Как сделать микроскоп из телескопа

Обновлено: 05.07.2024

Лупа. Микроскоп и телескоп

Для невооруженного глаза наименьший угол зрения приблизительно равен 1'. Этот угол определяется мозаичным строением сетчатки, а также волновыми свойствами света. Существует ряд приборов, предназначенных для увеличения угла зрения – лупа, микроскоп, зрительная труба. При визуальных наблюдениях глаз является неотъемлемой частью оптической системы, поэтому ход лучей в приборах, вооружающих глаз, зависит от аккомодации глаза. При анализе работы оптических приборов для визуальных наблюдений удобнее всего полагать, что глаз наблюдателя аккомодирован на бесконечность . Это означает, что лучи от каждой точки предмета, пройдя через прибор, попадают в глаз в виде параллельного пучка. В этих условиях понятие линейного увеличения теряет смысл. Отношение угла зрения ? при наблюдении предмета через оптический прибор к углу зрения ? при наблюдении невооруженным глазом называется угловым увеличением:

Угловое увеличение является важной характеристикой оптических приборов для визуальных наблюдений.

Следует отметить, что в некоторых учебниках полагается, что глаз наблюдателя аккомодирован на расстояние наилучшего зрения нормального глаза d 0 . В этом случае ход лучей в приборах несколько усложняется, но угловое увеличение прибора приближенно остается таким же, как и при аккомодации на бесконечность.

Простейшим прибором для визуальных наблюдений является лупа. Лупой называют собирающую линзу с малым фокусным расстоянием (F

где h – размер предмета. При рассматривании этого же предмета невооруженным глазом его следует расположить на расстоянии d 0 = 25 см наилучшего зрения нормального глаза. Предмет будет виден под углом

Отсюда следует, что угловое увеличение лупы равно

Линза с фокусным расстоянием 10 см дает увеличение в 2,5 раза. Работу лупы иллюстрирует рис. 6.1.1.

Действие лупы: а – предмет рассматривается невооруженным глазом с расстояния наилучшего зрения d 0 = 25 см; б – предмет рассматривается через лупу с фокусным расстоянием F.

Микроскоп

Микроскоп применяют для получения больших увеличений при наблюдении мелких предметов. Увеличенное изображение предмета в микроскопе получается с помощью оптической системы, состоящей из двух короткофокусных линз – объектива O 1 и окуляра O 2 (рис. 6.1.2).

Объектив даст действительное перевернутое увеличенное изображение предмета. Это промежуточное изображение рассматривается глазом через окуляр, действие которого аналогично действию лупы.

Окуляр располагают так, чтобы промежуточное изображение находилось в его фокальной плоскости; в этом случае лучи от каждой точки предмета распространяются после окуляра параллельным пучком.

Ход лучей в микроскопе.

Мнимое изображение предмета, рассматриваемое через окуляр, всегда перевернуто. Если же это оказывается неудобным (например, при прочтении мелкого шрифта), можно перевернуть сам предмет перед объективом. Поэтому угловое увеличение микроскопа принято считать положительной величиной.

Как следует из рис. 6.1.2, угол зрения предмета, рассматриваемого через окуляр в приближении малых углов,

В результате формула для углового увеличения микроскопа приобретает вид

Хороший микроскоп может давать увеличение в несколько сотен раз. При больших увеличениях начинают проявляться дифракционные явления.

У реальных микроскопов объектив и окуляр представляют собой сложные оптические системы, в которых устранены различные аберрации.

Телескоп

Зрительная труба Кеплера , предназначенная для астрономических наблюдений. Одна дает увеличенные перевернутые изображения удаленных предметов и поэтому неудобна для земных наблюдений.

Зрительная труба Галилея , предназначенная для земных наблюдений, дающая увеличенные прямые изображения. Окуляром в трубе Галилея служит рассеивающая линза.

На рис. 6.1.3 изображен ход лучей в астрономическом телескопе. Предполагается, что глаз наблюдателя аккомодирован на бесконечность, поэтому лучи от каждой точки удаленного предмета выходят из окуляра параллельным пучком. Такой ход лучей называется телескопическим . В астрономической трубе телескопический ход лучей достигается при условии, что расстояние между объективом и окуляром равно сумме их фокусных расстояний F= F 1 + F 2 .

Зрительная труба (телескоп) принято характеризовать угловым увеличением g . В отличие от микроскопа, предметы, наблюдаемые в телескоп, всегда удалены от наблюдателя. Если удаленный предмет виден невооруженным глазом под углом j , а при наблюдении через телескоп под углом y , то угловым увеличением называют отношение

Угловому увеличению g , как и линейному увеличению, можно приписать знаки плюс или минус в зависимости от того, является изображение прямым или перевернутым. Угловое увеличение астрономической трубы Кеплера отрицательно, а земной трубы Галилея положительно.

Угловое увеличение зрительных труб выражается через фокусные расстояния:

Телескопический ход лучей.

В качестве объектива в больших астрономических телескопах применяются не линзы, а сферические зеркала. Такие телескопы называются рефлекторами . Хорошее зеркало проще изготовить, кроме того, зеркала в отличие от линз не обладают хроматической аберрацией.

У нас в стране построен самый большой в мире телескоп с диаметром зеркала 6 м. Следует иметь в виду, что большие астрономические телескопы предназначены не только для того, чтобы увеличивать угловые расстояния между наблюдаемыми космическими объектами, но и для увеличения потока световой энергии от слабосветящихся объектов.

Каждый человек хотя бы раз в жизни хотел рассмотреть звезды поближе, а для этой цели необходимо воспользоваться телескопом. Но приобретать подобную оптическую технику довольно дорого. Однако есть выход из ситуации – можно сделать телескоп своими руками. Благодаря самодельному телескопу появляется возможность рассмотреть лунные кратеры, Юпитер и его 4 спутника, Венеру, большое число звезд и туманностей.

Инструменты и материалы

Все телескопы подразделяются на два типа: рефракторы и рефлекторы. Для телескопов первого вида применяются различные типы линз, тогда как для второго – зеркала. Для самостоятельного изготовления прибора лучше выбрать модель рефрактора, поскольку собирающие линзы, которые необходимы для осуществления сборки, достать гораздо проще, чем собирающие зеркала, что требуются для телескопа-рефлектора.

Изображение в телескопе перевернуто, поэтому его не получится применять для осуществления наблюдения за объектами, расположенными на земле. Есть возможность перевернуть изображение. Сделать это можно, если в схему добавить положительные линзы, но стоит принимать во внимание, что в таком случае качество изображения будет хуже.

Самая важная деталь самодельного телескопа – это линзы. Проект изготовления прибора своими руками предусматривает использование двух оптических подходящих линз, при этом обе линзы обязательно должны являться выпуклыми, то есть увеличительными.

Иногда возможно услышать мнение, что самостоятельно можно сделать телескоп из очковых линз. Это, действительно, так. Но предпочтительнее применять другие виды. Для этого есть несколько причин. Первая заключается в том, что нет возможности узнать точный фокус – как следствие, вряд ли получится подобрать необходимые стекла, которые обладают нужными параметрами для создания оптического прибора. Вторая причина состоит в особенностях оптики: стекла из очков или из лупы передают изображение любых объектов с искажениями.

В связи с этим попытки сделать по чертежам телескоп при помощи линз от очков или от простых луп заканчивается определенным разочарованием. Связано это с тем, что объект небесной сферы (планета, туманность либо какая-то звезда) выглядит как нечеткое размытое пятно. И рассмотреть какие-то четкие конкретные детали очень сложно либо невозможно.

Принято считать, что для самодельного телескопа лучше выбирать ахроматы. Сам по себе ахромат формируется из двух отдельных линз, одна из которых является рассеивающей, а вторая – собирательной. Подобные линзы производятся из оптического стекла, разного по дисперсии. Благодаря этому происходит практически полная нейтрализация хроматической аберрации. Линзы ахроматы склеиваются и могут передавать максимально четкое и ясное изображение, поэтому их применение в самодельных приборах вполне оправданно. Приобрести подобные линзы реально в интернете или в специализированных магазинах, для сборки телескопа потребуется три отдельных линзы. При этом две из них должны быть одинаковыми по размеру, тогда как третья должна быть несколько больше.

В некоторых случаях для сборки домашнего телескопа применяют линзы из бинокля или из монокуляра, но в подобном случае возможны искажения рассматриваемого изображения.

Кроме непосредственно линз, потребуется еще несколько дополнительных материалов.

Лист ватмана (для трубы).
Черная краска для внутренней стороны листа.
Клей для скрепления сторон листа.

Инструменты, необходимые для работы:

канцелярский нож или обычные ножницы;
кисть (для краски).

Сборка

Чтобы сделать дома телескоп своими руками, изначально необходимо понимать, каким образом он устроен. Главная часть прибора – это объектив. Он представляет собой двояковыпуклую линзу, которая располагается в передней части оптического прибора и собирает излучение. В домашних условиях необходимо изначально определиться с необходимым увеличением. Именно от этого зависит, насколько мощным будет впоследствии собранный телескоп. Самостоятельно добиться необходимого приближения объектов можно, правильно подобрав линзы.

Главными характеристиками телескопа, изготовленного дома, является диаметр объектива. Эта величина носит название апертура. По своим показателям чем больше апертура, тем больше прибор собирает излучения, то есть тем большей является его разрешающая способность. Следовательно, есть возможность добиться большего увеличения. Например, прибор с увеличением в 700 раз. Если линза будет иметь меньший диаметр, то и разрешающая возможность будет меньше, соответственно, прибор будет работать с 200-кратным увеличением или с другим похожим значением в зависимости от используемых линз.

Самостоятельно построить хороший домашний оптический прибор можно, если придерживаться нескольких простых правил. Главное из которых – правильный выбор линз, поскольку именно они являются основой для изготовления телескопа.

Далее требуется подготовить трубку из ватмана. Длина ее должна быть приблизительно 60 сантиметров, но она может быть как больше, так и меньше. При этом диаметр трубки должен быть больше, чем диаметр выбранных линз. Потом требуется согласно подготовленным чертежам вырезать ватман, при этом его внутреннюю часть необходимо аккуратно и тщательно выкрасить в черный цвет. Благодаря этому можно успешно защитить будущий телескоп от возможного проникновения постороннего света, который может поступать из внешних возможных источников.

Когда краска полностью высохнет, ватман опять нужно осторожно свернуть в небольшую трубку и тщательно проклеить все края, которые соприкасаются. Далее требуется закрепить большую линзу в самом торце собранной трубы из листа ватмана. При этом линза, используемая для будущего окуляра, должна быть укреплена на листе картона или бумаги, и обернута этой же трубой из листа ватмана. Далее требуется вырезать из картона два отдельных круга, в которых нужно проделать дырочки в самом центре. После этого эти круги требуется зафиксировать внутри ранее подготовленной трубки. При этом трубка, выполненная из бумаги (картона), должна обладать возможностью свободно двигаться внутри большой трубы, сделанной из ватмана. Благодаря этому появится возможность настраивать телескоп для получения максимально четкого и яркого изображения.

В случае необходимости и для большего удобства имеет смысл закрепить собранный оптический прибор на удобный штатив. В таком случае пользоваться самодельным телескопом будет гораздо удобнее. С этой целью можно воспользоваться обычным штативом для фотоаппарата. Закрепив телескоп на штативе, наблюдать за небом значительно проще и удобнее. В случае отсутствия штатива можно использовать другие статичные предметы, на которых можно закрепить телескоп. Например, спинка стула, этажерка, другое.

Еще один вариант – использование трубы от старого пылесоса вместо ватмана. Так как на трубе с одной стороны существует некоторое утолщение, его внутренний диаметр составляет около 30 миллиметров. Это место – отличный вариант для монтажа линзы. А также существует незначительная кромка непосредственно перед самим объективом. Благодаря этой кромке появляется возможность для выступа небольшого козырька, предназначенного для максимальной защиты от поступления внешних лучей. Таким образом, не будут появляться лишние блики, мешающие наблюдениям.

Трубка меньшего диаметра будет свободно скользить в главной трубе самодельного прибора. В трубу требуется вставить лист черного картона, который поможет защитить от нежелательных бликов.

Настройка самодельного телескопа

Для осуществления настройки телескопа нужно изначально потренироваться на любом предмете, находящемся за окном. Без правильной настройки любое изображение предмета будет выглядеть нечетко и размыто. Поэтому для получения хорошего изображения телескоп требуется настроить.

Не стоит наводить телескоп на объекты, которые находятся в непосредственной близости. Поскольку истинная цель функционирования телескопа — это наблюдение за объектами, которые находятся далеко. Поэтому не имеет смысла фокусировать и настраивать оптический прибор на близких объектах.

Настройка осуществляется при помощи аккуратного и медленного передвижения внутренней трубы до того момента, пока выбранный объект наблюдения не обретет четкие очертания. Если телескопом будет пользоваться не один человек, а несколько, то и настройку придется делать постоянно. Это связано с тем, что у каждого человека свои особенности зрения, следовательно, необходимо подобрать такое расстояние между линзами, которое будет оптимальным именно для конкретного человека.

Стоит помнить, что даже ранее настроенный телескоп все равно будет постоянно нуждаться в дополнительной настройке. Поэтому перед каждым использованием необходимо убедиться, что самодельный телескоп настроен правильно.

Для людей, которые любят наблюдать за ночным небом, но при этом не хотят тратить много финансовых средств на приобретение дорогостоящей оптической техники, изготовление телескопа своими руками является отличной возможностью заниматься любимым хобби. Потратив совсем немного времени, можно сделать несложный телескоп, позволяющий наблюдать за объектами небесной сферы.

Далее смотрите мастер-класс по изготовлению телескопа своими руками.

Наверное, каждый в своей жизни хотя бы немного интересовался астрономией и хотел иметь при себе инструмент, позволивший бы рассмотреть поближе загадки звездного неба.

Хорошо, если у вас есть бинокль или подзорная труба — даже в такие достаточно слабые астрономические инструменты уже можно любоваться красотой звездного неба. Но если ваш интерес к этой науке достаточно сильный, а доступа к инструменту нет совсем или имеющиеся инструменты не удовлетворяют ваше любопытство, вам все же понадобится более мощный инструмент — телескоп, который можно сделать самостоятельно в домашних условиях. В нашей статье пошаговая инструкция с фото и видео о том, как сделать телескоп своими руками.

Телескоп заводского изготовления обойдется вам достаточно дорого, поэтому его покупка уместна лишь в случае, если вы хотите заниматься астрономией на любительском или профессиональном уровне. Но для начала, чтобы приобрести начальные знания и навыки, и, наконец, понять действительно ли астрономия — это ваше, вам стоит попробовать изготовить телескоп своими руками.

Во многих детских энциклопедиях и других научных изданиях вы можете найти описание изготовления простейшего телескопа. Уже такой инструмент позволит увидеть кратеры на Луне, диск Юпитера и 4 его спутника, диск и кольца Сатурна, серп Венеры, некоторые крупные и яркие звездные скопления и туманности, звезды, невидимые невооруженным глазом. Сразу же стоит обратить внимание, что такой телескоп не может претендовать на качество изображения в сравнении с телескопами заводского изготовления в следствие несоответствия назначения оптики, которая будет использоваться.

Устройство телескопа

Для начала — немного теории. Телескоп, как на фото, состоит из двух оптических узлов — объектива и окуляра. Объектив собирает свет от объектов, от его диаметра напрямую зависит максимальное увеличение телескопа и то, насколько слабые объекты можно будет наблюдать. Окуляр увеличивает изображение, формируемое объективом, за ним в оптической схеме следует глаз человека.

Существует несколько типов оптических телескопов, два из наиболее распространенных — рефрактор и рефлектор. Объектив рефлектора представлен зеркалом, а рефрактора — системой линз. В домашних условиях изготовление зеркала для рефлектора — достаточно трудоемкий и точный процесс, который под силу не каждому. В отличие от рефлектора, недорогие линзы для рефрактора нетрудно приобрести в магазине оптики.

Увеличение телескопа равно отношению Fоб/Fок (Fоб — фокусное расстояние объектива, Fок — окуляра). Наш телескоп будет иметь мксимальное увеличение порядка 50х.

Для изготовления объектива необходимо приобрести заготовку линзы для очков с силой 1 диоптрия, что соответствует фокусному расстоянию 1 м. Такие заготовки обычно имеют диаметр около 70 мм. К сожалению, очковые линзы изготавливаемые в виде менисков, слабо подходят под такое применение, но можно остановиться и на них. Если у вас имеется длиннофокусная двояковыпуклая линза, рекомендуется использовать именно ее.

Окуляром может послужить обычное увеличительное стекло (лупа) небольшого диаметра порядка 30 мм. Хорошим вариантом может быть также окуляр от микроскопа.

В качестве корпуса можно использовать две трубы из плотной бумаги, одна короткая — порядка 20 см (окулярный узел), вторая около 1 м (основная часть трубы). Короткая труба вставляется в длинную. Корпус можно изготовить либо из широкого листа ватмана, либо из рулона обоев, свернутого в трубу в несколько слоев и проклеенного клеем ПВА. Количество слоев подбирается вручную, пока труба не станет достаточно жесткой. Внутренний диаметр основной трубы должен быть равен диаметру очковой линзы.

Объектив (очковая линза) крепится в первой трубе выпуклой стороной наружу с помощью оправы — колец диаметром, равным диаметру линзы и толщиной около 10 мм. Сразу за линзой устанавливается диск — диафрагма с отверстием по центру диаметром 25 — 30 мм — это необходимо с целью уменьшения значительных искажений изображения, получаемых за счет одиночной линзы. Это скажется на уменьшении количества света, собираемого объективом. Объектив устанавливается ближе к краю основной трубы.

Окуляр устанавливается в окулярном узле ближе к его краю. Для этого вам придется изготовить из картона крепление для окуляра. Оно будет состоять из цилиндра равного по диаметру окуляру. Этот цилиндр будет крепиться к внутренней стороне трубы двумя дисками диаметром равным внутреннему диаметру окулярного узла с отверстием равным по диаметру окуляру.

Фокусировка будет производиться изменением расстояния между объективом и окуляром, за счет движения окулярного узла в основной трубе, а фиксация будет происходить за счет трения. Фокусировку удобно выполнять на ярких и больших объектах, таких как Луна, яркие звезды, близлежащие здания.

При построении телескопа необходимо учитывать, что объектив и окуляр должны быть параллельны друг другу, а их центры должны находиться строго на одной линии.

Можно также поэкспериментировать с диаметром отверстия диафрагмы и найти оптимальный. Если использовать линзу с оптической силой 0.6 диоптрии (фокусное расстояние равно 1/0.6, а это около 1.7 м) — это позволит увеличить отверстие диафрагмы и повысить увеличение, однако увеличит длину трубы до 1.7 м.

Стоит всегда помнить, что в телескоп и любой другой оптический прибор нельзя смотреть на солнце. Это моментально повредит ваше зрение.

Итак, вы познакомились с принципом построения простого телескопа и можете теперь сделать его своими руками. Существуют другие варианты телескопа из очковых линз или телеобъективов. Любые детали изготовления, а также другую интересующую вас информацию вы можете найти на сайтах и форумах по астрономии и телескопостроению. Это очень широкая область, ею занимаются как совсем новички, так и профессиональные астрономы.

И помните, стоит лишь окунуться в неизвестный вам ранее мир астрономии — и при вашем желании он покажет вам множество сокровищ звездного неба, научит технике наблюдений, фотографирования совершенно разнообразных объектов и многому другому, о чем вы даже не догадывались.

Ясного неба вам!

Видео: как сделать телескоп своими руками

Рекомендуем для наглядности посмотреть видео изготовления телескопа в домашних условиях.

Что нужно для постройки телескопа из очковых стекол. Простейший телескоп-рефрактор.

Для постройки телескопа потребуется очковое стекло силой в 1 диоптрию (фокусным расстоянием 1 м), которое представляет собой мениск (выпукло-вогнутую линзу) диаметром 60 - 80 мм, и может быть приобретено в магазинах по продаже и изготовлению очков. Необходимо обратить внимание на то, что линза должна иметь положительную оптическую силу, т. е. быть "собирающей", в отличие от "рассеивающих" стекол, которые не могут построить действительное изображение объекта. Что такое положительная линза, большинство из нас знает, так как все мы пользовались в детстве увеличительным стеклом для выжигания. При этом лучи Солнца фокусируются на расстоянии от линзы, равном фокусному. Очковое стекло будет служить объективом телескопа. Такой телескоп называется рефрактором от слова "рефракция", т. е. "преломление". В объективе телескопа-рефрактора происходит преломление лучей света, пришедших от объекта наблюдения, в результате чего они собираются в фокальной плоскости, где рассматриваются наблюдателем в окуляр, т. е. в лупу той или иной конструкции. В нашем случае окуляром может служить простое увеличительное стекло фокусным расстоянием 20 - 70 мм, объектив от фотоаппарата, окуляр от бинокля, зрительной трубы, микроскопа и т. д.

Кроме объектива и окуляра потребуются несколько листов ватмана, клей (ПВА, столярный, эпоксидный), небольшое количество толстого и тонкого картона. Для изготовления штатива нужны будут рейки сечением примерно 25х15 мм, 5 мм фанера, обрезки дюймовой доски, несколько мелких шурупов, три длинных и один короткий болты М6 с гайками-барашками, клей.

Если не удастся достать линзу в 1 диоптрию, можно использовать другую, учитывая при этом, что фокусное расстояние объектива будет равно:

F (м) =1 м / оптическая сила в диоптриях.

Например, для линзы в 0,75 диоптрии:

F = 1 м / 0,75 = 1,33 м.

Нужно только учитывать, что слишком длинный телескоп будет неудобен в обращении, а короткофокусный объектив будет давать изображение неудовлетворительного качества. Из этих соображений целесообразно применить очковое стекло фокусом 0,6 - 1,5 м.

Полезный совет: Очковые стекла обычно имеют метку в виде точки около центра, которая указывает оптический центр линзы. Он может значительно отличаться от геометрического центра, это учитывают при изготовлении очков (при обтачивании стекла). Желательно выбрать стекло, в котором оптический центр отличается от геометрического на небольшую величину.

С чего начать? Оправа, труба, окулярный узел.

Начинать лучше всего с изготовления оправы объектива (см. черт., поз. 1), диаметр которой, а, следовательно, и диаметр трубы, будет зависеть от размера приобретенного очкового стекла. Оправой будет служить трубка, склеенная из ватмана в несколько слоев. Внутренний диаметр оправы должен быть равен диаметру нашей линзы, а длина - 70 - 80 мм. Линза фиксируется двумя бумажными или картонными кольцами, которые плотно вставляются внутрь оправы, зажимая с двух сторон стекло. Оправа должна быть достаточно жесткой.

Затем необходимо склеить из нескольких слоев ватмана главную трубу телескопа (поз. 2). Это можно сделать, наматывая листы на уже готовую оправу и обильно промазывая клеем внутреннюю поверхность бумаги. При этом нужно следить, чтобы бумага не перекашивалась. Длина трубы должна быть немного (на 150 - 200 мм) меньше фокусного расстояния объектива. Подвижная трубка (поз. 3) служит для фокусировки, т. е. для совмещения фокальных плоскостей объектива и окуляра. Она должна легко двигаться "на трении", но не болтаться. Ее склеиваем из ватмана аналогично главной трубе нашего телескопа.

Оправу окуляра, конструкция которой будет зависеть от того, что мы применим для этой цели, можно вставить непосредственно в подвижную трубку, но лучше, особенно если диаметр окуляра мал, сделать несложный фокусировочный узел. Основой узла будет служить кольцо из фанеры (выпилить лобзиком и просверлить отверстие) или двух - трех слоев толстого картона. Узел работает "на трении", и конструкция его ясна из чертежа (поз. 4). Поверхность неподвижной трубки окулярного узла можно оклеить бархатом или сукном, для снижения трения, подвижную можно подобрать или выточить металлическую, а можно склеить из нескольких слоев не очень толстой, но плотной, гладкой бумаги. Ей необходимо придать достаточную жесткость.

Передвижением подвижной трубки телескопа грубо совмещаются фокальные плоскости объектива и окуляра (при этом одну и ту же трубу можно использовать с разными объективами), а окулярный узел позволяет добиться точной фокусировки.

Испытание телескопа. Его основные характеристики.

Теперь несколько слов об испытании и настройке телескопа, его основных характеристиках. Прежде всего, скажу об увеличении, с которым мы будем работать. Увеличение телескопа равно фокусному расстоянию объектива, деленному на фокусное расстояние окуляра. Из этого видно, что, применяя разные окуляры, мы можем получать с одним и тем же объективом разные увеличения. Например, для окуляра с фокусным расстоянием 50 мм (нормальный объектив от фотоаппарата):

1000 мм / 50 мм = 20 крат,

а для окуляра от микроскопа с фокусным расстоянием 10 мм:

1000 мм / 10 мм = 100 крат.

Может показаться, что, применяя длиннофокусные стекла и короткофокусные окуляры, можно добиться очень большого увеличения, однако, поэкспериментировав с телескопом из очковых стекол, мы очень скоро убедимся, что это не так. Несовершенство нашего объектива накладывает существенные ограничения. На практике мы сможем использовать построенный инструмент с 20 - 50 кратным увеличением. Этого достаточно для того, чтобы увидеть многое из того, что украшает ночное небо, но недоступно невооруженному глазу, например, яркие туманности, кольцо Сатурна, диск и спутники Юпитера, не говоря уже о захватывающих панорамах Луны.

Итак, наш телескоп готов, клей просох, внутренние поверхности трубы и оправ зачернены тушью, и можно приступить к первым испытаниям. Совместив фокальные плоскости объектива и окуляра, и оперев трубу для устойчивости о подоконник, раму окна или другой предмет, попытаемся "навести на резкость" перемещением фокусировочной трубки с окуляром. Скорее всего, даже при наилучшей фокусировке изображение будет подернуто "дымкой". Это происходит потому, что только центральная часть очкового стекла строит неискаженное изображение. Для строительства телескопов-рефракторов с достаточно большими диаметрами применяют сложные объективы, в которых эти искажения, называемые аберрациями, исправляются. Ничего страшного, закрыв краевые части нашего объектива непрозрачным экраном, мы добьемся хорошего изображения. Такой экран называется диафрагмой (см. черт, поз. 5).Имеет смысл сделать несколько диафрагм - по числу окуляров, так как при малых увеличениях аберрации заметны меньше, а при больших - сильнее. Диафрагма изготовляется в виде кружка из картона с отверстием 10 - 30 мм посредине, красится в черный цвет и вставляется в оправу объектива перед очковым стеклом. При увеличениях 10 - 20 крат можно использовать 30мм диафрагму - это позволит увидеть больше слабых объектов (звезд и туманностей), при наблюдении Луны с увеличением 50 - 100 крат действующее отверстие объектива придется уменьшить до 15 - 10 мм. Во всех случаях увеличение и диаметр диафрагмы нужно будет определять опытным путем.

Здесь мы подошли к другому важнейшему параметру телескопа - диаметру объектива. Этот параметр является основным и определяет такие характеристики, как проницающую силу и разрешающую способность инструмента. Первая характеристика указывает на возможность телескопа показывать слабые объекты и выражается в звездных величинах. Вторая - на способность разделять близко расположенные звезды или детали на дисках планет и выражается в угловых величинах - в секундах и долях секунды дуги. Для примера можно сказать, что угловой размер видимого диска Луны составляет около 30 минут, а человеческий глаз обладает разрешающей способностью 1 - 2 минуты. Наш же телескоп может иметь разрешающую способность около 10 секунд дуги, т.е., по крайней мере, в 6 - 10 раз выше, чем невооруженный глаз. Проницающая сила инструмента пропорциональна квадрату диаметра объектива, и, если принять размер зрачка человеческого глаза равным 7 мм, а диаметр входного отверстия телескопа - 20 мм, то наш простейший рефрактор позволит нам наблюдать звезды и другие светила примерно в 8 раз более слабые, чем невооруженным глазом. Желающих более подробно ознакомиться с этими и другими понятиями геометрической и физической оптики, принципами работы и особенностями различных систем телескопов отсылаем к перечню литературы в конце этой статьи.

Наблюдения с телескопом.

Несмотря на все несовершенство конструкции, наш скромный телескоп наверняка доставит его владельцу немало увлекательных минут. С его помощью можно будет увидеть кратеры и другие детали рельефа на Луне, спутники Юпитера, кольцо Сатурна, Большую туманность Ориона, Туманность Андромеды, звездные скопления и множество слабых звезд. При помощи солнечного экрана можно будет наблюдать пятна на Солнце. Нужно при этом помнить:

БЕЗ СОЛНЕЧНОГО СВЕТОФИЛЬТРА СМОТРЕТЬ НА СОЛНЦЕ ОПАСНО!

Увлечение естественными науками, в том числе и астрономией, всегда было популярно, но для того, чтобы это увлечение было полноценным, необходимо наличие телескопа. Проблемы приобрести, этот прибор сейчас нет, однако, он довольно дорого стоит. Между тем, отчаиваться не нужно — можно построить телескоп и самому, при этом затраты будут минимальны.

Для того чтобы сделать телескоп в домашних условиях нам понадобятся 2 линзы. Первая для объектива, вторая - для окуляра. Еще понадобятся 2 трубки, которые можно склеить самому из плотной бумаги или подобрать подходящие по размеру.

Выбираем линзу для объектива. Чем больше фокусное расстояние линзы, соответственно, меньше ее оптическое увеличение, которое используется для объектива, тем больше будет увеличение телескопа. Однако, понадобится более длинная труба. Так, например, если взять линзу +1 диоптрий — основная труба должна быть длинной чуть меньше метра. Если взять линзу +0,5 диоптрий — то труба должна быть длинной чуть меньше 2-х метров. Увеличение телескопа во втором случае будет в 2 раза больше. Лучше всего для линзы объектива подойдут линзы, предназначенные для изготовления очков, которые можно купить в любой оптике. Они обладают высоким качеством и точностью изготовления.
Выбираем линзу для окуляра. Чем меньше фокусное расстояние окуляра, тем больше будет общая кратность увеличения телескопа. Однако, здесь следует помнить, что слишком большое увеличение окуляра может привести к появлению дефектов получаемого изображения. Оптимальным будет использовать лупу с фокусным расстоянием 2-4 см. В качестве окуляра, например, можно вполне использовать лупу, которой пользуются часовые мастера, к тому же, ее будет проще закрепить в трубе окуляра.
Сборка телескопа. После того, как приобретены необходимые линзы, можно сделать телескоп. Линзы необходимо вклеить в две трубки, которые плотно вставлены друг в друга, но при этом трубки должны иметь возможность легко двигаться для того, чтобы можно было навести резкость на объект наблюдения. Внутри трубки должны быть окрашены в черный цвет.
Штатив для телескопа. Поскольку оптическое увеличение даже простого телескопа будет большим, необходимо позаботиться об опоре для телескопа, иначе изображение будет сильно дрожать. Лучше всего для этого подойдет тренога от видеокамеры, но можно подумать и о другом варианте крепления.

Читайте также: