Наблюдение звезд и других астрономических тел на небосклоне – процесс очень занимательный. Планеты Солнечной системы, спутники, созвездия, «падающие звезды» – все это лишь маленькая часть необозримой и до конца непознанной Вселенной. Наиболее хорошо видна Луна – ближайшее к нам космическое тело, если не считать созданные человеком искусственные спутники Земли. Однако даже Луну детально рассмотреть невооруженным глазом довольно непросто. Для этой цели человечеством изобретено специальное устройство – телескоп, который позволяет «приблизить» наблюдаемый объект и изучить его более подробно. Давайте попробуем разобраться, как можно своими руками сделать простейший телескоп.
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.
Получившийся телескоп обладает одним недостатком – он дает перевернутое изображение. Чтобы это исправить, потребуется еще одна собирающая линза, имеющая такое же фокусное расстояние, что и линза окуляра. Дополнительную линзу нужно установить в трубу окуляра.
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?
Выясним нужное нам фокусное расстояние. Для этого направим на линзу свет, поставив за ней листок бумаги. Теперь медленно отодвигаем листок до тех пор, пока на нём не отобразится источника света. Измеряем расстояние между листком и линзой. Таким способом вы должны из всех найденных в доме линз выбрать ту, у которой это расстояний будет наибольшим, и ту, у которой такое расстояние будет наименьшим. Первая будет объективом, а последняя – окуляром.
2 шаг
Правой рукой берём окуляр, левой рукой – наш объектив и внимательно изучаем какой-нибудь объект сквозь них, сближая и раздвигая их до того, пока объект не станет чётким. Измеряем полученную длину.
3 шаг
4 шаг
Теперь соберём эти линзы в подзорную трубу. Берём два листа бумаги поплотнее и красим одну сторону в чёрный цвет. Свернуть следует так, чтобы черная оказалась внутренней. В первую трубу вставляем линзу, а в другую – наш окуляр и оборачивающую линзу. Прикрепляем их к бумаге пластилином либо суперклеем. Трубы вдвигаем одна в другую так, чтобы они входили с довольно жёстко. Если необходимо, то можно скрепить скотчем.
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 было легко рассчитать кривизну зеркала, так как я делал его своими руками . Если вы купили первичное зеркало, оно, вероятно, пришло с какой-то информацией (диаметр и фокусное отношение). Чтобы получить «координатный центр», умножьте диаметр на фокусное отношение (часто называют F / D):
«Координатный центр» = Диаметр x Фокусное отношение
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 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.
Если вы заметили, что некоторые доски не идеально подходят, сделайте небольшие деревянные вставки с помощью столярного клея и древесной пыли. Смешайте их вместе и замажьте этой смесью трещины. Дайте высохнуть и отшлифуйте «проклеенные участки».
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.
Шаг 7: «Зеркальные соты»
Шаг 12: Коромысло
Подвижные «колёса»в 1,2 раза больше, чем зеркало.
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.
Спасибо за внимание!
Увеличение, которой будет давать ваш , равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Две линзы по 0,5 диоптрия дают фокусное расстояние в один метр. Если фокусное расстояние окуляра будет 4 сантиметра, телескоп даст увеличение в 25 раз. Этого вполне достаточно, чтобы наблюдать Луну, спутники Юпитера, Плеяды, туманность Андромеды и многие другие интересные объекты ночного неба.
Не стремитесь подбирать для окуляра линзы с фокусным расстоянием 1-2 сантиметра. Изображение, даваемое таким телескопом, будет сильно искажено.
Источники:
- Телескоп из очковых стекол в 2019
Телескоп позволяет исследовать небо и увидеть далеко за пределами возможностей человеческого глаза. Он, безусловно, проделал длинный путь с того времени, когда Галилей впервые рассмотрел кратеры Луны в 1609 году. Теперь телескоп может приобрести любой желающий, но при совершении такой покупки важно не ошибиться и сделать правильный выбор.
Инструкция
Решите, телескоп какого размера вы хотите приобрести. В большинстве случаев, чем меньше и компактнее телескоп, тем легче его переносить, а также они значительно . Однако небольшие телескопы обычно не всегда оснащены такой дополнительной приятной «мелочью», как компьютер, при помощи которого вы сможете задавать координаты.
Выбирайте телескоп с большой диафрагмой. Большая диафрагма позволяет собирать больше света, что дает вам возможность увидеть больше и дальше.
Покупайте телескоп, который имеет маломощный окуляр с широким диапазоном увеличения. Он подходит для наблюдения за объектами различных размеров, в том числе и за диффузными объектами. Присоедините дополнительный окуляр, который позволит детально рассмотреть все объекты в небе. Позже вы всегда сможете приобрести окуляры различной силы.
Ньютоновский телескоп использует , чтобы собирать свет, который затем отражается в фокусировочный узел. Ньютоновский телескоп также подходит для просмотра планет.
Зеркально-линзовый телескоп использует составную оптическую систему, свет в которой собирают зеркала и линзы. Окуляр находится в конце. Зеркально-линзовый телескоп хорошо подходит для астрофотографии, так как изображения просматриваются через них очень ясно.
Всегда носите хорошую карту неба и атлас, чтобы , с какого места вам смотреть на небо. Также имейте при себе фонарик с красным светом, при помощи которого вы сможете карту в и для записей, в котором вы сможете точно, что, где и когда вы увидели.
Видео по теме
Полезный совет
Покупайте телескопы только в специализированных магазинах.
Телескоп, оснащенный фотокамерой и предназначенный для фотографирования астрономических объектов, называется астрографом. Благодаря начавшемуся не так давно промышленному выпуску этих приборов астрография стала доступна даже любителям. Фотографирование удаленных наземных объектов через телескоп также представляет известный интерес.
Современный астрограф можно купить
На рынке телескопов сейчас легко найти подходящую для фотосъемки модель, оснащенную экваториальной монтировкой с механизмом точного наведения и суточного вращения. На некоторых телескопах уже установлены фото- и видеокамеры, согласующиеся с компьютером по USB-интерфейсу. В таких случаях к прибору прилагается и соответствующее программное обеспечение, позволяющее сохранить полученные фотографии небесных тел. Цены на уже оснащенные фотокамерами телескопы составляют от 15 тыс. руб. и более. Отдельно в продаже можно найти и фотоаппараты, специально предназначенные для установки на телескопы. При определенных условиях эти приборы можно применить и для съемки удаленных наземных объектов.Установка фотоаппарата на телескоп
Любой фотографический объектив с фокусным расстоянием от 500 мм и более можно считать телескопом. И наоборот, любой телескоп можно рассматривать как , если фотографирование ведется без окулярного увеличения. Возьмите пленочный зеркальный фотоаппарат, снимите с него объектив. У телескопа удалите окуляр. Жестко закрепите фотоаппарат на корпусе телескопа так, чтобы оптические оси обоих инструментов совпадали. Можно применить насадочные кольца или закрепит фотокамеру с помощью штатного винта или струбцин. В последнем случае необходимо обеспечить светоизоляцию соединения, что вы можете успешно сделать, используя черную фотобумагу или тканевую светонепроницаемую манжету. Сфокусируйте получившуюся оптическую систему на бесконечности, например, по Луне. Такой астрограф пригоден для съемки протяженных объектов, например, Луны, туманностей, комет и звездных скоплений, и только с учетом последующего увеличения изображения.Фотографирование с окулярным увеличением
Для фотографирования планет применяется метод окулярного увеличения. При этом конструкция самодельного астрографа остается такой же, но на фотоаппарат устанавливается макрообъектив, в качестве которого вы можете применить, например, объектив от увеличителя. Естественно, фокусировку оптической системы придется выполнить заново. Этот метод позволяет использовать и цифровые фотоаппараты, причем даже простые «мыльницы». Правда, обязательно, чтобы у фотоаппарата была возможность полного отлучения автоматики, поскольку съемку придется проводить в ручном режиме. В этом случае окуляр телескопа и не удаляют. Чувствительность фотопленки или матрицы фотоаппарата должна быть выбрана не ниже 200 ISO, а диафрагма объектива открыта полностью. Фотоаппарат фокусируется на бесконечность, зум не применяется.Требования к монтировке
Монтировка астрографа должна быть максимально жесткой и исключающей вибрации. Оснащение монтировки механизмом суточного вращения обязательно при съемке слабых объектов, таких, например, как туманности, поскольку экспозиция в этих случаях будет составлять от одной до нескольких минут, а Земля, как известно, вращается.Некоторые детали, которые нужно знать
Никогда не снимайте Солнце и не наводите на него телескоп или астрограф без специальных фильтров, это может с гарантией уничтожить фотоаппарат и ослепить наблюдателя. Для астрономической фотосъемки необходимо выбирать ясную безветренную ночь, и если вы не снимаете Луну, то безлунную. Фотосъемку расположенных над горизонтом объектов без особой необходимости лучше не делать - качество будет снижено из-за больших тепловых и атмосферных искажений. При съемке комет механизм суточного движения монтировки не помогает из-за собственного движения кометы, и приходится вручную перемещать телескоп с помощью штатных микровинтов и гида, то есть небольшой зрительной трубы, жестко установленной на телескопе.Вести наблюдения лучше с земли или. Так вы сможете надежно зафиксировать опоры вашего а, уменьшив вибрацию. Если телескоп находится на бетоне или , постарайтесь зафиксировать ноги штатива. Подойдет какая-нибудь относительно мягкая подложка. Тогда любые ваши движения не будут создавать вибрацию. Опять же, от бетона и асфальта исходят потоки тепла. Правда для глаз они незаметны, но на качество « » влияют не лучшим образом.
Накануне постарайтесь ознакомиться с прогнозом погоды. Чистое небо, спокойная атмосфера – идеальные условия для созерцания небесных объектов. Тем не менее, отличные условия для наблюдения бывают и во время небольшой облачности. Только в таком случае вам придется наблюдать за объектами на небе через просветы в облаках.
Во время наблюдения слабых объектов лучше использовать боковое зрение, так как оно является более чувствительным к малоконтрастному изображению.
Видео по теме
Подзорную трубу принято считать старинным предметом, использование которого позволяет без проблем рассмотреть объекты, находящиеся на дальнем расстоянии. Но, а познав азы того, как сделать подзорную трубу самому, можно стать обладателем этого прекрасного оптического приспособления, которому эпоха Великих географических открытий обязана многим. Кстати, сделанная в домашних условиях подзорная труба подойдет не только для развлечений ребятни, но и сможет стать хорошим инструментом наземного наблюдения. Стоит сказать, что самодельные подзорные трубы справляются с подачей прямой, а не перевернутой картинки. Весь процесс создания данного оптического инструмента в себя включает поэтапную работу, а также наличие под рукой арсенала всех необходимых предметов, без которых не обойтись в рабочем процессе.
Итак, в первую очередь необходимо заняться подбором линз. Здесь для поставленной цели вполне могут сгодиться стекла от увеличительных очков. Кстати, приобрести их можно в любом магазине, специализирующемся на оптике. Что касается этих стекол, то диоптрий одного из них должен составить от +4 до +6, а второго от -18 до -21. По размеру диаметра положительная линза должна быть 5 сантиметров, а отрицательная – 1-3 сантиметра. Раздобыв нужные линзы, необходимо взять болванку из дерева в виде цилиндра (важно, чтобы ее диаметр полностью соответствовал диаметру, что имеет отрицательная линза), на которую потом наматывается одним слоем полиэтиленовая пленка. Зафиксировать полиэтилен можно при помощи скотча. Если, к сожалению, под рукой не окажется полиэтилена, его заменяют простым пакетом, который наверняка найдется дома у каждого.
Сверху пленку окутывают трубой из бумаги, слои которой надо хорошо промазать при помощи клея. Труба обязана иметь длину в 126 миллиметров. А вот ее внешний диаметр должен полностью соответствовать диаметру линзы объектива, которая является положительной. Теперь будущее творение снимают с болванки и оставляют на какое-то время, чтобы оно хорошо просохло. При высыхании клея труба будет затвердевать, и как только она полностью отвердеет, ее оборачивают еще одним слоем полиэтиленовой пленки и фиксируют скотчем. А вот поле этого необходимо все повторить заново, сделав обмотку трубы бумагой на клею. Делать это нужно таким способом, чтобы стенки получили толщину в 3-4 миллиметра, в тот момент, как длина наружной трубы должна составлять 126 миллиметров. Наружная деталь обязательно снимается с внутренней и оставляется для полного просыхания клея.
А вот теперь пришло время избавиться от полиэтилена. Для этого внутренняя труба помещается во внешнюю. В этот момент элемент, что меньше должен иметь внутри больший ход с отдельным уровнем трения. В случае если трение будет отсутствовать, внешний диаметр меньшей трубы следует увеличить, использовав для этого пару слоев тоненькой бумаги. Теперь трубы разъединяют, а находящиеся внутри поверхности покрывают матовой краской черного цвета. Чтобы изготовить окуляр, между собой нужно склеить два идентичных кольца из бумаги. Заметно облегчит процесс склеивания деревянная болванка. Кольца должны иметь внешний диаметр равный внутреннему диаметру, которым располагает малая труба. При замере толщина стенок будет равна 2 миллиметрам, а возвышенность - 3 миллиметрам. На кольца также наносится краска такого же цвета или же для их изготовления можно взять черную бумагу.
Окуляр следует собирать, соблюдая определенную последовательность. С одного из концов внутреннюю поверхность маленькой трубы смазывают клеем (смазать нужно где-то 2 см). Далее вставляется первое кольцо, а затем мелкая линза, и только потом ставится второе колечко. В момент просыхания окуляра стоит перейти к созданию объектива. Для этого из бумаги делают еще два колечка с диаметром, равным диаметру большей линзы. Из тоненького картона вырезается кружочек, что соответствует размеру линзы, а внутри его прокалывают дырочку с диаметром около 3 сантиметров. Место приклейки кружка - торец одного из колечек. На кольца наносится черная краска, после чего объектив собирается по принципу сбора окуляра. Единственная разница заключается в том, что изначально в трубу вставляют колечко с приклеенным кружком, который обращают вовнутрь трубы. Отверстие станет диафрагмой. В конце ставят линзу со вторым кольцом и дают трубе высохнуть.
