Направи си сам телескоп и телескоп. Устройство за телескоп

И така, вие сте решили да направите телескоп и се захващате за работа. Най-напред ще научите, че най-простият телескоп се състои от две двойно изпъкнали лещи - обектив и окуляр, и че увеличението на телескопа се получава по формулата K = F / f (съотношението на фокусните разстояния на лещата (F) и окуляра (f)).

Въоръжени с тези знания, тръгвате да ровите в кашони с различни боклуци, на тавана, гаража, плевнята и т.н. с ясно определена цел - да намерите повече различни лещи. Това могат да бъдат очила от очила (за предпочитане кръгли), лупи за часовници, лещи от стари фотоапарати и др. След като съберете запас от лещи, започнете да измервате. Трябва да изберете обектив с по-голямо фокусно разстояние F и окуляр с по-малко фокусно разстояние f.

Измерването на фокусното разстояние е много просто. Обективът е насочен към някакъв източник на светлина (електрическа крушка в стаята, фенер на улицата, слънце в небето или просто осветен прозорец), зад обектива се поставя бял екран (възможен е лист хартия, но картонът е по-добър) и се движи спрямо лещата, докато не произведе рязко изображение на наблюдавания източник на светлина (обърнат и намален). След това остава само да измерим с линийка разстоянието от обектива до екрана. Това е фокусното разстояние. Едва ли ще се справите сами с описаната процедура за измерване - ще ви трябва трета ръка. Ще трябва да повикате асистент за помощ.

След като изберете леща и окуляр, започвате да проектирате оптична система за увеличаване на изображението. Вземате обектива в едната ръка, окуляра в другата и през двете лещи гледате някакъв далечен обект (не слънцето - лесно можете да останете без око!). Чрез взаимно преместване на обектива и окуляра (опитвайки се да запазят осите им на една и съща линия), вие постигате ясен образ.

Полученото изображение ще бъде увеличено, но все още с главата надолу. Това, което сега държите в ръцете си, опитвайки се да запазите постигнатото взаимно положение на лещите, е желаната оптична система. Остава само да поправите тази система, например, като я поставите в тръба. Това ще бъде шпионката.

Но не бързайте със сглобяването. След като сте направили телескоп, няма да сте доволни от изображението „с главата надолу“. Този проблем се решава просто чрез система за обвиване, получена чрез добавяне на една или две лещи, идентични на окуляра.

Можете да получите обгръщаща система с една коаксиална допълнителна леща, като я поставите на разстояние приблизително 2f от окуляра (разстоянието се определя чрез избор).

Интересно е да се отбележи, че с тази версия на реверсивната система е възможно да се получи по-голямо увеличение чрез плавно преместване на допълнителната леща от окуляра. Въпреки това, няма да можете да получите силно увеличение, ако нямате много висококачествена леща (например стъкло от очила). Колкото по-голям е диаметърът на лещата, толкова по-голямо е полученото увеличение.

Този проблем се решава в "закупената" оптика чрез съставяне на леща от няколко лещи с различни показатели на пречупване. Но вие не се интересувате от тези подробности: вашата задача е да разберете електрическата схема на устройството и да изградите най-простия работещ модел, използвайки тази схема (без да харчите нито стотинка).

Можете да получите система за обвиване с две коаксиални допълнителни лещи, като ги позиционирате така, че окулярът и тези две лещи да са на еднакво разстояние една от друга f.

Сега имате представа за дизайна на телескопа и знаете фокусните разстояния на лещите, така че започвате да сглобявате оптичното устройство.
Подходящ за монтаж на PVC тръби с различни диаметри. Отпадъците могат да се събират във всеки водопроводен сервиз. Ако лещите не отговарят на диаметъра на тръбата (по-малък), размерът може да се коригира чрез изрязване на пръстени от тръба, близка до размера на лещата. Пръстенът се срязва на едно място и се поставя върху лещата, закрепва се плътно с тиксо и се увива. Самите тръби се регулират по същия начин, ако лещата е по-голяма от диаметъра на тръбата. Използвайки този метод на сглобяване, ще получите телескопичен телескоп. Удобно е да регулирате увеличението и остротата чрез преместване на ръкавите на устройството. Постигнете по-голямо увеличение и качество на изображението чрез преместване на системата за обвиване и фокусиране чрез преместване на окуляра.

Процесът на изработка, сглобяване и персонализиране е много вълнуващ.

По-долу е моят телескоп с 80-кратно увеличение - почти като телескоп.

Може да се каже, че всеки е мечтал да погледне отблизо звездите. Можете да използвате бинокъл или зрителна тръба, за да се любувате на яркото нощно небе, но едва ли ще можете да видите нещо в детайли с тези устройства. Тук ще ви трябва по-сериозно оборудване - телескоп. За да имате такова чудо на оптичната техника у дома, трябва да се бръкнете със сериозна сума, която не всички любители на красивото могат да си позволят. Но не се отчайвайте. Можете да направите телескоп със собствените си ръце и за това, колкото и абсурдно да звучи, не е нужно да сте велик астроном и дизайнер. Само да имаше желание и непреодолим жажда за неизвестното.

Защо трябва да опитате да направите телескоп? Определено можем да кажем, че астрономията е много сложна наука. И изисква много усилия от човека, който го прави. Може да възникне ситуация, в която закупите скъп телескоп и науката за Вселената ще ви разочарова или просто осъзнавате, че това изобщо не е вашето нещо. За да разберете какво е какво, достатъчно е да направите телескоп за любител. Наблюдаването на небето през подобно устройство ще ви позволи да видите в пъти повече, отколкото през бинокъл, а също така ще можете да разберете дали това занимание ви е интересно. Ако сте запалени по изучаването на нощното небе, тогава, разбира се, не можете да правите без професионален апарат. Какво можете да видите с домашен телескоп? Описания как да направите телескоп можете да намерите в много учебници и книги. Такова устройство ще ви позволи ясно да видите лунните кратери. С него можете да видите Юпитер и дори да различите четирите му основни спътника. Пръстените на Сатурн, познати ни от страниците на учебниците, могат да се видят и с телескоп, направен от нас.

В допълнение, много повече небесни тела могат да се видят със собствените ви очи, например Венера, голям брой звезди, клъстери, мъглявини. Малко за структурата на телескопа Основните части на нашия уред са неговите обектив и окуляр. С помощта на първата част се събира светлината, излъчвана от небесните тела. От диаметъра на обектива зависи колко далечни тела могат да се видят, както и какво ще е увеличението на устройството. Вторият член на тандема, окулярът, е предназначен да увеличи полученото изображение, така че окото ни да може да се любува на красотата на звездите. Сега за двата най-често срещани вида оптични устройства - рефрактори и рефлектори. Първият тип е с обектив, направен от система от лещи, а вторият с огледална леща. Лещите за телескоп, за разлика от рефлекторното огледало, могат да бъдат намерени доста лесно в специализирани магазини. Купуването на огледало за рефлектор няма да е евтино, а да направите сами ще бъде невъзможно за мнозина.

Следователно, както вече стана ясно, ще сглобяваме рефрактор, а не рефлекторен телескоп. Нека завършим теоретичната екскурзия с концепцията за увеличение на телескопа. То е равно на съотношението на фокусните разстояния на обектива и окуляра. Личен опит: как си направих лазерна корекция на зрението Всъщност не винаги излъчвах радост и самочувствие. Но най-напред... Как да си направим телескоп? Избор на материали За да започнете да сглобявате устройството, трябва да се запасите с леща с 1 диоптър или нейната заготовка. Между другото, такъв обектив ще има фокусно разстояние от един метър. Диаметърът на заготовките ще бъде около седемдесет милиметра. Трябва също да се отбележи, че е по-добре да не избирате лещи за очила за телескоп, тъй като те обикновено имат вдлъбнато-изпъкнала форма и не са подходящи за телескоп, въпреки че ако ги имате под ръка, можете да ги използвате. Препоръчва се използването на дългофокусни лещи с двойноизпъкнала форма. Като окуляр можете да вземете обикновена лупа с диаметър тридесет милиметра. Ако е възможно да получите окуляр от микроскопа, тогава със сигурност си струва да се възползвате. Перфектен е и за телескоп. От какво да направим корпуса на нашия бъдещ оптичен помощник? Две тръби с различен диаметър, изработени от картон или плътна хартия, са идеални. Единият (по-късият) ще бъде вмъкнат във втория, с по-голям диаметър и по-дълъг.

Тръба с по-малък диаметър трябва да бъде направена с дължина двадесет сантиметра - това в крайна сметка ще бъде окулярът, а основната се препоръчва да бъде с дължина метър. Ако нямате необходимите заготовки под ръка, няма значение, тялото може да бъде направено от ненужна ролка тапет. За да направите това, тапетът се навива на няколко слоя, за да се създаде необходимата дебелина и твърдост и се залепва. Как да направим диаметъра на вътрешната тръба зависи от това какъв обектив използваме. Стойка за телескоп Много важен момент при създаването на собствен телескоп е подготовката на специална стойка за него. Без него ще бъде почти невъзможно да го използвате. Има възможност за инсталиране на телескопа на статив за камера, който е оборудван с подвижна глава, както и с крепежни елементи, които ще ви позволят да фиксирате различни позиции на тялото. Сглобяване на телескопа Лещата на обектива е фиксирана в малка тръба с изпъкналата част навън. Препоръчително е да го закрепите с помощта на рамка, която представлява пръстен, подобен на диаметъра на самата леща.

Имате чудесна заготовка за основно огледало. Но само ако това са обективи от K8. Защото кондензаторите (а това несъмнено са събирателни лещи) често имат двойка лещи, едната от които е направена от корона, другата от които е направена от кремък. Кремъчната леща е абсолютно неподходяща като заготовка за основно огледало поради редица причини (една от които е високата чувствителност към температура). Кремъчната леща е идеална като основа за полираща подложка, но няма да работи за шлайфане, тъй като кремъчната леща има много по-голяма твърдост и шлифованост от короната. В този случай използвайте пластмасова шлифовъчна машина.

Второ, горещо ви съветвам да прочетете внимателно не само книгата на Сикорук, но и „Телескопът на един любител астроном“ от М.С. Навашина. А по отношение на тестването и измерването на огледалото трябва да се съсредоточите конкретно върху Навашин, който описва този аспект много подробно. Естествено, не си струва да правите устройство за сянка точно „според Навашин“, тъй като сега е лесно да направите подобрения в неговия дизайн, като например да използвате мощен светодиод като източник на светлина (което значително ще увеличи интензитета на светлината и качеството на измервания върху огледало без покритие, а също така ще позволи приближаване на „звездата“ до ножа; препоръчително е да използвате релса от оптична пейка и др. като основа). Трябва да подходите към производството на устройство за сянка с голямо внимание, тъй като качеството на вашето огледало ще се определя от това колко добре го правите.

В допълнение към гореспоменатата релса от оптичната пейка, полезна „поставка“ за нейното производство е опора от струг, която ще бъде чудесно устройство за плавно движение на нож на Фуко и в същото време за измерване на това движение. Също толкова полезна находка би била готова цепка от монохроматор или дифрактометър. Също така ви съветвам да прикачите уеб камера към устройството за сянка - това ще елиминира грешката от позицията на окото, ще намали смущенията на конвекцията от топлината на тялото ви и освен това ще ви позволи да регистрирате и съхранявате цялата сянка шарки по време на процеса на полиране и фигуриране на огледалото. Във всеки случай основата за устройството за сянка трябва да бъде надеждна и тежка, закрепването на всички части трябва да бъде идеално твърдо и здраво, а движението трябва да е без луфт. Организирайте тръба или тунел по целия път на лъчите - това ще намали въздействието на конвекционните течения и освен това ще ви позволи да работите на светло. Като цяло, конвекционните токове са проклятието на всеки огледален метод за тестване. Борете се с тях с всички възможни средства.

Инвестирайте в добри абразиви и смола. Готвенето на смола и шлифоването на абразивите е, първо, непродуктивен разход на усилия, и второ, лошата смола е лошо огледало, а лошите абразиви са много драскотини. Но шлифовъчната машина може и трябва да бъде най-примитивната; единственото изискване за нея е безупречната твърдост на конструкцията. Ето една абсолютно идеална дървена бъчва, покрита с развалини, около която някога са се разхождали Чикин, Максутов и други „бащи-основатели“. Полезно допълнение към цевта на Chikin е дискът „Grace“, който ви позволява да не навивате километри около цевта, а да работите, докато стоите на едно място. По-добре е да оборудвате варел за грубо и грубо шлайфане на открито, но финото шлайфане и полиране е въпрос на помещение с постоянна температура и без течение. Алтернатива на цевта, особено на етапа на фино шлайфане и полиране, е подът. Разбира се, по-малко удобно е да работите на колене, но твърдостта на такава „машина“ е идеална.

Особено внимание трябва да се обърне на закрепването на детайла. Добър вариант за разтоварване на лещата е да я залепите към „кръпка“ с минимален размер в центъра и три ограничителя близо до краищата, които трябва само да докосват, но не и да оказват натиск върху детайла. Пластирът трябва да се шлифова плоско и да се доведе до номер 120.

За да се предотвратят драскотини и чипове, е необходимо да се скосят ръбовете на детайла преди груба обработка и да се доведат до фино смилане. Ширината на фаската трябва да се изчисли така, че да се запази до края на работата с огледалото. Ако фаската „свърши“ по време на процеса, той трябва да бъде възобновен. Фаската трябва да е еднаква, в противен случай тя ще бъде източник на астигматизъм.

Най-рационалният начин за смилане е с ринг или по-малко шлифовъчно острие в позиция "огледало отдолу", но предвид малкия размер на огледалото, можете да го направите и по Навашин - огледало отгоре, нормален размер шлифовъчно острие. Като абразив се използва силициев карбид или борен карбид. Когато оголвате, трябва да внимавате да не прецизирате астигматизма и да не „преминете“ в хиперболоидна форма, към което такава система има ясна тенденция. Последното може да се избегне чрез редуване на нормален удар със скъсен, особено към края на оголването. Ако по време на шлайфане първоначално получената повърхност е възможно най-близо до сфера, това драстично ще ускори цялата по-нататъшна работа по шлайфане.

Абразиви за шлайфане - като се започне от номер 120 и по-фини, по-добре е електрокорунд, а за по-едри - карборунд. Основната характеристика на абразивите, към която трябва да се стремим, е тясността на спектъра на разпределение на частиците. Ако частиците в даден специфичен абразивен номер варират по размер, тогава по-големите зърна са източник на драскотини, а по-малките са източник на локални грешки. И с абразиви с такова качество техните "стълби" трябва да са много по-плоски и ще стигнем до полиране с "вълни" на повърхността, които след това ще отнеме много време, за да се отървем от тях.

Номерът на шамана срещу това с не най-добрите абразиви е да полира огледалото с още по-фин абразив, преди да смени номера с по-фин. Например, вместо серията 80-120-220-400-600-30u-12u-5u серията ще бъде: 80-120-400-220-600-400-30u-600... и така нататък, и тези междинни етапи са доста кратки. Защо това работи - не знам. С добър абразив можете да шлайфате след 220 номер веднага с тридесетмикронен. Към едрите (до № 220) абразиви, разредени с вода, е добре да добавяте “Fairy”. Има смисъл да търсите микронни прахове с добавка на талк (или да го добавите сами, но трябва да сте сигурни, че талкът е абразивен и стерилен) - намалява вероятността от драскотини, улеснява процеса на смилане и намалява ухапването.

Друг съвет, който ви позволява да контролирате формата на огледалото дори на етапа на шлайфане (дори не фино), е да полирате повърхността, като натриете велура с лак, докато заблести, след което можете лесно да определите фокусната точка по слънцето или лампа и дори (при по-фини етапи на смилане) получавате сянка. Признак за точността на сферичната форма е и равномерността на шлайфаната повърхност и бързото равномерно шлайфане на цялата повърхност след смяна на абразива. Променяйте дължината на хода в малки граници - това ще помогне да се избегне "счупена" повърхност.

Процесът на полиране и фигуриране вероятно е описан толкова добре и подробно, че би било по-разумно да не навлизаме в него, а да го изпратим на Навашин. Вярно, че препоръчва минзухар, но сега всички използват полирит, иначе всичко е същото. Между другото, минзухарът е полезен за фигуриране - работи по-бавно от полирит и има по-малък риск от „пропускане“ на желаната форма.

Директно зад обектива, по-нататък по тръбата, е необходимо да се оборудва диафрагма под формата на диск с тридесет милиметров отвор точно в средата. Целта на блендата е да елиминира изкривяването на изображението, причинено от използването на един обектив. Освен това инсталирането му ще повлияе на намаляването на светлината, която обективът получава. Самият обектив на телескопа е монтиран близо до основната тръба. Естествено, комплектът на окуляра не може без самия окуляр. Първо трябва да подготвите закопчалки за него. Те са направени под формата на картонен цилиндър и са подобни на диаметъра на окуляра. Закрепването се монтира вътре в тръбата с помощта на два диска. Те са със същия диаметър като цилиндъра и имат дупки в средата. Настройване на устройството у дома Трябва да фокусирате изображението, като използвате разстоянието от обектива до окуляра. За да направите това, модулът на окуляра се движи в основната тръба.

Тъй като тръбите трябва да бъдат добре притиснати една към друга, необходимата позиция ще бъде надеждно фиксирана. Удобно е да извършите процеса на настройка на големи ярки тела, например Луната също ще работи; При сглобяването е много важно да се гарантира, че обективът и окулярът са успоредни и техните центрове са на една и съща права линия. Друг начин да направите телескоп със собствените си ръце е да промените размера на отвора. Чрез промяна на диаметъра му можете да постигнете оптимална картина. Използвайки оптични лещи от 0,6 диоптъра, които имат фокусно разстояние приблизително два метра, можете да увеличите блендата и да направите увеличението много по-близо на нашия телескоп, но трябва да разберете, че тялото също ще се увеличи.

Внимание - Слънце! По стандартите на Вселената нашето Слънце далеч не е най-ярката звезда. За нас обаче това е много важен източник на живот. Естествено, имайки на разположение телескоп, мнозина ще искат да го разгледат по-отблизо. Но трябва да знаете, че това е много опасно. В края на краищата слънчевата светлина, преминавайки през изградените от нас оптични системи, може да се фокусира до такава степен, че да прогори дори през дебела хартия. Какво можем да кажем за деликатната ретина на очите ни? Ето защо трябва да запомните едно много важно правило: не можете да гледате Слънцето през устройства за мащабиране, особено домашен телескоп, без специално защитно оборудване.

На първо място, трябва да закупите обектив и окуляр. Като леща можете да използвате две стъкла за очила (мениски) с +0,5 диоптъра всяка, като поставите изпъкналите им страни, едната навън, а другата навътре, на разстояние 30 мм една от друга. Между тях поставете диафрагма с отвор с диаметър около 30 mm. Това е крайна мярка. Но е по-добре да използвате двойноизпъкнала леща с голямо фокусно разстояние.

За окуляра можете да вземете обикновена лупа (лупа) 5-10x с малък диаметър около 30 mm. Окуляр от микроскоп също може да бъде опция. Такъв телескоп ще осигури увеличение от 20-40 пъти.

За тялото можете да вземете дебела хартия или да вземете метални или пластмасови тръби (трябва да има две от тях). Къса тръба (около 20 см, окуляр) се вкарва в дълга (около 1 м, основна). Вътрешният диаметър на основната тръба трябва да бъде равен на диаметъра на лещата на очилата.

Лещата (лещата за очила) се монтира в първата тръба с изпъкналата страна навън с помощта на рамка (пръстени с диаметър, равен на диаметъра на лещата и дебелина около 10 mm). Непосредствено зад обектива е монтиран диск - диафрагма с отвор в центъра с диаметър 25 - 30 mm, това е необходимо, за да се намалят значителните изкривявания на изображението, произтичащи от един обектив. Обективът е монтиран по-близо до ръба на основната тръба. Окулярът е монтиран в модула на окуляра по-близо до неговия ръб. За да направите това, ще трябва да направите стойка за окуляр от картон. Той ще се състои от цилиндър, равен на диаметъра на окуляра. Този цилиндър ще бъде прикрепен към вътрешността на тръбата с два диска с диаметър, равен на вътрешния диаметър на модула на окуляра с отвор, равен на диаметър на окуляра.

Фокусирането се извършва чрез промяна на разстоянието между обектива и окуляра поради движението на модула на окуляра в основната тръба, а фиксирането ще настъпи поради триене. По-добре е да се съсредоточите върху ярки и големи обекти: Луната, ярки звезди, близки сгради.

При създаването на телескоп е необходимо да се вземе предвид, че обективът и окулярът трябва да са успоредни един на друг, а центровете им трябва да са строго на една и съща линия.

Изработка на домашен рефлекторен телескоп

Има няколко системи от отразяващи телескопи. По-лесно е за астрономическия ентусиаст да направи рефлектор на Нютонова система.

Плоскоконвексните събирателни лещи за фотографски увеличители могат да се използват като огледала, като се обработва плоската им повърхност. Такива лещи с диаметър до 113 mm могат да бъдат закупени и във фотомагазините.

Вдлъбнатата сферична повърхност на полирано огледало отразява само около 5% от падащата върху него светлина. Следователно, той трябва да бъде покрит с отразяващ слой от алуминий или сребро. Невъзможно е да алуминизирате огледало у дома, но да го посребрите е напълно възможно.

В отразяващ телескоп от системата на Нютон диагоналното плоско огледало отклонява настрани конуса от лъчи, отразени от главното огледало. Да направите сами плоско огледало е много трудно, затова използвайте призма с пълно вътрешно отражение от призматичен бинокъл. Можете също така да използвате плоската повърхност на обектива или повърхността на филтъра на камерата за тази цел. Покрийте го със слой сребро.

Комплект окуляри: слаб окуляр с фокусно разстояние 25-30 мм; средно 10-15 mm; силен 5-7 мм. За тази цел можете да използвате окуляри от микроскоп, бинокъл и лещи от кинокамери с малък формат.

Монтирайте главното огледало, плоското диагонално огледало и окуляра в тръбата на телескопа.

За отразяващ телескоп направете статив за паралакс с полярна ос и ос на деклинация. Полярната ос трябва да бъде насочена към Полярната звезда.

Такива средства се считат за светлинни филтри и метод за прожектиране на изображение върху екран. Ами ако не можете да сглобите телескоп със собствените си ръце, но наистина искате да гледате звездите? Ако внезапно по някаква причина сглобяването на домашен телескоп е невъзможно, тогава не се отчайвайте. Можете да намерите телескоп в магазин на разумна цена. Веднага възниква въпросът: „Къде се продават?“ Такова оборудване може да се намери в специализирани магазини за астроуреди. Ако във вашия град няма нищо подобно, тогава трябва да посетите магазин за фотографско оборудване или да намерите друг магазин, който продава телескопи. Ако имате късмет - във вашия град има специализиран магазин и дори с професионални консултанти, то това определено е мястото за вас. Преди да отидете, препоръчително е да разгледате преглед на телескопите. Първо, ще разберете характеристиките на оптичните устройства. Второ, ще бъде по-трудно да ви измамим и да ви подхвърлим продукт с ниско качество.

Тогава определено няма да останете разочаровани от покупката си. Няколко думи за закупуването на телескоп чрез World Wide Web. Този вид пазаруване става много популярен в днешно време и е възможно да го използвате. Много е удобно: търсите устройството, от което се нуждаете, и след това го поръчвате. Възможно е обаче да срещнете следния неприятен момент: след дълъг избор може да се окаже, че продуктът вече не е в наличност. Много по-неприятен проблем е доставката на стоки. Не е тайна, че телескопът е много крехко нещо, така че могат да ви бъдат доставени само фрагменти. Възможно е закупуване на телескоп на ръка.

Тази опция ще ви позволи да спестите много пари, но трябва да сте добре подготвени, за да не купите счупен артикул. Добро място за намиране на потенциален продавач са астрономическите форуми. Цена на телескоп Нека разгледаме някои ценови категории: Около пет хиляди рубли. Такова устройство ще отговаря на характеристиките на телескоп, направен със собствените си ръце у дома. До десет хиляди рубли. Това устройство със сигурност ще бъде по-подходящо за висококачествено наблюдение на нощното небе. Механичната част на кутията и оборудването ще бъдат много оскъдни и може да се наложи да похарчите пари за някои резервни части: окуляри, филтри и т.н. От двадесет до сто хиляди рубли. Тази категория включва професионални и полупрофесионални телескопи.

Астрономическите ентусиасти изграждат домашни рефлекторни телескопи главно според Нютоновата система. Исак Нютон е първият, който създава рефлекторния телескоп около 1670 г. Това му позволи да се отърве от хроматичните аберации (те водят до намаляване на яснотата на изображението, до появата на цветни контури или ивици върху него, които не присъстват на реален обект) - основният недостатък на рефракторните телескопи, които съществуваха по това време време.

диагонално огледало - това огледало насочва сноп от отразени лъчи през окуляра към наблюдателя. Елементът, обозначен с номер 3, е модулът на окуляра.

Фокусът на главното огледало и фокусът на окуляра, поставен в тръбата на окуляра, трябва да съвпадат. Фокусът на основното огледало се определя като върха на конуса от лъчи, отразени от огледалото.

Диагоналното огледало се прави в малки размери, то е плоско и може да има правоъгълна или елипсовидна форма. На оптичната ос на основното огледало (обектив) е монтирано диагонално огледало под ъгъл 45° спрямо него.

Обикновеното домакинско плоско огледало не винаги е подходящо за използване като диагонално огледало в домашен телескоп - телескопът изисква оптически по-точна повърхност. Следователно плоска повърхност на плоско-вдлъбната или плоско-изпъкнала оптична леща може да се използва като диагонално огледало, ако тази равнина първо е покрита със слой от сребро или алуминий.

Размерите на плоско диагонално огледало за домашен телескоп се определят от графичната конструкция на конуса от лъчи, които се отразяват от основното огледало. При правоъгълна или елипсовидна огледална форма, страните или осите имат съотношение 1:1,4 една спрямо друга.

Обективът и окулярът на самоделен рефлекторен телескоп са монтирани взаимно перпендикулярно на тръбата на телескопа. За да монтирате основното огледало на домашен телескоп, е необходима рамка, дървена или метална.

За да направите дървена рамка за главното огледало на домашен рефлекторен телескоп, можете да вземете кръгла или осмоъгълна дъска с дебелина най-малко 10 mm и 15-20 mm по-голяма от диаметъра на основното огледало. Основното огледало е фиксирано към тази дъска с 4 броя дебелостенна гумена тръба, монтирани на винтове. За по-добра фиксация можете да поставите пластмасови шайби под главите на винтовете (те не могат да захванат самото огледало).

Тръбата на домашен телескоп е направена от парче метална тръба, от няколко слоя картон, залепени заедно. Можете също така да направите тръба от метален картон.

Три слоя дебел картон трябва да бъдат залепени заедно с дърводелско или казеиново лепило, след което поставете картонената тръба в металните усилващи пръстени. Металът се използва и за направата на купа за рамката на главното огледало на домашен телескоп и капака на тръбата.

Дължината на тръбата (тръбата) на домашен рефлекторен телескоп трябва да бъде равна на фокусното разстояние на главното огледало, а вътрешният диаметър на тръбата трябва да бъде 1,25 пъти диаметъра на основното огледало. Вътрешността на тръбата на домашен рефлекторен телескоп трябва да бъде „почернена“, т.е. покрийте го с матова черна хартия или го боядисайте с матова черна боя.

Монтажът на окуляра на домашен отразяващ телескоп в най-простия му дизайн може да се основава, както се казва, „на триене“: подвижната вътрешна тръба се движи по протежение на фиксираната външна, осигурявайки необходимото фокусиране. Сглобката на окуляра също може да бъде с резба.

Преди употреба домашният рефлекторен телескоп трябва да бъде монтиран на специална стойка - монтаж. Можете да закупите или готов фабричен монтаж, или да го направите сами от скрап материали. Можете да прочетете повече за видовете стойки за домашни телескопи в следващите ни материали.

Със сигурност един начинаещ няма да има нужда от огледална камера с астрономическа цена. Това е просто, както се казва, загуба на пари. В резултат на това се запознахме с важна информация за това как да направите прост телескоп със собствените си ръце и някои от нюансите на закупуването на ново устройство за наблюдение на звездите. В допълнение към метода, който разгледахме, има и други, но това е тема за друга статия. Независимо дали сте построили телескоп у дома или сте закупили нов, астрономията ще ви отведе в неизвестното и ще ви предостави изживявания, каквито не сте изпитвали досега.

Стъклената тръба за очила е по същество обикновен рефрактор с една леща вместо обективна леща. Светлинните лъчи, идващи от наблюдавания обект, се събират в тръба от леща на леща. За да се елиминира дъговото оцветяване на изображението и хроматичната аберация, се използват две лещи, изработени от различни видове стъкло. Всяка повърхност на тези лещи трябва да има своя собствена кривина и

и четирите повърхности трябва да са коаксиални. В любителски условия е почти невъзможно да се направи такъв обектив. Трудно е да се вземе добра, дори малка, леща за телескоп.

H0 има друга система - рефлекторен телескоп. или рефлектор. При него лещата е вдлъбнато огледало, където само една отразяваща повърхност трябва да получи точна кривина. Как се изгражда?

Светлинните лъчи идват от наблюдавания обект (фиг. 1). Главното вдлъбнато (в най-простия случай - сферично) огледало 1, което събира тези лъчи, дава изображение във фокалната равнина, което се гледа през окуляра 3. По пътя на лъча от лъчи, отразен от главното огледало, е поставено малко плоско огледало 2, разположено под ъгъл 45 градуса спрямо главната оптична ос. Той отклонява конуса от лъчи под прав ъгъл, така че наблюдателят да не блокира отворения край на тръбата на телескопа 4 с главата си. От страната на тръбата, противоположна на диагоналното плоско огледало, беше изрязан отвор за изхода на конуса от лъчи и въпреки това тръбата на окуляра 5 беше укрепена. че отразяващата повърхност се обработва с много висока точност - отклонението от зададения размер не трябва да надвишава 0,07 микрона (седемстотин хилядни от милиметъра) - производството на такова огледало е доста достъпно за ученик.

Първо изрежете главното огледало.

Основното вдлъбнато огледало може да бъде направено от обикновено огледало, маса или стъкло за дисплей. Трябва да има достатъчна дебелина и да бъде добре закален. Лошо закаленото стъкло се изкривява силно при промяна на температурата и това изкривява формата на огледалната повърхност. Плексиглас, плексиглас и други пластмаси изобщо не са подходящи. Дебелината на огледалото трябва да бъде малко повече от 8 мм, диаметърът не повече от 100 мм. Суспензия от шмиргел или карборунд с вода се нанася под парче метална тръба с подходящ диаметър с дебелина на стената 02-2 mm. Два диска са изрязани от огледално стъкло. Можете ръчно да изрежете диск с диаметър 100 mm от стъкло с дебелина 8 - 10 mm за около час, за да улесните работата, можете да използвате машина (фиг. 2).

Рамката е укрепена върху основата 1

3. През средата на горната му напречна греда минава ос 4, снабдена с дръжка 5, към долния край на оста е прикрепена тръбна бормашина, а към горния край е прикрепена тежест b. Оста на свредлото може да бъде оборудвана с лагери. Можете да направите моторно задвижване, тогава не е нужно да въртите дръжката. Машината е изработена от дърво или метал.

Сега - шлайфане

Ако поставите един стъклен диск върху друг и след като намажете контактните повърхности със смес от абразивен прах и вода, преместете горния диск към и от вас, като в същото време равномерно въртите двата диска в противоположни посоки, тогава те ще бъдат смлени един към друг. Долният диск постепенно става по-изпъкнал, а горният става вдлъбнат. Когато се достигне желаният радиус на кривина - който се проверява от дълбочината на центъра на вдлъбнатината - стрелката на кривина - те преминават към по-фини абразивни прахове (докато стъклото стане тъмно матово). Радиусът на кривината се определя по формулата: X =

където y е радиусът на главното огледало; . P е фокусното разстояние.

за първия самоделен телескоп диаметърът на огледалото (2y) е избран 100-120 mm; F - 1000--1200 мм. Вдлъбнатата повърхност на горния диск ще бъде отразяваща. Но все още трябва да бъде полиран и покрит с отразяващ слой.

Как да получите точна сфера

Следващият етап е полиране.

Инструментът е същият втори стъклен диск. Трябва да се превърне в полиращ тампон и за да направите това, нанесете върху повърхността слой смола, смесена с колофон (сместа придава на полиращия слой по-голяма твърдост).

Смолата за полираща подложка се приготвя така. Разтопете колофона в малка тенджера на слаб огън. и след това към него се добавят малки парченца мека смола. Сместа се разбърква с клечка. Трудно е да се определи предварително съотношението на колофон и смола. След като охладите добре капка от сместа, трябва да я тествате за твърдост. Ако при силен натиск нокътят остави плитка следа, твърдостта на смолата е близка до необходимата. Не можете да доведете смолата до кипене и да образувате мехурчета, тя ще бъде неподходяща за работа. Мрежа от надлъжни и напречни жлебове е изрязана върху слоя полираща смес, така че полиращата субстанция и въздухът да циркулират свободно по време на работа и зоните със смола осигуряват добър контакт с огледалото. Полирането се извършва по същия начин като шлайфането: огледалото се движи напред-назад; Освен това и полиращата подложка, и огледалото се завъртат малко по малко в противоположни посоки. За да се получи възможно най-точна сфера, по време на шлайфане и полиране е много важно да се поддържа определен ритъм на движенията, еднаквост в дължината на „хода” и въртенията на двете стъкла.

Цялата тази работа се извършва на проста домашна машина (фиг. 3), подобна по дизайн на машина за грънчарство. Върху дебела дъсчена основа е поставена въртяща се дървена маса с ос, минаваща през основата. На тази маса се монтира мелничката или полиращата подложка. За да се предотврати изкривяването на дървото, то се импрегнира с маслена, парафинова или водоустойчива боя.

На помощ идва апаратът на Фуке

Възможно ли е, без да ходите в специална оптична лаборатория, да проверите колко е точна повърхността на огледалото? Възможно е, ако използвате устройство, проектирано преди около сто години от известния френски физик Фуко. Принципът на действието му е изненадващо прост, а точността на измерване е до стотни от микрона. Известният съветски учен по оптика Д. Д. Максутов в младостта си направи отлично параболично огледало (и е много по-трудно да се получи параболична повърхност от сфера), използвайки за тестването си точно това устройство, сглобено от керосинова лампа, парче острие от ножовка и дървени блокове . Ето как работи (Фигура 4)

Точков източник на светлина I, например дупка във фолиото, осветена от ярка крушка, се намира близо до центъра на кривината O на огледалото Z. Огледалото е леко завъртяно, така че върхът на конуса на отразените лъчи O1 се намира на малко разстояние от самия източник на светлина. Този връх може да бъде пресечен от тънък плосък екран H с прав ръб - "нож на Фуко". Като поставим окото зад екрана близо до точката, където отразените лъчи се събират, ще видим, че цялото огледало е сякаш залято от светлина. Ако повърхността на огледалото е точно сферична, тогава когато екранът пресече върха на конуса, цялото огледало ще започне да избледнява равномерно. Но една сферична повърхност (не сфера) не може да събере всички лъчи в една точка. Някои от тях ще се пресичат пред екрана, други - зад него. След това виждаме релефна сянка” (фиг. 5), от която можем да разберем какви отклонения от сферата има на повърхността на огледалото. Чрез промяна на режима на полиране по определен начин те могат да бъдат елиминирани.

От този опит може да се съди за чувствителността на метода на сенките. Ако поставите пръста си върху повърхността на огледалото за няколко секунди и след това погледнете с помощта на устройство за сянка; след това на мястото, където е нанесен пръстът, могила с доста

забележима сянка, която постепенно изчезва. Устройството за сянка ясно показваше незначителна надморска височина, образувана от нагряването на част от огледалото при контакт с пръст. Ако „ножът на Фуко изгаси цялото огледало едновременно, тогава повърхността му е наистина точна сфера.

Още няколко важни съвета

След като огледалото е полирано и повърхността му е прецизно оформена, отразяващата вдлъбната повърхност трябва да бъде алуминизирана или посребрена. Отражателният слой от алуминий е много издръжлив, но е възможно да се покрие огледало с него само в специална инсталация под вакуум. Уви, феновете нямат такива настройки. Но можете да посребрите огледало у дома. Единственото жалко е, че среброто избледнява доста бързо и отразяващият слой трябва да се подновява.

Добро основно огледало за телескоп е основното. Плоско диагонално огледало в малки отразяващи телескопи може да бъде заменено от призма с пълно вътрешно отражение, използвана например в призматични бинокли. Обикновените плоски огледала, използвани в ежедневието, не са подходящи за телескоп.

Окулярите могат да бъдат взети от стар микроскоп или геодезически инструменти. В екстремни случаи единична двойно изпъкнала или плоско-изпъкнала леща може да служи като окуляр.

Тръбата (тръбата) и цялата инсталация на телескопа могат да бъдат направени в голямо разнообразие от варианти - от най-простите, където материалът е картон, дъски и дървени блокове (фиг. 6), до много напреднали. с части и специално отлети части, струговани на струг. Но основното е силата и стабилността на тръбата. В противен случай, особено при големи увеличения, изображението ще се тресе и ще бъде трудно да се фокусира окулярът, а и ще бъде неудобно да се работи с телескопа

Сега най-важното е търпението

Ученик от 7-8 клас може да направи телескоп, който дава много добри изображения при увеличения до 150 пъти и повече. Но тази работа изисква много търпение, постоянство и точност. Но каква радост и гордост трябва да изпитва човек, който се запознае с космоса с помощта на най-точния оптичен инструмент - телескоп, направен със собствените си ръце!

Най-трудната част да произведете сами е основното огледало. Препоръчваме ви нов, сравнително прост метод за изработване, за който няма нужда от сложно оборудване и специални машини. Вярно е, че трябва стриктно да следвате всички съвети за фино шлайфане и особено за полиране на огледало. Само при това условие можете да построите телескоп, който по никакъв начин не е по-лош от индустриален. Именно този детайл причинява най-много трудности. Затова ще говорим за всички останали подробности съвсем накратко.

Заготовката за основното огледало е стъклен диск с дебелина 15-20 мм.

Можете да използвате обектив от кондензатор за фотографски увеличител, който често се продава във фотографски търговски центрове. Или залепете тънки стъклени дискове с епоксидно лепило, което лесно се реже с диамантен или ролков стъклорез. Уверете се, че лепилната фуга е възможно най-тънка. „Наслоеното“ огледало има някои предимства пред плътното - не е толкова податливо на изкривяване при промяна на температурата на околната среда и следователно дава изображение с по-добро качество.

Шлифовъчният диск може да бъде стъклен, железен или циментобетонен. Диаметърът на шлифовъчния диск трябва да бъде равен на диаметъра на огледалото, а дебелината му трябва да бъде 25-30 mm. Работната повърхност на шлифовъчната подложка трябва да е стъклена или още по-добре от втвърдена епоксидна смола със слой 5-8 mm. Следователно, ако сте успели да завъртите или изберете подходящ диск от метален скрап или да го излеете от циментов разтвор (1 част цимент и 3 части пясък), тогава трябва да проектирате работната му страна, както е показано на фигура 2.

Абразивните прахове за шлайфане могат да бъдат направени от карборунд, корунд, шмиргел или кварцов пясък. Последният полира бавно, но въпреки всичко по-горе, качеството на покритието е забележимо по-високо. Абразивните зърна (200-300 g ще са необходими) за грубо шлайфане, когато трябва да направим необходимия радиус на кривина в огледалната заготовка, трябва да са с размер 0,3-0,4 mm. Освен това ще са необходими по-малки прахове с размер на зърното.

Ако не е възможно да закупите готови прахове, тогава е напълно възможно да ги приготвите сами, като натрошите малки парчета абразивен шлифовъчен диск в хаван.

Грубо шлайфане на огледалото.

Закрепете шлифовъчната подложка към стабилна стойка или маса с работната страна нагоре. Трябва да се погрижите за старателното почистване на вашата домашна шлифовъчна „машина“ след смяна на абразивите. Защо трябва да се постави слой линолеум или гума върху повърхността му? Специална табла е много удобна, която заедно с огледалото след работа можете да извадите от масата. Грубото смилане се извършва по надежден „старомоден“ метод. Смесете абразив с вода в съотношение 1:2. Разпределете около 0,5 cm3 върху повърхността на шлифовъчната подложка. получената каша, поставете огледалната заготовка с външната страна надолу и започнете да смилате. Дръжте огледалото с две ръце, това ще го предпази от падане, а правилната позиция на ръцете бързо и точно ще получи желания радиус на кривина. При шлайфане правете движения (удари) по посока на диаметъра, като равномерно въртите огледалото и мелницата.

Опитайте се от самото начало да свикнете с последващия ритъм на работа: за всеки 5 удара, 1 завъртане на огледалото в ръцете ви на 60°. Скорост на работа: приблизително 100 удара в минута. Докато движите огледалото напред-назад по повърхността на шлифовъчната подложка, опитайте се да го поддържате в състояние на стабилно равновесие по обиколката на шлифовъчната подложка. С напредването на смилането скърцането на абразива и интензивността на смилане намаляват, равнината на огледалото и шлифовъчната подложка се замърсяват с отработен абразив и частици стъкло с вода - утайка. Трябва да се измива от време на време или да се избърсва с влажна гъба. След шлайфане в продължение на 30 минути проверете размера на вдлъбнатината с помощта на метална линийка и безопасни бръснарски ножчета. Познавайки дебелината и броя на остриетата, които се вписват в пролуката между линийката и централната част на огледалото, можете лесно да измерите получената вдлъбнатина. Ако не е достатъчно, продължете да шлайфате, докато получите необходимата стойност (в нашия случай - 0,9 mm). Ако прахът за смилане е с добро качество, тогава грубото смилане може да бъде завършено за 1-2 часа.

Фино смилане.

За фина обработка, повърхностите на огледалото и шлифовъчното колело се шлифоват една срещу друга върху сферична повърхност с най-висока прецизност. Шлифоването се извършва в няколко преминавания, като се използват все по-фини абразиви. Ако по време на грубо смилане центърът на натиск е разположен близо до ръбовете на мелницата, тогава по време на фино смилане той трябва да бъде не повече от 1/6 от диаметъра на детайла от центъра му. Понякога е необходимо да се правят, така да се каже, грешни движения на огледалото по повърхността на шлифовъчната подложка, ту наляво, ту надясно. Започнете фино шлайфане само след цялостно почистване. Не позволявайте големи, твърди частици абразив да бъдат близо до огледалото. Те имат неприятната способност „самостоятелно“ да проникват в зоната на смилане и да образуват драскотини. Първо използвайте абразив с размер на частиците 0,1-0,12 mm. Колкото по-фин е абразивът, толкова по-малки дози трябва да се добавят. В зависимост от вида на абразива, трябва експериментално да изберете неговата концентрация с вода в суспензия и стойността на порцията. Времето на неговото производство (суспензия), както и честотата на отстраняване на утайката. Невъзможно е огледалото да се закачи (заседне) в мелницата. Удобно е абразивната суспензия да се съхранява в бутилки с пластмасови тръби с диаметър 2-3 mm, поставени в запушалките. Това ще улесни нанасянето му върху работната повърхност и ще го предпази от запушване с големи частици.

Проверете напредъка на смилане, като гледате огледалото срещу светлината след изплакване с вода. Големите чипове, останали след тромаво смилане, трябва напълно да изчезнат, тъпотата трябва да бъде напълно равномерна - само в този случай работата с този абразив може да се счита за завършена. Полезно е да работите допълнително 15-20 минути, за да сте сигурни, че ще излъскате не само незабелязаните вдлъбнатини, но и слоя от микропукнатини. След това изплакнете огледалото, шлифовъчната подложка, таблата, масата, ръцете и продължете с шлайфане с друг, най-малък абразив. Добавете абразивната суспензия равномерно, няколко капки наведнъж, като предварително разклатите бутилката. Ако добавите твърде малко абразивна суспензия или ако има големи отклонения от сферичната повърхност, тогава огледалото може да „залепне“. Затова трябва да поставите огледалото върху шлифовъчната подложка и да направите първите движения много внимателно, без много натиск. „Хващането“ на огледалото по време на последните етапи на фино смилане е особено щекотливо. Ако такава заплаха е възникнала, тогава при никакви обстоятелства не трябва да бързате. Направете си труда да загреете равномерно (в продължение на 20 минути) огледалото с шлифовъчната подложка под течаща топла вода до температура 50-60° и след това да ги охладите. Тогава огледалото и шлифовъчната подложка ще се раздалечат. Можете да почукате с парче дърво по ръба на огледалото по посока на радиуса му, като вземете всички предпазни мерки. Не забравяйте, че стъклото е много крехък материал и има ниска топлопроводимост и при много голяма температурна разлика се напуква, както понякога се случва със стъклена чаша, ако в нея се налее вряща вода. Контролът на качеството на последните етапи на финото смилане трябва да се извършва с помощта на мощна лупа или микроскоп. В последните етапи на фино смилане вероятността от драскотини се увеличава драстично.

Затова изброяваме предпазните мерки срещу появата им:
извършете основно почистване и измиване на огледало, табла, ръце;
правете мокро почистване в работната зона след всеки подход;
опитайте се да премахнете огледалото от шлифовъчната подложка възможно най-малко. Необходимо е да добавите абразив, като преместите огледалото настрани с половината от неговия диаметър, като го разпределите равномерно според повърхността на шлифовъчната подложка;
като поставите огледалото върху шлифовъчната подложка, натиснете го и големите частици, които случайно попаднат върху шлифовъчната подложка, ще бъдат смачкани и няма да надраскат равнината на стъкления диск.
Индивидуалните драскотини или ями няма да развалят качеството на изображението. Ако обаче има много от тях, те ще намалят контраста. След фино шлифоване огледалото става полупрозрачно и перфектно отразява светлинните лъчи, падащи под ъгъл 15-20°. След като се уверите, че това е така, смилайте го без натиск, като го въртите бързо, за да изравните температурата от топлината на ръцете си. Ако върху тънък слой от най-фин абразив огледалото се движи просто, с леко свирене, напомнящо свистене през зъби, това означава, че повърхността му е много близка до сферичната и се различава от нея само със стотни от микрона. Нашата задача по време на последващото полиране е да не го разваляме по никакъв начин.

Полиране на огледала

Разликата между огледалното полиране и финото шлайфане е, че се извършва върху мек материал. Оптичните повърхности с висока точност се получават чрез полиране върху полиращи подложки от смола. Освен това, колкото по-твърда е смолата и колкото по-малък е нейният слой върху повърхността на твърдата шлифовъчна подложка (използва се като основа на полиращата подложка), толкова по-точна е повърхността на сферата върху огледалото. За да направите подложка за полиране от смола, първо трябва да подготвите битумно-колофонова смес в разтворители. За да направите това, смилайте 20 g нефтен битум клас IV и 30 g колофон на малки парченца, смесете ги и ги изсипете в бутилка от 100 cm3; след това налейте 30 ml бензин и 30 ml ацетон и затворете със запушалка. За да ускорите разтварянето на колофон и битум, периодично разклащайте сместа и след няколко часа лакът ще бъде готов. Нанесете слой лак върху повърхността на шлифовъчната подложка и я оставете да изсъхне. Дебелината на този слой след изсъхване трябва да бъде 0,2-0,3 mm. След това вземете лака с пипета и капнете една по една капка върху изсъхналия слой, като не позволявате на капките да се слеят. Много важно е капките да се разпределят равномерно. След като лакът изсъхне, полиращата подложка е готова за употреба.

След това се приготвя полираща суспензия – смес от полиращ прах и вода в съотношение 1:3 или 1:4. Също така е удобно да се съхранява в бутилка със запушалка, оборудвана с пластмасова тръба. Сега имате всичко необходимо за полиране на огледалото. Намокрете повърхността на огледалото с вода и капнете няколко капки полираща суспензия върху него. След това внимателно поставете огледалото върху подложката за полиране и го преместете. Движенията при полиране са същите като при фино шлайфане. Но можете да натиснете върху огледалото само когато се движи напред (изместете от полиращата подложка); необходимо е да го върнете в първоначалното му положение без натиск, като държите цилиндричната му част с пръсти. Полирането ще протече почти безшумно. Ако стаята е тиха, може да чуете шум, който прилича на дишане. Полирайте бавно, без да натискате много силно огледалото. Важно е да зададете режим, при който огледалото под товар (3-4 кг) върви напред доста плътно, но се връща лесно назад. Полиращата подложка сякаш „свиква“ с този режим. Броят на ударите е 80-100 в минута. Правете неправилни движения от време на време. Проверете състоянието на полиращата подложка. Моделът му трябва да е еднакъв. Ако е необходимо, подсушете го и капнете лак на правилните места, след като добре разклатите бутилката с него. Процесът на полиране трябва да се наблюдава срещу светлина, като се използва силна лупа или микроскоп с увеличение 50-60 пъти.

Повърхността на огледалото трябва да бъде равномерно полирана. Много е лошо, ако средната зона на огледалото или по краищата се полира по-бързо. Това може да се случи, ако повърхността на полиращата подложка не е сферична. Този дефект трябва да се отстрани незабавно чрез добавяне на битумно-колофонов лак в ниските зони. След 3-4 часа работата обикновено приключва. Ако разгледате ръбовете на огледалото през силна лупа или микроскоп, вече няма да видите вдлъбнатини и малки драскотини. Полезно е да работите още 20-30 минути, като на всеки 5 минути работа намалявате налягането два-три пъти и спирате за 2-3 минути. Това осигурява изравняване на температурата от топлината на триене и ръцете и огледалото придобива по-точна сферична форма на повърхността. И така, огледалото е готово. Сега за дизайнерските характеристики и детайлите на телескопа. Видовете телескопи са показани на скиците. Ще ви трябват малко материали и всички те са достъпни и сравнително евтини. Като вторично огледало можете да използвате призма с пълно вътрешно отражение от голям бинокъл, обектив или светлинен филтър от камера, чиито плоски повърхности имат нанесено отразяващо покритие. Като окуляр за телескоп можете да използвате окуляр от микроскоп, късофокусна леща от камера или единични плоско-изпъкнали лещи с фокусно разстояние от 5 до 20 mm. Специално трябва да се отбележи, че рамките на основното и вторичното огледало трябва да бъдат направени много внимателно.

От правилната им настройка зависи качеството на изображението. Огледалото в рамката трябва да бъде фиксирано с малка празнина. Не трябва да се допуска заклинване на огледалото в радиална или аксиална посока. За да може телескопът да осигури висококачествено изображение, оптичната му ос трябва да съвпада с посоката към обекта на наблюдение. Тази настройка се извършва чрез промяна на позицията на вторичното допълнително огледало и след това чрез регулиране на регулиращите гайки на рамката на основното огледало. Когато телескопът е сглобен, е необходимо да се направят отразяващи покрития върху работните повърхности на огледалата и да се монтират. Най-лесният начин е да покриете огледалото със сребро. Това покритие отразява повече от 90% от светлината, но избледнява с времето. Ако усвоите метода за химическо отлагане на сребро и вземете мерки срещу потъмняване, тогава за повечето любители астрономи това ще бъде най-доброто решение на проблема.

Сега предлагам да се запознаете с това как да направите прост телескоп от наличните материали.

За да го направите ще ви трябват поне две лещи (леща и окуляр).
Всеки обектив с дълъг фокус от фото или филмова камера, теодолитна леща, нивелирна леща или друго оптично устройство ще бъде подходящо като леща.
Ще започнем да правим тръбата, като определим фокусните разстояния на лещите, с които разполагаме, и изчислим увеличението на бъдещото устройство.
Методът за определяне на фокусното разстояние на събирателна леща е доста прост: вземаме лещата в ръката си и, поставяйки повърхността й към слънцето или осветителното устройство, я движим нагоре и надолу, докато светлината, преминаваща през лещата, се събере в малка точка на екрана (лист хартия). Нека постигнем позиция, в която по-нататъшните вертикални движения водят до увеличаване на светлинното петно ​​върху екрана. Измервайки разстоянието между екрана и лещата с линийка, получаваме фокусното разстояние на тази леща. На обективите за фото и филмови камери фокусните разстояния са посочени върху тялото, но ако не можете да намерите готов обектив, няма значение, той може да бъде направен от всеки друг обектив с фокусно разстояние не повече от 1 m (в противен случай телескопът ще се окаже дълъг и ще загуби своята компактност - в края на краищата дължината на тръбата зависи от фокусното разстояние на обектива), но твърде късофокусен обектив не е подходящ за тази цел - късото фокусно разстояние ще повлияе на увеличението на нашия телескоп. В краен случай лещата може да се направи от очила, които се продават във всяка оптика.
Фокусното разстояние на една такава леща се определя по формулата:
F = 1/Ф = 1 m,
където F – фокусно разстояние, m; F – оптична сила, диоптър. Фокусното разстояние на нашата леща, състояща се от две такива лещи, се определя по формулата:
Fo = F1F2/F1 + F2 – d,
Където F1 и F2 са фокусните разстояния съответно на първата и втората леща; (в нашия случай F1 = F2); d е разстоянието между лещите, което може да се пренебрегне.
Така Fo = 500 mm. При никакви обстоятелства лещите не трябва да се поставят с вдлъбнатини (мениски) един срещу друг - това ще увеличи сферичната аберация. Разстоянието между лещите не трябва да надвишава техния диаметър. Диафрагмата е изработена от картон, като диаметърът на отвора на диафрагмата е малко по-малък от диаметъра на лещите.
Сега нека поговорим за окуляра. Най-добре е да използвате готов окуляр от бинокъл, микроскоп или друго оптично устройство, но можете да се справите с лупа с подходящ размер и фокусно разстояние. Фокусното разстояние на последния трябва да бъде в диапазона 10 – 50 mm.
Да предположим, че успяхме да намерим лупа с фокусно разстояние 10 mm, остава само да изчислим увеличението на устройството G, което получаваме чрез сглобяване на оптична система от даден окуляр и леща от очила за очила:
G = F/f = 500 mm/10 mm = 50,
Където F е фокусното разстояние на лещата; f – фокусно разстояние на окуляра.
Не е необходимо да търсите окуляр със същото фокусно разстояние като в дадения пример, всеки друг обектив с късо фокусно разстояние ще свърши работа, но увеличението съответно ще намалее, ако f се увеличи, и обратното.
Сега, след като избрахме оптичните части, ще започнем да произвеждаме телата на телескопа и окуляра. Те могат да бъдат направени от парчета алуминий или пластмасова тръба с подходящ размер или могат да бъдат залепени заедно от хартия върху специални дървени заготовки с помощта на епоксидно лепило.
Тръбата на обектива е направена с 10 cm по-къса от фокусното разстояние на лещата, тръбата на окуляра обикновено има дължина 250 - 300 mm. Вътрешните повърхности на тръбите са покрити с матова черна боя за намаляване на разсеяната светлина.
Такава тръба е лесна за производство, но има един съществен недостатък: изображението на обектите в нея ще бъде „с главата надолу“. Ако този недостатък няма значение за астрономическите наблюдения, то в други случаи той причинява известно неудобство. Недостатъкът може лесно да бъде отстранен чрез въвеждане на разсейваща леща в дизайна, но това ще се отрази негативно на качеството на изображението и възможността за увеличение, а изборът на подходящ обектив е доста труден.

Изведнъж искате да направите телескоп със собствените си ръце? Нищо странно. Да, в днешно време не е трудно да се купи почти всяко оптично устройство, а и не толкова скъпо. Но понякога човек е нападнат от жажда за творчество: той иска да разбере на какви закони на природата се основава принципът на работа на дадено устройство, иска да проектира такова устройство от началото до края и да изпита радостта от творчеството.

Направи си сам шпионка

И така, захващате се за работа. Най-напред ще научите, че най-простият телескоп се състои от две двойно изпъкнали лещи - обектив и окуляр, и че увеличението на телескопа се получава по формулата K = F / f (съотношението на фокусните разстояния на лещата (F) и окуляра (f)).

Въоръжени с тези знания, тръгвате да ровите в кашони с различни боклуци, на таван, гараж, навес и т.н., с ясно дефинирана цел - да намерите повече различни лещи. Това могат да бъдат очила от очила (за предпочитане кръгли), лупи за часовници, лещи от стари фотоапарати и др. След като съберете запас от лещи, започнете да измервате. Трябва да изберете обектив с по-голямо фокусно разстояние F и окуляр с по-малко фокусно разстояние f.

Измерването на фокусното разстояние е много просто. Обективът е насочен към някакъв източник на светлина (електрическа крушка в стаята, фенер на улицата, слънце в небето или просто осветен прозорец), зад обектива се поставя бял екран (възможен е лист хартия, но картонът е по-добър) и се движи спрямо лещата, докато не произведе рязко изображение на наблюдавания източник на светлина (обърнат и намален).

След това остава само да измерим с линийка разстоянието от обектива до екрана. Това е фокусното разстояние. Едва ли ще се справите сами с описаната процедура за измерване - ще ви трябва трета ръка. Ще трябва да повикате асистент за помощ.

След като изберете леща и окуляр, започвате да проектирате оптична система за увеличаване на изображението. Вземате обектива в едната ръка, окуляра в другата и през двете лещи гледате някакъв далечен обект (не слънцето - лесно можете да останете без око!). Чрез взаимно преместване на обектива и окуляра (опитвайки се да запазят осите им на една и съща линия), вие постигате ясен образ.

Полученото изображение ще бъде увеличено, но все още с главата надолу. Това, което сега държите в ръцете си, опитвайки се да запазите постигнатото взаимно положение на лещите, е желаната оптична система. Остава само да поправите тази система, например, като я поставите в тръба. Това ще бъде шпионката.

Но не бързайте със сглобяването. След като сте направили телескоп, няма да сте доволни от изображението „с главата надолу“. Този проблем се решава просто чрез система за обвиване, получена чрез добавяне на една или две лещи, идентични на окуляра.

Можете да получите обгръщаща система с една коаксиална допълнителна леща, като я поставите на разстояние приблизително 2f от окуляра (разстоянието се определя чрез избор).

Интересно е да се отбележи, че с тази версия на реверсивната система е възможно да се получи по-голямо увеличение чрез плавно преместване на допълнителната леща от окуляра. Въпреки това, няма да можете да получите силно увеличение, ако нямате много висококачествена леща (например стъкло от очила). Феноменът на така наречената „хроматична аберация“ пречи, когато изображението е боядисано в нюанси на дъгата.

Този проблем се решава в "закупената" оптика чрез съставяне на леща от няколко лещи с различни показатели на пречупване. Но вие не се интересувате от тези подробности: вашата задача е да разберете електрическата схема на устройството и да изградите най-простия работещ модел, използвайки тази схема (без да харчите нито стотинка).

Можете да получите система за обвиване с две коаксиални допълнителни лещи, като ги позиционирате така, че окулярът и тези две лещи да са на еднакво разстояние една от друга f.

Сега имате представа за дизайна на телескопа и знаете фокусните разстояния на лещите, така че започвате да сглобявате оптичното устройство. Най-простото нещо е да завъртите тръби (тръби) от листове ватман, като ги закрепите с гумени ленти „за пари“ и фиксирате лещите вътре в тръбите с пластилин. Вътрешността на тръбите трябва да бъде боядисана с матова черна боя, за да се предотврати външно излагане.

Резултатът изглежда нещо примитивно, но като нулева опция е много удобно: лесно е да се преработи, да се промени нещо. Когато тази нулева опция съществува, тя може да се подобрява толкова дълго, колкото желаете (поне да замените ватмана с по-приличен материал).

Телескопът е проектиран така, че човек, гледайки през него, да вижда обектите от по-голям зрителен ъгъл, отколкото ги вижда с просто око.

Увеличаването на ъгъла на видимост се постига чрез комбиниране на двойно изпъкнало стъкло с двойно изпъкнало стъкло или две двойно изпъкнали стъкла. Тези очила се наричат ​​още лещи и лещи.

Двойно изпъкналата леща, както подсказва името й, е изпъкнала от двете страни и е по-дебела в средата, отколкото в краищата. Ако такава леща е обърната към отдалечен обект, тогава като поставите лист бяла хартия зад лещата на определено разстояние, ще забележите, че тя създава изображение на обекта, към който е обърната лещата. Това е особено забележимо, ако обърнете лещата към Слънцето - върху бял лист получавате изображение на Слънцето под формата на светъл кръг и можете да видите, че светлинните лъчи, преминали през лещата, се събират от то. Ако задържите хартията в това положение за известно време, тя може да бъде изгорена - толкова много лъчиста енергия се събира тук.)

Точката, през която всеки лъч преминава без пречупване, се нарича оптичен център на лещата (за двойно изпъкнала леща оптичният център съвпада с геометричния).

Центърът на сферата, от която е част повърхността на лещата, се нарича център на кривината. В симетрична двойноизпъкнала леща и двата центъра на кривина лежат на равни разстояния от оптичния център. Всички прави линии, минаващи през оптичния център на лещата, се наричат ​​оптични оси. Правата линия, свързваща центъра на кривината с оптичния център, се нарича главна оптична ос на лещата.

Точката, в която се събират лъчите, преминаващи през лещата, се нарича фокус.

Разстоянието от оптичния център на лещата до равнината, в която се намира фокусът (т.нар. фокална равнина), се нарича фокусно разстояние. Измерва се в линейни мерки.

Фокусното разстояние на една и съща леща варира в зависимост от това на какво разстояние от самата леща се намира обектът, към който е обърната. Има определен закон в зависимост от фокусното разстояние и разстоянието до обекта. За изчисляване на зрителни тръби най-важното е основното фокусно разстояние, т.е. разстоянието от оптичния център на обектива до главния фокус. Основният фокус е точката, в която след пречупване се събира лъч от лъчи, успореден на главната оптична ос. Той се намира на главната оптична ос, между оптичния център и центъра на кривината. Изображението на обекта се получава на главното фокусно разстояние или, както се казва, „на главния фокус“ ​​(което не е съвсем точно, защото фокусът е точка, а изображението на обект е плоска фигура ), когато обектът е толкова далеч от лещата, че лъчите, идващи от него, падат върху лещата в паралелен лъч.

Една и съща леща винаги има едно и също основно фокусно разстояние. Различните лещи, в зависимост от тяхната изпъкналост, имат различни главни фокусни разстояния. Двойно изпъкналите лещи често се наричат ​​"събиращи" лещи.

Конвергентната мощност на всяка леща се измерва с основното й фокусно разстояние. Често, когато се говори за събирателното свойство на двойно изпъкнала леща, вместо думите „основно фокусно разстояние“ те просто казват „фокусно разстояние“.

Колкото повече една леща пречупва лъчите, толкова по-късо е нейното фокусно разстояние. За да сравните различни лещи, можете да изчислите съотношението на техните фокусни разстояния. Ако например една леща има основно фокусно разстояние 50 см, а другата 75 см, тогава, очевидно, лещата с главно фокусно разстояние 50 см пречупва по-силно, можем да кажем, че нейните пречупващи свойства са по-големи тези на лещи с фокусно разстояние 75 cm, колкото пъти 75 cm е по-голямо от 50 cm, т.е. 75/50 = 1,5%

Пречупващото свойство на лещата може също да се характеризира с нейната оптична сила. Тъй като пречупващото свойство на една леща е по-голямо, колкото по-късо е нейното фокусно разстояние, стойността 1: F може да се приеме като мярка за оптична сила (F е основното фокусно разстояние). Единицата за оптична мощност на леща е оптичната сила на такава леща, чието главно фокусно разстояние е 1 m. Тази единица се нарича диоптър. Следователно оптичната мощност на всяка леща може да се намери, като 1 m се раздели на основното фокусно разстояние (F) на тази леща, изразено в метри.

Оптичната мощност обикновено се обозначава с буквата D. Оптичните мощности на горните лещи (една F1 = 75 cm, друга F2 = 50 cm) ще бъдат

D1= 100cm / 75cm = 1.33

D2= 100cm / 50cm = 2

Ако закупите леща с 4 диоптъра в магазин (така обикновено се обозначават очилата за очила), тогава основното му фокусно разстояние очевидно е равно на: F = 100 cm / 4 = 25 cm.

Обикновено, когато се обозначава оптичната сила на събирателна леща, знакът "+" (плюс) се поставя пред броя на диоптрите.

Двойновдлъбната леща има свойството да разпръсква, а не да събира лъчи. Ако обърнете такава леща към Слънцето, тогава не се получава изображение зад лещата; лъчите, падащи върху лещата в паралелен лъч, излизат от нея в разминаващ се лъч в различни посоки. Ако погледнете обект през такава леща, изображението на този обект изглежда намалено. Точката, в която разширенията на лъчите, разпръснати от лещата, се „събират“, също се нарича фокус, но този фокус ще бъде въображаем.

Характеристиките на двойно изпъкналата леща се определят по същия начин като двойно изпъкналата леща, но са свързани с видимия фокус. Когато обозначавате оптичната сила на двойновдлъбната леща, поставете знака "-" (минус) пред броя на диоптрите. Нека запишем в обобщената таблица основните характеристики на двойноизпъкналите и двойновдлъбнатите лещи.

Двойно изпъкнала леща (изпъкнала)	Двойно вдлъбната леща (разсейваща)
Фокусът е истински. Основният фокус е точката, където се събират лъчите от безкрайно отдалечена светеща точка (или, което е същото, успоредни лъчи). Изображението е реално, обърнато. Главното фокусно разстояние се изчислява от оптичния център на обектива до главния фокус и има положителна стойност. Оптичната мощност е положителна.	Фокусът е въображаем. Основният фокус е точката, където се пресичат продължението на разминаващи се лъчи, идващи от безкрайно отдалечена светеща точка. Образът е въображаем, директен. Главното фокусно разстояние се изчислява от оптичния център на обектива до главния фокус и има отрицателна стойност. Оптичната мощност е отрицателна.

При конструирането на оптични инструменти често се използва система от две или повече лещи. Ако тези лещи са прикрепени една към друга, тогава оптичната сила на такава система може да се изчисли предварително. Необходимата оптична сила ще бъде равна на сумата от оптичните мощности на съставните лещи или, както се казва, диоптърът на системата е равен на сумата от диоптрите на лещите, които я съставят:

Тази формула дава възможност не само да се изчисли оптичната сила на няколко сгънати очила, но и да се определи неизвестната оптична сила на леща, ако има друга леща с известна сила.

Използвайки тази формула, можете да разберете оптичната сила на двойновдлъбната леща.

Нека, например, имаме разсейваща леща и искаме да определим нейната оптична сила. Ние прилагаме събирателна леща към него, така че тази система да произвежда реално изображение. Ако, например, чрез прилагане на събирателна леща от +3 диоптъра към разсейваща леща получихме изображение на Слънцето на разстояние 75 см, тогава оптичната сила на системата е равна на:

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

Тъй като оптичната сила на събирателната леща е +3 диоптъра, оптичната сила на разсейващата леща е -1,66

Знакът минус точно показва, че лещата се разсейва.

Промяната в разстоянието от обекта до лещата също води до промяна в разстоянието от лещата до изображението, т.е. фокусното разстояние на изображението. За да изчислите фокусното разстояние на изображение, използвайте формулата по-долу.

Ако d е разстоянието от обекта до лещата (по-точно до неговия оптичен център), f е фокусното разстояние на изображението и F е основното фокусно разстояние, тогава: 1/d + 1/f = 1/F

От тази формула следва, че ако разстоянието на обекта от лещата е много голямо, то практически 1/d=0 и f=F. Ако d намалява, тогава f трябва да се увеличи, т.е. фокусното разстояние на изображението, дадено от лещата, се увеличава и изображението се движи все по-далеч от оптичния център на лещата. Стойността на F (основното фокусно разстояние) зависи от индекса на пречупване, стъклото, от което е направена лещата, и степента на кривина на повърхностите на лещата. Формулата, изразяваща тази зависимост е:

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

В тази формула n е индексът на пречупване на стъклото, R1 и R2 са радиусите на онези сферични повърхности, от които е ограничена лещата, т.е. радиусите на кривината. Полезно е да имате предвид тези зависимости, за да можете дори при повърхностен преглед на обектива да прецените дали е дългофокусен (повърхностите са леко извити) или късофокусен (повърхностите са много забележимо извити).

Свойствата на събирателните и разсейващите лещи се използват в зрителните тръби.

Устройството на телескопа показва оптичния дизайн на Галилеев телескоп. Тръбата се състои от две лещи: двойно изпъкнала леща, обърната към обекта, и двойно вдлъбната леща, през която наблюдателят гледа.

Лещата, която събира лъчите от наблюдавания обект, се нарича обективна леща, а лещата, през която тези лъчи излизат от тръбата и влизат в окото на наблюдателя, се нарича окуляр.

Далечен обект (не е показан на чертежа на телескопа) е разположен далеч вляво върху лещата от горната й точка (A) и от долната й точка (B). От оптичния център на лещата обектът се вижда под ъгъл AO B.

След като преминаха през лещата, лъчите трябваше да бъдат събрани, но двойновдлъбнато стъкло, поставено между лещата и основния й фокус, изглежда „прихваща“ тези лъчи и ги разпръсква. В резултат на това окото на наблюдателя вижда обекта така, сякаш лъчите от него идват под голям ъгъл.

Ъгълът, под който даден обект се вижда с невъоръжено око, е AOB, а за наблюдател, който гледа през тръбата, изглежда, че обектът е в ab и се вижда под ъгъл, който е по-голям от ъгъла AOB. Съотношението на ъгъла, под който обектът се вижда през телескопа, към ъгъла, под който обектът се вижда с просто око, се нарича увеличение на телескопа. Увеличението може да се изчисли, ако са известни главното фокусно разстояние на обектива F1 и основното фокусно разстояние на окуляра F2. Теорията показва, че увеличението W на галилеевата тръба е равно на: W= -F1/F2= -D2/D1, където D1 и D2 са съответно оптичните мощности на лещата и окуляра.

Знакът минус показва, че в галилеева тръба оптичната сила на окуляра е отрицателна.

Дължината на Галилеевата тръба трябва да е равна на разликата между фокусните разстояния на обектива F1 и окуляра F2.

Тъй като позицията на фокуса се променя в зависимост от разстоянието до наблюдавания обект, при гледане на близки земни обекти разстоянието между лещата и окуляра трябва да бъде по-голямо, отколкото при гледане на небесни тела. За да можете правилно да монтирате окуляра, той се поставя в прибиращата се тръба.

Дизайнът на шпионка показва оптичния дизайн на шпионка на Кеплер. Обектът е много вляво и се вижда под ъгъл AOB. Лъчите от горната и долната точка на обекта се събират в O" и O" и, отивайки по-нататък, се пречупват от окуляра. Като постави окото зад окуляра, наблюдателят ще види изображение на обекта под ъгъл A "NE". В този случай изображението на обекта ще се появи с главата надолу.

Увеличение на Кеплерова тръба: W= F1/F2= D2/D1,

Разстоянието между обектива и окуляра в Кеплерова тръба е равно на сбора от фокусните разстояния на обектива F1 и окуляра F2. Следователно, Кеплеровата тръба винаги е по-дълга от Галилеевата тръба, което дава същото увеличение при същото фокусно разстояние на лещата. Тази разлика в дължините обаче намалява с по-голямото увеличение.

В Кеплеровата тръба, както и в Галилеевата, движението на тръбата на окуляра е предвидено за възможност за наблюдение на обекти, разположени на различни разстояния.