Чеширский окуляр своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
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!

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.

Эта статья предназначена для тех астрономов-любителей, которые уже наигрались с биноклем и телескопом-рефрактором, рассмотрели фазы Венеры, кольца Сатурна и спутники Юпитера, и хотят чего-то менее скучного и более потрясающего. Например, самодельный телескоп в 1000 крат с огромным объективом. Сделать такое на одних линзах невозможно: дают так называемую хроматическую аберрацию, которая проявляется в виде радужных ореолов вокруг объектов, тем более сильных, чем сильнее увеличение телескопа.

Поэтому встаёт задача собрать самодельный телескоп-рефлектор, то есть телескоп на зеркалах. В его простейшей форме он состоит из двух зеркал (объектива и диагонального) и одной линзы-окуляра.

Где достать

Главное зеркало-объектив телескопа-рефлектора — самая важная и ответственная его часть. И она же — самая сложная в изготовлении. Найти готовое зеркало такого типа практически невозможно.

Хотя есть один способ: можно сделать такое из вогнутой или выпукло-вогнутой линзы. Найдите вогнутую или выпукло-вогнутую линзу самого большого размера, какого только сможете найти. Важно, чтобы фокусное расстояние было как можно выше, а, значит, вогнутость как можно меньше: от слишком мощных вогнутых линз требуется не сферическая, а параболическая форма, а это уже совсем другой дефицит, который никак не сымпровизируешь.

Самый надёжный расчёт — это найти плосковогнутую диаметром в 10-12 см и оптической силой в 1 диоптрию. Поищите её в оптических магазинах. Самодельный телескоп в 1000 крат, таким образом, не получится, но кое-что сделать с таким можно.

Серебрение с помощью химии

Затем надо заняться серебрением, чтобы получить зеркало. Приготовьте раствор, который называется реактивом Толленса. Для того чтобы приготовить этот реактив, нужны: нитрат серебра (ляпис), едкий натр (каустическая сода) и раствор аммиака.

В комплект к этому реактиву ещё понадобится формалин (раствор формальдегида). На 10 мл воды растворите 1 г нитрата серебра, на другие 10 мл воды — 1 г едкого натра. Смешайте эти растворы, должен выпасть белый осадок. Приливайте раствор аммиака, пока осадок не растворится. Этот раствор и есть реактив Толленса.

Чтобы использовать его для серебрения, следует налить его в вогнутую часть, предварительно тщательно очищенную от любых загрязнений. Если очень слабовыраженная вогнутость, следует сделать по её краю барьерчик из воска или пластилина.

Налив реактив, следует начинать частыми каплями добавлять в него формалин. Вскоре образуется плёнка серебра, и она превратится в вогнутое зеркало. Имейте в виду, что реактив Толленса не хранится долго, использовать его надо сразу после того, как он приготовлен.

Есть и способы изготовить вогнутую поверхность самостоятельно, в первую очередь — вышлифовывание на стеклянных кругах вогнутой поверхности. Однако эти способы слишком сложны, и не рекомендованы к использованию начинающими.

Таким же способом, как и вогнутое, следует изготовить диагональное зеркало. Оно должно быть идеально прямым; для его изготовления подойдёт плоская сторона любой плосковыпуклой или плосковогнутой.

Сборка телескопа

Теперь можете начинать собирать самодельный телескоп-рефлектор. Вам понадобится труба, длиной точно в фокусное расстояние зеркала-объектива (если Вы использовали для изготовления плосковогнутую линзу в 1 диоптрию, то возьмите трубу длиной в 100 см, +0,5- 1 см поправки на толщину).

Труба должна быть открытой с одного конца и закрытой с другого, и изнутри выкрашенная самой чёрной краской, что только сможете найти. Диаметр трубы должен быть в 1,25 раза больше диаметра зеркала-рефрактора, если Вы использовали для изготовления линзу диаметром в 100 мм, возьмите трубу диаметром в 125 мм.

В донце трубы, точно по центру, закрепите зеркало-объектив. Чтобы это удобно было делать, донце лучше предусмотреть съёмное. Крепить объектив к донцу можно, к примеру, суперклеем.

Сделайте отверстие ближе к открытому концу трубы. Чтобы высчитать нужное положение для отверстия, отсчитайте от открытого конца трубы её радиус. Там и должен располагаться центр отверстия. В этом отверстии будет укреплён окуляр (перпендикулярно трубе).

Оно должно висеть на оптической оси под углом в 45 градусов. Если угол выдержан правильно, то при взгляде в окуляр Вы будете видеть изображение. Если с первого раза не получится, поэкспериментируйте с углом.

В школьные годы мне очень нравилось рассматривать разные предметы под микроскопом. Все что угодно — начиная от внутренностей транзистора и заканчивая различными насекомыми. И вот, недавно решил я снова побаловаться микроскопом, подвергнув его небольшим переделкам. Вот что из этого получилось:

Под микроскопом — микросхема КС573РФ2 (ROM c УФ-стиранием). Когда-то на ней была записана тестовая программа для Спектрума.

Что у меня было

Старенький микроскоп МБС-1 с теплой ламповой подсветкой, которую я впоследствии переделал на светодиодную.
Веб-камера известной китайской фирмы Noname, которую не хотела признавать ни Win7, ни MacOSX, ни Ubuntu (хотя и нашелся драйвер под XP).

Что хотелось

Хотелось получить возможность поделиться с другими тем, что видно через окуляр микроскопа.

Немного теории

Изображение, которое видит человеческий глаз в геометрической оптике называется мнимым изображением, а изображение, которое можно спроецировать на экран, называется действительным изображением.
Камера воспринимает мнимое изображение, преобразует его в действительное с помощью объектива и проецирует его на матрицу.
Как показали мои опыты, в микроскопе все наоборот: изображение до окуляра является действительным (так как подставляя лист бумаги я видел то, что было под микроскопом), а после окуляра мнимым (потому что видно глазом).
Следовательно, если из камеры удалить объектив, а из микроскопа окуляр, то изображение сразу будет проецироваться на матрицу веб-камеры.
Детальней про геометрическую оптику — тут.