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.
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.
Итак, вы решили сделать подзорную трубу и 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). Чем больше диаметр объектива, тем больше будет получаемое увеличение.
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.
Хорошо подходят для сборки ПХВ трубы различных диаметров. Обрезков можно набрать в любой сантехнической мастерской. Если линзы не подходят по диаметру трубки(меньше), размер можно подогнать нарезав кольца из трубки близкой к размеру линзы. Кольцо разрезается в одном месте и одевается на линзу, Туго закрепляется изолентой- обматывается. Аналогично подгоняются и сами трубки, если линза больше диаметра трубки. Таким способом сборки у вас получится телескопическая подзорная труба. Удобно настраивать увеличение и резкость путем передвижением гильз прибора. Добиваться большего увеличения и качества изображения передвигая оборачивающую систему, наводки резкости двигая окуляр.
Процесс изготовления, сборки и настройки очень увлекателен.
Ниже моя труба с увеличением в 80х - почти как телескоп.
С помощью самодельного телескопа можно рассматривать поверхность Луны и даже некоторые планеты, поэтому тому, кто увлёкся астрономией, он сослужит добрую службу. Вначале надо сделать объектив. Надо взять двояковыпуклую (круглую) линзу для очков от +1 диоптрии (фокусное расстояние 100 сантиметров) до +2 диоптрий (фокусное расстояние 50 сантиметров). (Как определить фокусное расстояние по диоптриям и наоборот смотрите в статье ). Для окуляра подберём ещё одно очковое стекло или маленькую лупу с фокусным расстоянием в 2-4 сантиметра (от +50 до +25 диоптрий).
Лупы обычно продаются в пластмассовых футлярах, на которых указана степень увеличения. Например, число 2,5 означает, что лупа увеличивает в 2,5 раза. Чтобы узнать число диоптрий, это число надо умножить на 4. Лупа, увеличивающая в 2,5 раза, имеет +10 диоптрий (2,5х4=10). Для желательно подобрать лупу с увеличением от 6 до 12,5 раза.
Обе линзы закрепляют в трубках, склеенных из бумаги и зачернённых изнутри. В трубку окуляра лупу можно вклеить вместе с пластмассовым ободком; на нем только надо срезать выступ, скрепляющий ободок с футляром. Общая длина на обеих трубок должна быть на 5-10 сантиметров больше фокусных расстояний обеих линз. Например, если для объектива вы взяли стекло с фокусным расстоянием 50 сантиметров, а для окуляра – 2 сантиметра, то общая длина двух трубок должна быть 57-62 сантиметра.
Сначала склеим трубку длиной 15-20 сантиметров по диаметру линзы окуляра, затем – по диаметру объектива. Первая трубка должна входить во вторую с лёгким трением. Если разница диаметров линз слишком велика, то трубку окуляра надо сделать потолще.
Линзы закрепим на концах трубок так, как было описано в статье: . Чтобы предохранить стекла от пыли и царапин, желательно сделать картонные крышечки для трубок.
Как пользоваться самодельным телескопом
Трубку окуляра будем передвигать в большей трубке до тех пор, пока не найдём положение, при котором наблюдаемое светило станет чётко видимым. Можно заранее подсчитать, какое увеличение даёт труба (вернее, степень приближения наблюдаемого предмета к глазу): фокусное расстояние объектива надо разделить на фокусное расстояние окуляра. В приведённом выше примере (при объективе с фокусным расстоянием 50 сантиметров и при окуляре с фокусным расстоянием 2 сантиметра) увеличение будет в 25 раз (50:2=25).
Для длительных целесообразно установить на штативе так, чтобы трубку можно было поворачивать в стороны, поднимать и опускать. Для этого на круглый стержень штатива насадим трубку, согнутую из толстой жести или отрезанную от какой-нибудь длинной трубы. Сверху в трубку вставим головку штатива, к которой шурупами прикрепим согнутый из жести хомутик. В хомутике и закрепляют трубку объектива. Наклоняя и поднимая хомут, можно изменять положение телескопа по вертикали, а поворачивая головку штатива в трубке – по горизонтали.
Как делается подзорная труба
Подзорная труба делается точно также как телескоп. Только линзы для неё нужны другие. Для окуляра берут, лизну от – 16 до -20 диоптрий, а для объектива – от +4 до +6 диоптрий. Таким образом, в подзорной трубе, как и бинокле, одна , а другая вогнутая. Вследствие этого степень увеличения уменьшается, но зато увеличивается резкость. Штатив для подзорной трубы не нужен, её держат в руках, поэтому её можно брать в походы.
При наблюдении в телескоп или подзорную трубу края видимого изображения могут быть нечёткими, размытыми. Чтобы усилить чёткость, на объектив надо наложить диафрагму – колечко из чёрной бумаги с очень узким ободком. Слишком уменьшить отверстие диафрагмы (увеличивать ободок кольца) не следует, так как диафрагма уменьшит количество света, попадающего в объектив, и изображение потемнеет.
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!
