог любоваться красотами звезд.
Теперь о двух самых распространенных типах оптических устройств - рефракторах и рефлекторах. Первый тип имеет объектив, выполненный из системы линз, а второй - зеркальный объектив. Линзы для телескопа, в отличие от рефлекторного зеркала, достаточно легко можно найти в специализированных магазинах. Покупка зеркала для рефлектора обойдется недешево, а его самостоятельное изготовление будет для многих невыполнимо. Поэтому, как уже стало понятно, мы будем собирать именно рефрактор, а не зеркальный телескоп. Закончим теоретический экскурс понятием об увеличении телескопа. Оно равняется отношению фокусных расстояний объектива и окуляра.
Как сделать телескоп? Подбираем материалы
Для того чтобы начать сборку аппарата, необходимо запастись 1-диоптриевой линзой или ее заготовкой. К слову сказать, такая линза будет с фокусным расстоянием один метр. Диаметр заготовок будет около семидесяти миллиметров. Нужно также отметить, что линзы для телескопа лучше не выбирать очковые, так как в основном они имеют вогнуто-выпуклую форму и плохо подходят для телескопа, хотя если они есть под рукой, то можно использовать и их. Рекомендуется использовать длиннофокусные линзы двояковыпуклой формы.
В качестве окуляра можно взять обычную лупу тридцатимиллиметрового диаметра. Если есть возможность достать окуляр от микроскопа, то, несомненно, стоит этим воспользоваться. Он отлично подойдет и для телескопа.
Из чего же сделать корпус для нашего будущего оптического помощника? Отлично подойдут две трубы разного диаметра из картона или плотной бумаги. Одна (та, что короче) будет вставляться во вторую, с большим диаметром и более длинную. Трубу с меньшим диаметром следует сделать длиной сантиметров двадцать - это в итоге будет окулярный узел, а основную рекомендуется сделать метровой. Если под рукой не найдется нужных заготовок - не беда, корпус можно смастерить из ненужного рулона обоев. Для этого обои наматываются в несколько слоев для создания нужной толщины и жесткости и проклеиваются. Каким сделать диаметр внутренней трубы, зависит от того, какую мы используем линзу.
Подставка для телескопа
Весьма важный момент в создании своего телескопа - подготовка специальной подставки для него. Без таковой будет почти невозможно им пользоваться. Есть вариант установки телескопа на штатив от фотоаппарата, который снабжен двигающейся головкой, а также крепежом, который позволит фиксировать различные положения корпуса.
Сборка телескопа
Линза для объектива закрепляется в маленькой трубе выпуклостью наружу. Крепить ее рекомендуется с помощь оправы, представляющей собой кольца, по диаметру схожие с самой линзой. Прямо за линзой, дальше по трубе, необходимо оборудовать диафрагму в виде диска с тридцатимиллиметровым отверстием строго посередине. Диафрагма предназначена для сведения на нет искажений картинки, появляющихся в связи с использованием одиночной линзы. Также установка ее повлияет на уменьшение света, которое получает объектив. Сам объектив телескопа монтируется около основной трубы.
Естественно, что в окулярном узле не обойтись без самого окуляра. Для начала необходимо приготовить для него крепления. Делаются они в виде картонного цилиндра и схожи с окуляром по диаметру. Крепление устанавливается внутрь трубы с помощью двух дисков. Они такого же диаметра, что и цилиндр, и имеют отверстия посередине.
Настройка аппарата в домашних условиях
Фокусировать изображение необходимо с помощью расстояния от объектива до окуляра. Для этого окулярный узел перемещается в основной трубе. Так как трубы должны быть хорошо прижаты вместе, то необходимое положение будет надежно зафиксировано. Процесс настройки удобно производить на больших ярких телах, например, Луне, также и соседний дом подойдет. При сборке очень важно добиться того, чтобы объектив с окуляром располагались параллельно и их центры были на одной прямой.
Еще один способ сделать телескоп своими руками заключается в изменении размера диафрагмы. Варьируя ее диаметр, можно добиться оптимальной картинки. Используя оптические линзы 0,6 диоптрий, которые имеют фокусное расстояние примерно два метра, можно добиться увеличения диафрагмы и сделать приближение на нашем телескопе гораздо больше, однако стоит понимать, что корпус при этом тоже увеличится.
Осторожно - Солнце!
По меркам Вселенной наше Солнце - далеко не самая яркая звезда. Однако для нас это очень важный источник жизни. Естественно, что, имея телескоп в своем распоряжении, многим захочется рассмотреть его поближе. Но надо знать, что это очень опасно. Ведь солнечный свет, проходя через построенные нами оптические системы, может сфокусироваться до такой степени, что будет способен прожечь насквозь даже толстую бумагу. Что уж говорить о нежной сетчатке наших глаз.
Поэтому надо запомнить очень важное правило: нельзя смотреть на Солнце в приближающие устройства, тем более в телескоп домашний, без специальных средств защиты. Такими средствами считаются светофильтры и способ проецирования изображения на экран.
Что если собрать телескоп своими руками не получилось, а посмотреть на звезды очень хочется?
Если вдруг по какой-то причине сборка самодельного телескопа невозможна, то не стоит отчаиваться. Можно подыскать телескоп в магазине за приемлемую цену. Сразу же возникает вопрос: "А где они продаются?" Такую технику можно найти в специализированных магазинах астроприборов. Если такого в вашем городе нет - тогда стоит посетить магазин фототехники или найти другой магазин, торгующий телескопами.
Если вам повезло - в вашем городе есть специализированный магазин, да еще с профессиональными консультантами, тогда вам точно туда. Перед походом рекомендуется посмотреть обзор телескопов. Во-первых, вы разберетесь с характеристиками оптических устройств. Во-вторых, вас будет труднее обмануть и подсунуть некачественный товар. Тогда вы точно не разочаруетесь в покупке.
Несколько слов о покупке телескопа через Всемирную сеть. Этот вид покупок становится очень популярным в наше время, и не исключено, что вы воспользуетесь именно им. Весьма удобно: вы подыскиваете нужный вам аппарат, а потом заказываете. Однако можно наткнуться на такую неприятность: после долгого выбора может оказаться, что товара уже нет в наличии. Гораздо более неприятная проблема - это доставка товара. Не секрет, что телескоп - очень хрупкая вещь, поэтому вам могут довезти лишь осколки.
Возможен вариант покупки телескопа с рук. Такой вариант позволит неплохо сэкономить, однако следует хорошо подготовиться, чтобы не купить сломанную вещь. Неплохое место для того, чтобы найти потенциального продавца, - форумы астрономов.
Цена за телескоп
Рассмотрим некоторые ценовые категории:
Около пяти тысяч рублей. Такой прибор будет соответствовать характеристикам, которые имеет телескоп, своими руками сделанный в домашних условиях.
До десяти тысяч рублей. Этот аппарат наверняка будет больше подходить для качественного наблюдения ночного неба. Механическая часть корпуса и комплектация будет весьма скудной, и, может быть, вам придется потратиться на некоторые запасные части: окуляры, фильтры и т. д.
От двадцати до ста тысяч рублей. К этой категории относятся профессиональные и полупрофессиональные телескопы. Наверняка новичку будет незачем зеркальный аппарат с астрономической стоимостью. Это попросту, как говорится, пустая трата денег.
Заключение
В итоге мы познакомились с важной информацией о том, как сделать простой телескоп своими руками, и некоторыми нюансами покупки нового аппарата для наблюдения за звездами. Кроме способа, который мы рассмотрели, существуют и другие, но это уже тема для иной статьи. Вне зависимости от того, собрали ли вы телескоп в домашних условиях или приобрели новый, астрономия позволит вам погрузиться в неизведанный мир и получить впечатления, которых вы никогда раньше не испытывали.
Предлагаем изготовить качественный и очень дешевый самодельный телескоп для начинающих астрономов. Вам потребуется не более 15 евро, чтобы купить линзы, при этом вы получите превосходное, профессиональное изображение. С помощью этого мощного телескопа вы сможете разглядывать, словно глобус, Юпитер и Венеру, сможете рассмотреть кольца Сатурна, сотни кратеров и других объектов на поверхности Луны. Изучая небо в ясную погоду, вы даже можете увидеть четыре крупнейшие спутника Юпитера (галилеевы луны).
Шаг 1: Линзы и их параметры
Телескоп представляет собой небольшой рефрактор Кеплера. Он дает увеличение примерно в 20 раз, что достаточно для начала астрономических наблюдений за небесными телами. Изображение в нем будет перевернутым, поэтому не рекомендуется использовать его в качестве подзорной трубы для наблюдения за земными объектами.
Повернуть изображение с головы на ноги можно, применив в конструкции плюсовые (положительные) линзы, но качество изображения всегда будет ухудшаться при использовании дополнительных оптических элементов. Для астрономов не так существенен переворот объектов, т.к. всегда предпочтительнее четкие и контрастные изображения, а в космических масштабах нет никакого смысла в земных направлениях.
Наиболее важными частями телескопа являются линзы. Возможно, вам хотелось бы использовать простые стекла от очков, пылящихся в старых коробках на чердаке, но есть две причины, по которым следует избегать этого. Во-первых, вы никогда не узнаете точный фокус и вряд ли сможете подобрать стекла с оптимальными параметрами для постройки телескопа. Вторая причина, это жесткие факторы оптики: обычные стекла от очков или лупы не могут передавать изображение объекта без искажений.
У таких линз присутствуют две очень серьезные проблемы: сферическая и хроматическая аберрации (даже одна из них может полностью испортить изображение, но эти искажения всегда присутствуют вместе). Поэтому, любая попытка построить телескоп с линзами от очков или обычными лупами, заканчивается разочарованием, когда наблюдатель пытается разглядеть в такое устройство звезду или планету. Объект в таком телескопе виден как нечеткое радужное пятно, на котором невозможно разглядеть какие-либо четкие детали. Поэтому, если вы решили создать свой собственный маленький телескоп, не используйте простые линзы, а следуйте этой инструкции, и у вас будет недорогой, полупрофессиональный инструмент.
Для хорошего телескопа оптимальным выбором будут ахроматы. Ахромат состоит из двух (собирательной и рассеивающей) линз. Они изготовлены из неодинаковых по дисперсии света сортов оптического стекла, что почти полностью нейтрализует хроматическую аберрацию. Ахроматы начального уровня склеены (известны как «склеенные ахроматы») и передают очень четкое изображение при использовании их в телескопах. Вы должны раздобыть себе такие линзы, чтобы построить телескоп с превосходной видимостью.
Данные линзы можете найти в продаже в интернет-магазинах. Чтобы собрать телескоп своими руками вам понадобятся три линзы. Две одинакового размера, а третья – большего размера. Теперь рассмотрим устройство рефрактора Кеплера.
Шаг 2: Рефрактор Кеплера
На рисунке представлена схема очень старого и очень простого способа увеличения удаленных объектов. Параллельные лучи света от объекта достигают большой линзы объектива с большим фокусным расстоянием, преломляются и сходятся в точке фокусировки, далее они попадают в короткофокусный окуляр малого диаметра, который увеличивает изображение. Большая линза – это объектив, маленькая – окуляр. Сложенные вместе длины фокусных расстояний объектива и окуляра составляют длину телескопа, а соотношение линз – его увеличение. Если вы соедините две одинаковые ахроматические линзы, как показано на рисунке, вы получите отличный окуляр с двойным увеличением, названный окуляром Plossl. Таким образом, мы используем в проекте 3:
Объектив (5 евро): фокусное расстояние 250 мм, диаметр 30 мм, арт. №: 569.OAL – это число, по которому вы можете идентифицировать линзу объектива.
Информацию по этой линзе вы можете прочитать на сайте AstroMedia .
Для проекта вам потребуется одна такая линза.
Окуляр (4,6 евро): фокусное расстояние 26,5 мм, диаметр 18 мм, арт. №: 551.OAL – по этому числу вы сможете идентифицировать линзу окуляра.
С информацией по линзе можете ознакомиться здесь: AstroMedia .
Вам потребуется две линзы для окуляра Plossl. Для простого окуляра с увеличением 10х будет достаточно одной такой линзы.
Шаг 3: Материалы и инструмент
Кроме линз, вам дополнительно потребуются несколько недефицитных деталей.
Материалы, которые вам понадобятся:
- Три ахроматические линзы, описанные выше.
- Труба от пылесоса, пластмассовая или металлическая (длиной 26-27 см).
- Старая толстая ручка или небольшая пластмассовая трубка (длиной 5-6 см).
- Две стандартные пластмассовые пробки от пластиковых бутылок.
- Лист черного картона (не глянцевый!)
- Изоляционная лента.
- Несколько картонных полосок.
Инструмент:
- Нож или ножницы.
- Липкая лента и немного жидкого клея.
Шаг 4: Собираем главную трубу
Показать еще 3 изображения
Трубу для телескопа можно использовать от старого пылесоса. Ее наружный диаметр составляет 30 мм, но с одной стороны этой трубы, есть утолщение, внутренний диаметр которого более 30 мм. Это идеально подходит для установки линзы объектива, и еще остается небольшая кромка перед объективом – эта кромка будет служить козырьком для защиты от окружающего света.
Трубка меньшего размера (как видно на фото) – это труба окуляра. Она будет скользить в основной трубе. Внутрь труб вставьте предварительно вырезанные отрезки из черного картона, чтобы исключить нежелательные блики внутри их.
Обрежьте большую трубу до требуемой длины (27-28 см), скрутите в трубку деталь из черного картона и вставьте в главную трубу на расстоянии 20 см от широкого конца. Затем попробуйте вставить линзу объектива – она должна легко входить. Теперь у вас есть труба с черной внутренней поверхностью.
Возьмите две пробки от пластиковых бутылок и аккуратно обрежьте их края, чтобы получились два пластмассовых кольца. Эти кольца будут стопорить линзу объектива без использования клея. Отрежьте от колец небольшие участки, чтобы можно было их согнуть при установке.
Вставьте одно такое кольцо до конца в широкий конец трубы. Убедитесь, что кольцо стоит ровно. Теперь осторожно вставьте большую линзу (30 мм) выпуклой стороной наружу и застопорьте ее вторым кольцом. Это кольцо вы можете зафиксировать небольшим количеством клея (клей не должен попасть на линзу!). Допускается небольшое перемещение линзы между двумя кольцами. Будьте внимательны: линза должна быть обращена выпуклой стороной к небу. Сборка основной трубы почти завершена.
Шаг 5: Собираем трубу окуляра
Показать еще 3 изображения
Трубка окуляра будет немного отличаться от основной. Найдите какую-либо пластмассовую трубку с внутренним диаметром 20 мм и длиной не менее 5 см. Затем возьмите две маленькие линзы для окуляра, установите их выпуклыми сторонами друг к другу (см. фото). Это очень важная часть. Проделав такой трюк, мы получим очень эффективный окуляр Plossl. Расстояние между этими линзами должно быть не более 1-2 мм.
Теперь необходимо смотать установленные таким образом линзы изолентой; при этом нельзя позволять линзам сдвинуться или наклониться. Здесь очень важно сохранить осевую симметрию. Намотайте изоленты столько, чтобы линзы плотно вошли в трубку окуляра и установите их с самого края трубки.
Делаем диафрагму. Если вы хотите сделать профессиональный окуляр с четким изображением, то перед его сборкой изготовьте из картона 4 кольца наружным диаметром равным диаметру линз, и внутренним диаметром 12-14 мм. Установите их вместе с линзами следующим образом (слева-направо): кольцо – линза выпуклой стороной вправо – два кольца – линза выпуклой стороной влево – кольцо. Последнее кольцо может иметь меньший внутренний диаметр (приблизительно 10 мм). С помощью такой диафрагмы поле обзора будет немного уменьшено, но при этом края изображения будут более резкими.
Размеры отверстий колец необходимо подобрать экспериментально до окончательной сборки.
Края внутренних отверстий колец диафрагмы должны быть идеально ровными, иначе все неровности будут видны на изображении. Эту проблему можно решить, если использовать пробойник для изготовления колец. Здесь вам придется поэкспериментировать. Попробуйте подобрать металлическую шайбу подходящего размера и использовать ее в качестве диафрагмы. Придумайте, что еще можно использовать.
ОБХОДИМСЯ БЕЗ ОКУЛЯРА PLOSSL.
Если хотите сэкономить деньги, можете изготовить простой окуляр. В этом случае вам нужно будет купить только одну маленькую линзу. При этом кратность увеличения уменьшится вдвое, примерно до 10х. Даже такого увеличения будет достаточно, чтобы разглядеть кратеры на Луне (но не на Юпитере или Сатурне). Если вы решите сделать такой окуляр, то линзу нужно установить выпуклой стороной к вашему глазу.
Шаг 6: Финальные шаги
Телескоп почти готов. Осталось сделать только одну маленькую деталь: установить трубку окуляра в основную трубу так, чтобы она в тугую двигалась внутри ее. Для этого приклейте 3 маленькие полоски из многослойного картона изнутри свободного конца основной трубы. Предварительно сложите полоски пополам в виде буквы «V». Затем осторожно вставьте маленькую трубку в большую и попытайтесь сфокусировать изображение. Если вы все сделали правильно, то должны наблюдать перевернутое изображение объектов в очень хорошем качестве (если не были установлены кольца в окуляр, то изображение будет с размытыми краями).
Если вы не сможете настроить четкое изображение, перемещая трубку окуляра, возможно, что ваша труба или слишком длинная, или слишком короткая. В этом случае посчитайте расстояние между линзами: фокус объектива (25 см) прибавляем к фокусному расстоянию окуляра (1,4 см). Попробуйте немного вытащить линзы окуляра из маленькой трубки (вот почему их нельзя приклеивать), или отрезать немного от основной трубы со стороны окуляра, или же использовать более длинную трубку окуляра (более, чем рекомендуемые 5-6 см). При использовании однолинзового окуляра, помните, что его фокус будет составлять 2,6 см.
Шаг 7: Вперед, к звездам!
Наш телескоп (с окуляром Plossl) имеет серьезное увеличение, поэтому вы вряд ли сможете пользоваться им, просто держа в руках. Установите его на штатив для фотокамеры, чтобы было легче прицеливаться, или прижмите телескоп к стене. Лучше все-таки со штатива, т.к. спутники Юпитера вы точно не сможете разглядеть держа телескоп в руках. Посмотрите на поверхность Луны, это удивительно!
Попробуйте построить второй телескоп, используя акриловые линзы и обратите внимание на разницу.
Ваш телескоп является неплохим инструментом для наблюдения за звездами. Единственное отличие от профессиональных телескопов, это небольшой диаметр его объектива (и, следовательно, его слабая способность собирать свет). Если вы хотите создать действительно серьезную вещь с кратностью увеличения 60-80х, нужен объектив диаметром 60-70 мм, и здесь уже пятью евро вам не обойтись. Зато с помощью 70-миллиметрового телескопа вы сможете наблюдать множество небесных тел, которые невидимы невооруженным глазом (звездные скопления, яркие галактики, кольца Сатурна, поверхность Юпитера и многое другое…).
Между прочим, самый совершенный телескоп Галилея был хуже, чем этот (меньший угол обзора, более слабая оптика). Гордитесь своим творением!
