Самодельный рефрактор. Постройка любительского телескопа из китайских комплектующих

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, 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 . Вам понадобится труба, длиной точно в фокусное расстояние (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.

Каждый, наверное, хотел в детстве собрать собственный телескоп из подручных материалов, но всё как-то руки не доходили... Как самому сделать телескоп? Да очень просто, ведь сейчас много схем любительских телескопов самых разнообразных конструкций.

Для начала нам понадобится обыкновенный лист ватмана. Первым делом нужно покрасить одну из сторон листа в чёрный цвет - она будет внутренней. Покраска нужна для того, чтобы внутри трубы телескопа, которой и станет свёрнутый ватман, было темно, в противном случае вы увидите в окуляре довольно мутное изображение и вряд ли найдёте ответ на вопрос «как сделать телескоп». Да, кстати, в длину лист ватмана должен быть около 1 метра - именно такое идеально для самодельного телескопа.

Итак, труба будущего телескопа готова. Теперь нужно подыскать линзу для объектива. Для устройства с фокусным расстоянием в метр подойдёт стекло с диоптрией +1. Что хорошо, так это то, что подобные линзы продаются в любом магазине оптики по поэтому вы сможете купить даже стёкла про запас.

Далее в плане действий под названием «Как сделать телескоп» идёт следующий пункт - закрепление объектива. Линза крепится на одном из концов вашего телескопа с помощью картонных колец и скотча. Есть вариант с закреплением стекла изолентой, однако он подходит далеко не всегда. Когда вы прочно соедините объектив со то можете переходить к следующему шагу.

Чтобы совсем забыть о мутности изображения, требуется изготовить ещё и диафрагму. Так называется небольшой картонный кружок с отверстием посередине. Установить диафрагму возможно как за объективом, так и перед ним - на конечный результат это не повлияет.

В любом случае эксперименты приветствуются, поэтому, вероятно, именно ваша модель рефлектора может стать иллюстрацией к книге «Как сделать телескоп».

Если же вы совсем не экспериментатор, то можете поискать таблицы соответствия размеров линз объективов и диаметров отверстий в диафрагмах.

К примеру, для 70-миллиметрового объектива вполне хватает диафрагмы с 40-мм отверстием.

В специализированных магазинах маленькие стёклышки окуляров стоят довольно дорого - до 1,5 тысяч рублей за штуку. Но нас не интересует вопрос «как сделать телескоп задорого», мы, наоборот, хотим сэкономить. Именно поэтому можно забыть о походах в магазины.

Для окуляра подойдёт даже стёклышко от бинокля, с которым вы играли в детстве. Важно, чтобы это было именно стекло, а не кусок пластмассы, потому как пластмасса дает мутность изображению.

Окуляр закрепляется на конце второй, небольшой трубы, при помощи тех же картонный колец и скотча. Можно использовать также пластмассовые пробки и крышки от банок из-под чипсов. Зачем соединяем малую трубу с большой таким образом, чтобы не получилось статичной конструкции - ведь нам может потребоваться фокусировка. Именно поэтому нужно делать диаметр малой трубы чуть меньшим, нежели диаметр большой.

Изготовление штатива опционально - вы можете использовать под штатив даже стопку книг, поскольку самодельный телескоп необязательно должен быть закреплён статично, ведь увеличение он даёт довольно малое, а это значит, что картинка не будет дрожать.

Вот вы и узнали, как сделать телескоп-рефлектор в домашних условиях с минимумом затрат!

Зима, это хороший период для наблюдения за небом. Зимой можно увидеть много звезд и планет, а также млечный путь. Млечный путь очень красив (виден только на чистом небе). Он виден невооруженным глазом. В ясном небе, если не принимать во внимание искусственные спутники, видимые в небе, можно увидеть МКС (международную космическую станцию) невооруженным глазом. Она выглядит, как движущийся источник света высокой интенсивности, похожий на Венеру. Автор данной самоделки всё это наблюдал сам воочию и после этого решил приобрести телескоп, но обнаружил, что это очень дорогое удовольствие. Поэтому он решил сделать простой домашний телескоп. Для его изготовления потребуются ПВХ трубы и линзы.

Шаг 1: Теория

Телескоп используется, чтобы увидеть дальний объект, который не виден невооруженным глазом. Телескоп масштабирует определенную область. Область обзора уменьшается и фокусируется на небольшой части, что приводит к более детальному просмотру.

Основными компонентами являются большой объектив и маленький окуляр. Объектив имеет большой диаметр, что увеличивает способность собирать свет. Больше света, означает более четкое изображение, а также имеется большое фокусное расстояние, обеспечивающее эффект увеличения. Окуляр имеет меньший диаметр и меньшее фокусное расстояние (для обеспечения высокого увеличения). Линзы выпуклые.
Объектив конвертирует параллельный луч света из бесконечности (в дальнем расстоянии) в одну точку. Окуляр расходится с конвергентным светом, потому что нашему глазу нужны параллельные лучи (у нашего глаза выпуклая линза). Используя это расположение, мы получаем перевернутое изображение. Для просмотра неба инверсия не является проблемой. Эффект масштабирования (увеличение) определяется по заданному уравнению:

увеличение = фокусное расстояние (объектив) / фокусное расстояние (окуляр)

Телескоп работает на основе преломления лучей света. У него есть проблемы хроматического истирания, вызванные тем, что разные цвета фокусируются в разных точках, поэтому яркие объекты кажутся радужным цветом. Эта проблема уменьшена в отражающем телескопе. В нем используются зеркала, поэтому преломление не действует. Но отражающий телескоп сложно построить, поэтому будем создавать преломляющий телескоп.

Этот телескоп не имеет большего увеличения. Он сделан скорее для учебной цели, поэтому у него есть недостатки.

Шаг 2: Необходимые материалы и инструменты

Выпуклая линза 8,5 см диаметром

Объектив с фокусным расстоянием 27 см

Окуляр от старого бинокля, диаметром 3,5 см, длиной 5 см, фокусным расстоянием 2 см

Труба ПВХ диаметром 100 мм и длиной 25 см

Труба ПВХ диаметром 50 мм и длиной 8 см

ПВХ редуктор (переходник) от 100 мм до 50 мм - 1 шт.

ПВХ заглушка, диаметром 50 мм - 1 шт.

Винты (сколько потребуется)

Основные инструменты и материалы приведены на рисунке.

Шаг 3: Подготовка материалов

Для сборки самоделки сначала нужно подготовить все необходимые материалы:

Части объектива

1. Отрезать часть от ПВХ трубы, диаметром 100 мм и длиной 17,5 см, используя лезвие ножовки.
2. Отрезать часть от ПВХ трубы, диаметром 100 мм и длиной 2 см, используя лезвие ножовки.
3. Отрезать 3 части длиной 2 см.
4. Очистить и обработать края, используя маленький нож.

Части окуляра

1. Взять 8 см ПВХ трубы.
2. Очистить и обработать края, используя маленький нож.
3. Взять 5-ти см торцевую крышку и просверлить отверстие в ее центре, используя сверлильный станок или альтернативный метод.
4. Размер отверстия составляет 2,8 см (использован диаметр окуляра бинокля).

Шаг 4: Фиксация объектива

Сначала необходимо зафиксировать объектив в ПВХ трубе. Объектив имеет меньший диаметр, чем труба из ПВХ. Поэтому, чтобы уменьшить диаметр необходимо поместить обрезок ПВХ длиной 2 см в трубу. Объектив помещают на 2 см внутрь трубы, чтобы уменьшить блики от боковых огней, попадающих в телескоп.

1. Сначала нарезают ПВХ небольшой ширины и удаляют часть, чтобы закрепить этот кусочек внутри трубы ПВХ (2 см внутри от края).

2. Затем другой кусочек ПВХ нарезают и удаляют некоторую часть, чтобы поместиться в первый помещенный кусочек.

3. Убедитесь, что деталь находится на расстоянии 2 см от всех положений, а затем закрепите ее винтами (винты не проникают внутрь трубы из ПВХ).

4. Затем поместите объектив и закрепите его, используя другие маленькие кусочки ПВХ и винты. Это показано, на фото.
5. Затем закрепите к нему редуктор. Используйте винты, чтобы закрепить конструкцию в случае ослабления. Убедитесь, что винты не проникают в ПВХ.

6. Руководствуйтесь фотографиями, если не очень понятно. Изображения сделаны пошагово.

Шаг 5: Фиксация окуляра

1. Прикрепите окуляр к отверстию в торцевой крышке с помощью винтов и металлических полос.

2. Убедитесь, что винты не проникают внутрь окуляра.

3. Все действия показаны на фото.

4. Подсоедините ПВХ переходник (редуктор), диаметром 100/50 см к торцевой крышке и закрепите ее винтом.

Шаг 6: Сборка телескопа

Для настройки фокуса посмотрите на дальний объект через телескоп и найдите четкое изображение. Точка четкого изображения - это точка фокусировки. Закрепите это положение с помощью винта, чтобы зафиксировать телескоп в его точке фокусировки.

Шаг 7: Советы по выбору линз

Подзорная труба имеет многовековую историю. На протяжение десятков столетий этот предмет позволял осуществлять наблюдение за объектами большой дальности. Сколько новых географических открытий обязано этому оптическому устройству! В век продвинутых технологий оно не утратило своей практической ценности. Специализированный рынок в изобилии предлагает всевозможные варианты современных оптических устройств. Вовсе не обязательно тратить на них деньги. Ниже мы расскажем о том, как происходит изготовление подзорной трубы в домашних условиях.

Творческий процесс

Перед тем, как приступить к работе, необходимо приобрести комплектующие для будущего оптического устройства. Вам понадобятся:

• пара линз;
• плотный картон;
• эпоксидная смола или клей на основе нитроцеллюлозы;
• черный матовый краситель;
• шаблон из дерева;
• полиэтилен;
• скотч;
• ножницы;
• линейка;
• кисть для нанесения клея;
• простой карандаш.

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

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 и выбрать подходящую модель.

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.