Мощный телескоп своими руками в 1000 крат. Как в домашних условиях самостоятельно сделать надежный и мощный телескоп
Вам вдруг захотелось своими руками сделать подзорную трубу? Ничего странного. Да, в наше время нетрудно купить почти любой оптический прибор, и не так дорого. Но иногда на человека нападает жажда творчества: хочется разобраться, на каких законах природы основан принцип действия какого-либо прибора, хочется от и до самому сконструировать подобный прибор и испытать радость творчества.
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.
Но не надо торопиться со сборкой. Сделав подзорную трубу, вас не устроит изображение «вверх ногами». Эта проблема решается просто с помощью оборачивающей системы, получаемой добавлением одной или двух линз, идентичных окуляру.
Оборачивающую систему с одной соосной дополнительной линзой получите, поместив ее на расстоянии примерно 2f от окуляра (расстояние определяется подбором).
Интересно отметить, что при этом варианте оборачивающей системы удается получать бóльшее увеличение, плавно отдаляя дополнительную линзу от окуляра. Впрочем, сильного увеличения получить не удастся, если у вас не очень качественный объектив (например, стекло от очков). Мешает явление так называемой «хроматической аберрации», когда изображение окрашивается в радужные оттенки.
Эту проблему в «покупной» оптике решают, составляя объектив из нескольких линз с разными коэффициентами преломления. Но вас эти подробности не волнуют: ваша задача – разобраться в принципиальной схеме прибора и построить по этой схеме простейшую действующую модель (не потратив ни копейки).
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.
Теперь вы представляете себе схему подзорной трубы и знаете фокусные расстояния линз, поэтому приступаете к сборке оптического прибора. Самое простое – скрутить трубы (тубусы) из листов ватмана, закрепив их резинками «для денег», а линзы внутри трубок закрепить пластилином. Трубы изнутри надо покрасить матовой черной краской, чтобы не было внешней засветки.
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).
Телескоп заводского производства стоит достаточно дорого, поэтому покупать его целесообразно в случаях серьезного увлечения астрономией. А любителям можно попробовать собрать телескоп своими руками.
Как известно, существует два вида телескопов:
- Рефлекторные . В этих приборах роль светособирающих элементов выполняют зеркала.
- Рефракторные – оснащены системой оптических линз.
Телескоп-рефрактор своими руками
Схема телескопа-рефрактора достаточно проста. На одном конце прибора имеется объектив – линза, собирающая и фокусирующая лучи света. На другом конце расположен окуляр – линза, позволяющая рассматривать изображение, которое исходит от объектива. Объектив помещают в основную трубу, называемую тубусом, а окуляр – в меньшую трубу, именуемую окулярным узлом.
Обычный телескоп из лупы
- Делаем основную трубу . Берем лист плотной бумаги и сворачиваем в трубку с помощью ровной палки или подходящей трубы диаметром 5 см. Бумага внутри должна быть выкрашена черной краской и не блестеть. Трубу делаем длиной 1,9 метра.
- Делаем окулярную трубу . Она должна надеваться на конец основной. Ее сворачиваем из листа бумаги длиной 25 см и проклеиваем. Внутренний диаметр окулярной трубы должен совпадать с наружным диаметром основной трубы, чтобы она без усилий двигалась по ней.
- Работа с линзами . Из плотной бумаги делаем две крышечки. Первую разместим там, где будет объектив, а вторую укрепим на конце окулярной трубы. Посередине каждой крышечки проделаем отверстие диаметром немного меньше, чем диаметр линз. Линзы устанавливаем выпуклостью наружу.
Чтобы делать интересные фотографии звездного неба, можно прикрепить веб-камеру к телескопу.
Телескоп из бинокля
Из обычного восьмикратного бинокля можно соорудить телескоп, дающий увеличение свыше 100 раз. Трубы можно склеить из ватмана. Линзы подойдут от старых фильмоскопов или аналогичные по увеличению. Используем расчет простого телескопа, а длину прибора и расстояние между линзами окуляра подбираем опытным путем.
Бинокль при этом разбирать не нужно – трубки надеваются прямо на него. Для удобства использования можно сделать треногу. Такой телескоп из бинокля позволяет увидеть горы и кратеры на поверхности Луны, спутники Юпитера и т.д.
Выводы
Изготовить самодельный телескоп в домашних условиях не представляет особой сложности. Выполнить такую работу может даже старшеклассник. Для ребенка достаточно будет прибора с увеличением 30 – 100 крат.
Однако есть домашние умельцы, которые могут самостоятельно собрать трехсоткратный качественный телескоп. Такие навыки приходят с опытом и могут пригодиться тем, кто серьезно увлекается астрономией.
Попробуем сделать телескоп. Для того чтобы самому сделать несложный, но вполне работоспособный телескоп, необходимы ватман, черная тушь, канцелярский клей или клейстер и две оптические линзы. Мы представляем варианты телескопа с увеличением в тридцать, пятьдесят и сто раз. Они отличаются только длиной в развернутом виде и линзами объектива.
Для начала лучше всего сделать телескоп с увеличением в 50 раз.
Из подходящего листа ватмана сверните трубу длиной 60 - 65 см. Диаметр должен быть немного больше диаметра линзы объектива - около 6 см, если вы используете стандартную очковую линзу. Разверните лист и зачерните тушью ту часть листа, которая станет внутренней поверхностью телескопа.
В противном случае лучи, попавшие в трубу не от объекта наблюдения, многократно переотразившись, попадут в линзу окуляра и завуалируют изображение.
После того как внутренняя поверхность зачернена, можно свернуть и склеить трубу. Линзу объектива в +1 диоптрию (ее вы найдете в магазине "Оптика") закрепите в торце трубы так, как это показано на рисунке - с помощью двух картонных ободков с бумажными зубчиками.
Вторая труба с линзой окуляра 2 должна с небольшим усилием, но достаточно свободно передвигаться в первой.
Линзу для окуляра вы скорее всего найдете в отделе фототоваров или извлечете из сломанного "насовсем" бинокля. Подбирать линзу следует так: направьте на нее свет от удаленного источника, например солнечный луч, и следите за тем, где они соберутся в фокус. Расстояние от линзы до фокуса называется фокусным расстоянием данной линзы (f). Для наших целей окуляр должен иметь f=3-4 см. Как правило, такие линзы имеют небольшой диаметр, поэтому и крепление линзы окуляра несколько отличается от крепления объектива.
Сверните из картона трубку длиной 6 - 7 см с таким диаметром, чтобы подобранная вами линза плотно в нее входила. Если она снабжена широким металлическим ободком, то не выпадает из трубки и не нуждается в дополнительном креплении по краям.
Трубка с линзой 2 укрепляется внутри значительно более широкой трубы телескопа с помощью двух картонных кругов с отверстиями посередине и зубчиков из менее плотной бумаги.
Далее соединяете две трубы - и телескоп готов!
Изображение будет выглядеть перевернутым; это неважно при рассматривании астрономических объектов, но не очень удобно при наблюдениях объектов на местности. Этот недостаток устранить можно при помощи второй линзы с f=3-4 см... Вставьте ее в трубку окуляра, и изображение встанет на ноги.
Телескоп с увеличением 25 - 30 ничем, кроме длины и линзы в +2 диоптрии, не отличается от 50-кратного. Его длина - не более 70 см, а в сложенном состоянии и того меньше - позволяет брать телескоп в походы и хранить в рюкзаке. Для того чтобы линзы не загрязнились и не поцарапались, сделайте из картона футляр, изнутри и снаружи обклеенный липкой лентой - скотчем. .
Коротко приведем здесь, что можно увидеть в телескоп с той или иной апертурой.
30 мм. То же, плюс спутники Юпитера Европа, Ио, Каллисто и Ганимед. При очень удачном стечении обстоятельств – спутник Титан Сатурна. Полосы на диске Юпитера. Планета Нептун – в виде звезды.
40 мм. Разделяется двойная звезда Кастор – Альфа Близнецов. Хорошо видна Большая Туманность Ориона и рассеянные звездные скопления в созвездиях Персея, Возничего, Большого Пса и Рака.
60 мм. Разделяется четырехкратная звезда Эпсилон Лиры. Видна формация Прямая Стена в Море Облаков на Луне.
80 мм. Видны тени от спутников Юпитера при прохождении их перед диском планеты. В кольцевой туманности M57 заметен темный провал в центре. Несколько спутников Сатурна. Щель Кассини в кольце Сатурна.
100 мм. Видны спутник Ригеля – Альфы Ориона – и Полярной Звезды – Альфы Малой Медведицы.
120 мм. Спутник Сатурна Энцелад. Детали на диске Марса во время противостояний – моря и полярные шапки из углекислоты.
150 мм. Двойственность Эпсилона Волопаса. Деление шарового скопления M13 на отдельные звёзды.
200 мм. Деление Энке в кольце Сатурна – несколько концентрических колец, разделенных промежутками. Спирали в Туманности Андромеды.
250 мм. Плутон. Спутники Урана.
300 и более. Туманность Конская Голова. Спутник Сириуса. Галактики в деталях. Центральная звезда в кольцевой туманности М57. Шаровое звёздное скопление в галактике М31.
И так подводим итоги - для того, чтобы построить простой телескоп-рефрактор, нужны всего две собирающие линзы - длиннофокусная (с малой оптической силой) - для объектива и короткофокусная (сильная лупа) для окуляра.
Их следует искать на блошиных и радиорынках, в магазинах очковой оптики на худой конец.
Первая линза - объектив телескопа, если навести ее без всего остального на какой-нибудь удаленный предмет, создаст его перевернутое изображение за собой, на расстоянии, примерно равном своему фокусному расстоянию. Это изображение можно увидеть на матовом стекле или бумажке или, без всякого стекла, просто встав за линзой на расстоянии, больше фокусного, и смотря в направлении линзы.
Обратите внимание, что в последнем случае глаз придется аккомодировать не "на бесконечность", как при рассмотрении линии горизонта, а как для рассмотрения некоего материального объекта, находящегося от глаза на том же расстоянии, что и плоскость изображения. Вы увидите увеличенное перевернутое изображение удаленного предмета, при этом коэффициент увеличения будет равен фокусному расстоянию линзы в см, деленному на 25 - расстояние наилучшего зрения человеческого глаза. Если фокусное расстояние линзы будет меньше 25 см, то изображение получится уменьшенным. Простейший телескоп, в принципе, готов!
Теперь с механической стороны. Для того, чтобы все это хозяйство не держать в руках, берем две трубки, одна из которых вдвигается в другую, или делаем их из бумаги и ПВА, черним изнутри активированным углем или начинкой от батарейки с ПВА (баллончик с черной матовой краской тоже подойдет), и крепим на конце одной трубки объектив, на конце другой окуляр. После этого вдвигаем одну трубку в другую, так чтобы видеть четкое изображение удаленных предметов. Труба готова!!!
Существенные моменты: объектив - очковое стекло, конденсорная линза или ахроматическая склейка с фокусным расстоянием 40 - 100 см. Диаметр входного отверстия телескопа 20 - 30 мм, если склейка (объектив от какого-то оптического прибора), то можно больше. Если диаметр будет больше приведенных значений, то изображение может получиться неконтрастным. Для ограничения диаметра делаем диафрагму - вырезаем картонный круг диаметром, равным внешнему диаметру объектива, в нем по центру вырезаем круглое отверстие диаметром 20 - 30 мм. Ставим диафрагму вплотную к объективу перед или за ним.
Увеличение такого телескопа 20 - 50 крат.
Линзы объектива и окуляра должны быть установлены в трубу как можно более соосно. Объектив обязательно должен быть стеклянным. Что видно: в 28 мм 40 крат за городом видны звезды до 9-й величины, кольцо Сатурна и просвет между ним и диском, спутники и две темных полосы на Юпитере (они кажутся скорее оранжевыми), фаза Марса, когда он был 6 секунд диаметром, кратеры на Луне, пятна на Солнце (только при проекции окуляром, глазом не смотреть!!!).
Вывод такой - по различимости деталей это изделие, если собрано хорошо, превзойдет и 8-кратный бинокль.
На всякий случай напоминаем - очковая линза +1 дптр имеет фокусное расттояние 1 метр и она вполне достаточна для такого простейшего телескопа. Не стоит следовать расхожим рекомендациям и изготавливать объектив из пары одинаковых линз +0.5 дптр (вогнутостями друг к другу). Это схема "Перископ", которая имеет какие-то преимущества только на полях в 30-50 градусов, что не актуально для телескопов с их полями в пол-градуса.
Сложно найти на всей земле человека, который хотя бы немного не интересовался астрономией. Это, закономерно, требует наличия определенного инструмента, который позволил бы более внимательно рассмотреть загадки звездного неба. Если есть подзорная труба или бинокль - то этого достаточно, чтобы любоваться красотой звездного неба. Но при наличии сильного интереса такие девайсы не могут удовлетворить запрос. Необходимо что-то более мощное, то есть, телескоп. Вот только как его создать? Рассмотрению вопроса: « своими руками?» и посвящена эта статья.
Вводная информация
Приобретение телескопа заводского изготовления обойдется довольно дорого. Поэтому его покупка уместна в тех случаях, когда есть желание заниматься астрономией хотя бы на любительском уровне. Но для начала, чтобы получить базовые знания и навыки, а также понять, действительно ли эта наука кажется тем, что про нее думает большинство, нелишним будет создать самодельный домашний телескоп своими руками. Во многих детских энциклопедиях и различных научно-популярных изданиях можно найти описание процесса изготовления простейшего устройства, позволяющего видеть кратеры на Луне, диск Юпитера вместе с его четырьмя спутниками, кольца и сам Сатурн, серп Венеры, отдельные яркие и крупные звездные скопления и туманности. Следует отметить, что слабым местом таких устройств является качество изображения, которое не может соревноваться с приборами заводского изготовления.
Немного теории
Прежде чем начинать создавать телескоп своими руками в домашних условиях, стоит разобраться как работает этот прибор.
Два минимально необходимых оптических узла - это объектив и окуляр. Первый задуман для того, чтобы собирать свет. От его диаметра зависит какое максимальное увеличение будет у готового устройства, и насколько слабо видимые объекты можно будет наблюдать. Окуляр необходим для увеличения изображения, что формируется объективом и для передачи изображения к человеческому глазу.
Определяемся с типом
В зависимости от устройства, выделяют различные телескопы. Два самых распространенных типа - это рефлекторы и рефракторы. В первом случае в качестве объектива выступает зеркало, во втором - система линз. В домашних условиях создать все в необходимом качестве для рефлектора довольно проблематично, в силу трудности и точности процесса изготовления. Тогда как линзы для рефрактора несложно приобрести в магазине оптики. Как видите, различие между ними сугубо в конструктивном исполнении.
Первая проба
Для определения значения увеличения используется соотношение фокусного расстояния от объектива до окуляра. Рассмотренная ниже схема будет обеспечивать улучшение зрительных свойств примерно в 50 раз.
Первоначально необходимо запастись заготовкой линзы для очков, сила которой составляет один диоптрий. Это соответствует фокусному расстоянию в один метр. Обычно их диаметр около 7 сантиметров. Этот как раз то, что необходимо для объектива. Тут следует отметить, что если интересует как сделать телескоп своими руками из линз для очков, то следует признать, что они слабо подходят для такого нецелевого применения. Но при желании можно использовать и их. Если есть длиннофокусная двояковыпуклая линза, то лучше использовать именно ее. Хотя на роль окуляра еще подходит и увеличительное стекло из лупы, диаметром в 3 сантиметра или линза от микроскопа.
Для корпуса необходимо сделать из плотной бумаги две трубы. Первая (представляющая собой основную часть) будет иметь длину в один метр. Для окулярного узла создается труба в двадцать сантиметров. Короткая вставляется в длинную. Для изготовления корпуса можно использовать широкий лист ватмана или рулона обоев, свернув их в трубу в несколько слоев и проклеить ПВА. Количество пластов подбирается вручную. Необходимо добиться эффекта жесткости будущего устройства. При этом внутренний диаметр основной части должен равняться размеру выбранной линзы.
Но это не все
Если вопрос только в том, как сделать телескоп своими руками в домашних условиях, то обойтись исключительно вышеизложенным можно.
Но для лучшего результата не обойтись без некоторых нюансов.
Так, объектив необходимо крепить в первой трубе наружу выпуклой стороной с помощью оправы. Для этого подойдут кольца соразмерного диаметра с толщиной в сантиметр. Сразу после линзы необходимо установить диск - диафрагму. Ее специфическим отличием является наличие в центре отверстия диаметром в 2,5-3 сантиметра. Это необходимо сделать для уменьшения искажения изображения, которое формирует одиночная линза. Правда, такой подход уменьшает количество света, что собирает объектив. Для улучшения результата линзу необходимо устанавливать как можно ближе к краю трубы. Затем подходит очередь окуляра. Где его размещать? Установить его требуется в окулярном узле как можно ближе к краю. При этом для окуляра идеальным будет картонное крепление. Прибор лучше делать в виде цилиндра, диаметр которого равен размеру выбранной линзы. Он устанавливается внутри трубы благодаря двум крепежам (например, дискам). При этом необходимо следить, чтобы он по своему диаметру был соразмерен и с линзой, и с окулярным узлом.
Подготовка телескопа к использованию
Фокусировка устройства осуществляется посредством изменения расстояния между объективом и окуляром. Достигается это, в механическом смысле, благодаря обеспечению движения окулярного узла, размещенного в основной трубе. Для фиксации положения лучше всего использовать силу трения. Следует отметить, что фокусировку удобнее осуществлять на больших и ярких объектах, как-то близлежащие здания, Луна, яркие звезды (но не Солнце).
При создании телескопа следует учитывать, что объектив и окуляр должны находиться параллельно друг другу, а их центры следует расположить на одной линии. На этапе подготовки можно поэкспериментировать с диаметром диафрагмового отверстия с целью найти оптимальный. Так например, если подобрать линзу на 0,6 диоптрия и установить фокусное расстояние в 1,7 метра (1/0,6), то это позволит добиться большего увеличения. Правда, при этом придется поработать над отверстием диафрагмы. А именно - увеличить его размер.
И после завершения работы над первым устройством запомните одну простую истину: через телескоп посмотреть на Солнце можно только два раза - сначала правым глазом, потом левым. Такое опасное занятие моментально вредит зрению, поэтому им лучше не заниматься.
Промежуточный итог
Следует отметить, что получившаяся конструкция будет несовершенной. А именно - она даст перевернутое изображение. Чтобы исправить это, необходимо использовать еще одну собирающую линзу, с тем же самым фокусным расстоянием, что и у окуляра. Она устанавливается в трубу около него. Казалось бы, теперь не должно быть вопросов с тем, как сделать телескоп своими руками с увеличением. Но это далеко не единственный верный подход.
Можно использовать и другие схематические варианты, беря в качестве основы линзы очков или телеобъективов. Это весьма широкая область, в которой есть как и совсем зеленые новички, так и профессиональные астрономы. Поэтому если возникнет определенный вопрос или непонимание чего-то, не следует стесняться, спокойно задавайте интересующий вопрос. Для этого сегодня есть тематические кружки, сайты, форумы и т. д. Ведь стоит только окунуться в мир астрономии - и взору откроются многочисленные сокровища звездного неба. В целом рассмотренной практической информации должно хватить для создания простейшего устройства. Если хочется сконструировать и воплотить что-то более сложное, то здесь не обойтись без качественной теоретической подготовки.
Необходимые знания
Следует всегда помнить о том, что основная характеристика - это размер объектива, окуляра и фокусное расстояние. Это альфа и омега, без которой создать телескоп невозможно. Но при этом существует большое количество мелких моментов, которые могут существенно повлиять на конечный результат. Например, максимальное полезное увеличение телескопа. Значение этого параметра равняется удвоенному диаметру объектива (в миллиметрах). Делать устройство с большим увеличением не имеет смысла, поскольку, скорее всего, увидеть новые детали не получиться. А вот общая яркость изображения пострадает. Поэтому для устройств с пятидесятикратным увеличением не рекомендуется использовать линзы менее чем на 2,5 сантиметра. Следует отметить, что предложенный выше вариант имеет показатели в 7 и 3 см, что хорошо подходит для телескопа с качеством 50х. Можно взять и 4-сантиметровую линзу в качестве объектива, но в таком случае уменьшиться разрешающая способность оптического устройства. Поэтому лучше использовать рекомендованные значения.
Экспериментирование с конструктивным исполнением
Вариант, когда создается основная труба на метр, и в нее встраивается дополнительная на двадцать сантиметров, - это далеко не все. Можно подкорректировать конструкцию с тем, чтобы создавать другие формы телескопов. Например, для объектива используется труба в 60-65 сантиметров, а в нее на 10-15 см входит другая, для окуляра, длина которой составляет 50-55 см.
Возвращаемся к теории
Минимальное значение полезного увеличения для телескопа зависит от диаметра окуляра. Здесь есть один очень важный нюанс! Его размер не должен превышать диаметр полностью раскрытого зрачка наблюдателя. В противном случае не весь собранный телескопом свет будет попадать в глаз: он будет теряться, ухудшая качество работы устройства. Так, максимальный диаметр зрачка глаза у обычного человека не превышает пяти-семи миллиметров. Поэтому для поиска минимального полезного увеличения берется 10 крат (апертура, помноженная на 0,15). Это интересное слово, апертура, означает отверстие, подобное диафрагме, только несколько усовершенствованное и продвинутое. Это устройство используют в сложных приборах для получения качественного результата. Но это уже для тех, кто хочет сделать телескоп своими руками в домашних условиях с серьезными характеристиками для более тщательного изучения звездного неба.
Заключение
Ну, вот и тот минимум, который необходимо знать каждому, чтобы создать собственный девайс для изучения звездного неба. Неважно, какой будет первый шаг - соберете телескоп-рефлектор своими руками или рефрактор. Главное, если это представляет интерес, то необходимо действовать в данном направлении, - учиться, осваивать новые знания, практиковаться, открывать что-то новое для себя или даже для целого мира - не останавливаться, а уж удача сопутствует целеустремленным.
Но знайте, что при изготовлении устройств с бо́льшим увеличением сильнее о себе заявят дифракционные явления. Это приведет к ухудшению видимости. И напоследок задача: какими основными параметрами должен обладать телескоп, обеспечивающий 1 000-кратное увеличение?
Как вообще устроен телескоп
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.
Собираем телескоп
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.
Немного истории
Иоганн Липерсгей
А вы знали, что телескоп придумал не Галилей? Он «всего лишь» первым решил направить его на небо. По сути, телескоп — это обычная подзорная труба, как те, что использовали моряки и путешественники. Его изобретение обычно приписывают голландцу Иоганну Липерсгею, который в 1608 году подал заявку на соответствующий патент. Галилей собрал для себя копию этого прибора годом позднее.
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.