Как сделать подзорную трубу

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 05.10.2024

Телескоп - простой прибор для изучения далёких космических объектов за счёт сбора света. Он представляет собой две линзы, помещённые в трубу. Здесь рассматривается процесс изготовления этого оптического прибора из подручных материалов. Он максимально простой и не потребует от вас каких-то особенных навыков.

Для начала рассмотрим элементы конструкции. Первая линза - объектив, расположенный "снаружи" трубы. Его задача - собрать в пучок свет от звёзд или планет. Рекомендуемая линза должна иметь около 6 сантиметров в диаметре и оптическую силу в 1 диоптрию и достаточно большое фокусное расстояние, в отличие от окуляра - "внутренней" линзы.

Из фокусного расстояния обеих линз рассчитывается увеличение телескопа. Рекомендуемое соотношение в простых телескопах - около 50 раз. Это значит, что фокусное расстояние объектива должно быть больше, чем у окуляра в 50 раз.

Первым делом нужно раздобыть двояковыпуклую линзу.

Возможно, у многих она завалялась где-нибудь на чердаке или в шкафу. Если же нет, то её приобретение не встанет Вам в большую сумму - обыкновенную длиннофокусную линзу можно купить всего за 3$.

Далее нам нужно заиметь окуляр. Его можно вытащить из старого микроскопа или купить в магазине. Если же такой возможности нет, то допускается использование простой двояковыпуклой линзы диаметром до двух сантиметров. Окуляр должен быть вставлен в тубус, называемый фокусером. Он должен свободно двигаться по телескопу вверх-вниз, дабы регулировать резкость. Самый лучший подручный материал для его изготовления - это картон, например, из-под рулона туалетной бумаги.

Ещё одна неотъемлемая часть любого телескопа - это диафрагма. Она представляет собой "шторку", создающую отверстие, через которое будет проходить свет. Для её изготовления понадобится обыкновенный лист бумаги с вырезом по центру. Выбор его диаметра зависит от ваших линз, но обычно он составляет не более 2 сантиметров. Даже небольшого отверстия будет вполне достаточно для наблюдения ближайших к нам планет Солнечной системы.

Ну и конечно, сама труба - куда же без неё. Она может быть как пластиковая, так и картонная или даже бумажная. Её диаметр подбирается в зависимости от диаметра окуляра. Главное условие - прямолинейность конструкции, без каких-либо неровностей, ведь центры объектива и окуляра должны идеально совпадать.

Сам процесс сборки совсем несложный и не займет у вас более двух часов. Первым делом, нам нужно зафиксировать объектив на трубе. Я советую использовать два картонных кольца, между которыми и будет располагаться линза.

Тубус нужно также поместить в трубу, но так, чтобы между ними сохранялось трение - иначе тубус будет слишком сильно елозить в телескопе. Диафрагма должна располагаться самом конце телескопа - после объектива.

Итак, здесь был описан процесс изготовления простого телескопа-рефрактора, с помощью которого вы сможете наблюдать Венеру, Марс, Меркурий и конечно же Луну. Наблюдения лучше проводить вдали от городских огней и в ясную погоду. И не забывайте о мерах предосторожности - наводить прибор на Солнце крайне опасно!

В своей предыдущей статье я рассказывал, как я проектирую и изготавливаю телескоп.

Но в той статье я совсем не написал про изготовление трубы. Попробую кратко рассказать, как я ее делал. Относительно несложная технология с хорошим результатом. Понадобится гофрокартон от любых коробок бытовой техники, эпоксидная смола, тонкий картон для трубы (я выпросил остатки картона в знакомой типографии) или, возможно, листы ватмана А0, баллончик-распылитель черной краски. Из инструментов — ножницы, линейка, карандаш, канцелярский нож, ёмкость для разведения клея и кисть для его нанесения.

Я буду делать трубу телескопа длиной 900 миллиметров и внутренним диаметром 225 миллиметров специально для зеркала 200 миллиметров, купленного на Али..

Итак, на гофрокартоне рисуем карандашом круги диаметром, соответствующим необходимому внутреннему диаметру трубы:

Вырезаем четыре таких круга канцелярским ножом:

Еще из того же гофрокартона вырезаем небольшие прямоугольные плюшки размером 20-30 миллиметров.

Раскатываем лист картона, из которого будет клеиться труба, и расчерчиваем четыре направляющих линии вдоль листа. Туда приклеиваем любым клеем эти плюшки, которые потом будут служить опорой для картонных дисков-ребер:

Кроме того, нужно рассчитать и вычертить край первого и второго оборота через простую формулу 2*Pi*R.

Затем я развел эпоксидный клей и прокрасил картон так, чтобы первый оборот трубы был полностью проклеен. Первый оборот — самый ответственный. Нужно умудриться сделать его так, чтобы труба не пошла конусом.

После того, как первый оборот трубы намотан, внутрь можно вставлять ранее заготовленные картонные круги. Сперва, естественно вставляются внутренние два картонных круга, затем внешние два круга. Уже на этом этапе труба будет казаться вполне прочной.

Далее все просто: разводим эпоксидный клей, наносим на картон и делаем следующий оборот. Так несколько раз.

Я сделал 6 оборотов и у меня получилось 4 миллиметра толщина трубы. Через 2-3 дня, когда эпоксидная смола окончательно застынет, внутренние картонные круги можно вынуть, плюшки оторвать, внутреннюю поверхность трубы желательно отшпаклевать и покрасить аэрозольной черной краской.

Труба получается очень прочной и легкой. Её легко пилить, сверлить, шпаклевать.

Из личного опыта могу дать несколько простых советов. Первое — не покупайте дешевую эпоксидную смолу. Смолы, как оказалось, нужно много, и мне хотелось сэкономить. Я купил самую дешевую и она почему-то очень долго, чуть ли не неделю окончательно застывала. Это ненормально. Она должна за сутки полностью затвердеть. Следующий момент — наматывание трубы. Довольно трудно обойтись без пустот. В конце концов я смог это сделать, но весь измазался в эпоксидке. Тут есть над чем подумать. Как я понял, не следует наносить слишком много клея. Это кажется, что чем больше клея — тем лучше и крепче будет. На самом деле, когда клей намазан толстым слоем, то он не дает намотать плотно, а потом просто вытекает образуя пустоты. Пару раз мне пришлось разматывать слой и снимать лишний клей. Оказывается, лучше намазать клей, подождать, пока картон пропитается, снять лишний и потом мотать очередной слой.

В целом я доволен результатом. Мой ранее изготовленный держатель зеркала встал в трубу, как влитой (самая первая картинка). Продолжение (или начало?) этой истории о строительстве телескопа в предыдущей статье.

Лупы обычно продаются в пластмассовых футлярах, на которых указана степень увеличения. Например, число 2,5 означает, что лупа увеличивает в 2,5 раза. Чтобы узнать число диоптрий, это число надо умножить на 4. Лупа, увеличивающая в 2,5 раза, имеет +10 диоптрий (2,5х4=10). Для телескопа желательно подобрать лупу с увеличением от 6 до 12,5 раза.

Обе линзы закрепляют в трубках, склеенных из бумаги и зачернённых изнутри. В трубку окуляра лупу можно вклеить вместе с пластмассовым ободком; на нем только надо срезать выступ, скрепляющий ободок с футляром. Общая длина на обеих трубок должна быть на 5-10 сантиметров больше фокусных расстояний обеих линз. Например, если для объектива вы взяли стекло с фокусным расстоянием 50 сантиметров, а для окуляра – 2 сантиметра, то общая длина двух трубок должна быть 57-62 сантиметра.

Сначала склеим трубку длиной 15-20 сантиметров по диаметру линзы окуляра, затем – по диаметру объектива. Первая трубка должна входить во вторую с лёгким трением. Если разница диаметров линз слишком велика, то трубку окуляра надо сделать потолще.

Как пользоваться самодельным телескопом

Трубку окуляра будем передвигать в большей трубке до тех пор, пока не найдём положение, при котором наблюдаемое светило станет чётко видимым. Можно заранее подсчитать, какое увеличение даёт труба (вернее, степень приближения наблюдаемого предмета к глазу): фокусное расстояние объектива надо разделить на фокусное расстояние окуляра. В приведённом выше примере (при объективе с фокусным расстоянием 50 сантиметров и при окуляре с фокусным расстоянием 2 сантиметра) увеличение будет в 25 раз (50:2=25).

Для длительных наблюдений телескоп целесообразно установить на штативе так, чтобы трубку можно было поворачивать в стороны, поднимать и опускать. Для этого на круглый стержень штатива насадим трубку, согнутую из толстой жести или отрезанную от какой-нибудь длинной трубы. Сверху в трубку вставим головку штатива, к которой шурупами прикрепим согнутый из жести хомутик. В хомутике и закрепляют трубку объектива. Наклоняя и поднимая хомут, можно изменять положение телескопа по вертикали, а поворачивая головку штатива в трубке – по горизонтали.

Как делается подзорная труба

Подзорная труба делается точно также как телескоп. Только линзы для неё нужны другие. Для окуляра берут, лизну от – 16 до -20 диоптрий, а для объектива – от +4 до +6 диоптрий. Таким образом, в подзорной трубе, как и бинокле, одна линза выпуклая, а другая вогнутая. Вследствие этого степень увеличения уменьшается, но зато увеличивается резкость. Штатив для подзорной трубы не нужен, её держат в руках, поэтому её можно брать в походы.

При наблюдении в телескоп или подзорную трубу края видимого изображения могут быть нечёткими, размытыми. Чтобы усилить чёткость, на объектив надо наложить диафрагму – колечко из чёрной бумаги с очень узким ободком. Слишком уменьшить отверстие диафрагмы (увеличивать ободок кольца) не следует, так как диафрагма уменьшит количество света, попадающего в объектив, и изображение потемнеет.

Итак, для изготовления нашей красочной подзорной трубы для Звездочёта нам потребовалось:

- две втулки разной толщины (разного диаметра, оставшиеся от самоклеящихся обоев (здесь можно применять также и втулки от салфеток, туалетной бумаги и т. д.);

- блестящий самоклеящийся утеплитель;

- пробка от пластиковой бутылки из-под сока;

- пробка от бутылочки из-под питьевого йогурта (пробки должны быть одного цвета);

а втулку меньшего диаметра – наполовину.

При необходимости края утеплителя закрепляем канцелярским скотчем.

У трубочки большего диаметра те самые оставленные нами края утеплителя загибаем внутрь трубки. Это необходимо для дальнейшего соединения трубок.

Далее вставляем трубку меньшего диаметра в трубку, полностью обклеенную, таким образом, чтобы необклеенные края не были видны.

Затем немного поработаем с нашими пробками. В них нужно сделать отверстия с помощью сверла, ну или как вам будет удобнее.

Ну и в заключении надеваем наши пробки с отверстиями на соединённые втулки и наша красочная и простая в изготовлении подзорная труба готова!

Изготовление подзорной трубы для сюжетно-ролевых игр из бросового материала Игра остаётся основным видом деятельности у старших дошкольников. Разнообразие сюжетов, свободный полёт фантазии, активный обмен репликами.

Конспект мастер-класса по изготовлению атрибутов для сюжетно-ролевой игры из подручных материалов совместно с родителями Конспект мастер – класса по организации сюжетно – ролевой игры Изготовление атрибутов для игры из подручных материалов совместно с родителями.

Мастер-класс по изготовлению снеговика из текстильных материалов Этого снеговика изготовили под моим руководством мои воспитанники. Для этого понадобилось: 2 старые трикотажные кофты, пряжа б/у, наполнитель.

Изготовление народного северного костюма из подручных материалов Композиция народного северного костюмаЦели: *Помочь в организации занятий по приобщению учащихся к богатству древнерусской художественной.

Весенние цветы из подручных материалов Наступила весна. Это пора обновлений, чего-то нового, светлого и радостного. Вот и мы в своей группе решили сделать белоснежные первые.

Остается только измерить расстояние от линзы до экрана, хотя это довольно неудобно, чувствуется нехватка третьей руки. Но можно попросить кого нибудь из домашних вам помочь или проявить самому чудеса ловкости и изобретательности. Причем, эти действия одинаковы, как для объектива, так и для окуляра.

Начинаем работу!

Итак, в конструкцию самой простой увеличительной трубы входят два стекла (или линзы). Одна будет выполнять роль объектива, а из второй мы сделаем окуляр. Оба стёклышка должны быть двояковыпуклыми, а вычислять увеличение прибора следует согласно отношению расстояний фокусов окуляра (f) и объектива (F). Это выглядит так: K = F/f .

Самый лучший вариант — стёкла от старых очков, желательно круглого формата, чтобы не было необходимости дополнительно их обрабатывать. Также подойдут:

стёкла от часовых луп;
линзы от старых фотоаппаратов;
стекло от кинопроектора и т. д.

Как провести измерения?

Теперь возьмите линейку и замерьте расстояние от стёклышка до белого листка. Так получается искомый фокус. Для того чтобы провести вычисления максимально точно, понадобится помощник. Кстати, к процессу изготовления домашней подзорной трубы можно привлечь и ребёнка, который с удовольствием поможет в работе, а заодно многому научится.

Таким образом происходит простая подборка и объектива, и окуляра. После того как подбор линз и все измерения будут закончены, приступайте к сборке оптической конструкции. Вначале нужно взять одной рукой линзу для объектива, а другой — линзу для окуляра и рассмотреть какой-нибудь объект через оба стекла. Лучше, если он будет удалён от вас на несколько метров, но не забывайте о том, что наводить стёкла прямо на Солнце опасно для зрения.

Аккуратно перемещайте объектив и окуляр так, чтобы их условная оптическая ось оставалась примерно на одном месте. Так вы добьётесь максимально чёткой картинки.

Как правильно ориентировать картинку?

Подзорная труба своими руками

Итак, вы приступаете к делу. Прежде всего вы узнаете, что простейшая подзорная труба состоит из двух двояковыпуклых линз – объектива и окуляра, и что увеличение подзорной трубы получается по формуле K = F / f (отношение фокусных расстояний объектива (F) и окуляра (f)).

Вооружившись этими познаниями, вы идёте копаться в коробках с разным хламом, на чердаке, в гараже, в сарае и т. д. с четко обозначенной целью – найти побольше разных линз. Это могут быть стекла от очков (желательно круглые), часовые лупы, линзы от старых фотоаппаратов и т. д. Набрав запас линз, приступаете к измерениям. Вам нужно подобрать объектив с фокусным расстоянием F побольше и окуляр с фокусным расстоянием f поменьше.

Измерить фокусное расстояние очень просто. Линза направляется на какой-либо источник света (лампочка в комнате, фонарь на улице, солнце в небе или просто освещенное окно), за линзой располагается белый экран (можно лист бумаги, но картон лучше) и передвигается относительно линзы до тех пор, пока на нем не получится резкое изображение наблюдаемого источника света (перевернутое и уменьшенное).

После этого остается измерить линейкой расстояние от линзы до экрана. Это и есть фокусное расстояние. В одиночку вы вряд ли справитесь с описанной процедурой измерения – вам будет не хватать третьей руки. Придется позвать на помощь ассистента.

Подобрав объектив и окуляр, вы приступаете к конструированию оптической системы для увеличения изображения. Берете в одну руку объектив, в другую – окуляр и сквозь обе линзы рассматриваете какой-нибудь удаленный предмет (только не солнце – запросто можно остаться без глаза!). Взаимным перемещением объектива и окуляра (стараясь, чтобы их оси оставались на одной линии) добиваетесь четкого изображения.

Получится увеличенное изображение, но все еще перевернутое. То, что вы сейчас держите в руках, стараясь сохранять достигнутое взаимное положение линз, и есть искомая оптическая система. Осталось только зафиксировать эту систему, например, поместив внутри трубы. Это и будет подзорная труба.

Оборачивающую систему с одной соосной дополнительной линзой получите, поместив ее на расстоянии примерно 2f от окуляра (расстояние определяется подбором).

Оборачивающую систему с двумя соосными дополнительными линзами получите, расположив их так, чтобы окуляр и эти две линзы отстояли друг от друга на одинаковых расстояниях f.

Получилось вроде бы нечто примитивное, но как нулевой вариант очень удобное: легко переделать, что-то поменять. Когда этот нулевой вариант есть, его можно совершенствовать как угодно долго (хотя бы заменить ватман на более приличный материал).

Сделать подзорную трубу вы сделали, а на чем ее испытать? Вот варианты:

– птицы и звери в парках и лесах;
– удаленные пейзажи;
– подробности лунной поверхности;
– скопление Плеяды в далеком созвездии Тельца
– и многое другое.

Видеообзор подзорная труба своими руками

Изготовление подзорной трубы в домашних условиях требует некоторой подготовки, понимания принципов работы данного оптического устройства. Как и заводская, самодельная труба состоит из двух и более мобильных частей, регулирующих расстояние между объективом, окуляром. Адекватная работа требует обязательного соблюдения оптической оси. Поэтому выдвижные части должны плотно прилегать одна к другой.

В качестве линз вполне можно использовать стекла для очков. Диоптрии должны быть разноплановыми. Выбирайте положительную линзу диаметром 5 см, значением 6 диоптрий. Диаметр отрицательной линзы со значением 21 диоптрия, не должен превосходить 3 см. Можно использовать длиннофокусный объектив от отслужившего свой век фотоаппарата, старую лупу.

Положительная линза используется в качестве периферийного объектива, а отрицательная, именуемая окуляром, располагается ближе к глазу. Вместо отрицательной линзы можно использовать короткофокусную положительную. Но в этом случае длину трубы следует увеличить, изображение будет перевернутым.

Чтобы избежать риска запотевания внутренней полости, следует обратить внимание на герметичность трубы. Не рекомендуется увлекаться большими увеличениями. В самодельном оптическом устройстве мощные линзы могут существенно снизить качество изображения.

Алгоритм действий

Диаметр деревянной заготовки в виде цилиндра должен быть идентичен диаметру отрицательной линзы. Один слой полиэтилена закрепляется на болванке с помощью скотча.
Обильно используя клей, необходимо слоями намотать трубу из бумаги, длинной 126 мм. Обратите внимание, что диаметр наружного отверстия должен соответствовать диаметру положительной линзы. Как только клей подсохнет, можно снимать трубу с деревянного шаблона.
Труба приняла окончательную форму? Обмотайте ее полиэтиленом, закрепите скотчем. Повторяем манипуляции с бумагой и клеем до тех пор, пока толщина стенок не будет равна 3-4 мм. Длина остается прежней, составляет 126 мм. После высыхания клея, разъединяем заготовки.
После удаления полиэтилена, вставляем внутренний цилиндр во внешний, заготовка готова. Самодельная подзорная труба своими руками должна плотно прилегать друг к другу. По необходимости плотность деталей из картона можно увеличить за счет наклеивания дополнительных слоев. Как только необходимая степень прилегания достигнута, нужно разъединить цилиндры, нанести на внутреннюю поверхность черный матовый краситель. Оставьте сушиться.
Наступило время приготовить окуляр. Для этого понадобятся пара одинаковых колец из бумаги, толщиной 2 мм, высотой 3 мм. Обратите внимание: их диаметр равен диаметру внутренней трубы. Кольца можно изготовить из черной бумаги или покрасить в черный цвет позже.
Собираем окуляр. Для этого на внутреннюю поверхность малого цилиндра наносим клей. Вставляем кольцо, меньшую по диаметру линзу. Затем устанавливаем еще одно кольцо. Ждем высыхания.
Приступаем к работе над объективом и наша подзорная труба своими руками почти готова. Заготавливаем еще пару колец, круг из бумаги. На этот раз их диаметр равен диаметру большой линзы. Внутри круга создаем отверстие диаметром 3 см, исполняющее роль диафрагмы. Приклеиваем круг к торцу одного из колец, предварительно окрашенных черной краской. Данную заготовку располагаем в цилиндре таким образом, чтобы круг был обращен внутрь.
Устанавливаем линзу, второе кольцо. Ждем полного высыхания. Соединяем цилиндры.
Труба готова. Наводим резкость.

Подведем итог! Подзорная труба своими руками и ее изготовление, требует много усидчивости, и еще больше аккуратности. Проявив старания можно создать красивое и полезное оптическое устройство, которое не только сослужит хорошую службу, но принесет истинное удовлетворение!

Если же, изготовить зрительную трубу самостоятельно, у вас не получилось, рекомендуем перейти в раздел зрительные трубы и выбрать подходящую модель.

Читайте также: