Направи си сам телескоп и телескоп. Устройството на телескоп Лещи за телескоп

Сглобих телескопа по тази схема, само с две лещи от +0,5 диоптъра в обектива на разстояние 3 см един от друг и диафрагма в средата. На първо място, всички телескопи могат да бъдат разделени според вида на дизайна на опаковъчната система.

Вземате обектива в едната ръка, окуляра в другата и през двете лещи гледате някакъв далечен обект (не слънцето - лесно може да останете без око!). Това, което сега държите в ръцете си, опитвайки се да запазите постигнатото взаимно положение на лещите, е желаната оптична система.

Този проблем се решава в "закупената" оптика чрез съставяне на леща от няколко лещи с различни показатели на пречупване. Най-простото нещо е да завъртите тръби (тръби) от листове ватман, като ги закрепите с гумени ленти „за пари“ и фиксирате лещите вътре в тръбите с пластилин. Вътрешността на тръбите трябва да бъде боядисана с матова черна боя, за да се предотврати външно излагане. Телескопът се състои от два оптични блока - обектив и окуляр.

Колко струва тръба за уголемяване?

Като тяло можете да използвате две тръби, изработени от плътна хартия, една къса - около 20 см (окулярен блок), втората около 1 м (основната част на тръбата). Този цилиндър ще бъде прикрепен към вътретръби с два диска с диаметър, равен на вътрешния диаметър на модула на окуляра с отвор, равен на диаметър на окуляра.

Винаги си струва да помните, че не трябва да гледате слънцето през телескоп или друго оптично устройство. Но лупата може много добре да служи като окуляр.Диаметърът на лещата трябва да е възможно най-голям. С окуляри от микроскоп дава само около 50x. === Владимир правилно забеляза - чифт лещи и диафрагма в на точното мястодават най-доброто качество на изображението! Купих Magnifer (LED Double-multiple Jewelry Identifying Type) като окуляр, добре, като цяло, това е боклук с две лещи: едната 30 * 22 mm, другата 60 * 22 mm.

Метод 2: използване на визуални инструменти като лещи.

Оптиката от всеки фотоувеличител е отлична като окуляр, аз лично разглобих два и принципът на разположение на лещите е същият. Но във фотоувеличителя има три лещи, едната от които е двойновдлъбната, така че трябва да оставите двойновдлъбната и двойно изпъкналата, която приляга плътно към нея, и да ги поставите в телескопа вдлъбната лещакъм окуляра.

Да, в днешно време не е трудно да се купи почти всяко оптично устройство, а и не толкова скъпо. Това е фокусното разстояние. Едва ли ще се справите сами с описаната процедура за измерване - ще ви трябва трета ръка. Ще трябва да повикате асистент за помощ. След като сте избрали своя обектив и окуляр, започвате да конструирате оптичната система за увеличаване на изображението. Чрез взаимно преместване на обектива и окуляра (опитвайки се да запазят осите им на една и съща линия), вие постигате ясен образ.

Този проблем се решава просто чрез система за обвиване, получена чрез добавяне на една или две лещи, идентични на окуляра. Можете да получите обгръщаща система с една коаксиална допълнителна леща, като я поставите на разстояние приблизително 2f от окуляра (разстоянието се определя чрез избор). Интересно е да се отбележи, че с тази версия на реверсивната система е възможно да се получи по-голямо увеличение чрез плавно преместване на допълнителната леща от окуляра.

Феноменът на така наречената „хроматична аберация“ пречи, когато изображението е боядисано в нюанси на дъгата. Но тези подробности не ви интересуват: вашата задача е да разберете схематична диаграмаустройство и изградете най-простия работещ модел според тази схема (без да харчите нито стотинка). Направи си сам електричество за дача?

Но първо, за да придобиете основни знания и умения и най-накрая да разберете дали астрономията наистина е за вас, трябва да опитате сами да направите телескоп. В много детски енциклопедии и други научни публикации можете да намерите описание как да направите прост телескоп. Лещата събира светлина от обекти; нейният диаметър директно определя максималното увеличение на телескопа и колко слаби обекти могат да бъдат наблюдавани.

Има няколко вида оптични телескопи, две от най-често срещаните са рефракторът и рефлекторът. Рефлекторната леща е представена от огледало, а рефракторната леща е представена от система от лещи. У дома изработката на огледало за рефлектор е доста трудоемък и прецизен процес, който не всеки може да направи. За разлика от рефлектора, евтините лещи за рефрактор са лесни за закупуване в оптичен магазин.

Окулярът се монтира в модула на окуляра по-близо до неговия ръб. За да направите това, ще трябва да направите стойка за окуляр от картон. Той ще се състои от цилиндър, равен на диаметъра на окуляра. Можете също да експериментирате с диаметъра на отвора на блендата и да намерите оптималния. Има и други опции за телескоп от лещи за очилаили телеобективи. Трябва да се има предвид, че силата на обектива от 1 диоптър съответства на фокусно разстояние от 1 м, 0,5 диоптъра - 2 м и т.н.

Късата тръба се вкарва в дългата. Да направите бинокъл със собствените си ръце не е толкова трудно. Земната тръба дава директно, но по-нискокачествено изображение. Фокусирането ще се извърши чрез промяна на разстоянието между обектива и окуляра, поради движението на модула на окуляра в основната тръба, а фиксирането ще се случи поради триене.

Много хора смятат телескопа за много сложно устройство, което не може да се направи самостоятелно у дома. Това е вярно за модерни устройствас много сложен дизайн, но да направите прост телескоп със собствените си ръце е възможно. В тази статия ще научите как да направите телескоп само за няколко часа.

Следвайки инструкциите, можете да направите телескоп с увеличение от 30, 50 или 100 пъти.И трите варианта имат еднакъв дизайн и се различават само по обектива и дължината в разгънато състояние.

Ще имаш нужда:

• ватман;
• лепило;
• Черно мастило или боя;
• Две оптични лещи.

Ако за първи път сглобявате такива устройства, първо е по-добре да опитате да направите телескоп с 50-кратно увеличение.

Лещи

От лист ватман навиваме тръба с дължина 60-65 см. Диаметърът трябва да бъде малко по-голям от диаметъра на лещата на обектива. При използване на стандартна леща за очила диаметърът на тръбата ще бъде около 6 см. След това разгънете листа и боядисайте вътрешността с черно мастило. По този начин вътрешната повърхност на телескопа ще бъде черна, което ще елиминира възможността за външна светлина (не от обекта, който се наблюдава).

След като са определени размерите, диаметърът и едната страна на листа, можете да навиете листа и да го закрепите с лепило. Леща на обектив с +1 диоптър трябва да бъде закрепена в края на тръбата с помощта на два картонени ръба със зъбци (показани на фигурата).

1 - леща на обектива,
2 - леща на окуляра,
3 - монтиране на обектива,
4 - монтиране на тръба за лещи на окуляра,
5 - допълнителна леща за обръщане на изображението,
6 - диафрагма

Окуляр

Следващата стъпка в създаването на телескоп със собствените си ръце е създаването на окуляр.
Леща на окуляра, например, може да бъде извадена от счупен бинокъл. Фокусното разстояние (f) на обектива трябва да бъде 3 - 4 см. Това разстояние се определя по следния начин: насочете светлина от далечен източник (например слънце) върху обектива, отдалечете обектива от екрана, на който сте проектират лъча. Разстоянието между лещата и екрана, на което светлинният лъч ще бъде фокусиран в малка точка и ще бъде фокусното разстояние (f).

Навийте парче хартия в тръба с такъв диаметър, че окулярът да пасне плътно в нея. Ако обективът има метална рамка, тогава не са необходими допълнителни закрепвания.

Готовата тръба с окуляр се закрепва в голяма тръба с помощта на два картонени кръга с дупки в центъра. Тръбата на окуляра трябва да се движи свободно, но с малко усилие.

Домашен телескопготов.Само че има малък недостатък - обърнато изображение. При наблюдение на небесни обекти това изобщо не е недостатък, но ако наблюдавате обекти на терена, ще изпитате известни неудобства. За да обърнете изображението, трябва да инсталирате друг обектив с фокус 3–4 cm в тръбата на окуляра.

Телескоп с 30x увеличениене се различава от описаното по-горе, с изключение на лещата от + 2 диоптъра и дължината (около 70 см, когато е разтегната).

Телескоп със 100x увеличение, ще бъде дълъг около два метра и ще изисква леща + 0,5 диоптъра. Такъв домашен телескоп ще ви позволи да видите „морета“, кратери, равнини, пълни с лава, и планински вериги близо до Луната. Можете също така да намерите Марс и Венера в небето, размерът им ще бъде около голямо грахово зърно. И ако зрението ви е остро, тогава сред голям брой звезди можете да намерите Юпитер.

Изображението на такъв мощен телескоп с малък диаметър на лещата може да бъде развалено от оцветяването на дъгата. Това се дължи на явлението дифракция. Този ефект може да бъде частично намален с помощта на диафрагма (черна плоча с отвор с диаметър 2–3 cm). Блендата се задава в точката, където лъчите от обектива влизат във фокус. Това местоположение се определя с помощта на екрана.

След тази модификация изображението ще стане по-ясно, но ще загуби малко яркост.

Ако сглобявате двуметров телескоп от ватман, трябва да знаете, че той ще се огъне под тежестта на обектива, изхвърляйки настройките. За да се запази геометрията на тръбата, от двете страни трябва да се закрепят дървени летви.

Ето как можете да направите телескоп със собствените си ръце. Не е от най-мощните, но е подходящ за предизвикване на интерес към астрономията.

Интересни и увлекателни наблюдения за вас.

Понякога намирате всякакви боклуци в кошчетата си. В чекмеджетата на скрина на село, в сандъци на тавана, сред вещи под стар диван. Ето очилата на баба, ето сгъваема лупа, ето едно развалено око"" от предна врата, а тук има куп обективи от разглобени камери и шрайбпроектори. Жалко е да го изхвърлите и цялата тази оптика стои празна, просто заема място.
Ако имате желание и време, опитайте се да направите полезно нещо от този боклук, например шпионка. Искате ли да кажете, че вече сте го пробвали, но формулите в помощните книги се оказаха болезнено сложни? Нека опитаме отново, като използваме опростена технология. И всичко ще се получи за вас.
Вместо да гадаем на око какво ще се случи, ще се опитаме да направим всичко по-нататък според науката. Лещите са увеличаващи и намаляващи. Нека разделим всички налични лещи на две купчини. В едната група има увеличителни, в другата група има умалителни. Разглобената шпионка от вратата е с увеличителни и минимизиращи лещи. Такива малки лещи. Ще ни бъдат полезни и на нас.
Сега ще тестваме всички увеличителни лещи. За да направите това, имате нужда от дълга линийка и, разбира се, лист хартия за бележки. Би било хубаво, ако слънцето все още грее през прозореца. Със слънце резултатите биха били по-точни, но горяща крушка ще свърши работа. Тестваме лещите, както следва:
- Измерете фокусното разстояние на увеличителната леща. Поставяме лещата между слънцето и листа и отдалечавайки листа от лещата или лещата от листа, намираме най-малката точка на събиране на лъчите. Това ще бъде дължината на фокуса. Ние го измерваме (фокусираме) на всички лещи в милиметри и записваме резултатите, така че по-късно да не се притесняваме за определяне на годността на лещата.
За да продължи всичко да е научно, помним една проста формула. Ако 1000 милиметра (един метър) се раздели на фокусното разстояние на лещата в милиметри, получаваме силата на лещата в диоптри. И ако знаем диоптрите на лещите (от магазин за оптика), то като разделим метъра на диоптрите получаваме фокусното разстояние. Диоптрите на стъклата и лупите се обозначават със символ за умножение непосредствено след числото. 7x; 5x; 2,5x; и т.н.
Такова тестване няма да работи с миниатюрни лещи. Но те също са обозначени в диоптри и също имат фокус според диоптрите. Но фокусът вече ще бъде негативен, но съвсем не въображаем, съвсем реален и сега ще се убедим в това.
Нека вземем увеличителната леща с най-дълго фокусно разстояние в нашия комплект и я комбинираме с най-силната редуцираща леща. Общото фокусно разстояние на двата обектива веднага ще намалее. Сега нека се опитаме да погледнем през двете лещи събрани, умалителни за себе си.
Сега бавно преместваме увеличителната леща от миниатюрната леща и в крайна сметка може би ще получим леко увеличено изображение на обекти извън прозореца.
Задължителното условие тук трябва да бъде следното. Фокусът на миниатюрната (или негативната) леща трябва да е по-малък от увеличителната (или позитивната) леща.
Нека въведем нови понятия. Положителната леща, известна още като предна леща, се нарича още обективна леща, а отрицателната или задна леща, тази, която е по-близо до окото, се нарича окуляр. Силата на телескопа е равна на фокусното разстояние на лещата, разделено на фокусното разстояние на окуляра. Ако разделението води до число, по-голямо от едно, тогава телескопът ще покаже нещо; ако е по-малко от едно, тогава няма да видите нищо през телескопа.
Вместо отрицателна леща в окулярите могат да се използват късофокусни положителни лещи, но изображението вече ще бъде обърнато и телескопът ще бъде малко по-дълъг.
Между другото, дължината на телескопа е равна на сумата от фокусните разстояния на лещата и окуляра. Ако окулярът е позитивна леща, тогава фокусът на окуляра се добавя към фокуса на лещата. Ако окулярът е направен от отрицателна леща, тогава плюс към минус е равно на минус и от фокуса на лещата вече се изважда фокусът на окуляра.
Това означава, че основните концепции и формули са както следва:
-Фокусно разстояние и диоптър на обектива.
-Увеличение на телескопа (фокусът на обектива се разделя на фокуса на окуляра).
-Дължината на телескопа (сумата от фокусните точки на обектива и окуляра).
ТОВА Е СЛОЖНОСТТА!!!
Сега малко повече технология. Спомнете си, вероятно, че телескопите са направени сгъваеми, от две, три или повече части - колена. Тези колена са направени не само за удобство, но и за специфично регулиране на разстоянието от обектива до окуляра. Следователно максималната дължина на телескопа е малко по-голяма от сумата на фокусите, а подвижните части на телескопа ви позволяват да регулирате разстоянието между лещите. Плюс и минус към теоретичната дължина на тръбата.
Обективът и окулярът трябва да са на една и съща (оптична) ос. Следователно не трябва да има разхлабване на колената на тръбата едно спрямо друго.
Вътрешната повърхност на тръбите трябва да бъде боядисана в матово (не блестящо) черно или вътрешната повърхност на тръбата може да бъде покрита с черна (боядисана) хартия.
Препоръчително е да вътрешна кухинаШпионката беше запечатана, тогава тръбата нямаше да се изпоти вътре.
И последните два съвета:
- не се увличайте с големи увеличения.
-ако искате да направите домашен телескоп, тогава моите обяснения вероятно няма да ви бъдат достатъчни, прочетете специална литература.
Ако не разбирате какво има в една книга, вземете друга, трета, четвърта и в някоя книга пак ще получите отговора на въпроса си. Ако се случи така, че не намерите отговора в книгите (или в Интернет), тогава поздравления! Достигнали сте ниво, на което отговорът вече се очаква от ВАС.
Намерих много интересна статия в интернет по същата тема:
http://herman12.narod.ru/Index.html
Добро допълнение към моята статия предлага авторът от prozy.ru Kotovsky:
За да не бъде напразно дори толкова малко работа, не трябва да забравяме за диаметъра на лещата, от който зависи изходната зеница на устройството, изчислена като диаметъра на лещата разделен на увеличението на тръбата .
За телескоп изходната зеница може да бъде около милиметър. Това означава, че от обектив с диаметър 50 mm можете да изстискате (с избор на подходящ окуляр) 50x увеличение. При по-голямо увеличение изображението ще се влоши поради дифракция и ще загуби яркост.
За "наземна" тръба изходната зеница трябва да е поне 2,5 мм (за предпочитане по-голяма. Армейският бинокъл БИ-8 е с 4 мм). Тези. за „наземна“ употреба не трябва да изстисквате повече от 15-20x увеличение от 50 mm обектив. В противен случай картината ще потъмнее и ще се размаже.
От това следва, че лещите с диаметър по-малък от 20 мм не са подходящи за обектива. Може би 2-3 пъти увеличение е достатъчно за вас.
Като цяло, леща, направена от лещи за очила, не е comme il faut: изкривявания на менискуса поради изпъкнало-вдлъбнато. Трябва да има дуплексен обектив или дори триплекс, ако е късофокусен. Не можете просто да намерите добър обектив сред боклука. Може би има обектив за „фотопистолет“ (супер!), корабен колиматор или артилерийски далекомер :)
Относно окулярите. За Галилеева тръба (окуляр с разсейваща леща) трябва да използвате диафрагма (кръг с отвор) с диаметър, равен на изчисления размер на изходната зеница. В противен случай, когато зеницата се отдалечи от оптичната ос, ще има силно изкривяване. За тръба на Kepler (конвергентен окуляр, изображението е обърнато), окулярите с една леща създават големи изкривявания. Нуждаете се поне от окуляр Huygens или Ramsden с две лещи. По-добре подготвен - от микроскоп. IN в краен случайМожете да използвате обектив на камера (не забравяйте да отворите напълно отвора на острието!)
За качеството на лещите. Всичко от шпионките на вратите отива в боклука! От останалите изберете лещи с антирефлексно покритие (характерно лилаво отражение). Допуска се липса на клиринг върху повърхности, обърнати навън (към окото и обекта на наблюдение). Най-добрите лещи- от оптични инструменти: филмови камери, микроскопи, бинокли, фотоувеличители, шрайбпроектори - в най-лошия случай. Не бързайте да разглобявате готови окуляри и обективи, направени от няколко лещи! По-добре е да използвате всичко - всичко е подбрано по най-добрия възможен начин.
И по-нататък. При големи увеличения (>20) е трудно да се направи без статив. Картината танцува - не можете да различите нищо.
Не трябва да се опитвате да направите тръбата по-къса. Колкото по-голямо е фокусното разстояние на обектива (по-точно отношението му към диаметъра), толкова по-ниски са изискванията за качество на цялата оптика. Ето защо в старите времена телескопите са били много по-дълги от съвременните бинокли.

Направих най-добрата домашна тръба по този начин: преди много време в Салават си купих евтина детска играчка - пластмасова шпионка (Галилео). Имаше 5 пъти увеличение. Но тя имаше дуплексен обектив с диаметър почти 50 мм! (Очевидно нестандартно от отбранителната индустрия).
Много по-късно купих евтин, малък китайски 8x монокъл с 21 мм обектив. Има мощен окуляр и компактна система за опаковане на призми с „покрив“.
"Пресякох" ги! Свалих окуляра от играчката и лещата от монокъла. Сгънати, телбодирани. Вътрешността на играчката преди това беше покрита с черна кадифена хартия. Имате мощна 20x компактна тръба с високо качество.

Телескопът е проектиран така, че човек, гледайки през него, да вижда обектите от по-голям зрителен ъгъл, отколкото ги вижда с просто око.

Увеличаването на зрителния ъгъл се постига чрез комбиниране на двойно изпъкнало стъкло с двойно изпъкнало стъкло или две двойно изпъкнали стъкла. Тези очила се наричат ​​още лещи и лещи.

Двойно изпъкналата леща, както подсказва името й, е изпъкнала от двете страни и е по-дебела в средата, отколкото в краищата. Ако такава леща е обърната към отдалечен обект, тогава като поставите лист бяла хартия зад лещата на определено разстояние, ще забележите, че тя създава изображение на обекта, към който е обърната лещата. Това е особено забележимо, ако обърнете лещата към Слънцето - върху бял лист получавате изображение на Слънцето под формата на светъл кръг и можете да видите, че светлинни лъчи, преминавайки през обектива, се събират от него. Ако задържите хартията в това положение за известно време, тя може да бъде изгорена - толкова много лъчиста енергия се събира тук.)

Точката, през която всеки лъч преминава без пречупване, се нарича оптичен център на лещата (за двойно изпъкнала леща оптичният център съвпада с геометричния).

Центърът на сферата, от която е част повърхността на лещата, се нарича център на кривината. В симетрична двойноизпъкнала леща и двата центъра на кривина лежат на равни разстояния от оптичния център. Всички прави линии, минаващи през оптичния център на лещата, се наричат ​​оптични оси. Правата линия, свързваща центъра на кривината с оптичния център, се нарича главна оптична ос на лещата.

Точката, в която се събират лъчите, преминаващи през лещата, се нарича фокус.

Разстоянието от оптичния център на лещата до равнината, в която се намира фокусът (т.нар. фокална равнина), се нарича фокусно разстояние. Измерва се в линейни мерки.

Фокусното разстояние на една и съща леща варира в зависимост от това на какво разстояние от самата леща се намира обектът, към който е обърната. Има определен закон, че фокусното разстояние зависи от разстоянието до обекта. За изчисляване на зрителни тръби най-важното е основното фокусно разстояние, т.е. разстоянието от оптичния център на обектива до главния фокус. Основният фокус е точката, в която след пречупване се събира лъч от лъчи, успореден на главната оптична ос. Той се намира на главната оптична ос, между оптичния център и центъра на кривината. Изображението на обекта се получава на главното фокусно разстояние или, както се казва, „на главния фокус“ ​​(което не е съвсем точно, защото фокусът е точка, а изображението на обект е плоска фигура ), когато обектът е толкова далеч от лещата, че лъчите, идващи от него, падат върху лещата в паралелен лъч.

Една и съща леща винаги има едно и също основно фокусно разстояние. Различните лещи, в зависимост от тяхната изпъкналост, имат различни главни фокусни разстояния. Двойно изпъкналите лещи често се наричат ​​"събиращи" лещи.

Конвергентната мощност на всяка леща се измерва с основното й фокусно разстояние. Често, когато се говори за събирателното свойство на двойно изпъкнала леща, вместо думите „основно фокусно разстояние“ те просто казват „фокусно разстояние“.

Колкото повече една леща пречупва лъчите, толкова по-късо е нейното фокусно разстояние. За да сравните различни лещи, можете да изчислите съотношението на техните фокусни разстояния. Ако например едната леща има основно фокусно разстояние 50 см, а другата 75 см, тогава, очевидно, по-силно пречупва лещата с главно фокусно разстояние 50 см. Можем да кажем, че нейните пречупващи свойства са по-големи от тези на лещи с фокусно разстояние 75 cm, колкото пъти 75 cm е по-голямо от 50 cm, т.е. 75/50 = 1,5%

Пречупващото свойство на лещата може също да се характеризира с нейната оптична сила. Тъй като пречупващото свойство на една леща е по-голямо, колкото по-късо е нейното фокусно разстояние, стойността 1: F може да се приеме като мярка за оптична сила (F е основното фокусно разстояние). Единицата за оптична мощност на леща е оптичната сила на такава леща, чието главно фокусно разстояние е 1 m. Тази единица се нарича диоптър. Следователно оптичната мощност на всяка леща може да се намери, като 1 m се раздели на основното фокусно разстояние (F) на тази леща, изразено в метри.

Оптичната мощност обикновено се обозначава с буквата D. Оптичните мощности на горните лещи (една F1 = 75 cm, друга F2 = 50 cm) ще бъдат

D1= 100cm / 75cm = 1.33

D2= 100cm / 50cm = 2

Ако закупите леща с 4 диоптъра в магазин (така обикновено се обозначават очилата за очила), тогава основното му фокусно разстояние очевидно е равно на: F = 100 cm / 4 = 25 cm.

Обикновено, когато се обозначава оптичната сила на събирателна леща, знакът "+" (плюс) се поставя пред броя на диоптрите.

Двойновдлъбната леща има свойството да разпръсква, а не да събира лъчи. Ако обърнете такава леща към Слънцето, тогава не се получава изображение зад лещата; лъчите, падащи върху лещата в паралелен лъч, излизат от нея в разминаващ се лъч в различни посоки. Ако погледнете обект през такава леща, изображението на този обект изглежда намалено. Точката, в която разширенията на лъчите, разпръснати от лещата, се „събират“, също се нарича фокус, но този фокус ще бъде въображаем.

Характеристиките на двойно изпъкналата леща се определят по същия начин като на двойно изпъкналата леща, но са свързани с видимия фокус. Когато обозначавате оптичната сила на двойновдлъбната леща, поставете знака "-" (минус) пред броя на диоптрите. Нека запишем в обобщената таблица основните характеристики на двойноизпъкналите и двойновдлъбнатите лещи.

При конструирането на оптични инструменти често се използва система от две или повече лещи. Ако тези лещи са прикрепени една към друга, тогава оптичната сила на такава система може да се изчисли предварително. Необходимата оптична мощност ще бъде равна на сумата от оптичните мощности на съставните лещи или, както се казва, диоптърът на системата е равен на сумата от диоптрите на лещите, които я съставят:

Тази формула дава възможност не само да се изчисли оптичната сила на няколко сгънати очила, но и да се определи неизвестната оптична сила на леща, ако има друга леща с известна сила.

Използвайки тази формула, можете да разберете оптичната сила на двойновдлъбната леща.

Нека, например, имаме разсейваща леща и искаме да определим нейната оптична сила. Ние прилагаме събирателна леща към него, така че тази система да произвежда реално изображение. Ако, например, чрез прилагане на събирателна леща от +3 диоптъра към разсейваща леща получихме изображение на Слънцето на разстояние 75 cm, тогава оптичната сила на системата е равна на:

D0=100cm / 75cm = +1,33

Тъй като оптичната сила на събирателната леща е +3 диоптъра, оптичната сила на разсейващата леща е -1,66

Знакът минус точно показва, че лещата се разсейва.

Промяната в разстоянието от обекта до лещата също води до промяна в разстоянието от лещата до изображението, т.е. фокусното разстояние на изображението. За да изчислите фокусното разстояние на изображение, използвайте формулата по-долу.

Ако d е разстоянието от обекта до лещата (по-точно до неговия оптичен център), f е фокусното разстояние на изображението и F е основното фокусно разстояние, тогава: 1/d + 1/f = 1/F

От тази формула следва, че ако разстоянието на обекта от лещата е много голямо, то практически 1/d=0 и f=F. Ако d намалява, тогава f трябва да се увеличи, т.е. фокусното разстояние на изображението, дадено от лещата, се увеличава и изображението се движи все по-далеч от оптичния център на лещата. Стойността на F (основното фокусно разстояние) зависи от индекса на пречупване, стъклото, от което е направена лещата, и степента на кривина на повърхностите на лещата. Формулата, изразяваща тази зависимост е:

F=(n-1)(1/R1+1/R2)

В тази формула n е индексът на пречупване на стъклото, R1 и R2 са радиусите на тези сферични повърхности, от които е ограничена лещата, т.е. радиусите на кривината. Полезно е да имате предвид тези зависимости, за да можете дори при повърхностен преглед на обектива да прецените дали е дългофокусен (повърхностите са леко извити) или късофокусен (повърхностите са много забележимо извити).

Свойствата на събирателните и разсейващите лещи се използват в зрителните тръби.

Устройството на телескопа показва оптичния дизайн на Галилеев телескоп. Тръбата се състои от две лещи: двойно изпъкнала леща, обърната към обекта, и двойно вдлъбната леща, през която наблюдателят гледа.

Лещата, която събира лъчите от наблюдавания обект, се нарича обективна леща, а лещата, през която тези лъчи излизат от тръбата и влизат в окото на наблюдателя, се нарича окуляр.

Далечен обект (не е показан на чертежа на телескопа) е разположен далеч вляво; лъчите падат върху лещата от горната му точка (A) и от долната му точка (B). От оптичния център на лещата обектът се вижда под ъгъл AO B.

След като преминаха през лещата, лъчите трябваше да бъдат събрани, но двойновдлъбнато стъкло, поставено между лещата и основния й фокус, изглежда „прихваща“ тези лъчи и ги разпръсква. В резултат на това окото на наблюдателя вижда обекта така, сякаш лъчите от него идват под голям ъгъл.

Ъгълът, под който даден обект се вижда с невъоръжено око, е AOB, а за наблюдател, който гледа през тръбата, изглежда, че обектът е в ab и се вижда под ъгъл, който е по-голям от ъгъла AOB. Съотношението на ъгъла, под който обектът се вижда през телескопа, към ъгъла, под който обектът се вижда с просто око, се нарича увеличение на телескопа. Увеличението може да се изчисли, ако са известни главното фокусно разстояние на обектива F1 и основното фокусно разстояние на окуляра F2. Теорията показва, че увеличението W на галилеевата тръба е равно на: W= -F1/F2= -D2/D1, където D1 и D2 са съответно оптичните мощности на лещата и окуляра.

Знакът минус показва, че в галилеева тръба оптичната сила на окуляра е отрицателна.

Дължината на галилеевата тръба трябва да бъде равна на разликата между фокусните разстояния на обектива F1 и окуляра F2.

Тъй като позицията на фокуса се променя в зависимост от разстоянието до наблюдавания обект, при гледане на близки земни обекти разстоянието между лещата и окуляра трябва да бъде по-голямо, отколкото при гледане на небесни тела. За да можете правилно да монтирате окуляра, той се поставя в прибиращата се тръба.

Дизайнът на шпионка показва оптичния дизайн на шпионка на Кеплер. Обектът е много вляво и се вижда под ъгъл AOB. Лъчите от горната и долната точка на обекта се събират в O" и O" и, отивайки по-нататък, се пречупват от окуляра. Като постави окото зад окуляра, наблюдателят ще види изображение на обекта под ъгъл A "NE". В този случай изображението на обекта ще се появи с главата надолу.

Увеличение на Кеплерова тръба: W= F1/F2= D2/D1,

Разстоянието между обектива и окуляра в Кеплерова тръба е равно на сбора от фокусните разстояния на обектива F1 и окуляра F2. Следователно, Кеплеровата тръба винаги е по-дълга от Галилеевата тръба, което дава същото увеличение при същото фокусно разстояние на лещата. Тази разлика в дължините обаче намалява с по-голямото увеличение.

В тръбата на Кеплер, както и в галилеевата, движението на тръбата на окуляра е предвидено за възможност за наблюдение на обекти, разположени на различни разстояния.

Времената, когато всеки можеше да направи откритие в науката, почти напълно отминаха. Всичко, което един любител може да открие в химията, физиката, биологията, е отдавна известно, пренаписано и изчислено. Астрономията е изключение от това правило. Все пак това е наука за космоса, неописуемо необятно пространство, в което е невъзможно да се изследва всичко и дори недалеч от Земята все още има неоткрити обекти. Въпреки това, за да практикувате астрономия, имате нужда от скъп оптичен инструмент. Дали домашният телескоп е проста или трудна задача?

Може би бинокълът ще помогне?

Твърде рано е за начинаещ астроном, който току-що започва да гледа по-отблизо звездното небе, да направи телескоп със собствените си ръце. Схемата може да му се стори твърде сложна. Отначало можете да се справите с обикновен бинокъл.

Това не е толкова несериозно устройство, колкото може да изглежда, и има астрономи, които продължават да го използват дори след като станаха известни: например японският астроном Хиакутаке, откривателят на кометата, кръстена на него, стана известен именно с пристрастяването си към мощен бинокъл.

За първите стъпки на начинаещ астроном - за да разбера дали това е мое или не - всеки мощен морски бинокъл ще свърши работа. Колкото по-голям, толкова по-добре. С бинокъл можете да наблюдавате Луната (с доста впечатляващи детайли), да видите дисковете на близките планети, като Венера, Марс или Юпитер, и да изследвате комети и двойни звезди.

Не, все пак е телескоп!

Ако се занимавате сериозно с астрономия и все още искате да направите сами телескоп, дизайнът, който изберете, може да принадлежи към една от двете основни категории: рефрактори (използват само лещи) и рефлектори (използват лещи и огледала).

Рефракторите се препоръчват за начинаещи: това са по-малко мощни телескопи, но по-лесни за правене. След това, когато натрупате опит в правенето на рефрактори, можете да опитате да сглобите рефлектор - мощен телескопсъс собствените си ръце.

Какво прави един мощен телескоп различен?

Какъв глупав въпрос, питаш. Разбира се – чрез увеличение! И ще сгрешите. Факт е, че не всички небесни тела по принцип могат да бъдат увеличени. Например, няма да увеличите звездите по никакъв начин: те са разположени на разстояние от много парсеци и от такова разстояние се превръщат практически в точки. Никой подход не е достатъчен, за да видите диска далечна звезда. Можете да „увеличавате“ само обекти в Слънчевата система.

А телескопът, на първо място, прави звездите по-ярки. И това свойство е отговорно за първата му най-важна характеристика - диаметърът на лещата. Колко пъти лещата е по-широка от зеницата? човешко око- всички светила стават толкова пъти по-ярки. Ако искате да направите мощен телескоп със собствените си ръце, ще трябва да потърсите на първо място леща с много голям диаметър за обектива.

Най-простата схема на рефракционен телескоп

В най-простата си форма пречупващият телескоп се състои от две изпъкнали (увеличителни) лещи. Първата - голямата, насочена към небето - се нарича леща, а втората - малката, в която гледа астрономът, се нарича окуляр. Трябва да направите домашен телескоп със собствените си ръце точно според тази схема, ако това е първият ви опит.

Обективът на телескопа трябва да има оптична сила от един диоптър и възможно най-голям диаметър. Можете да намерите подобен обектив например в работилница за очила, където от тях се изрязват очила за очила. различни форми. По-добре е лещата да е двойно изпъкнала. Ако нямате двойно изпъкнала леща, можете да използвате чифт плоско-изпъкнали лещи с половин диоптър, разположени една след друга, с изпъкнали страни в различни посоки, на разстояние 3 сантиметра една от друга.

Всяка силна увеличителна леща ще работи най-добре като окуляр, в идеалния случай лупа в окуляр на дръжка, като тези, които се произвеждаха преди. Всеки окуляр ще свърши работа оптично устройствофабрично производство (бинокъл, геодезически уред).

За да разберете какво увеличение ще осигури телескопът, измерете фокусното разстояние на окуляра в сантиметри. След това разделете 100 cm (фокусното разстояние на леща с 1 диоптър, т.е. леща) на тази цифра и получете желаното увеличение.

Закрепете лещите във всяка здрава тръба (картон, намазан с лепило и боядисан отвътре с най-черната боя, която можете да намерите, ще свърши работа). Окулярът трябва да може да се плъзга напред-назад в рамките на няколко сантиметра; това е необходимо за заточване.

Телескопът трябва да бъде монтиран на дървен триножник, наречен Добсонова стойка. Рисунката му може лесно да бъде намерена във всяка търсачка. Това е най-лесният за производство и в същото време надежден монтаж за телескоп, почти всички домашни телескопи го използват.