Телескоп своими руками

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 05.10.2024

Телескоп-рефрактор

Телескоп-рефлектор

Все оптические телескопы можно разделить на две группы: телескопы рефракторы, в которых используются линзы, преломляющие и тем самым собирающие свет, и телескопы-рефлекторы, в которых в качестве такого элемента используются зеркала. Своими руками проще сделать телескоп-рефрактор, так как для этого нужны собирающие линзы, которые найти нетрудно в отличие от специальных собирающих зеркал. Изготовлением такого телескопа с 50-кратным увеличением мы и займемся, для чего нам потребуется: плотная бумага (ватман), картон, черная краска, клей и две собирающие линзы.

Сначала разберемся в устройстве простейшего телескопа-рефрактора. Главная его часть – объектив – двояковыпуклая линза, находящаяся в передней части телескопа и собирающая излучение. Основными его характеристиками являются: диаметр объектива (апертура) , чем больше апертура, тем больше телескоп собирает излучения, то есть больше его разрешающая способность, и, как следствие, можно использовать большие увеличения; фокусное расстояние объектива . Другая важная часть телескопа – окуляр. Увеличение телескопа рассчитывается как величина, равная отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра ¸ и выражается в кратах:

Кроме того существует такое понятие как максимальное полезное увеличение телескопа, которое равно удвоенному значению диаметра объектива , выраженного в миллиметрах. Делать телескоп с бόльшим увеличением не имеет смысла, так как новых деталей, скорее всего, увидеть не удастся, а общая яркость изображения существенно снизится. Таким образом, если нужно сделать телескоп с 50-кратным увеличением, то диаметр объектива должен быть не меньше 25 мм. Но небольшой диаметр уменьшает разрешающую способность, поэтому для 50-кратного телескопа целесообразно использовать объектив диаметром 60 мм.

Минимальное значение полезного увеличения телескопа определяется диаметром его окуляра , который не должен превышать диаметр полностью раскрывшегося зрачка глаза наблюдателя, иначе не весь собранный телескопом свет попадет в глаз и будет потерян. Максимальный диаметр зрачка глаза наблюдателя обычно составляет 5-7 мм, поэтому минимальное полезное увеличение составляет 10 крат (апертура, умноженная на 0,15).

Приступаем непосредственно к изготовлению телескопа. Сделать телескоп из ватмана больших размеров не получится, так как ватман не обладает достаточной жесткостью, что приведет к проблемам с настройкой телескопа. Оптимальный размер составляет примерно около 1м. Следовательно, фокусное расстояние объектива тоже должно быть около 1м, что соответствует оптической силе +1дптр. Для объектива нужно сделать из ватмана трубу длиной 60-65 см и диаметром, соответствующим диаметру линзы объектива (6 см). Внутреннюю часть трубы следует перед склеиванием покрасить в черный цвет, чтобы в окуляр не попадало лишнее излучение. Линзу в трубе объектива можно закрепить при помощи двух вырезанных из картона ободков с зубчиками.

Для окуляра нужно сделать трубу длиной 50-55 см. Соединение между собой труб объектива и окуляра также осуществляется при помощи картонных ободков, позволяющих трубе окуляра двигаться относительно трубы объектива с применением небольшого усилия. Чтобы обеспечить 50-кратное увеличение телескопа, линза окуляра должна иметь фокусное расстояние 2-3 см.

При изготовлении телескопа также следует учитывать, что у телескопов с большим увеличением сильнее проявляются различные дифракционные явления, что значительно ухудшает видимость. Подобное увеличение обычно используется для наблюдения деталей дисков планет и Луны, а также при наблюдении двойных звезд. Поэтому для снижения этого эффекта нужна диафрагма (черная пластина с отверстием диаметра 2 – 3 см), которая размещается в том месте, где лучи от объектива сходятся в фокусе. После этого усовершенствования изображение станет менее ярким, но более четким.

По предложенному методу мы предлагаем вам решить задачу:

Какими должны быть основные параметры телескопа, имеющего 100-кратное увеличение?

ЧУДО психоанализа: заработать на модных профессиях не прочь даже бывший священник

Неожиданность, шок, оцепенение: как женщины рассказывают мужчинам о своей беременности

Никогда не бойся правды: Джонни Депп порадовал фанатов

В Краснодаре автолюбительница наотрез отказалась уступать место скорой помощи

Redkey W12: пылесос который может одновременно пылесосить, мыть шваброй и самоочищаться

Свора бездомных собак напала на ребенка в центре Уфы

Британец раскрасил фотографии жертв Холокоста к 77-летию освобождения узников Освенцима

Дворник из Красноярска стал звездой после очистки чужих машин (2 фото + видео)

Пьяная женщина на BMW, сбившая мальчика избежала наказания, а её муж угрожает семье ребёнка

Раньше было лучше: ушедшие или растерявшие шарм программы ТВ 90-х и 00-х

Вынесен приговор юноше, напавшему на учителя с ножом

В Москве парень выпрыгнул из окна, чтобы не мыть пол в квартире

Технические ляпы из наших любимых советских фильмов

Импровизация, после которой Юрий Никулин едва не оказался в милиции

Во время задержания в США мужчина сделал резкое движение - и полицейские открыли ураганный огонь

Спасатели нашли тело утонувшей в крещенской купели женщины

Дерзкое ограбление в общественном туалете на Таганке

Застрявшую в болотах собаку спасли сосисками и дроном

10 случаев, когда реальные люди, о которых снимались биографические фильмы, получали в них.

15 трогательных кадров, которые доказывают, что счастливый конец существует

Вечер по-настоящему очумительных историй от пользователей Twitter

Апокалипсис: красочные средневековые иллюстрации о конце света, 1330 год

Король драмы: в Китае мужчина устроил демонстрационную попытку суицида, потому что его сын не женат

Британский турист обнаружил в унитазе огромного варана

Отец избитой мигрантами девочки рассказал, как власти стараются замять конфликт

В первой части статьи был показан способ изготовления первичного зеркала для телескопа. Вторая часть покажет вам, как спроектировать и построить трубу для этой поделки.

Общий вид телескопа – это симбиоз идей, почерпнутых с различных форумов, что посвящены изготовлению различных телескопических самоделок и оптик к ним.

При изготовлении данного проекта я не стремился к тому, чтобы добиться максимальной подвижности за счет уменьшения веса. Вместо этого, самоделка разрабатывалась, как стационарный телескоп, который будет располагаться на мансарде. Было решено построить его полностью из дерева. Преимуществом такой конструкции будет закрытый корпус, который защитит оптику от пыли, а массивный вес сделает его более устойчивым на ветру.

Шаг 1: Выбираем дизайн

Конструкция практически полностью зависит от вас. Но есть несколько правил, которые следует выполнять:

Кривизна основного зеркала диктует длину трубки.
Выберите фокусир, прежде чем приступать к изготовлению корпуса.
Решите для чего будет использоваться телескоп:для визуального наблюдения или астрофотографии.

В моем случае F = 7.93 х 4.75 = 37,67 дюйма (95,68 см). Это расстояние от зеркала, в котором воспроизводится чёткое изображение. Вы же не можете каждый раз располагать свою голову перед зеркалом, что бы блокировать свет, идущий от звезды? Вот почему необходимо использовать вторичное зеркало (называемое эллиптическим), ориентированным на 45 градусов, для отражения света в сторону.

Расстояние между этим зеркалом и вашим глазом будет зависеть от размера вашего фокусира. Если вы выбрали низкопрофильный фокусир – расстояние будет минимальным, и вы будете нуждаться в меньшем зеркале. Если же вы выбрали более высокий фокусир – расстояние будет больше и эллиптическое зеркало должны быть большего размера, тем самым уменьшая количество света, что отражается от основного зеркала.

Последнее, что вы должны решить, для чего вы хотите использовать этот телескоп: для визуального наблюдения или астрофотографии. Для визуального наблюдения монтируем альт-азимут и небольшое эллиптическое зеркало. Для фотографии, вам понадобится точное крепление, чтобы отменить вращение Земли, 5 см фокусир и негабаритное эллиптическое зеркало для предотвращения виньетирования на изображение.

Шаг 2: Материалы и инструменты

Вы можете использовать различные материалов, чтобы построить телескоп. Перечислю только те, которые использовал при постройке своей поделки.

Первичное зеркало ручной работы диаметром 20 см с фокусным отношением 4,75.
Вторичное зеркало.
Фокусировщик. Он имеет низкий профиль.
Доски. Они должны быть длиннее, чем фокусное расстояние основного зеркала. Я использовал метровые доски.
Фанера.
Линейки из нержавеющей стали, винты с потайной головкой, нейлоновые стяжки, клей, тефлоновые прокладки, пружины и т.д.

Список инструментов, которые использовались при строительстве:

Распилочный столик;
Фрезы и фрезеровальный столик.
Ручной рубанок.
Наждачная бумага различной зернистости.
Ленточная пила / электролобзик.
Коронка по дереву.
Лазерный резак.

Шаг 3: Предварительная сборка

Необходимо было выполнить предварительный монтаж для проверки конструкции. Начнём с вырезания перегородок из фанеры.

Следующий шаг – разрезание 16 досок. Мои доски шириной в 5 см, поэтому вам придется масштабировать размеры под свой собственный дизайн. Используя фрезу, обработаем одну сторону каждой доски. Это создаст угол, который будет блокировать прилегающую доску, предотвращая её от перемещения.

Для того чтобы собрать трубу, воспользуемся двумя полосками клейкой ленты для удержания досок вместе (обернём их вокруг перегородок). Вы можете использовать только один дефлектор на каждом конце, так как это только временная сборка.

Шаг 4: Перегородки и доски

Теперь, когда вы убедились, что все доски совмещаются и размеры правильно подобраны, можем начинать приклеивать перегородки к доскам.

Приклеиваем доски (через одну) на перегородки. Это позволит обеспечить более равномерное заполнение трубки. Вы можете подогнать другие доски, чтобы они вписывались в промежутки (обработав края рубанком и наждачной бумагой).

Шаг 5: Сглаживаем трубу

Теперь, когда трубка склеена, нужно обработать доски, чтобы сделать поверхность более гладкой. Вы можете использовать рубанок и наждачную бумагу зернистостью120, 220, 400 и 600, чтобы сделать дерево, как можно более гладким.

Шаг 6: Отверстие для фокусира

Чтобы разместить Фокусир нужно верно рассчитать позиции. Воспользуемся сайтом, чтобы найти расстояние между оптической осью фокусира и концом трубы.

После того, как вы вымерили дистанцию, используйте коронку немного больше диаметра, чем фокусир и просверлите отверстие по центру с одной стороны. Расположите Фокусир и отметьте положение винтов карандашом, после чего снимите Фокусир. Теперь просверлите 4 отверстия в каждом углу.

Вы можете видеть, что мой фокусир был немного больше, чем ширина доски, поэтому мне пришлось добавить 2 клина с двух сторон, чтобы создать плоскую поверхность.

Воспроизведем дизайн, доступный на веб-сайте Stellafane. Программное обеспечение PLOP является хорошим инструментом для расчета деформации стекла для различных конфигураций клеток.

Ячейка окрашена в чёрный цвет, чтобы избежать нежелательных отражений внутри трубки.

Шаг 8: Эллиптическая поддержка

Воспользуемся изогнутой лентой для поддержки вторичного зеркала. Эта простая конструкция на удивление достаточно крепкая, чтобы сохранять позицию, даже если трубка будет перемещаться в различных положениях.

В качестве поддержки будет выступать кусок дерева немного меньшего размера, чем маленькая ось зеркала. Из куска берёзы сделаем дюбель. Нужно просверлить центр, чтобы ввернуть резьбовую шпильку.

Шаг 9: Монтаж вторичного зеркала

Изогнутая полоска была изготовлена из гнутой 30 см линейки из нержавеющей стали. Дюбель будет уплотнять конструкцию с одной стороны, а болты крепиться в середине линейки. Оставшееся часть дюбеля разрезается под углом 45 градусов, и приклеивается на зеркало. Оставьте зазор между деревом и стеклом, чтобы предотвратить напряженность между двумя поверхностями. Пусть клей сохнет в течение 24 часов.

Покрасьте дюбель и все блестящие детали черной краской, чтобы предотвратить нежелательные блики.

Шаг 10: Проверка оптических элементов

Для коллимации инструмента, начнём с ориентации эллиптического зеркала в сторону фокусированного. Убедитесь, что оно расположено по центру. Если зеркало слишком высоко / низко, поверните его, пока оно не выставится по центру. Наклоняйте зеркало, пока не увидите первичное зеркало в центре.

Затем, отрегулируем 3 винта основного зеркала, так чтобы вы могли увидеть ваш собственный глаз в центре. Теперь у вас коллимированный инструмент.

Шаг 11: Кольца трубки

Мне не хотелось, чтобы регуляторы высоты были установлены прямо на трубе, поэтому предусмотрел систему, которая бы зажималась вокруг телескопа, но позволяла бы ему двигаться, так чтобы можно было перенести центр тяжести трубы.

Сделаем кольца из фанеры и регуляторы высоты из древесины грецкого ореха. Для удержания дюбелей закрепим их столярным клеем. Регуляторы собраны с помощью винтов с потайной шляпкой.

Контакт между кольцами и трубками обеспечивается пробковыми колодками.

Шаг 12: Коромысло

Коромысло построено из грецкого ореха и клена. Тефлоновые подушечки делают движение телескопа более плавными.

Боковые стороны коромысла установлены на круглые основания. Вырезанные ручки (на каждой стороне) помогают при транспортировке.

Шаг 13: Азимут колеса

Для того, чтобы повернуть инструмент слева направо, нам нужно добавить вертикальную ось.

Основание сделано из фанеры, установленного на 3 хоккейные шайбы (уменьшает вибрацию). Существует центральный стержень и 3 тефлоновые прокладки.

Шаг 14: Готовый телескоп

Вам нужно будет найти центр тяжести.

Также понадобится окуляр. Чем меньше фокусное расстояние, тем выше степень увеличения. Для расчета используйте формулу:

Увеличение = фокусное расстояние телескопа / фокусное расстояние окуляра

Мой 11 мм окуляр даёт мне 86x увеличение.

Чтобы предотвратить накопление пыли на первичном зеркале, вам понадобится колпачок на переднем конце трубки. Простой кусок фанеры с ручкой будет отличным решением.

Лупа, линза от очков, коробки из-под чипсов, бумага, клей и много скотча — короче, делаем телескоп.

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №6(34). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.

Многие думают, что телескоп просто большая лупа, которая всё увеличивает, но на самом деле телескоп устроен как глазное яблоко. Его первоочередная задача — собрать и сфокусировать свет.

Как известно, свет не только падает на объекты, но и отражается от них. Мы способны видеть предметы, потому что наши глаза улавливают отражённый от них свет. Кстати, именно поэтому мы не видим в полной темноте. Так же работает линза объектива, но она мощнее, а потому может собрать гораздо больше света с удалённых объектов. А вот окуляр уже предназначен для увеличения полученной картинки.

Сделать телескоп Галилея совсем не сложно — и даже проще, чем это было ему самому, ведь у физика XVII века не было скотча, клея ПВА и прочих благ современности! Начнём с самого хлопотного: найдём линзы.

Если вы не знаете, сколько диоптрий в линзе, то можете измерить их сами. Понадобятся линейка и источник света (например, фонарик или настольная лампа). Положите линейку так, чтобы её край касался стены,— она будет служить экраном. Направьте свет прямо на линзу. Видите, как она преломляет луч? Двигайте линзу параллельно линейке до тех пор, пока свет на экране не сойдётся в точку. Расстояние от стены, на котором окажется линза, называется фокусным. Количество диоптрий рассчитывается по следующей формуле:

Например, если между линзой и экраном получилось 50 см, то есть 1:2 м, значит, оптическая сила равна 1:(1:2) — 2 диоптрии.

1. В качестве объектива возьмём обычную лупу в +2 диоптрии диаметром 100 мм — такую можно найти в канцелярском магазине или даже в ящике вашего стола. Для окуляра надо будет обзавестись отрицательной линзой в –20 диоптрий диаметром 25–50 мм — продаётся в любой оптике. В качестве оптической трубы — это основа нашего телескопа, на которую крепятся линзы,— подойдут круглые коробки из-под чипсов, пластиковые трубы или просто скрученные в цилиндр плотные листы бумаги.

Подбираем увеличение

Обязательно ли брать именно такие линзы? Вовсе нет! Мы подобрали параметры, которые не требуют особо длинной оптической трубы, но дают существенное увеличение. Если вы хотите его изменить, подберите линзы по формуле:

Наш телескоп имеет следующие параметры: F = 0,5 м, f = 0,05 м, следовательно, его увеличение составляет 0,5 / 0,05 = 10 крат.

Диаметр отверстия сделаем на пару миллиметров больше, чем диаметр линзы объектива, чтобы удобнее было её вставлять. Длина трубы должна быть равна фокусному расстоянию объектива — скрепите несколько цилиндров скотчем, если понадобится. В нашем случае это 50 см.

2. Сворачиваем бумагу в цилиндр. С помощью клея закрепляем линзу объектива на конце оптической трубы выпуклой стороной внутрь.

Совет: Чем темнее изнутри оптическая труба, тем выше контрастность изображения. Покрасьте её чёрной краской или используйте тёмную бумагу.

3. Делаем держатель для маленькой линзы — окуляра. Это может быть пластиковая крышка или картонный круг с отверстием нужного размера.

4. Приклейте держатель с линзой к другому краю оптической трубы. Телескоп готов! Украсьте по своему вкусу.

Иоганн Липерсгей

Устройство первого телескопа было совсем простым: две линзы, закреплённые в полой трубке. Объективом называется большая линза, направленная в сторону объекта, который вы хотите рассмотреть (потому он и объектив). А линза, в которую вы непосредственно смотрите, называется окуляром.

В XVII веке бал правили линзовые телескопы (они же рефракторы, так как работают за счёт рефракции — преломления), но в XVIII веке им на смену пришло изобретение другого великого физика — Исаака Ньютона. Он заменил линзу объектива на вогнутое зеркало, чтобы избежать погрешности изображения. Такие телескопы получили название рефлекторы — отражатели.

Читайте также: