Как самому сделать телескоп – мощное самодельное устройство типа рефлектора Кеплера своими руками

• Главная
• Информация
• Статьи
• Бинокли
• Как сделать подзорную трубу своими руками и насколько это сложно

Может ли получиться подзорная труба своими руками в домашних условиях? Конечно, сейчас в магазине можно купить любую оптику, но если вы хотите порадовать себя и своего ребёнка, изготовить такую поделку дома вполне реально. Главное — иметь под рукой подходящие линзы (стёкла) и изучить принцип работы простой трубы для наблюдений.

Начинаем работу!

Итак, в конструкцию самой простой увеличительной трубы входят два стекла (или линзы). Одна будет выполнять роль объектива, а из второй мы сделаем окуляр. Оба стёклышка должны быть двояковыпуклыми, а вычислять увеличение прибора следует согласно отношению расстояний фокусов окуляра (f) и объектива (F). Это выглядит так: K = F/f .

Осталось разыскать подходящие линзы. Если у вас есть много ненужных вещей на чердаке или в гараже, это значительно упростит поставленную задачу. Чем больше разных стёкол вы обнаружите, тем больше шансов, что их получится «подогнать» согласно простой оптической конструкции вашей трубы.

Самый лучший вариант — стёкла от старых очков, желательно круглого формата, чтобы не было необходимости дополнительно их обрабатывать. Также подойдут:

• стёкла от часовых луп;
• линзы от старых фотоаппаратов;
• стекло от кинопроектора и т. д.

Как провести измерения?

Как только вы наберёте «солидный» линзовый запас, нужно будет провести несколько замеров. Ваша задача — чтобы расстояние фокуса объектива трубы было больше, а расстояние фокуса окуляра — поменьше.

Как сделать подзорную трубу своими руками, чтобы измерения были верными? Первым делом, направьте линзу на любой предмет, излучающий свет (например, на настольную лампу или настенное бра). Поместите за стёклышко белое полотно в виде обычного листа бумаги или картона. Постепенно передвигайте его рядом со стеклом, наблюдая за качеством изображения. Дождитесь, пока картинка лампочки не станет чёткой. В «идеале» она выглядит маленькой и перевёрнутой.

Теперь возьмите линейку и замерьте расстояние от стёклышка до белого листка. Так получается искомый фокус. Для того чтобы провести вычисления максимально точно, понадобится помощник. Кстати, к процессу изготовления домашней подзорной трубы можно привлечь и ребёнка, который с удовольствием поможет в работе, а заодно многому научится.

Таким образом происходит простая подборка и объектива, и окуляра. После того как подбор линз и все измерения будут закончены, приступайте к сборке оптической конструкции. Вначале нужно взять одной рукой линзу для объектива, а другой — линзу для окуляра и рассмотреть какой-нибудь объект через оба стекла. Лучше, если он будет удалён от вас на несколько метров, но не забывайте о том, что наводить стёкла прямо на Солнце опасно для зрения.

Аккуратно перемещайте объектив и окуляр так, чтобы их условная оптическая ось оставалась примерно на одном месте. Так вы добьётесь максимально чёткой картинки.

Как правильно ориентировать картинку?

Итак, у вас получается увеличенная, но перевёрнутая вверх ногами картинка. Искомая система оптики, дающая лучший результат, у вас уже есть, а «повернуть» изображение в правильное положение вам помогут ещё одна или пара линз. Подбирать их нужно, ориентируясь на параметры окуляра.

Можно сконструировать «оборотку» с помощью одного соосного дополнительного стекла. Для этого его надо поместить на расстоянии около 2f от окуляра. Более сложная оборачивающая система, состоящая из двух соосных линз, у вас получится, если вы расположите их на одинаковых расстояниях от окуляра (f).

Собираем готовую трубу

Теперь можно начать собирать трубу. Из плотных листов ватмана сверните два тубуса для окуляра и объектива и скрепите их прочными резинками. Стёкла, помещённые внутрь тубусов, зафиксируйте пластилином. Перед тем как окончательно собрать конструкцию, не забудьте выкрасить внутреннюю сторону листов ватмана сплошной чёрной краской, чтобы исключить внешнюю засветку.

Подзорная труба своими руками!

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

1. Диаметр деревянной заготовки в виде цилиндра должен быть идентичен диаметру отрицательной линзы. Один слой полиэтилена закрепляется на болванке с помощью скотча.
2. Обильно используя клей, необходимо слоями намотать трубу из бумаги, длинной 126 мм. Обратите внимание, что диаметр наружного отверстия должен соответствовать диаметру положительной линзы. Как только клей подсохнет, можно снимать трубу с деревянного шаблона.
3. Труба приняла окончательную форму? Обмотайте ее полиэтиленом, закрепите скотчем. Повторяем манипуляции с бумагой и клеем до тех пор, пока толщина стенок не будет равна 3-4 мм. Длина остается прежней, составляет 126 мм. После высыхания клея, разъединяем заготовки.
4. После удаления полиэтилена, вставляем внутренний цилиндр во внешний, заготовка готова. Самодельная подзорная труба своими руками должна плотно прилегать друг к другу. По необходимости плотность деталей из картона можно увеличить за счет наклеивания дополнительных слоев. Как только необходимая степень прилегания достигнута, нужно разъединить цилиндры, нанести на внутреннюю поверхность черный матовый краситель. Оставьте сушиться.
5. Наступило время приготовить окуляр. Для этого понадобятся пара одинаковых колец из бумаги, толщиной 2 мм, высотой 3 мм. Обратите внимание: их диаметр равен диаметру внутренней трубы. Кольца можно изготовить из черной бумаги или покрасить в черный цвет позже.
6. Собираем окуляр. Для этого на внутреннюю поверхность малого цилиндра наносим клей. Вставляем кольцо, меньшую по диаметру линзу. Затем устанавливаем еще одно кольцо. Ждем высыхания.
7. Приступаем к работе над объективом и наша подзорная труба своими руками почти готова. Заготавливаем еще пару колец, круг из бумаги. На этот раз их диаметр равен диаметру большой линзы. Внутри круга создаем отверстие диаметром 3 см, исполняющее роль диафрагмы. Приклеиваем круг к торцу одного из колец, предварительно окрашенных черной краской. Данную заготовку располагаем в цилиндре таким образом, чтобы круг был обращен внутрь.
8. Устанавливаем линзу, второе кольцо. Ждем полного высыхания. Соединяем цилиндры.
9. Труба готова. Наводим резкость.

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 зрительные трубы и выбрать подходящую модель.

Шаг 1: Линзы и их параметры

Телескоп представляет собой небольшой рефрактор Кеплера. Он дает увеличение примерно в 20 раз, что достаточно для начала астрономических наблюдений за небесными телами. Изображение в нем будет перевернутым, поэтому не рекомендуется использовать его в качестве подзорной трубы для наблюдения за земными объектами.

Повернуть изображение с головы на ноги можно, применив в конструкции плюсовые (положительные) линзы, но качество изображения всегда будет ухудшаться при использовании дополнительных оптических элементов. Для астрономов не так существенен переворот объектов, т.к. всегда предпочтительнее четкие и контрастные изображения, а в космических масштабах нет никакого смысла в земных направлениях.

Наиболее важными частями телескопа являются линзы. Возможно, вам хотелось бы использовать простые стекла от очков, пылящихся в старых коробках на чердаке, но есть две причины, по которым следует избегать этого. Во-первых, вы никогда не узнаете точный фокус и вряд ли сможете подобрать стекла с оптимальными параметрами для постройки телескопа. Вторая причина, это жесткие факторы оптики: обычные стекла от очков или лупы не могут передавать изображение объекта без искажений.

У таких линз присутствуют две очень серьезные проблемы: сферическая и хроматическая аберрации (даже одна из них может полностью испортить изображение, но эти искажения всегда присутствуют вместе). Поэтому, любая попытка построить телескоп с линзами от очков или обычными лупами, заканчивается разочарованием, когда наблюдатель пытается разглядеть в такое устройство звезду или планету. Объект в таком телескопе виден как нечеткое радужное пятно, на котором невозможно разглядеть какие-либо четкие детали. Поэтому, если вы решили создать свой собственный маленький телескоп, не используйте простые линзы, а следуйте этой инструкции, и у вас будет недорогой, полупрофессиональный инструмент.

Для хорошего телескопа оптимальным выбором будут ахроматы. Ахромат состоит из двух (собирательной и рассеивающей) линз. Они изготовлены из неодинаковых по дисперсии света сортов оптического стекла, что почти полностью нейтрализует хроматическую аберрацию. Ахроматы начального уровня склеены (известны как «склеенные ахроматы») и передают очень четкое изображение при использовании их в телескопах. Вы должны раздобыть себе такие линзы, чтобы построить телескоп с превосходной видимостью.

Данные линзы можете найти в продаже в интернет-магазинах. Чтобы собрать телескоп своими руками вам понадобятся три линзы. Две одинакового размера, а третья – большего размера. Теперь рассмотрим устройство рефрактора Кеплера.

Шаг 2: Рефрактор Кеплера

На рисунке представлена схема очень старого и очень простого способа увеличения удаленных объектов. Параллельные лучи света от объекта достигают большой линзы объектива с большим фокусным расстоянием, преломляются и сходятся в точке фокусировки, далее они попадают в короткофокусный окуляр малого диаметра, который увеличивает изображение. Большая линза – это объектив, маленькая – окуляр. Сложенные вместе длины фокусных расстояний объектива и окуляра составляют длину телескопа, а соотношение линз – его увеличение. Если вы соедините две одинаковые ахроматические линзы, как показано на рисунке, вы получите отличный окуляр с двойным увеличением, названный окуляром Plossl. Таким образом, мы используем в проекте 3:

Объектив (5 евро): фокусное расстояние 250 мм, диаметр 30 мм, арт. №: 569.OAL – это число, по которому вы можете идентифицировать линзу объектива.

Информацию по этой линзе вы можете прочитать на сайте AstroMedia.

Для проекта вам потребуется одна такая линза.

Окуляр (4,6 евро): фокусное расстояние 26,5 мм, диаметр 18 мм, арт. №: 551.OAL – по этому числу вы сможете идентифицировать линзу окуляра.

С информацией по линзе можете ознакомиться здесь: AstroMedia.

Вам потребуется две линзы для окуляра Plossl. Для простого окуляра с увеличением 10х будет достаточно одной такой линзы.

Шаг 3: Материалы и инструмент

Кроме линз, вам дополнительно потребуются несколько недефицитных деталей.

Материалы, которые вам понадобятся:

• Три ахроматические линзы, описанные выше.
• Труба от пылесоса, пластмассовая или металлическая (длиной 26-27 см).
• Старая толстая ручка или небольшая пластмассовая трубка (длиной 5-6 см).
• Две стандартные пластмассовые пробки от пластиковых бутылок.
• Лист черного картона (не глянцевый!)
• Изоляционная лента.
• Несколько картонных полосок.

Инструмент:

• Нож или ножницы.
• Липкая лента и немного жидкого клея.

Шаг 4: Собираем главную трубу

Показать еще 3 изображения

Трубу для телескопа можно использовать от старого пылесоса. Ее наружный диаметр составляет 30 мм, но с одной стороны этой трубы, есть утолщение, внутренний диаметр которого более 30 мм. Это идеально подходит для установки линзы объектива, и еще остается небольшая кромка перед объективом – эта кромка будет служить козырьком для защиты от окружающего света.

Трубка меньшего размера (как видно на фото) – это труба окуляра. Она будет скользить в основной трубе. Внутрь труб вставьте предварительно вырезанные отрезки из черного картона, чтобы исключить нежелательные блики внутри их.

Обрежьте большую трубу до требуемой длины (27-28 см), скрутите в трубку деталь из черного картона и вставьте в главную трубу на расстоянии 20 см от широкого конца. Затем попробуйте вставить линзу объектива – она должна легко входить. Теперь у вас есть труба с черной внутренней поверхностью.

Возьмите две пробки от пластиковых бутылок и аккуратно обрежьте их края, чтобы получились два пластмассовых кольца. Эти кольца будут стопорить линзу объектива без использования клея. Отрежьте от колец небольшие участки, чтобы можно было их согнуть при установке.

Вставьте одно такое кольцо до конца в широкий конец трубы. Убедитесь, что кольцо стоит ровно. Теперь осторожно вставьте большую линзу (30 мм) выпуклой стороной наружу и застопорьте ее вторым кольцом. Это кольцо вы можете зафиксировать небольшим количеством клея (клей не должен попасть на линзу!). Допускается небольшое перемещение линзы между двумя кольцами. Будьте внимательны: линза должна быть обращена выпуклой стороной к небу. Сборка основной трубы почти завершена.

Шаг 5: Собираем трубу окуляра

Показать еще 3 изображения

Трубка окуляра будет немного отличаться от основной. Найдите какую-либо пластмассовую трубку с внутренним диаметром 20 мм и длиной не менее 5 см. Затем возьмите две маленькие линзы для окуляра, установите их выпуклыми сторонами друг к другу (см. фото). Это очень важная часть. Проделав такой трюк, мы получим очень эффективный окуляр Plossl. Расстояние между этими линзами должно быть не более 1-2 мм.

Теперь необходимо смотать установленные таким образом линзы изолентой; при этом нельзя позволять линзам сдвинуться или наклониться. Здесь очень важно сохранить осевую симметрию. Намотайте изоленты столько, чтобы линзы плотно вошли в трубку окуляра и установите их с самого края трубки.

Делаем диафрагму. Если вы хотите сделать профессиональный окуляр с четким изображением, то перед его сборкой изготовьте из картона 4 кольца наружным диаметром равным диаметру линз, и внутренним диаметром 12-14 мм. Установите их вместе с линзами следующим образом (слева-направо): кольцо – линза выпуклой стороной вправо – два кольца – линза выпуклой стороной влево – кольцо. Последнее кольцо может иметь меньший внутренний диаметр (приблизительно 10 мм). С помощью такой диафрагмы поле обзора будет немного уменьшено, но при этом края изображения будут более резкими.

Размеры отверстий колец необходимо подобрать экспериментально до окончательной сборки.

Края внутренних отверстий колец диафрагмы должны быть идеально ровными, иначе все неровности будут видны на изображении. Эту проблему можно решить, если использовать пробойник для изготовления колец. Здесь вам придется поэкспериментировать. Попробуйте подобрать металлическую шайбу подходящего размера и использовать ее в качестве диафрагмы. Придумайте, что еще можно использовать.

ОБХОДИМСЯ БЕЗ ОКУЛЯРА PLOSSL.

Если хотите сэкономить деньги, можете изготовить простой окуляр. В этом случае вам нужно будет купить только одну маленькую линзу. При этом кратность увеличения уменьшится вдвое, примерно до 10х. Даже такого увеличения будет достаточно, чтобы разглядеть кратеры на Луне (но не на Юпитере или Сатурне). Если вы решите сделать такой окуляр, то линзу нужно установить выпуклой стороной к вашему глазу.

Шаг 6: Финальные шаги

Телескоп почти готов. Осталось сделать только одну маленькую деталь: установить трубку окуляра в основную трубу так, чтобы она в тугую двигалась внутри ее. Для этого приклейте 3 маленькие полоски из многослойного картона изнутри свободного конца основной трубы. Предварительно сложите полоски пополам в виде буквы «V». Затем осторожно вставьте маленькую трубку в большую и попытайтесь сфокусировать изображение. Если вы все сделали правильно, то должны наблюдать перевернутое изображение объектов в очень хорошем качестве (если не были установлены кольца в окуляр, то изображение будет с размытыми краями).

Если вы не сможете настроить четкое изображение, перемещая трубку окуляра, возможно, что ваша труба или слишком длинная, или слишком короткая. В этом случае посчитайте расстояние между линзами: фокус объектива (25 см) прибавляем к фокусному расстоянию окуляра (1,4 см). Попробуйте немного вытащить линзы окуляра из маленькой трубки (вот почему их нельзя приклеивать), или отрезать немного от основной трубы со стороны окуляра, или же использовать более длинную трубку окуляра (более, чем рекомендуемые 5-6 см). При использовании однолинзового окуляра, помните, что его фокус будет составлять 2,6 см.

Шаг 7: Вперед, к звездам!

Наш телескоп (с окуляром Plossl) имеет серьезное увеличение, поэтому вы вряд ли сможете пользоваться им, просто держа в руках. Установите его на штатив для фотокамеры, чтобы было легче прицеливаться, или прижмите телескоп к стене. Лучше все-таки со штатива, т.к. спутники Юпитера вы точно не сможете разглядеть держа телескоп в руках. Посмотрите на поверхность Луны, это удивительно!

Попробуйте построить второй телескоп, используя акриловые линзы и обратите внимание на разницу.

Ваш телескоп является неплохим инструментом для наблюдения за звездами. Единственное отличие от профессиональных телескопов, это небольшой диаметр его объектива (и, следовательно, его слабая способность собирать свет). Если вы хотите создать действительно серьезную вещь с кратностью увеличения 60-80х, нужен объектив диаметром 60-70 мм, и здесь уже пятью евро вам не обойтись. Зато с помощью 70-миллиметрового телескопа вы сможете наблюдать множество небесных тел, которые невидимы невооруженным глазом (звездные скопления, яркие галактики, кольца Сатурна, поверхность Юпитера и многое другое…).

Между прочим, самый совершенный телескоп Галилея был хуже, чем этот (меньший угол обзора, более слабая оптика). Гордитесь своим творением!

Используемые источники:

• https://poznavajamir.ru/information/stati-o-tovarah/binokli-info/kak-sdelat-podzornuyu-trubu-svoimi-rukami/
• https://observer-msk.ru/info/articles/masterim_podzornuyu_trubu_svoimi_rukami/
• https://masterclub.online/topic/16910-samodelnyi-teleskop