Линза лубора своими руками
Обновлено: 08.07.2024
Приводимая здесь табл. 18 содержит конструктивные элементы трех окуляров. Чтобы получить окуляр с другим фокусным расстоянием, нужно все размеры пропорционально изменить. Например, для окуляра с ф=20 мм все размеры нужно удвоить.
Таблица 18. Конструктивные элементы окуляров (см. рис. 67, б, в, д)
Заготовка для линз вырезается трубчатым сверлом вручную или на сверлильном станке с минимальной скоростью вращения. Если нет специальных марок стекла, можно положительные линзы окуляров Гюйгенса, Рамсдена, Кельнера и др., а также линзу Барлоу вырезать из обычного оконного стекла. Все подробности вырезания остаются теми же, что и при вырезании заготовки главного зеркала: грубый абразив, пластилиновый бортик, подклеивание предохранительного листа стекла на выходе сверла и т. п.
При сверлении центробежные силы могут отломить сверло от его хвостовика, если они не соосны. Масса сверла должна быть минимальной - минимальная толщина стенок (1-2 мм), минимальная высота (на 2-3 мм больше толщины стекла), толщина основания (дна) 3-4 мм, но максимальный диаметр хвостовика для данного патрона станка.
Из латуни, бронзы или другого металла выточим ступенчатый шлифовальник (рис. 69,6). Для протачивания вогнутых шлифовальников предварительно в его центре просверливается углубление диаметром 1-3 мм и глубиной немного больше стрелки кривизны. Чтобы шлифовальник не соскакивал с поводка, сделаем специальную шайбу с отверстием, которая будет удерживать шлифовальник на поводке (рис. 69, б).
Мелкие линзы можно шлифовать и на простейшем поворотном столе (см. рис. 32), но лучше сделать простой вертикальный шпиндель (рис. 69, а) с двигателем 25-50 Вт и с ременной передачей. Впрочем, для небольшого станка достаточно резинового пассика. Все это установлено в ящике, снабженном цилиндрическим бортиком, защищающим станок от грязи и на котором крепится шарнир рычага с поводком.
Выточим оправку для крепления заготовки линзы (рис. б9, в). Она имеет бортик высотой примерно 2 мм с тремя или четырьмя радиальными прорезями. При наклеивании заготовки кладем кусочек смолы на торец и нагреваем. Когда смола расплавится, прижимаем к бортику заготовку. Излишки смолы вытекают через прорези. Таким образом, заготовка оказывается строго фиксированной на оправке.
Если обрабатывается выпуклая поверхность линзы, то заготовка устанавливается на шпиндель, а если вогнутая - на поводок. Чтобы не срезать шлифовальник при обдирке, выпуклую линзу предварительно обдерем на наждачном круге заточного станка. Шлифовку начинаем микропорошком М40. Убедившись в том, что неровности после обдирки сглажены, переходим к М20, а через 10 — 20 мин к M l0.
Рис. 69. Шлифовка линз для окуляров; а — вертикальный шпиндель, б — шлифовальник на поводке, в — оправка для крепеления линзы, е— несовпадение геометрической и oптической осей линзы, д — приспособление для кругления линз.
Закончив шлифовку, обычным образом формуем полировальник из смолы. Из-за больших скоростей и давления смолу нужно взять самую твердую. Если ее нет, добавим в расплав канифоли, чтобы ее стало 80—90 % по весу. Можно смолу просто прокипятить. Во время полировки каждые 2—3 минуты даем смоле остыть и одновременно формуем полировальник на линзе. Подобным образом шлифуется и полируется плоская сторона линзы.
Не вдаваясь в подробности, отметим, что точность поверхностей линз для окуляра может быть очень низкой, и поэтому полировку ведем без контроля формы. Это ни в коей мере не относится к линзе Барлоу, поверхности которой должны быть сделаны с точностью не ниже (3—5), ни тем более к линзам проекционных систем, например, окулярной камеры, где точность поверхностей линз должна быть около l /2.
После завершения шлифовки и полировки оптическая и геометрическая оси линзы могут не совпадать (рис. 69, г), поэтому придется сделать кругление линзы. Наклеим смолой линзу на оправку, установленную на вертикальном шпинделe, и сразy, не давая смоле затвердеть, повернем от руки шпиндель, наблюдая за двумя отражениями лампы на обеих поверхностях линзы. Если оптическая ось не совпадает с осью шпинделя, то блики будут при повороте смещаться относительно друг друга. Сместим линзу несколько раз поперек оси в разных направлениях, одновременно наблюдая за бликами. Как только они станут неподвижными относительно друг друга, линза центрирована.
Теперь нужно сошлифовать ее асимметричный выступ. Наклоним станок и, включив его, подведем к линзе латунную пластинку на треугольном основании (рис. 69, д). Смочив пластину и подсыпав абразива № 6, осторожно подведем ее к линзе. Линза начнет стучать н одновременно будет сошлифовываться ее выступающий край. Будем медленно продвигать пластинку в направлении к центру линзы. Через некоторое время линза перестанет стучать, но ее диаметр может оказаться несколько больше расчетного. Тогда, измеряя время от времени штангенциркулем диаметр, продолжим кругление.
В свое время автор, отшлифовавишй немало зеркал, был потрясен тем, что линзу для окуляра можно сделать всего за вечер, а eсли все подготовлено и есть минимальный навык, то можно сделать и пару линз. Если у вас есть заготовки из флинта, можно попытаться сделать и ахроматические линзы для более сложных окуляров. Ничего особенно сложного в этом нет.
Ахроматически линзы обычно оклеиваются, так как цельную “склейку” легче монтировать и кроме того, потери на отражение значительно снижаются. Склеивают линзы бальзамином, который лучше канадского бальзама, но его сравнительно трудно достать, или канадским бальзамом, который можно купить в магазинах “Химреактив”.
Рис. 70. Конструкция оправ окуляров: а — окуляр в картонной трубке, 1 — картонная трубка, 2 — слои бумаги, 3 — трубки-вкладыши, 4 — полевая диафрагма, 5 — пружинящее кольцо; б — окуляр в точеной металлической оправе, 1 — колечко, 2 — винт, 3 — кольцо; в—окуляр с освещенным крестом нитей, 1 — сетка (перекрестие), 2 — лампочка, 3 — светофильтр, 4 — диафрагма, 5 — трубка.
Несколько кусочков бальзама кладут в небольшую пробирку и ставят ее в металлическую кружку, наполненную водой. Нагревают на плите воду до кипения. В этот момент бальзам готов к употреблению. Одновременно на конфорку, включенную на малую мощность, кладут кусочек дощечки толщиной в несколько миллиметров. На эту прокладку укладывают линзы. После того как они нагрелись до 60—70 °С, капают небольшую каплю на вогнутую поверхность одной из линз. Уложив на нее вторую линзу, сильно сжимают их обе, не опасаясь того, что поверхности окажутся запачканными бальзамом. Внимательно следят за тем, чтобы бальзам на склеиваемых поверхностях быстро и равномерно без пузырьков воздуха заполнял всю поверхность. Сразу, как только бальзам pастечется и его излишки будут выдавлены, кладут склейку остывать. Затвердевшие излишки бальзама на торце линз cкалывают ножом, а всю линзу тщательно протирают скипидаром. Когда не останется следов бальзама, линзу моют с мылом и протирают спиртом. Окончательно, еще до высыхания спирта, линзу споласкивают водой.
Сделанные самостоятельно или приобретенные линзы нужно установить в оправе. Pис. 70 показывает несколько вариантов оправ для окуляров. На худой конец оправа может быть сделана из бумаги, склеенной эпоксидной смолой. Но лучше ее выточить из твердого алюминия на токарном станке. Перед установкой линз на место оправу нужно внутри выкрасить черной матовой краской н дать ей в течение суток высохнуть, иначе линзы будут запотевать изнутри.
Здравствуйте! Недавно мне на глаза попалась статья "Линза Барлоу своими руками". Решил попробовать ее сделать. У меня был советский театральный бинокль 1953 г. с хорошей просветленной оптикой. Я извлек из него рассеивающую линзу и ее оправу. В итоге получилась линза Барлоу 2х.
Посмотрел на Юпитер. С линзой Барлоу заметны потемнения у полюсов. Нормально работает. Ясного неба!
Линза Люнеберга - линза, в которой показатель преломления не является постоянным, а изменяется по некоторому закону в зависимости от расстояния от центра в сферических или от оси в цилиндрических линзах.
Немецкий математик Р.К. Люнеберг создав линзу, вывел закон, согласно которому, лучи прошедшие из точки через объемную сферу будут образовывать плоский фронт волны. Если же волна падает из дальней зоны, то происходит обратный эффект – волна собирается в точку на противоположной стороне, т.е. может попадать прямо в облучатель.
Отклонение лучей в линзе происходит за счёт их двукратного преломления — сначала на передней поверхности линзы, а потом на задней.
В чём прелесть линзы Люнеберга? Представьте себе, что на её поверхности находится точечный источник света, например светодиод. Он излучает радиальные лучи света, но проходя через линзу они превращаются в параллельный пучок лучей. Получается прожектор.
Теперь представьте, что на поверхности линзы находится множество светодиодов. Зажигая попеременно каждый из них, мы получаем лучи разного направления. То есть мы поворачиваем луч прожектора, не поворачивая механически самой конструкции. Более того — с помощью одной линзы можно получить несколько разнонаправленных лучей.
В оптике чудеса линзы Люнеберга не нашли адекватного применения. Зато пришлись кстати в радиолокации, где узкие радиолучи, аналогичные лучам прожектора, обычно получаются с помощью параболических отражателей. Таково свойство параболы — радиальные лучи, исходящие из её фокуса, после отражения превращаются в параллельный пучок.
Раньше линза Люнеберга изготавливалась методами, которые с точки зрения нашего высокотехнологичного времени кажутся неандертальскими. Метровый пенопластовый шар протыкался по радиусу множеством штырей, изготовленных из материала с высокой диэлектрической проницаемостью. Профиль штырей выбирался таким, чтобы в центре шара средняя диэлектрическая проницаемость была близка к 2, а на границе была близка к единице.
Как результат — радар не показывал ни хороших характеристик, ни высокой надёжности и был благополучно отправлен в утиль.
Современные радары с электронным поворотом луча сейчас широко распространены. Их делают на основе фазированных антенных решёток — массива излучателей с регулируемыми фазами сигнала, которые создают в пространстве нужную фазовую картину электромагнитного поля.
Линзы Люнеберга сейчас используют в качестве эффективного отражателя радиоволн. Если покрыть одну её полусферу радиоотражающим материалом, то линза с очень небольшими потерями мощности отражает падающий на неё сигнал точно в том же направлении, откуда он пришёл.
Делают их многослойными — каждый слой имеет свою диэлектрическую проницаемость. Чем больше слоёв (до 10-15), тем точнее можно соблюсти требуемую квадратичную зависимость показателя преломления от радиуса.
На современных истребителях линзы Люнеберга используются для скрытия истинной ЭПР, отражая сигнал радара в ту же сторону откуда он пришел, то есть обратно к радару.
Воду и пленку из прозрачного пластика можно применять для получения свободной энергии. Строжайше соблюдайте технику безопасности. Не проводите эксперименты, если рядом с рабочей зоной могут быть посторонние люди и тем более дети!
Огромная лупа из полиэтилена и воды
Этот генератор тепловой энергии, получаемой от солнечного света в отличие от многих аналогов предельно прост в изготовлении. Для того, чтобы сделать солнечную линзу из воды эффективным диаметром примерно 30 дюймов (76,2 см) в диаметре нужно соорудить деревянную конструкцию для поддержки устройства, натянуть сверху прозрачную пленку (например кристально чистую виниловую занавеску) и залить на ее поверхность воды. Желательно взять дистиллированную воду для повышения прозрачности линзы, но это совершенно не критично, на представленном ниже видео использована, и очень эффективно, обычная колодезная вода.
Этот объектив концентрирует около 500 ватт солнечной тепловой энергии фокусом в оптимальном разбросе от 1 дюйма (2,54 см) до 6 дюймов (15,24 см).
Линзовый концентратор солнечной энергии представляет собой очень большой мощный нагреватель для дачи, который однако имеет смысл только около полудня в летнее время, когда солнце находится прямо над головой.
Такая линза в фокусе может быстро прожечь древесину. На энергии солнечной линзы из воды можно легко приготовить пищу, экспериментировать с расплавлением разных материалов и т.п. Внимание! Солнечные линзы могут быть опасными и могут при неосторожном обращении привести к ожогам и повреждениям глаз!
На видео показано как сделать солнечную линзу
Здесь готовят пищу на ней, ее диаметр 43 дюйма (109,22 см) и выше мощность
Существует проблема недостатка земной поверхности для размещения солнечных панелей. Как ученые предлагают выйти из этой ситуации, описано тут.
Как сделать водяную линзу с помощью пластиковой пленки
Solar Water Lens умный способ продемонстрировать еще один способ сбора и сфокусировать энергию солнца. Многие дети экспериментировали с удерживающим увеличительным стеклом в солнечном свете, чтобы создать воспламеняющийся источник тепла. К сожалению, хотя объектив создает высокие температуры, он проецируется только на относительно небольшую площадь. Предельным фактором является размер линзы. Один достаточно большой, чтобы обеспечить требуемую температуру для практической кулинарии, было бы непомерно дорогостоящим для производства. Дизайнеры Green Power Science экспериментировали с созданием линзы для воды, используя гравитацию, чтобы придать ей параболическую форму.
Они признают, что это не предназначено для широт, очень далеких от экватора. Это требует, чтобы солнце было главным образом над головой, и будет выделять тепло в течение трех часов в ясный день. Фокусное расстояние для линзы такого размера, которое составляет около 75-100 см в диаметре, относительно велико. Это означает, что объектив должен поддерживаться сверху с помощью структуры, удерживающей ее примерно на 2,5 м выше зоны фокусировки. Поэтому, вероятно, не самый практичный способ использования солнечной пищи. Тем не менее, объектив производит впечатляющие температуры от 175 ° C (350 ° F) до 345 ° C (650 ° F). В условиях выживания в тропиках, с некоторым прозрачным пластиковым покрытием, водой и некоторыми творческими столярными изделиями, возможно создание источника приготовления пищи.
Линзы Френеля (FRESNEL LENS)
Объектив Френеля был изобретен французским физиком Августином-Жана Френелем. Произведенный (fre-NELL) в научных и осветительных приложениях, объектив Френеля был первоначально разработан для маяков. Большая диафрагма и переменные фокусные расстояния позволили получить более легкую версию, требующую гораздо меньшего количества материала по сравнению с более ранними конструкциями линз, потому что линза Fresnel намного тоньше, чем изогнутое стекло, больше света проходит через объектив и позволяет маякам быть видимыми на гораздо больших расстояниях.
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ для тех, кто экспериментирует с линзой Френеля
Никогда не кладите руку прямо в луч даже на мгновение, это приведет к серьезным ожогам. Открытые поверхности и объекты могут нагреваться до более чем 2000 градусов по Фаренгейту. Никогда не экспериментируйте без защитного снаряжения, включая огнезащитные перчатки и солнечную защиту глаз. Никогда не оставляйте объектив на солнце без присмотра, или вы можете вызвать возгорание или попадание в опасное поле людей. Никогда не позволяйте детям играть с объективом, и не пытайтесь готовить или нагревать предметы, пока животные или маленькие дети активны в вашей рабочей области.
Точка оптической концентрации, освещающая более светлые поверхности, такие как бетонные или блестящие металлические предметы, будет превосходить люкс (светоотдача), глядя на прямой солнечный свет. Без надлежащей защиты глаз возможна потеря зрения. Выставляемые объекты, такие как цементные блоки, сохраняют экстремальные температуры в течение более часа без дополнительной экспозиции. Сила солнца может обманывать, и любой, кто использует линзу Френеля для сбора солнечной энергии, должен привыкнуть к линзе Френеля, как печь или паяльная лампа.
Когда закончите проект, храните линзу, покрытую, желательно в темной комнате или шкафу, без света из окон, которые подают прямой солнечный свет. Это важно помнить, поскольку ежегодное изменение положения солнца меняется с годами.Если используется правильно, объектив Френеля — замечательный научный инструмент.
Читайте также: