Télescope et télescope DIY. Appareil télescope

Vous avez donc décidé de fabriquer un télescope et vous vous mettez au travail. Tout d'abord, vous apprendrez que le télescope le plus simple est constitué de deux lentilles biconvexes - l'objectif et l'oculaire, et que le grossissement du télescope est obtenu par la formule K = F / f (le rapport des focales de la lentille (F) et l'oculaire (f)).

Armé de ces connaissances, vous fouillez dans des cartons de différents déchets, dans le grenier, le garage, la grange, etc. avec un objectif clairement défini : trouver des objectifs plus différents. Il peut s'agir de verres de lunettes (de préférence ronds), de loupes de montre, d'objectifs d'anciens appareils photo, etc. Après avoir rassemblé une réserve de lentilles, commencez à mesurer. Vous devez choisir un objectif avec une distance focale F plus grande et un oculaire avec une distance focale f plus petite.

Mesurer la distance focale est très simple. L'objectif est dirigé vers une source de lumière (une ampoule dans la pièce, une lanterne dans la rue, le soleil dans le ciel ou simplement une fenêtre éclairée), un écran blanc est placé derrière l'objectif (une feuille de papier est possible, mais le carton est meilleur) et se déplace par rapport à l'objectif jusqu'à ce qu'il ne produise pas une image nette de la source lumineuse observée (inversée et réduite). Après cela, il ne reste plus qu'à mesurer la distance entre l'objectif et l'écran avec une règle. C'est la distance focale. Il est peu probable que vous puissiez gérer seul la procédure de mesure décrite - vous aurez besoin d'une troisième main. Vous devrez appeler un assistant pour obtenir de l'aide.

Après avoir sélectionné une lentille et un oculaire, vous commencez à concevoir un système optique pour agrandir l'image. Vous prenez l'objectif dans une main, l'oculaire dans l'autre, et à travers les deux objectifs, vous regardez un objet éloigné (pas le soleil - vous pouvez facilement vous retrouver sans œil !). En déplaçant mutuellement l'objectif et l'oculaire (en essayant de garder leurs axes sur la même ligne), vous obtenez une image claire.

L'image résultante sera agrandie, mais toujours à l'envers. Ce que vous tenez maintenant entre vos mains, en essayant de maintenir la position relative obtenue des lentilles, est le système optique souhaité. Il ne reste plus qu'à réparer ce système, par exemple en le plaçant à l'intérieur d'une canalisation. Ce sera la longue-vue.

Mais ne vous précipitez pas dans l'assemblage. Après avoir fabriqué un télescope, vous ne vous contenterez pas de l'image « à l'envers ». Ce problème est résolu simplement par un système d'enveloppement obtenu en ajoutant une ou deux lentilles identiques à l'oculaire.

Vous pouvez obtenir un système enveloppant avec une lentille coaxiale supplémentaire en la plaçant à une distance d'environ 2f de l'oculaire (la distance est déterminée par sélection).

Il est intéressant de noter qu'avec cette version du système d'inversion, il est possible d'obtenir un grossissement plus important en éloignant doucement la lentille supplémentaire de l'oculaire. Cependant, vous ne pourrez pas obtenir un fort grossissement si vous ne disposez pas d'un objectif de très haute qualité (par exemple, du verre de lunettes). Plus le diamètre de la lentille est grand, plus le grossissement obtenu est important.

Ce problème est résolu dans l'optique « achetée » en composant une lentille à partir de plusieurs lentilles d'indices de réfraction différents. Mais ces détails ne vous intéressent pas : votre tâche est de comprendre le schéma de circuit de l'appareil et de construire le modèle fonctionnel le plus simple en utilisant ce circuit (sans dépenser un centime).

Vous pouvez obtenir un système d'enveloppement avec deux lentilles supplémentaires coaxiales en les positionnant de manière à ce que l'oculaire et ces deux lentilles soient espacés l'un de l'autre d'égales distances f.

Vous avez maintenant une idée de la conception du télescope et connaissez les distances focales des lentilles. Vous commencez donc à assembler le dispositif optique.
Bien adapté à l'assemblage de tuyaux en PVC de différents diamètres. Les déchets peuvent être collectés dans n’importe quel atelier de plomberie. Si les lentilles ne correspondent pas au diamètre du tube (plus petit), la taille peut être ajustée en coupant des anneaux dans un tube proche de la taille de la lentille. L'anneau est coupé en un seul endroit et placé sur la lentille, fermement fixé avec du ruban isolant et enveloppé. Les tubes eux-mêmes sont ajustés de la même manière si la lentille est plus grande que le diamètre du tube. En utilisant cette méthode d'assemblage, vous obtiendrez un télescope télescopique. Il est pratique d'ajuster le grossissement et la netteté en déplaçant les manchons de l'appareil. Obtenez un plus grand grossissement et une meilleure qualité d'image en déplaçant le système d'emballage et en effectuant la mise au point en déplaçant l'oculaire.

Le processus de fabrication, d’assemblage et de personnalisation est très passionnant.

Ci-dessous se trouve mon télescope avec un grossissement de 80x - presque comme un télescope.

On peut dire sans se tromper que tout le monde a rêvé de regarder les étoiles de plus près. Vous pouvez utiliser des jumelles ou une longue-vue pour admirer le ciel nocturne lumineux, mais il est peu probable que vous puissiez voir quoi que ce soit en détail avec ces appareils. Ici, vous aurez besoin d'un équipement plus sérieux - un télescope. Pour avoir un tel miracle de la technologie optique à la maison, il faut débourser une somme importante, que tous les amateurs de beauté ne peuvent pas se permettre. Mais ne désespérez pas. Vous pouvez fabriquer un télescope de vos propres mains, et pour cela, aussi absurde que cela puisse paraître, vous n'avez pas besoin d'être un grand astronome et designer. Si seulement il y avait un désir et une envie irrésistible d’inconnu.

Pourquoi devriez-vous essayer de fabriquer un télescope ? Nous pouvons affirmer avec certitude que l’astronomie est une science très complexe. Et cela demande beaucoup d’efforts de la part de celui qui le fait. Il peut arriver que vous achetiez un télescope coûteux et que la science de l'Univers vous décevra, ou que vous réalisiez simplement que ce n'est pas du tout votre truc. Pour comprendre de quoi il s’agit, il suffit de fabriquer un télescope pour un amateur. Observer le ciel à travers un tel appareil vous permettra de voir bien plus qu'avec des jumelles, et vous pourrez également savoir si cette activité vous intéresse. Si vous êtes passionné par l'étude du ciel nocturne, vous ne pouvez bien sûr pas vous passer d'un appareil professionnel. Que peut-on voir avec un télescope fait maison ? Des descriptions sur la façon de fabriquer un télescope peuvent être trouvées dans de nombreux manuels et livres. Un tel appareil vous permettra de voir clairement les cratères lunaires. Avec lui, vous pouvez voir Jupiter et même distinguer ses quatre satellites principaux. Les anneaux de Saturne, qui nous sont familiers grâce aux pages des manuels, peuvent également être observés à l'aide d'un télescope fabriqué par nos soins.

De plus, de nombreux autres corps célestes peuvent être vus de vos propres yeux, par exemple Vénus, un grand nombre d'étoiles, des amas, des nébuleuses. Un peu sur la structure du télescope Les parties principales de notre unité sont sa lentille et son oculaire. A l'aide de la première partie, la lumière émise par les corps célestes est collectée. La distance à laquelle les corps peuvent être vus, ainsi que le grossissement de l'appareil, dépendent du diamètre de la lentille. Le deuxième membre du tandem, l'oculaire, est conçu pour agrandir l'image obtenue afin que notre œil puisse admirer la beauté des étoiles. Parlons maintenant des deux types de dispositifs optiques les plus courants : les réfracteurs et les réflecteurs. Le premier type a une lentille constituée d'un système de lentilles et le second a une lentille miroir. Les lentilles pour télescope, contrairement à un miroir réflecteur, se trouvent assez facilement dans les magasins spécialisés. Acheter un miroir pour un réflecteur ne sera pas bon marché et en fabriquer un soi-même sera impossible pour beaucoup.

Par conséquent, comme cela est déjà devenu clair, nous assemblerons un réfracteur et non un télescope à réflexion. Terminons l'excursion théorique avec la notion de grossissement du télescope. Elle est égale au rapport des distances focales de l’objectif et de l’oculaire. Expérience personnelle : comment j'ai obtenu une correction de la vue au laser En fait, je n'ai pas toujours rayonné de joie et de confiance en moi. Mais avant tout… Comment fabriquer un télescope ? Sélection des matériaux Afin de commencer à assembler l'appareil, vous devez vous procurer une lentille 1 dioptrie ou son ébauche. À propos, un tel objectif aura une distance focale d'un mètre. Le diamètre des flans sera d'environ soixante-dix millimètres. A noter également qu'il vaut mieux ne pas choisir des verres de lunettes pour un télescope, car ils ont généralement une forme concave-convexe et sont mal adaptés à un télescope, même si si vous les avez sous la main, vous pouvez les utiliser. Il est recommandé d'utiliser des lentilles à longue focale et de forme biconvexe. Comme oculaire, vous pouvez prendre une loupe ordinaire d'un diamètre de trente millimètres. S'il est possible d'obtenir un oculaire du microscope, cela vaut certainement la peine d'en profiter. Il est également parfait pour un télescope. En quoi fabriquer le boîtier de notre futur assistant optique ? Deux tuyaux de diamètres différents en carton ou en papier épais sont parfaits. L’un (le plus court) sera inséré dans le second, de plus grand diamètre et plus long.

Un tuyau de plus petit diamètre doit avoir une longueur de vingt centimètres - ce sera finalement l'oculaire, et il est recommandé de faire le principal d'un mètre de long. Si vous n'avez pas les flans nécessaires à portée de main, ce n'est pas grave, le corps peut être réalisé à partir d'un rouleau de papier peint inutile. Pour ce faire, le papier peint est enroulé en plusieurs couches pour créer l'épaisseur et la rigidité requises et collé. La manière de déterminer le diamètre de la chambre à air dépend du type de lentille que nous utilisons. Support pour télescope Un point très important lors de la création de votre propre télescope est de préparer un support spécial pour celui-ci. Sans cela, il serait quasiment impossible de l’utiliser. Il existe une option pour installer le télescope sur un trépied d'appareil photo, équipé d'une tête mobile, ainsi que de fixations qui vous permettront de fixer différentes positions du corps. Assemblage du télescope La lentille de l'objectif est fixée dans un petit tube avec la convexité vers l'extérieur. Il est recommandé de le fixer à l'aide d'une monture, qui est un anneau de diamètre similaire à celui de l'objectif lui-même.

Vous avez un magnifique flan pour le miroir principal. Mais seulement s'il s'agit d'objectifs de K8. Parce que les condenseurs (et ce sont sans aucun doute des lentilles à condenseur) ont souvent une paire de lentilles, dont l'une est en couronne, l'autre en silex. Une lentille en silex ne convient absolument pas comme ébauche pour le miroir principal pour un certain nombre de raisons (dont l'une est une grande sensibilité à la température). Une lentille en silex est parfaite comme base pour un tampon de polissage, mais elle ne fonctionnera pas pour le meulage, car la lentille en silex a une dureté et une aptitude au meulage bien supérieures à celles de la couronne. Dans ce cas, utilisez une ponceuse en plastique.

Deuxièmement, je vous conseille fortement de lire attentivement non seulement le livre de Sikoruk, mais aussi « Le télescope d'un astronome amateur » de M.S. Navachina. Et en ce qui concerne le test et la mesure du miroir, vous devez vous concentrer spécifiquement sur Navashin, qui décrit cet aspect de manière très détaillée. Naturellement, cela ne vaut pas la peine de fabriquer un dispositif d'ombre exactement « selon Navashin », car il est désormais facile d'apporter des améliorations à sa conception, par exemple en utilisant une LED puissante comme source de lumière (ce qui augmentera considérablement l'intensité lumineuse et la qualité de mesures sur un miroir non traité, et permettra également de rapprocher « l'étoile » du couteau (il est conseillé d'utiliser un rail d'un banc optique, etc. comme base). Vous devez aborder la fabrication d'un dispositif d'ombre avec beaucoup de soin, car la qualité de votre miroir sera déterminée par la qualité de votre fabrication.

En plus du rail susmentionné du banc optique, un « butin » utile pour sa fabrication est un support de tour, qui sera un merveilleux appareil pour déplacer en douceur un couteau de Foucault et en même temps pour mesurer ce mouvement. Une découverte tout aussi utile serait une fente prête à l'emploi provenant d'un monochromateur ou d'un diffractomètre. Je vous conseille également de connecter une webcam au dispositif d'ombre - cela éliminera l'erreur de position de l'œil, réduira les interférences de convection de la chaleur de votre corps et, en plus, cela vous permettra d'enregistrer et de stocker toute l'ombre. motifs pendant le processus de polissage et de figuration du miroir. Dans tous les cas, la base du dispositif d'ombre doit être fiable et lourde, la fixation de toutes les pièces doit être idéalement rigide et solide, et le mouvement doit se faire sans jeu. Organisez un tuyau ou un tunnel tout au long du trajet des rayons - cela réduira l'impact des courants de convection et vous permettra en outre de travailler à la lumière. En général, les courants de convection sont le fléau de toute méthode de test de miroir. Combattez-les par tous les moyens possibles.

Investissez dans de bons abrasifs et de la résine. La cuisson de la résine et le ponçage des abrasifs sont, d'une part, une dépense d'efforts improductive, et d'autre part, une mauvaise résine est un mauvais miroir, et les mauvais abrasifs sont de nombreuses rayures. Mais la rectifieuse peut et doit être la plus primitive ; la seule exigence est une rigidité irréprochable de la structure. Voici un tonneau en bois absolument idéal, recouvert de gravats, autour duquel marchaient autrefois Chikin, Maksutov et d'autres « pères fondateurs ». Un ajout utile au canon de Chikin est le disque "Grace", qui vous permet de ne pas parcourir des kilomètres autour du canon, mais de travailler debout au même endroit. Il est préférable d'équiper un tonneau pour le dégrossissage et le meulage grossier à l'extérieur, mais le meulage et le polissage fins se font dans une pièce à température constante et sans courants d'air. Une alternative au fût, notamment au stade du meulage fin et du polissage, est le sol. Il est bien sûr moins pratique de travailler à genoux, mais la rigidité d'une telle « machine » est idéale.

Une attention particulière doit être portée à la fixation de la pièce. Une bonne option pour décharger la lentille est de la coller sur un « patch » de taille minimale au centre et de trois butées près des bords, qui ne doit toucher que la pièce, mais sans exercer de pression dessus. Le patch doit être poncé à plat et porté au n° 120.

Pour éviter les rayures et les éclats, il est nécessaire de chanfreiner le bord de la pièce avant l'ébauche et de l'amener à une mouture fine. La largeur du chanfrein doit être calculée de manière à ce qu'elle soit conservée jusqu'à la fin du travail avec le miroir. Si le chanfrein « se termine » pendant le processus, il faut le reprendre. Le chanfrein doit être uniforme, sinon il sera source d'astigmatisme.

La manière la plus rationnelle de broyer est d'utiliser un anneau ou une lame de meulage plus petite dans la position « miroir en dessous », mais étant donné la petite taille du miroir, vous pouvez également le faire selon Navashin - un miroir en haut, un miroir de taille normale lame de meulage. Le carbure de silicium ou carbure de bore est utilisé comme abrasif. Lors du stripping, il faut faire attention à ne pas affiner l'astigmatisme et « passer » à la forme hyperboloïde, ce qu'un tel système a clairement tendance à faire. Cette dernière peut être évitée en alternant une course normale avec une course raccourcie, notamment vers la fin du dénudage. Si, lors du meulage, la surface initialement obtenue est aussi proche que possible d'une sphère, cela accélérera considérablement tous les travaux de meulage ultérieurs.

Abrasifs pour le meulage - à partir du numéro 120 et plus fin, il est préférable d'utiliser de l'électrocorindon, et pour les plus gros, du carborundum. La principale caractéristique des abrasifs à rechercher est l’étroitesse du spectre de distribution des particules. Si les particules d'un nombre d'abrasifs spécifique donné varient en taille, alors les grains les plus gros sont la source des rayures et les plus petits sont la source des erreurs locales. Et avec des abrasifs de cette qualité, leurs « escaliers » devraient être beaucoup plus plats, et on arrivera à un polissage avec des « vagues » en surface, dont il faudra alors beaucoup de temps pour se débarrasser.

L'astuce du chaman contre cela, sans les meilleurs abrasifs, est de polir le miroir avec un abrasif encore plus fin avant de changer le numéro pour un plus fin. Par exemple, au lieu de la série 80-120-220-400-600-30u-12u-5u la série sera : 80-120-400-220-600-400-30u-600... et ainsi de suite, et ces étapes intermédiaires sont assez courtes. Pourquoi cela fonctionne - je ne sais pas. Avec un bon abrasif, vous pouvez immédiatement meuler après le 220ème nombre avec un trente microns. Il est bon d'ajouter « Fée » aux abrasifs grossiers (jusqu'au n° 220) dilués avec de l'eau. Il est logique de rechercher des poudres microniques additionnées de talc (ou de les ajouter vous-même, mais vous devez vous assurer que le talc est abrasif et stérile) - cela réduit le risque de rayures, facilite le processus de broyage et réduit les morsures.

Une autre astuce qui vous permet de contrôler la forme du miroir même au stade du meulage (même pas fin) est de polir la surface en frottant le daim avec du cirage jusqu'à ce qu'il brille, après quoi vous pourrez facilement déterminer le point focal par le soleil ou un lampe et même (à des étapes plus fines de meulage) obtenir une image d'ombre. Un signe de la précision de la forme sphérique est également l'uniformité de la surface rectifiée et le meulage rapide et uniforme de toute la surface après changement d'abrasif. Variez la longueur de la course dans de petites limites - cela aidera à éviter une surface « cassée ».

Le processus de polissage et de figuration est probablement si bien décrit et détaillé qu'il serait plus sage de ne pas l'aborder mais de l'envoyer à Navashin. Certes, il recommande le crocus, mais maintenant tout le monde utilise du polyrite, sinon tout est pareil. Soit dit en passant, le crocus est utile pour la figuration - il fonctionne plus lentement que le polyrite et il y a moins de risque de « rater » la forme souhaitée.

Directement derrière l'objectif, plus loin le long du tuyau, il est nécessaire d'équiper un diaphragme en forme de disque avec un trou de trente millimètres exactement au milieu. Le but de l'ouverture est d'éliminer la distorsion de l'image causée par l'utilisation d'un seul objectif. De plus, son installation affectera la réduction de la lumière reçue par l’objectif. La lentille du télescope elle-même est montée à proximité du tube principal. Bien entendu, l'ensemble oculaire ne peut pas se passer de l'oculaire lui-même. Vous devez d’abord préparer les fixations. Ils se présentent sous la forme d'un cylindre en carton et ont un diamètre similaire à celui d'un oculaire. La fixation est installée à l'intérieur du tuyau à l'aide de deux disques. Ils ont le même diamètre que le cylindre et comportent des trous au milieu. Configuration de l'appareil à la maison Vous devez faire la mise au point de l'image en utilisant la distance entre l'objectif et l'oculaire. Pour ce faire, l'ensemble oculaire se déplace dans le tube principal.

Étant donné que les tuyaux doivent être bien pressés les uns contre les autres, la position requise sera solidement fixée. Il est pratique d'effectuer le processus de réglage sur de grands corps lumineux, par exemple la Lune, une maison voisine fonctionnera également. Lors de l'assemblage, il est très important de s'assurer que la lentille et l'oculaire sont parallèles et que leurs centres sont sur la même ligne droite. Une autre façon de fabriquer un télescope de vos propres mains consiste à modifier la taille de l'ouverture. En faisant varier son diamètre, vous pouvez obtenir une image optimale. En utilisant des lentilles optiques de 0,6 dioptrie, qui ont une distance focale d'environ deux mètres, vous pouvez augmenter l'ouverture et rendre le zoom beaucoup plus proche sur notre télescope, mais vous devez comprendre que le corps augmentera également.

Attention - Soleil ! Selon les normes de l'Univers, notre Soleil est loin d'être l'étoile la plus brillante. Cependant, c’est pour nous une source de vie très importante. Naturellement, ayant un télescope à leur disposition, beaucoup voudront l'examiner de plus près. Mais il faut savoir que c'est très dangereux. Après tout, la lumière du soleil, passant à travers les systèmes optiques que nous avons construits, peut être focalisée à un point tel qu'elle pourra brûler même du papier épais. Que pouvons-nous dire de la délicate rétine de nos yeux ? Par conséquent, vous devez vous rappeler une règle très importante : vous ne pouvez pas regarder le Soleil à l'aide d'appareils zoom, notamment un télescope domestique, sans équipement de protection spécial.

Tout d’abord, vous devez acheter un objectif et un oculaire. Comme lentille, vous pouvez utiliser deux lunettes (ménisques) de +0,5 dioptries chacune, en plaçant leurs côtés convexes, l'un vers l'extérieur et l'autre vers l'intérieur, à une distance de 30 mm l'un de l'autre. Entre eux, placez un diaphragme avec un trou d'un diamètre d'environ 30 mm. C'est un dernier recours. Mais il est préférable d’utiliser une lentille biconvexe à longue focale.

Pour l'oculaire, vous pouvez prendre une loupe ordinaire (loupe) 5-10x d'un petit diamètre d'environ 30 mm. Un oculaire de microscope peut également être une option. Un tel télescope fournira un grossissement de 20 à 40 fois.

Pour le corps, vous pouvez prendre du papier épais ou ramasser des tubes en métal ou en plastique (il devrait y en avoir deux). Un tube court (environ 20 cm, oculaire) est inséré dans un tube long (environ 1 m, principal). Le diamètre intérieur du tuyau principal doit être égal au diamètre du verre de lunettes.

Le verre (verre de lunettes) est monté dans le premier tube avec le côté convexe vers l'extérieur à l'aide d'une monture (anneaux d'un diamètre égal au diamètre du verre et d'une épaisseur d'environ 10 mm). Un disque est installé immédiatement derrière l'objectif - un diaphragme avec un trou au centre d'un diamètre de 25 à 30 mm, ceci est nécessaire afin de réduire les distorsions d'image importantes résultant d'un seul objectif. La lentille est installée plus près du bord du tube principal. L'oculaire est installé dans l'ensemble oculaire plus près de son bord. Pour ce faire, vous devrez réaliser un support d'oculaire en carton. Il sera constitué d'un cylindre de diamètre égal à celui de l'oculaire. Ce cylindre sera fixé à l'intérieur du tube avec deux disques de diamètre égal au diamètre intérieur de l'oculaire avec un trou de diamètre égal à celui de l'oculaire.

La mise au point se fait en modifiant la distance entre la lentille et l'oculaire en raison du mouvement de l'oculaire dans le tube principal, et la fixation se produira en raison du frottement. Il est préférable de se concentrer sur les objets lumineux et de grande taille : la Lune, les étoiles brillantes, les bâtiments proches.

Lors de la création d'un télescope, il est nécessaire de prendre en compte le fait que la lentille et l'oculaire doivent être parallèles les uns aux autres et que leurs centres doivent être strictement sur la même ligne.

Fabriquer un télescope à réflexion fait maison

Il existe plusieurs systèmes de télescopes à réflexion. Il est plus facile pour un passionné d'astronomie de réaliser un réflecteur du système newtonien.

Les lentilles condensatrices plan-convexes pour agrandisseurs photographiques peuvent être utilisées comme miroirs en traitant leur surface plane. De tels objectifs d'un diamètre allant jusqu'à 113 mm peuvent également être achetés dans les magasins de photo.

La surface sphérique concave d’un miroir poli ne reflète qu’environ 5 % de la lumière qui y arrive. Par conséquent, il doit être recouvert d’une couche réfléchissante d’aluminium ou d’argent. Il est impossible d'aluminiser un miroir à la maison, mais l'argenter est tout à fait possible.

Dans un télescope à réflexion du système newtonien, un miroir plan diagonal dévie latéralement le cône de rayons réfléchi par le miroir principal. Fabriquer soi-même un miroir plat est très difficile, utilisez donc un prisme à réflexion interne totale provenant de jumelles prismatiques. Vous pouvez également utiliser la surface plane d’un objectif ou la surface d’un filtre d’appareil photo à cet effet. Couvrez-le d'une couche d'argent.

Jeu d'oculaires : oculaire faible avec focale 25-30 mm ; en moyenne 10-15 mm ; fort 5-7 mm. Vous pouvez utiliser à cette fin des oculaires de microscope, des jumelles et des objectifs de caméras de petit format.

Montez le miroir principal, le miroir plat diagonal et l'oculaire dans le tube du télescope.

Pour un télescope à réflexion, réalisez un trépied de parallaxe avec un axe polaire et un axe de déclinaison. L'axe polaire doit être dirigé vers l'étoile polaire.

De tels moyens sont considérés comme des filtres de lumière et un procédé de projection d'une image sur un écran. Et si vous ne pouviez pas assembler un télescope de vos propres mains, mais que vous vouliez vraiment regarder les étoiles ? Si soudainement, pour une raison quelconque, il est impossible d'assembler un télescope fait maison, ne désespérez pas. Vous pouvez trouver un télescope dans un magasin à un prix raisonnable. La question se pose immédiatement : « Où sont-ils vendus ? De tels équipements peuvent être trouvés dans les magasins spécialisés en appareils astronomiques. S'il n'y a rien de tel dans votre ville, vous devriez alors visiter un magasin de matériel photographique ou trouver un autre magasin vendant des télescopes. Si vous avez de la chance, il existe un magasin spécialisé dans votre ville et même des consultants professionnels, alors cet endroit est définitivement fait pour vous. Avant de partir, il est recommandé de jeter un œil à un aperçu des télescopes. Tout d’abord, vous comprendrez les caractéristiques des appareils optiques. Deuxièmement, il sera plus difficile de vous tromper et de vous glisser un produit de mauvaise qualité.

Alors vous ne serez certainement pas déçu de votre achat. Quelques mots sur l'achat d'un télescope via le World Wide Web. Ce type de shopping devient très populaire de nos jours et il est possible que vous l'utilisiez. C’est très pratique : vous recherchez l’appareil dont vous avez besoin, puis vous le commandez. Cependant, vous pouvez rencontrer le désagrément suivant : après une longue sélection, il peut s'avérer que le produit n'est plus en stock. Un problème beaucoup plus désagréable est la livraison des marchandises. Ce n'est un secret pour personne qu'un télescope est une chose très fragile, seuls des fragments peuvent donc vous être livrés. Il est possible d'acheter un télescope à la main.

Cette option vous permettra d'économiser beaucoup d'argent, mais vous devez être bien préparé pour ne pas acheter un article cassé. Les forums d’astronomes sont un bon endroit pour trouver un vendeur potentiel. Prix ​​par télescope Considérons quelques catégories de prix : Environ cinq mille roubles. Un tel appareil correspondra aux caractéristiques d'un télescope fabriqué de vos propres mains à la maison. Jusqu'à dix mille roubles. Cet appareil sera certainement plus adapté à une observation de qualité du ciel nocturne. La partie mécanique du boîtier et l'équipement seront très maigres, et vous devrez peut-être dépenser de l'argent pour certaines pièces de rechange : oculaires, filtres, etc. De vingt à cent mille roubles. Cette catégorie comprend les télescopes professionnels et semi-professionnels.

Les passionnés d'astronomie construisent des télescopes à réflexion faits maison principalement selon le système newtonien. C'est Isaac Newton qui créa le premier le télescope à réflexion vers 1670. Cela lui a permis de s'affranchir des aberrations chromatiques (elles conduisent à une diminution de la clarté de l'image, à l'apparition de contours colorés ou de rayures qui ne sont pas présentes sur un objet réel) - le principal inconvénient des télescopes réfracteurs qui existaient à l'époque temps.

miroir diagonal - ce miroir dirige un faisceau de rayons réfléchis à travers l'oculaire vers l'observateur. L'élément désigné par le numéro 3 est l'ensemble oculaire.

Le foyer du miroir principal et le foyer de l'oculaire inséré dans le tube oculaire doivent coïncider. Le foyer du miroir primaire est défini comme le sommet du cône de rayons réfléchis par le miroir.

Un miroir diagonal est réalisé en petites tailles, il est plat et peut avoir une forme rectangulaire ou elliptique. Un miroir diagonal est installé sur l'axe optique du miroir principal (lentille), à ​​un angle de 45° par rapport à celui-ci.

Un miroir plat domestique ordinaire ne convient pas toujours comme miroir diagonal dans un télescope fait maison - le télescope nécessite une surface optiquement plus précise. Par conséquent, une surface plane d'une lentille optique plate-concave ou plate-convexe peut être utilisée comme miroir diagonal si ce plan est d'abord recouvert d'une couche d'argent ou d'aluminium.

Les dimensions d'un miroir diagonal plat pour un télescope fait maison sont déterminées à partir de la construction graphique du cône de rayons réfléchis par le miroir principal. Avec une forme de miroir rectangulaire ou elliptique, les côtés ou axes ont un rapport de 1:1,4 les uns par rapport aux autres.

La lentille et l'oculaire d'un télescope à réflexion fait maison sont montés perpendiculairement au tube du télescope. Pour monter le miroir principal d'un télescope fait maison, un cadre, en bois ou en métal, est nécessaire.

Pour fabriquer un cadre en bois pour le miroir principal d'un télescope à réflexion fait maison, vous pouvez prendre une planche ronde ou octogonale d'une épaisseur d'au moins 10 mm et 15 à 20 mm plus grande que le diamètre du miroir principal. Le miroir principal est fixé à cette planche avec 4 morceaux de tube en caoutchouc à paroi épaisse, montés sur des vis. Pour une meilleure fixation, vous pouvez placer des rondelles en plastique sous les têtes de vis (elles ne peuvent pas serrer le miroir lui-même).

Le tube d'un télescope fait maison est constitué d'un morceau de tuyau métallique, de plusieurs couches de carton collées ensemble. Vous pouvez également fabriquer un tuyau en carton-métal.

Trois couches de carton épais doivent être collées ensemble avec de la colle de charpentier ou de caséine, puis insérer le tube en carton dans les anneaux de raidissement métalliques. Le métal est également utilisé pour fabriquer un bol pour le cadre du miroir principal d'un télescope fait maison et un couvercle de tuyau.

La longueur du tuyau (tube) d'un télescope à réflexion fait maison doit être égale à la distance focale du miroir principal et le diamètre interne du tuyau doit être 1,25 fois le diamètre du miroir principal. L'intérieur du tube d'un télescope à réflexion fait maison doit être « noirci », c'est-à-dire recouvrez-le de papier noir mat ou peignez-le avec de la peinture noire mate.

L'ensemble oculaire d'un télescope à réflexion fait maison dans sa conception la plus simple peut être basé, comme on dit, « sur la friction » : le tube intérieur mobile se déplace le long du tube extérieur fixe, assurant la mise au point nécessaire. L'ensemble oculaire peut également être fileté.

Avant utilisation, un télescope réfléchissant fait maison doit être installé sur un support spécial - une monture. Vous pouvez acheter un support d'usine prêt à l'emploi ou le fabriquer vous-même à partir de matériaux de rebut. Vous pouvez en savoir plus sur les types de montures pour télescopes faits maison dans nos documents suivants.

Un débutant n’aura sûrement pas besoin d’une caméra miroir au coût astronomique. C'est tout simplement, comme on dit, un gaspillage d'argent. Conclusion En conséquence, nous avons pris connaissance d'informations importantes sur la façon de fabriquer un simple télescope de vos propres mains et de certaines des nuances liées à l'achat d'un nouvel appareil pour observer les étoiles. En plus de la méthode que nous avons envisagée, il en existe d'autres, mais c'est un sujet pour un autre article. Que vous ayez construit un télescope chez vous ou en ayez acheté un nouveau, l'astronomie vous emmènera vers l'inconnu et vous offrira des expériences que vous n'avez jamais vécues auparavant.

Un tube de verre de lunettes est essentiellement un simple réfracteur avec une seule lentille au lieu d'une lentille d'objectif. Les rayons lumineux provenant de l'objet observé sont collectés dans un tube par une lentille. Pour éliminer la coloration arc-en-ciel de l'image et l'aberration chromatique, deux lentilles constituées de différents types de verre sont utilisées. Chaque surface de ces lentilles doit avoir sa propre courbure, et

les quatre surfaces doivent être coaxiales. Il est presque impossible de fabriquer un tel objectif dans des conditions amateurs. Il est difficile d’obtenir une bonne lentille, même petite, pour un télescope.

H0, il existe un autre système - un télescope à réflexion. ou un réflecteur. Dans celui-ci, la lentille est un miroir concave, où une seule surface réfléchissante doit recevoir une courbure précise. Comment est-il construit ?

Les rayons lumineux proviennent de l'objet observé (Fig. 1). Le miroir principal concave (dans le cas le plus simple - sphérique) 1, qui collecte ces rayons, donne une image dans le plan focal, qui est vue à travers l'oculaire 3. Sur le trajet du faisceau de rayons réfléchi par le miroir principal, un un petit miroir plat 2 est placé, situé à un angle de 45 degrés par rapport à l'axe optique principal. Il dévie le cône de rayons à angle droit afin que l'observateur ne bloque pas l'extrémité ouverte du tube du télescope 4 avec sa tête. Du côté du tube opposé au miroir plat diagonal, un trou a été découpé pour la sortie du cône de rayons et le tube oculaire 5 a été renforcé malgré cela. que la surface réfléchissante est traitée avec une très grande précision - l'écart par rapport à la taille donnée ne doit pas dépasser 0,07 microns (sept cent millièmes de millimètre) - la fabrication d'un tel miroir est tout à fait accessible à un écolier.

Découpez d’abord le miroir principal.

Le miroir concave principal peut être fabriqué à partir d’un miroir ordinaire, d’une table ou d’un verre d’affichage. Il doit avoir une épaisseur suffisante et être bien recuit. Un verre mal recuit se déforme considérablement lorsque la température change, ce qui déforme la forme de la surface du miroir. Le plexiglas, le plexiglas et autres plastiques ne conviennent pas du tout. L'épaisseur du miroir doit être légèrement supérieure à 8 mm et son diamètre ne doit pas dépasser 100 mm. Une suspension de poudre d'émeri ou de carborundum avec de l'eau est appliquée sous un morceau de tuyau métallique d'un diamètre approprié avec une épaisseur de paroi de 02 à 2 mm. Deux disques sont découpés dans du verre miroir. Vous pouvez découper manuellement un disque d'un diamètre de 100 mm dans du verre de 8 à 10 mm d'épaisseur en une heure environ pour faciliter le travail, vous pouvez utiliser une machine (Fig. 2).

Le cadre est renforcé sur la base 1

3. Un axe 4, équipé d'une poignée 5, traverse le milieu de sa traverse supérieure. Une perceuse tubulaire 2 est fixée à l'extrémité inférieure de l'axe, et un poids b est fixé à l'extrémité supérieure. L'axe de forage peut être équipé de roulements. Vous pouvez faire fonctionner un moteur, vous n’avez alors pas besoin de tourner la poignée. La machine est en bois ou en métal.

Maintenant - ponçage

Si vous placez un disque de verre sur un autre et, après avoir enduit les surfaces en contact avec un mélange de poudre abrasive et d'eau, déplacez le disque supérieur vers et loin de vous, tout en faisant tourner uniformément les deux disques dans des directions opposées, alors ils seront broyés les uns aux autres. Le disque inférieur devient progressivement plus convexe et le disque supérieur devient concave. Lorsque le rayon de courbure souhaité est atteint - ce qui est vérifié par la profondeur du centre de l'évidement - la flèche de courbure - ils passent à des poudres abrasives plus fines (jusqu'à ce que le verre devienne sombre et mat). Le rayon de courbure est déterminé par la formule : X =

où y est le rayon du miroir principal ; . P est la distance focale.

pour le premier télescope artisanal, le diamètre du miroir (2y) est choisi entre 100 et 120 mm ; F-1000--1200 mm. La surface concave du disque supérieur sera réfléchissante. Mais il doit encore être poli et recouvert d'une couche réfléchissante.

Comment obtenir une sphère précise

La prochaine étape est le polissage.

L'instrument est le même deuxième disque en verre. Il faut le transformer en tampon de polissage, et pour ce faire, appliquer sur la surface une couche de résine mélangée à de la colophane (le mélange donne à la couche de polissage une plus grande dureté).

La résine pour tampon de polissage est préparée ainsi. Faites fondre la colophane dans une petite casserole à feu doux. puis de petits morceaux de résine molle y sont ajoutés. Le mélange est agité avec un bâton. Il est difficile de déterminer à l'avance le rapport entre la colophane et la résine. Après avoir bien refroidi une goutte du mélange, vous devez tester sa dureté. Si l'ongle du pouce laisse une marque peu profonde sous une forte pression, la dureté de la résine est proche de celle requise. Vous ne pouvez pas porter la résine à ébullition et former des bulles ; elle ne conviendra pas au travail. Un réseau de rainures longitudinales et transversales est découpé sur la couche de mélange de polissage afin que la substance de polissage et l'air circulent librement pendant le fonctionnement et que les zones de résine assurent un bon contact avec le Miroir. Le polissage s'effectue de la même manière que le ponçage : le miroir bouge d'avant en arrière ; De plus, le tampon de polissage et le miroir tournent petit à petit dans des directions opposées. Pour obtenir la sphère la plus précise possible, lors du meulage et du polissage, il est très important de maintenir un certain rythme de mouvements, une uniformité dans la longueur du « coup » et dans les rotations des deux verres.

Tout ce travail est effectué sur une simple machine artisanale (Fig. 3), de conception similaire à une machine à poterie. Une table tournante en bois avec un axe passant par la base est posée sur un socle en planches épaisses. La meuleuse ou le tampon de polissage est monté sur cette table. Pour éviter que le bois ne se déforme, il est imprégné d'huile, de paraffine ou de peinture imperméable.

L'appareil Fouquet vient à la rescousse

Est-il possible, sans se rendre dans un laboratoire d'optique spécialisé, de vérifier la précision de la surface du miroir ? C'est possible si vous utilisez un appareil conçu il y a une centaine d'années par le célèbre physicien français Foucault. Le principe de son fonctionnement est étonnamment simple et la précision des mesures peut aller jusqu'au centième de micron. Le célèbre opticien soviétique D. D. Maksutov a fabriqué dans sa jeunesse un excellent miroir parabolique (et il est beaucoup plus difficile d'obtenir une surface parabolique qu'une sphère), en utilisant pour ses tests cet appareil même, assemblé à partir d'une lampe à pétrole, d'un morceau de lame à partir d'une scie à métaux et de blocs de bois. Voici comment cela fonctionne (Figure 4)

Une source ponctuelle de lumière I, par exemple une perforation dans la feuille éclairée par une ampoule brillante, est située près du centre de courbure O du miroir Z. Le miroir est légèrement tourné de manière à ce que le sommet du cône de rayons réfléchis O1 est situé un peu à l’écart de la source lumineuse elle-même. Ce sommet peut être traversé par un mince écran plat H à bord droit – un « couteau de Foucault ». En plaçant l’œil derrière l’écran près du point de convergence des rayons réfléchis, nous verrons que le miroir tout entier est comme inondé de lumière. Si la surface du miroir est exactement sphérique, alors lorsque l'écran traverse le haut du cône, l'ensemble du miroir commencera à s'estomper uniformément. Mais une surface sphérique (et non une sphère) ne peut pas collecter tous les rayons en un seul point. Certains d'entre eux se croiseront devant l'écran, d'autres derrière. Ensuite, nous voyons une image d'ombre en relief » (Fig. 5), à partir de laquelle nous pouvons découvrir quels écarts par rapport à la sphère il y a à la surface du miroir. En modifiant le mode de polissage d'une certaine manière, ils peuvent être éliminés.

La sensibilité de la méthode de l’ombre peut être jugée à partir de cette expérience. Si vous placez votre doigt sur la surface du miroir pendant quelques secondes et que vous regardez ensuite à l'aide d'un dispositif d'ombre ; puis à l'endroit où le doigt était appliqué, un monticule avec tout

une ombre visible disparaissant progressivement. Le dispositif d'ombre montrait clairement une élévation insignifiante formée par le chauffage d'une section du miroir au contact d'un doigt. Si « le couteau de Foucault éteint en même temps tout le miroir, alors sa surface est bien une sphère exacte.

Quelques conseils supplémentaires importants

Une fois le miroir poli et sa surface façonnée avec précision, la surface concave réfléchissante doit être aluminisée ou argentée. La couche réfléchissante en aluminium est très résistante, mais il est possible d'en recouvrir un miroir uniquement dans une installation spéciale sous vide. Hélas, les fans n'ont pas de tels réglages. Mais vous pouvez argenter un miroir à la maison. Le seul regret est que l'argent s'estompe assez vite et qu'il faut renouveler la couche réfléchissante.

Un bon miroir primaire pour un télescope est le principal. Un miroir diagonal plat dans les petits télescopes réfléchissants peut être remplacé par un prisme à réflexion interne totale, utilisé par exemple dans les jumelles prismatiques. Les miroirs plats ordinaires utilisés dans la vie quotidienne ne conviennent pas à un télescope.

Les oculaires peuvent être récupérés dans un vieux microscope ou dans des instruments géodésiques. Dans les cas extrêmes, une seule lentille biconvexe ou plan-convexe peut servir d'oculaire.

Le tube (tube) et l'ensemble de l'installation du télescope peuvent être réalisés selon une grande variété d'options - des plus simples, où le matériau est du carton, des planches et des blocs de bois (Fig. 6), aux plus avancées. avec des pièces et des pièces spécialement moulées tournées sur un tour. Mais l’essentiel est la solidité et la stabilité du tuyau. Sinon, surtout à fort grossissement, l'image tremblera et il sera difficile de focaliser l'oculaire, et il sera gênant de travailler avec le télescope

Maintenant l'essentiel c'est la patience

Un élève de 7e ou 8e année peut fabriquer un télescope qui donne de très bonnes images à des grossissements allant jusqu'à 150 fois ou plus. Mais ce travail demande beaucoup de patience, de persévérance et de précision. Mais quelle joie et quelle fierté devrait éprouver celui qui se familiarise avec l'espace à l'aide de l'instrument optique le plus précis - un télescope fabriqué de ses propres mains !

La partie la plus difficile à réaliser soi-même est le miroir principal. Nous vous proposons une nouvelle méthode de fabrication assez simple, pour laquelle aucun équipement complexe ni machine spéciale n'est nécessaire. Certes, il faut suivre scrupuleusement tous les conseils pour un meulage fin et surtout pour polir un miroir. Ce n'est qu'à cette condition que l'on peut construire un télescope qui n'est en aucun cas pire qu'un télescope industriel. C'est ce détail qui pose le plus de difficultés. Par conséquent, nous parlerons très brièvement de tous les autres détails.

Le flan du miroir principal est un disque de verre de 15 à 20 mm d'épaisseur.

Vous pouvez utiliser un objectif provenant d'un condenseur agrandisseur photographique, souvent vendu dans les centres commerciaux photographiques. Ou collez de fins disques de verre avec de la colle époxy, qui peuvent être facilement découpés avec un coupe-verre diamanté ou à rouleau. Assurez-vous que le joint de colle soit aussi fin que possible. Un miroir « en couches » présente certains avantages par rapport à un miroir solide : il est moins susceptible de se déformer lorsque la température ambiante change et donne donc une image de meilleure qualité.

Le disque abrasif peut être en verre, en fer ou en béton de ciment. Le diamètre du disque abrasif doit être égal au diamètre du miroir et son épaisseur doit être de 25 à 30 mm. La surface de travail du tampon de meulage doit être en verre ou, mieux encore, en résine époxy durcie avec une couche de 5 à 8 mm. Par conséquent, si vous avez réussi à retourner ou à sélectionner un disque approprié à partir de ferraille, ou à le couler à partir de mortier de ciment (1 partie de ciment et 3 parties de sable), vous devez alors concevoir son côté fonctionnel, comme le montre la figure 2.

Les poudres abrasives pour le meulage peuvent être fabriquées à partir de sable de carborundum, de corindon, d'émeri ou de quartz. Ce dernier polit lentement, mais malgré tout ce qui précède, la qualité de la finition est nettement supérieure. Les grains abrasifs (200 à 300 g seront nécessaires) pour le meulage grossier, lorsque nous devons créer le rayon de courbure requis dans l'ébauche du miroir, doivent avoir une taille de 0,3 à 0,4 mm. En dehors de cela, des poudres plus petites avec des granulométries seront nécessaires.

S'il n'est pas possible d'acheter des poudres toutes faites, alors il est tout à fait possible de les préparer soi-même en écrasant des petits morceaux d'une meule abrasive dans un mortier.

Meulage grossier du miroir.

Fixez le patin de ponçage sur un support ou une table stable avec le côté de travail vers le haut. Vous devez prendre soin du nettoyage minutieux de votre « machine » de meulage domestique après avoir remplacé les abrasifs. Pourquoi faut-il poser une couche de linoléum ou de caoutchouc sur sa surface ? Un plateau spécial est très pratique et peut ensuite être retiré de la table avec le miroir après le travail. Le broyage grossier est effectué à l’aide d’une méthode fiable « à l’ancienne ». Mélanger l'abrasif avec de l'eau dans un rapport de 1:2. Étalez environ 0,5 cm3 sur la surface du patin de ponçage. la bouillie obtenue, placez l'ébauche de miroir avec le côté extérieur vers le bas et commencez à broyer. Tenez le miroir à deux mains, cela le protégera des chutes et la position correcte des mains permettra d'obtenir rapidement et avec précision le rayon de courbure souhaité. Lors du meulage, effectuez des mouvements (coups) dans le sens du diamètre, en faisant tourner uniformément le miroir et la meuleuse.

Essayez dès le début de vous habituer au rythme de travail qui suit : tous les 5 coups, 1 tour du miroir dans vos mains de 60°. Cadence de travail : environ 100 coups par minute. Lorsque vous déplacez le miroir d'avant en arrière sur la surface du patin de ponçage, essayez de le maintenir dans un état d'équilibre stable sur la circonférence du patin de ponçage. Au fur et à mesure que le meulage progresse, le craquement de l'abrasif et l'intensité du meulage diminuent, le plan du miroir et le tampon de meulage sont contaminés par l'abrasif usé et les particules de verre contenant de l'eau - des boues. Il doit être lavé de temps en temps ou essuyé avec une éponge humide. Après 30 minutes de ponçage, vérifiez la taille de l'empreinte à l'aide d'une règle métallique et de lames de rasoir de sécurité. Connaissant l'épaisseur et le nombre de lames qui s'insèrent dans l'espace entre la règle et la partie centrale du miroir, vous pouvez facilement mesurer l'évidement obtenu. Si cela ne suffit pas, continuez à broyer jusqu'à obtenir la valeur requise (dans notre cas - 0,9 mm). Si la poudre à broyer est de bonne qualité, le broyage grossier peut être effectué en 1 à 2 heures.

Broyage fin.

Pour une finition soignée, les surfaces du miroir et de la meule sont meulées l'une contre l'autre sur une surface sphérique avec la plus haute précision. Le meulage s'effectue en plusieurs passes à l'aide d'abrasifs de plus en plus fins. Si lors du meulage grossier, le centre de pression était situé près des bords de la meuleuse, alors lors du meulage fin, il ne doit pas être situé à plus de 1/6 du diamètre de la pièce à partir de son centre. Parfois, il est nécessaire d'effectuer, pour ainsi dire, des mouvements erronés du miroir le long de la surface du plateau de meulage, tantôt vers la gauche, tantôt vers la droite. Commencez le ponçage fin seulement après un nettoyage approfondi. Ne laissez pas de grosses particules dures d'abrasif se trouver à proximité du miroir. Ils ont la désagréable capacité de s’infiltrer « indépendamment » dans la zone de meulage et de produire des rayures. Dans un premier temps, utilisez un abrasif d'une granulométrie de 0,1 à 0,12 mm. Plus l'abrasif est fin, plus il faut l'ajouter à des doses faibles. Selon le type d'abrasif, vous devez sélectionner expérimentalement sa concentration avec de l'eau en suspension et la valeur de la portion. Le moment de sa production (suspension), ainsi que la fréquence d'évacuation des boues. Il est impossible de laisser le miroir s'accrocher (se coincer) sur la meuleuse. Il est pratique de conserver la suspension abrasive dans des flacons avec des tubes en plastique d'un diamètre de 2-3 mm insérés dans les bouchons. Cela facilitera son application sur la surface de travail et la protégera du colmatage par de grosses particules.

Vérifiez la progression du broyage en regardant le miroir à contre-jour après avoir rincé à l'eau. Les gros copeaux laissés après un meulage maladroit devraient disparaître complètement, la matité doit être complètement uniforme - ce n'est que dans ce cas que le travail avec cet abrasif peut être considéré comme terminé. Il est utile de travailler 15 à 20 minutes supplémentaires afin de garantir que vous polissez non seulement les rainures inaperçues, mais également la couche de microfissures. Après cela, rincez le miroir, le patin de ponçage, le plateau, la table, les mains et procédez au ponçage avec un autre abrasif le plus petit. Ajouter uniformément la suspension abrasive, quelques gouttes à la fois, en agitant au préalable le flacon. Si vous ajoutez trop peu de suspension abrasive ou s'il y a d'énormes écarts par rapport à la surface sphérique, le miroir peut « coller ». Par conséquent, vous devez placer le miroir sur le plateau de meulage et effectuer les premiers mouvements très soigneusement, sans trop de pression. La « saisie » du miroir lors des dernières étapes du meulage fin est particulièrement chatouilleuse. Si une telle menace s'est produite, vous ne devez en aucun cas vous précipiter. Prenez la peine de chauffer uniformément (pendant 20 minutes) le miroir avec le tampon abrasif sous l'eau chaude courante jusqu'à une température de 50-60°, puis refroidissez-le. Ensuite, le miroir et le tampon de meulage s'écarteront. Vous pouvez tapoter un morceau de bois sur le bord du miroir dans le sens de son rayon en prenant toutes les précautions. N'oubliez pas que le verre est un matériau très fragile et a une faible conductivité thermique, et à une très grande différence de température, il se fissure, comme cela arrive parfois avec un verre en verre si on y verse de l'eau bouillante. Le contrôle qualité aux étapes finales du broyage fin doit être effectué à l’aide d’une loupe ou d’un microscope puissant. Aux étapes finales du meulage fin, le risque de rayures augmente considérablement.

Par conséquent, nous énumérons les précautions contre leur apparition :
effectuer un nettoyage et un lavage en profondeur du miroir, du plateau et des mains ;
effectuer un nettoyage humide de la zone de travail après chaque approche ;
essayez de retirer le moins possible le miroir du tampon de meulage. Il est nécessaire d'ajouter de l'abrasif en déplaçant le miroir sur le côté de la moitié de son diamètre, en le répartissant uniformément selon la surface du plateau de meulage ;
Placez le miroir sur le tampon de meulage, appuyez dessus, et les grosses particules qui tombent accidentellement sur le tampon de meulage seront écrasées et ne rayeront pas le plan du disque de verre.
Les rayures ou piqûres individuelles ne gâcheront pas la qualité de l'image. Cependant, s’ils sont nombreux, ils réduiront le contraste. Après un broyage fin, le miroir devient translucide et reflète parfaitement les rayons lumineux tombant sous un angle de 15-20°. Une fois que vous êtes sûr que c'est le cas, broyez-le sans aucune pression, en le tournant rapidement pour égaliser la température grâce à la chaleur de vos mains. Si sur une fine couche de l'abrasif le plus fin, le miroir se déplace simplement, avec un léger sifflement, rappelant le sifflement des dents, cela signifie que sa surface est très proche de la sphérique et n'en diffère que d'un centième de micron. Notre tâche lors de l'opération de polissage ultérieure est de ne pas l'abîmer de quelque manière que ce soit.

Polissage miroir

La différence entre le polissage miroir et le meulage fin est qu’il est effectué sur un matériau souple. Les surfaces optiques de haute précision sont obtenues par polissage sur des tampons de polissage en résine. De plus, plus la résine est dure et plus sa couche à la surface du tampon de meulage dur est petite (elle sert de base au tampon de polissage), plus la surface de la sphère sur le miroir est précise. Pour fabriquer un tampon de polissage en résine, vous devez d'abord préparer un mélange bitume-colophane dans des solvants. Pour cela, broyez 20 g de bitume de pétrole grade IV et 30 g de colophane en petits morceaux, mélangez-les et versez-les dans une bouteille de 100 cm3 ; puis versez-y 30 ml d'essence et 30 ml d'acétone et fermez avec un bouchon. Pour accélérer la dissolution de la colophane et du bitume, secouez périodiquement le mélange et au bout de quelques heures le vernis sera prêt. Appliquez une couche de vernis sur la surface du patin de ponçage et laissez sécher. L'épaisseur de cette couche après séchage doit être de 0,2 à 0,3 mm. Après cela, prélevez le vernis avec une pipette et déposez une goutte à la fois sur la couche séchée, en évitant que les gouttes ne fusionnent. Ce qui est très important, c’est de répartir les gouttes uniformément. Une fois le vernis sec, le tampon de polissage est prêt à l'emploi.

Préparez ensuite une suspension de polissage - un mélange de poudre de polissage et d'eau dans un rapport de 1:3 ou 1:4. Il est également pratique de le conserver dans un flacon muni d’un bouchon, équipé d’un tube en plastique. Vous avez désormais tout ce dont vous avez besoin pour polir le miroir. Mouillez la surface du miroir avec de l'eau et déposez-y quelques gouttes de suspension de polissage. Placez ensuite soigneusement le miroir sur le tampon de polissage et déplacez-le. Les mouvements lors du polissage sont les mêmes que pour le meulage fin. Mais on ne peut appuyer sur le miroir que lorsqu'il avance (déplacement du tampon de polissage, il faut le remettre dans sa position d'origine sans aucune pression, en tenant sa partie cylindrique avec les doigts) ; Le polissage se déroulera presque silencieusement. Si la pièce est calme, vous entendrez peut-être un bruit qui ressemble à une respiration. Polissez lentement, sans trop appuyer sur le miroir. Il est important de définir un mode dans lequel le miroir sous charge (3-4 kg) avance assez étroitement, mais recule facilement. Le tampon de polissage semble « s’habituer » à ce régime. Le nombre de coups est de 80 à 100 par minute. Faites des mouvements incorrects de temps en temps. Vérifiez l'état du tampon de polissage. Son motif doit être uniforme. Si nécessaire, séchez-le et égouttez le vernis aux bons endroits, après avoir bien agité le flacon avec. Le processus de polissage doit être surveillé à la lumière, à l’aide d’une loupe puissante ou d’un microscope avec un grossissement de 50 à 60 fois.

La surface du miroir doit être polie uniformément. C'est très mauvais si la zone médiane du miroir ou les bords sont polis plus rapidement. Cela peut se produire si la surface du tampon de polissage n'est pas sphérique. Ce défaut doit être éliminé immédiatement en ajoutant du vernis bitume-colophane sur les zones basses. Après 3 à 4 heures, le travail se termine généralement. Si vous examinez les bords du miroir à l'aide d'une loupe puissante ou d'un microscope, vous ne verrez plus de piqûres ni de petites rayures. Il est utile de travailler encore 20 à 30 minutes, en réduisant la pression de deux à trois fois et en s'arrêtant pendant 2 à 3 minutes toutes les 5 minutes de travail. Cela garantit l'égalisation de la température de la chaleur du frottement et des mains et le miroir acquiert une forme de surface sphérique plus précise. Voilà, le miroir est prêt. Parlons maintenant des caractéristiques de conception et des détails du télescope. Les types de télescopes sont montrés dans les croquis. Vous aurez besoin de peu de matériel, et ils sont tous disponibles et relativement bon marché. Comme miroir secondaire, vous pouvez utiliser un prisme à réflexion interne totale provenant d'une grande jumelle, un objectif ou un filtre de lumière provenant d'un appareil photo dont les surfaces planes sont recouvertes d'un revêtement réfléchissant. Comme oculaire de télescope, vous pouvez utiliser un oculaire de microscope, un objectif à courte focale d'un appareil photo ou des lentilles plan-convexes simples d'une distance focale de 5 à 20 mm. Il faut surtout noter que les cadres des miroirs primaires et secondaires doivent être réalisés avec beaucoup de soin.

La qualité de l'image dépend de leur réglage correct. Le miroir dans le cadre doit être fixé avec un petit espace. Le miroir ne doit pas être coincé dans la direction radiale ou axiale. Pour qu'un télescope fournisse une image de haute qualité, son axe optique doit coïncider avec la direction vers l'objet d'observation. Ce réglage s'effectue en changeant la position du rétroviseur auxiliaire secondaire, puis en ajustant les écrous de réglage du cadre du rétroviseur primaire. Lorsque le télescope est assemblé, il est nécessaire de réaliser des revêtements réfléchissants sur les surfaces de travail des miroirs et de les installer. Le moyen le plus simple est de recouvrir le miroir d'argent. Ce revêtement réfléchit plus de 90 % de la lumière, mais s'estompe avec le temps. Si vous maîtrisez la méthode de dépôt chimique de l'argent et prenez des mesures contre le ternissement, alors pour la plupart des astronomes amateurs, ce sera la meilleure solution au problème.

Je propose maintenant de vous familiariser avec la fabrication d'un télescope simple à partir des matériaux disponibles.

Pour le réaliser, vous aurez besoin d'au moins deux lentilles (lentille et oculaire).
Tout objectif à longue focale provenant d'un appareil photo ou d'un appareil photo, d'un objectif théodolite, d'un objectif de niveau ou de tout autre appareil optique conviendra comme objectif.
Nous commencerons par réaliser le tube en déterminant les focales des lentilles dont nous disposons et en calculant le grossissement du futur appareil.
La méthode pour déterminer la distance focale d'une lentille convergente est assez simple : on prend la lentille dans notre main et, en plaçant sa surface vers le soleil ou un appareil d'éclairage, on la déplace de haut en bas jusqu'à ce que la lumière traversant la lentille se rassemble en un petit point sur l'écran (feuille de papier). Obtenons une position dans laquelle des mouvements verticaux supplémentaires entraînent une augmentation de la tache lumineuse sur l'écran. En mesurant la distance entre l'écran et l'objectif à l'aide d'une règle, on obtient la distance focale de cet objectif. Sur les objectifs d'appareil photo et de cinéma, les focales sont indiquées sur le boîtier, mais si vous ne trouvez pas d'objectif prêt à l'emploi, ce n'est pas grave, il peut être fabriqué à partir de n'importe quel autre objectif dont la focale ne dépasse pas 1. m (sinon le télescope s'avérera long et perdra sa compacité - après tout, la longueur du tube dépend de la distance focale de l'objectif), mais un objectif à focale trop courte ne convient pas à cet effet - une focale courte affectera le grossissement de notre télescope. En dernier recours, le verre peut être fabriqué à partir de lunettes de lunettes, vendues chez n'importe quel opticien.
La distance focale d'un de ces objectifs est déterminée par la formule :
F = 1/Ф = 1 m,
Où F – distance focale, m ; F – puissance optique, dioptrie. La distance focale de notre objectif, composé de deux de ces lentilles, est déterminée par la formule :
Fo = F1F2/F1 + F2 – d,
Où F1 et F2 sont respectivement les distances focales des première et deuxième lentilles ; (dans notre cas F1 = F2) ; d est la distance entre les lentilles, qui peut être négligée.
Donc Fo = 500 mm. En aucun cas les lentilles ne doivent être placées avec des concavités (ménisques) face à face - cela augmenterait l'aberration sphérique. La distance entre les lentilles ne doit pas dépasser leur diamètre. Le diaphragme est en carton et le diamètre du trou du diaphragme est légèrement inférieur au diamètre des lentilles.
Parlons maintenant de l'oculaire. Il est préférable d'utiliser un oculaire prêt à l'emploi provenant d'une jumelle, d'un microscope ou d'un autre appareil optique, mais vous pouvez vous en sortir avec une loupe de taille et de distance focale appropriées. La distance focale de ce dernier doit être comprise entre 10 et 50 mm.
Supposons que l'on parvienne à trouver une loupe d'une focale de 10 mm, il ne reste plus qu'à calculer le grossissement de l'appareil G, que l'on obtient en assemblant un système optique à partir d'un oculaire donné et un verre de lunettes :
G = F/f = 500 mm/10 mm = 50,
Où F est la distance focale de l'objectif ; f – distance focale de l'oculaire.
Il n'est pas nécessaire de chercher un oculaire avec la même focale que dans l'exemple donné, n'importe quel autre objectif avec une focale courte fera l'affaire, mais le grossissement diminuera d'autant si f augmente, et vice versa.
Maintenant, après avoir sélectionné les pièces optiques, nous allons commencer à fabriquer les corps du télescope et de l'oculaire. Ils peuvent être fabriqués à partir de chutes d'aluminium ou de tuyaux en plastique de taille appropriée, ou ils peuvent être collés ensemble à partir de papier sur des flans de bois spéciaux à l'aide de colle époxy.
Le tube de l'objectif est 10 cm plus court que la distance focale de l'objectif, le tube de l'oculaire a généralement une longueur de 250 à 300 mm. Les surfaces internes des tuyaux sont recouvertes d'une peinture noire mate pour réduire la lumière diffusée.
Un tel tuyau est facile à fabriquer, mais présente un inconvénient important : l'image des objets qu'il contient sera « à l'envers ». Si cet inconvénient n'a pas d'importance pour les observations astronomiques, il provoque dans d'autres cas des inconvénients. L'inconvénient peut être facilement éliminé en introduisant une lentille divergente dans la conception, mais cela affectera négativement la qualité de l'image et la capacité de grossissement, et il est assez difficile de choisir une lentille appropriée.

Vous avez soudainement envie de fabriquer un télescope de vos propres mains ? Rien d'étrange. Oui, de nos jours, il n’est pas difficile d’acheter presque n’importe quel appareil optique, et ce n’est pas si cher. Mais parfois, une personne est attaquée par une soif de créativité : elle veut comprendre sur quelles lois de la nature repose le principe de fonctionnement d'un appareil, elle veut concevoir un tel appareil du début à la fin et expérimenter la joie de la créativité.

Longue-vue bricolage

Alors, vous vous mettez au travail. Tout d'abord, vous apprendrez que le télescope le plus simple est constitué de deux lentilles biconvexes - l'objectif et l'oculaire, et que le grossissement du télescope est obtenu par la formule K = F / f (le rapport des focales de la lentille (F) et l'oculaire (f)).

Armé de ces connaissances, vous fouillez dans des cartons de déchets divers, dans le grenier, le garage, la remise, etc. avec un objectif clairement défini : trouver des objectifs plus différents. Il peut s'agir de verres de lunettes (de préférence ronds), de loupes de montre, d'objectifs d'anciens appareils photo, etc. Après avoir rassemblé une réserve de lentilles, commencez à mesurer. Vous devez choisir un objectif avec une distance focale F plus grande et un oculaire avec une distance focale f plus petite.

Mesurer la distance focale est très simple. L'objectif est dirigé vers une source de lumière (une ampoule dans la pièce, une lanterne dans la rue, le soleil dans le ciel ou simplement une fenêtre éclairée), un écran blanc est placé derrière l'objectif (une feuille de papier est possible, mais le carton est meilleur) et se déplace par rapport à l'objectif jusqu'à ce qu'il ne produise pas une image nette de la source lumineuse observée (inversée et réduite).

Après cela, il ne reste plus qu'à mesurer la distance entre l'objectif et l'écran avec une règle. C'est la distance focale. Il est peu probable que vous puissiez gérer seul la procédure de mesure décrite - vous aurez besoin d'une troisième main. Vous devrez appeler un assistant pour obtenir de l'aide.

Après avoir sélectionné une lentille et un oculaire, vous commencez à concevoir un système optique pour agrandir l'image. Vous prenez l'objectif dans une main, l'oculaire dans l'autre, et à travers les deux objectifs, vous regardez un objet éloigné (pas le soleil - vous pouvez facilement vous retrouver sans œil !). En déplaçant mutuellement l'objectif et l'oculaire (en essayant de garder leurs axes sur la même ligne), vous obtenez une image claire.

L'image résultante sera agrandie, mais toujours à l'envers. Ce que vous tenez maintenant entre vos mains, en essayant de maintenir la position relative obtenue des lentilles, est le système optique souhaité. Il ne reste plus qu'à réparer ce système, par exemple en le plaçant à l'intérieur d'une canalisation. Ce sera la longue-vue.

Mais ne vous précipitez pas dans l'assemblage. Après avoir fabriqué un télescope, vous ne vous contenterez pas de l'image « à l'envers ». Ce problème est résolu simplement par un système d'enveloppement obtenu en ajoutant une ou deux lentilles identiques à l'oculaire.

Vous pouvez obtenir un système enveloppant avec une lentille coaxiale supplémentaire en la plaçant à une distance d'environ 2f de l'oculaire (la distance est déterminée par sélection).

Il est intéressant de noter qu'avec cette version du système d'inversion, il est possible d'obtenir un grossissement plus important en éloignant doucement la lentille supplémentaire de l'oculaire. Cependant, vous ne pourrez pas obtenir un fort grossissement si vous ne disposez pas d'un objectif de très haute qualité (par exemple, du verre de lunettes). Le phénomène dit « d’aberration chromatique » interfère lorsque l’image est peinte dans des tons arc-en-ciel.

Ce problème est résolu dans l'optique « achetée » en composant une lentille à partir de plusieurs lentilles d'indices de réfraction différents. Mais ces détails ne vous intéressent pas : votre tâche est de comprendre le schéma de circuit de l'appareil et de construire le modèle fonctionnel le plus simple en utilisant ce circuit (sans dépenser un centime).

Vous pouvez obtenir un système d'enveloppement avec deux lentilles supplémentaires coaxiales en les positionnant de manière à ce que l'oculaire et ces deux lentilles soient espacés l'un de l'autre d'égales distances f.

Vous avez maintenant une idée de la conception du télescope et connaissez les distances focales des lentilles. Vous commencez donc à assembler le dispositif optique. Le plus simple est de tordre des tuyaux (tubes) à partir de feuilles de papier Whatman, en les fixant avec des élastiques « pour de l'argent », et de fixer les lentilles à l'intérieur des tubes avec de la pâte à modeler. L'intérieur des tuyaux doit être peint avec de la peinture noire mate pour éviter toute exposition extérieure.

Le résultat semble être quelque chose de primitif, mais en tant qu'option zéro, c'est très pratique : c'est facile de refaire, de changer quelque chose. Lorsque cette option zéro existe, elle peut être améliorée aussi longtemps que souhaité (au moins remplacer le papier Whatman par un matériau plus décent).

Le télescope est conçu de telle sorte qu'une personne, regardant à travers lui, voit les objets sous un angle de vue plus grand qu'à l'œil nu.

Une augmentation de l'angle de vision est obtenue en combinant un verre biconvexe avec un verre biconcave ou deux verres biconvexes. Ces lunettes sont également appelées lentilles et lentilles.

Une lentille biconvexe, comme son nom l’indique, est convexe des deux côtés et plus épaisse au milieu que sur les bords. Si un tel objectif est tourné vers un objet distant, alors en plaçant une feuille de papier blanc derrière l'objectif à une certaine distance, vous remarquerez qu'il produit une image de l'objet vers lequel l'objectif est tourné. Ceci est particulièrement visible si vous tournez l'objectif vers le Soleil - sur une feuille blanche, vous obtenez une image du Soleil sous la forme d'un cercle lumineux, et vous pouvez voir que les rayons lumineux, ayant traversé l'objectif, sont collectés par il. Si vous maintenez le papier dans cette position pendant un certain temps, il peut brûler - une grande quantité d'énergie rayonnante est collectée ici.)

Le point par lequel passe tout rayon sans réfraction est appelé centre optique de la lentille (pour une lentille biconvexe, le centre optique coïncide avec le centre géométrique).

Le centre de la sphère dont fait partie la surface de la lentille est appelé centre de courbure. Dans une lentille biconvexe symétrique, les deux centres de courbure se trouvent à égale distance du centre optique. Toutes les lignes droites passant par le centre optique de la lentille sont appelées axes optiques. La ligne droite reliant le centre de courbure au centre optique est appelée axe optique principal de la lentille.

Le point où les rayons traversant la lentille sont collectés est appelé le foyer.

La distance entre le centre optique de la lentille et le plan dans lequel se trouve le foyer (appelé plan focal) est appelée distance focale. Elle est mesurée en mesures linéaires.

La distance focale d'un même objectif varie en fonction de la distance de l'objectif lui-même à l'objet auquel il fait face. Il existe une certaine loi selon la distance focale et la distance à l'objet. Pour calculer les longues-vues, le plus important est la distance focale principale, c'est-à-dire la distance entre le centre optique de l'objectif et le foyer principal. Le foyer principal est le point où, après réfraction, converge un faisceau de rayons parallèles à l'axe optique principal. Il se situe sur l'axe optique principal, entre le centre optique et le centre de courbure. L'image d'un objet est obtenue à la focale principale, ou, comme on dit aussi, « au foyer principal » (ce qui n'est pas tout à fait exact, car le foyer est un point, et l'image d'un objet est une figure plate ), lorsque l'objet est si éloigné de la lentille que les rayons qui en proviennent tombent sur la lentille dans un faisceau parallèle.

Un même objectif a toujours la même focale principale. Différentes lentilles, en fonction de leur convexité, ont des distances focales principales différentes. Les lentilles biconvexes sont souvent appelées lentilles « convergentes ».

Le pouvoir convergent de chaque lentille est mesuré par sa distance focale principale. Souvent, lorsqu'on parle de la propriété collectrice d'une lentille biconvexe, au lieu des mots « distance focale principale », on dit simplement « distance focale ».

Plus une lentille réfracte les rayons, plus sa distance focale est courte. Pour comparer différents objectifs, vous pouvez calculer le rapport de leurs distances focales. Si, par exemple, une lentille a une focale principale de 50 cm et l'autre de 75 cm, alors, évidemment, la lentille avec une focale principale de 50 cm réfracte plus fortement. On peut dire que ses propriétés réfringentes sont supérieures à. ceux d'un objectif de focale 75 cm, autant de fois que 75 cm est supérieur à 50 cm, soit 75/50 = 1,5%

La propriété réfractive d’une lentille peut également être caractérisée par sa puissance optique. Étant donné que la propriété réfractive d'une lentille est d'autant plus grande que sa distance focale est courte, la valeur 1 : F peut être prise comme mesure de la puissance optique (F est la distance focale principale). L'unité de puissance optique d'un objectif est la puissance optique d'un tel objectif dont la focale principale est de 1 m. Cette unité est appelée dioptrie. Par conséquent, la puissance optique de n’importe quel objectif peut être trouvée en divisant 1 m par la distance focale principale (F) de cet objectif, exprimée en mètres.

La puissance optique est généralement désignée par la lettre D. Les puissances optiques des objectifs ci-dessus (l'un F1 = 75 cm, l'autre F2 = 50 cm) seront

D1 = 100 cm / 75 cm = 1,33

D2= 100 cm / 50 cm = 2

Si vous achetez une lentille à 4 dioptries en magasin (c'est ainsi qu'on désigne habituellement les lunettes pour lunettes), alors sa focale principale est évidemment égale à : F = 100 cm / 4 = 25 cm.

Habituellement, pour désigner la puissance optique d'une lentille convergente, un signe « + » (plus) est placé devant le nombre de dioptries.

Une lentille biconcave a la propriété de diffuser plutôt que de collecter les rayons. Si vous tournez une telle lentille vers le Soleil, aucune image n'est obtenue derrière la lentille ; les rayons tombant sur la lentille dans un faisceau parallèle en sortent dans un faisceau divergent dans des directions différentes. Si vous regardez un objet à travers un tel objectif, l’image de cet objet apparaît réduite. Le point où « convergent » les extensions des rayons diffusés par la lentille est aussi appelé foyer, mais ce foyer sera imaginaire.

Les caractéristiques d'une lentille biconcave sont définies de la même manière que celles d'une lentille biconvexe, mais elles sont liées à la focalisation apparente. Lors de la désignation de la puissance optique d'une lentille biconcave, placez un signe « - » (moins) devant le nombre de dioptries. Notons dans le tableau récapitulatif les principales caractéristiques des lentilles biconvexes et biconcaves.

Lentille biconvexe (convexe)	Lentille biconcave (divergente)
L’accent est réel. Le foyer principal est le point où sont collectés les rayons provenant d'un point lumineux infiniment éloigné (ou, ce qui revient au même, les rayons parallèles). L'image est réelle, inversée. La distance focale principale est calculée du centre optique de l'objectif au foyer principal et a une valeur positive. La puissance optique est positive.	Le focus est imaginaire. Le foyer principal est le point où se croisent les suites de rayons divergents provenant d'un point lumineux infiniment éloigné. L'image est imaginaire, directe. La distance focale principale est calculée à partir du centre optique de l'objectif jusqu'au foyer principal et a une valeur négative. La puissance optique est négative.

Lors de la construction d’instruments optiques, un système de deux lentilles ou plus est souvent utilisé. Si ces lentilles sont fixées les unes aux autres, alors la puissance optique d'un tel système peut être calculée à l'avance. La puissance optique requise sera égale à la somme des puissances optiques des lentilles constitutives ou, comme on dit aussi, la dioptrie du système est égale à la somme des dioptries des lentilles qui le composent :

Cette formule permet non seulement de calculer la puissance optique de plusieurs verres pliés, mais également de déterminer la puissance optique inconnue d'un verre s'il existe un autre verre de puissance connue.

Grâce à cette formule, vous pouvez connaître la puissance optique d'une lentille biconcave.

Supposons, par exemple, que nous ayons une lentille divergente et que nous souhaitions déterminer sa puissance optique. Nous y appliquons une lentille collectrice pour que ce système produise une image réelle. Si par exemple, en appliquant une lentille convergente de +3 dioptries sur une lentille divergente, on obtient une image du Soleil à une distance de 75 cm, alors la puissance optique du système est égale à :

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

Puisque la puissance optique de la lentille convergente est de +3 dioptries, la puissance optique de la lentille divergente est de -1,66.

Le signe moins indique précisément que la lentille diverge.

Un changement de distance entre l'objet et l'objectif entraîne également un changement dans la distance entre l'objectif et l'image, c'est-à-dire la distance focale de l'image. Pour calculer la distance focale d'une image, utilisez la formule ci-dessous.

Si d est la distance de l'objet à l'objectif (plus précisément à son centre optique), f est la distance focale de l'image et F est la distance focale principale, alors : 1/d + 1/f = 1/F

De cette formule il résulte que si la distance de l'objet à la lentille est très grande, alors pratiquement 1/d=0 et f=F. Si d diminue, alors f doit augmenter, c'est-à-dire que la distance focale de l'image donnée par l'objectif augmente et l'image s'éloigne de plus en plus du centre optique de l'objectif. La valeur de F (distance focale principale) dépend de l'indice de réfraction, du verre à partir duquel la lentille est fabriquée et du degré de courbure des surfaces de la lentille. La formule exprimant cette dépendance est :

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

Dans cette formule, n est l'indice de réfraction du verre, R1 et R2 sont les rayons des surfaces sphériques par lesquelles la lentille est limitée, c'est-à-dire les rayons de courbure. Il est utile de garder ces dépendances à l'esprit afin que même avec un examen superficiel de l'objectif, vous puissiez juger s'il est à focale longue (les surfaces sont légèrement incurvées) ou à focale courte (les surfaces sont très sensiblement incurvées).

Les propriétés des lentilles convergentes et divergentes sont utilisées dans les lunettes d'observation.

Le dispositif du télescope montre la conception optique d'un télescope galiléen. Le tube est constitué de deux lentilles : une lentille biconvexe, tournée vers l'objet, et une lentille biconcave, à travers laquelle l'observateur regarde.

La lentille qui collecte les rayons de l'objet observé est appelée lentille d'objectif, la lentille à travers laquelle ces rayons sortent du tube et entrent dans l'œil de l'observateur est appelée oculaire.

Un objet distant (non représenté sur le dessin du télescope) est situé loin à gauche ; les rayons tombent sur la lentille depuis son point supérieur (A) et depuis son point inférieur (B). Depuis le centre optique de la lentille, l'objet est visible sous un angle AO B.

Après avoir traversé la lentille, les rayons auraient dû être collectés, mais un verre biconcave, placé entre la lentille et son foyer principal, semble « intercepter » ces rayons et les diffuser. En conséquence, l’œil de l’observateur voit l’objet comme si les rayons provenant de celui-ci provenaient sous un grand angle.

L'angle sous lequel un objet est visible à l'œil nu est AOB, et pour un observateur regardant à travers le tuyau, il semble que l'objet est en ab et est visible sous un angle supérieur à l'angle AOB. Le rapport entre l’angle sous lequel un objet est visible à travers le télescope et l’angle sous lequel l’objet est visible à l’œil nu est appelé grossissement du télescope. Le grossissement peut être calculé si la focale principale de l'objectif F1 et la focale principale de l'oculaire F2 sont connues. La théorie montre que le grossissement W d'un tube galiléen est égal à : W= -F1/F2= -D2/D1, où D1 et D2 sont respectivement les puissances optiques de la lentille et de l'oculaire.

Le signe moins indique que dans un tube galiléen la puissance optique de l'oculaire est négative.

La longueur du tube Galiléen doit être égale à la différence entre les distances focales de l'objectif F1 et de l'oculaire F2.

Étant donné que la position du foyer change en fonction de la distance à l'objet observé, lors de l'observation d'objets terrestres proches, la distance entre la lentille et l'oculaire doit être plus grande que lors de l'observation de corps célestes. Pour pouvoir installer correctement l'oculaire, celui-ci est inséré dans le tube rétractable.

La conception d'une longue-vue montre la conception optique d'une longue-vue képlérienne. L'objet est loin à gauche et est visible sous un angle AOB. Les rayons provenant des points haut et bas de l'objet sont collectés en O" et O" et, en allant plus loin, sont réfractés par l'oculaire. En plaçant l'œil derrière l'oculaire, l'observateur verra une image de l'objet sous un angle A "NE". Dans ce cas, l’image de l’objet apparaîtra à l’envers.

Grossissement du tube képlérien : W= F1/F2= D2/D1,

La distance entre l'objectif et l'oculaire dans un tube képlérien est égale à la somme des focales de l'objectif F1 et de l'oculaire F2. Par conséquent, le tube képlérien est toujours plus long que le tube galiléen, ce qui donne le même grossissement à la même focale de la lentille. Cependant, cette différence de longueurs diminue avec le grossissement.

Dans le tube képlérien, comme dans le tube galiléen, le mouvement du tube oculaire est prévu pour permettre d'observer des objets situés à différentes distances.