Телескоп обзор конструкции + как сделать своими руками

Телескоп обзор конструкции + как сделать своими руками

Изобретателем конструкции телескоп считается Иоанн Липперсгей. Немец по происхождению, мастер изготовления очков, создал простую оптику в 1608 году, используя пару линз разной кривизны и фокусного расстояния. Немногим позже, как свидетельствует история, Галилео Галилей также применил линзы, чтобы сделать аналогичный прибор под наблюдение за звёздным небом.

Телескоп – общие представления на оптический прибор

Независимо от типа и сложности конструкции, практически все телескопы фактически поддерживают одинаковый принцип действия. То есть улавливают свет и предоставляют потенциальному зрителю изображение в подробностях. По сути, глаза человека также в какой-то мере представляют телескоп. Аналогами прибора выступают также:

  • фотоаппараты,
  • спутниковые антенны,
  • радиотелескопы и т.п.

Конструкция телескопа и принцип действия

Такого типа устройства конструктивно содержат две базовых части:

  1. Первая линза.
  2. Вторая линза.

Первая линза характеризуется как объектив, вторая как окуляр. Телескопы, конструкцией которых предусмотрено применение непосредственно только линз, именуются преломляющими телескопами (рефракторами). Однако существуют несколько иные конструкции телескопов, где вместо первой линзы применяется зеркало (главное зеркало). Этот тип приборов получил название — отражающий телескоп (отражатель). Между тем большая доля конструкций профессионального применения — это рефлекторы.

МОНОКУЛЯР

Телескоп - конструкция устройства по типу рефрактора
Упрощённая модель на телескоп (рефрактор): 1 – точка подвода зрачка глаза; 2 — изображение фокуса, увеличенное до размера зрачка глаза; 3 – фокус; 4 — объектив, собирающий лучи света с передачей на фокус; 5 – входящие световые лучи

Линза объектива (главное зеркало в конструкциях отражателей) принимает лучи света удалённого объекта и переправляет в точку (фокус). Изображение при этом изогнуто (сфокусировано) на небольшой поверхности, именуемой фокальной плоскостью. Окуляр – это увеличительное стекло, которым фокусируются лучи света от изображения в фокальной плоскости. В итоге наблюдатель получает увеличенное изображение.

Преимущественные стороны конструкций профессиональных приборов

Как уже отмечалось, большинство профессиональных телескопов выступают рефлекторными конструкциями. Главным преимуществом отражателей является возможность создания крупногабаритных систем, учитывая конструктивные возможности поддержки задней части зеркала.

Другим явным преимуществом отражателей является отсутствие хроматической аберрации — особенности рефракторов, когда свет разных длин волн проходит через линзу с разной скоростью, создавая вокруг изображения радужный ореол.

Наконец, ещё одной преимущественной стороной такого типа конструкций видится необходимость правильной формы только одной стороны объектива (отражающая сторона главного зеркала). Однако, учитывая путь прохождения световых лучей через линзу, этот компонент системы необходим в идеальной форме с обеих сторон.

Электрический воздушный компрессор, 220В/110В 30 мпаЭлектрический воздушный компрессор высокого давленияЭлектрический воздушный насос высокого давления

Принцип работы увеличительной линзы прибора

Увеличительные стёкла (линзы) телескопов работают на фокусирование световых лучей, в результате чего создаётся виртуальное изображение в определённом месте. Точно так же, как человек наблюдает «виртуально» собственное отражение в зеркале, наблюдатель телескопа видит более крупное виртуальное изображение, создаваемое лучами света, проходящими через увеличительное стекло.

Реальное изображение передаётся на сетчатку глаз наблюдателя, но не за пределы фокальной плоскости. Однако для наблюдателя изображение может восприниматься находящимся на некотором расстоянии от поверхности увеличительного стекла. Эффект напоминает магию, когда используются виртуальные образы объектов, например, пустых или парящих в воздухе.

В области астрономии применяются телескопы (рефлекторы), способные обеспечить наблюдения в широком диапазоне длин световых волн:

  • низкоэнергетические радиоволны,
  • микроволновый свет,
  • высокоэнергетические гамма-лучи,
  • рентгеновские лучи.

На изображении ниже представлен полный спектр световых лучей, используемых конструкциями телескопов.

ПРОФИ HD

Телескоп - диаграмма на световой диапазон для телескопических станций
Спектральный диапазон лучей света, который могут обрабатывать телескопические аппараты, создаваемые разными по сложности и технологиям: 1 – микроволны, мм; 2 – частота, Гц; 3 – видимый человеческим глазом

Среди технологичных и сложных систем можно выделить два телескопа:

  1. Рентгеновской обсерватории CHANDRA.
  2. Космических наблюдений JWST.

Обе системы являются продуктами производства компании «Northrop Grumman Space Technology». Аппаратом обсерватории CHANDRA обеспечивается наблюдение рентгеновских излучений, тогда как аппарат JWST предназначен под наблюдение в инфракрасном диапазоне света.

Как сделать рефлекторный телескоп своими руками?

Телескопическую систему вполне доступно сделать своими руками. Требуется только желание и определённый набор комплектующих деталей, а также кое-какой инструмент. Список комплектующих деталей следующий:

  • вогнутое зеркало,
  • линза (увеличительное стекло),
  • трубка картонная (тубус),
  • малая картонная трубка (10 см, диаметр 3 см),
  • малая картонная трубка (10 см, диаметр 2,8 см),
  • плоское зеркало 2*2 см,
  • деревянная палочка (штырь).

Список инструментария для производства работ:

  • рулетка,
  • двусторонний скотч,
  • лента гаффа,
  • изоляционная лента,
  • ножницы,
  • резак по картону.

Этап №1: определение фокусной дистанции

На первом этапе производства работ потребуется определить «фокусное расстояние» («фокусную дистанцию») используемого в конструкции вогнутого зеркала. Для определения этого параметра необходима солнечная погода и удобное место в условиях улицы (однако не исключено и в помещении).

METEOR 875

Телескоп - как измерить фокусное расстояние?
Намного удобнее измерить фокусную дистанцию работая в паре с партнёром, когда один манипулирует зеркалом, а другой измеряет дистанцию с помощью рулетки

Нужно поместить лист белой бумаги таким образом, чтобы иметь возможность сфокусировать на этот лист световую точку, отражённую зеркалом от солнца. Удалением или приближением зеркала к бумажному листу следует добиться появления чёткой яркой точки света на бумаге. При таком положении измерить расстояние от зеркала до листа. Это и будет искомый параметр фокусного расстояния.

Этап №2: Подбор трубчатой части на телескоп

На следующем этапе производства работ потребуется подобрать (или изготовить) картонный тубус (трубку), подходящую по внутреннему диаметру под диаметр используемого вогнутого зеркала. Соответственно, размер длины тубуса должен быть не менее того параметра, что был получен в процессе определения фокусного расстояния.

ОКУЛЯР 1.25

Телескоп - установка трубы окуляра на конструкции своими руками
Пример монтажа второй картонной трубки с окуляром на основной трубе телескопа, изготовленного своими руками, где ранее было установлено рефлекторное зеркало

В области одной конечной части картонного тубуса необходимо закрепить вогнутое (рефлекторное) зеркало, направив зеркальную поверхность внутрь трубной области. На расстоянии десяти (10) сантиметров от зеркала потребуется оставить метку. Здесь необходимо проделать отверстие в стенке тубуса под вставку второй картонной (или иной) трубки меньшего диаметра.

Внутри этой трубки с натягом помещается ещё одна, внутри которой монтируется окуляр. Эту третью трубку нужно изготовить с таким расчётом, чтобы обеспечить достаточно плотную посадку в первичную трубу. Но при этом обеспечить возможность вдвигать или выдвигать, тем самым обеспечивая подстройку фокуса в небольших пределах.

PAGANI - мужские механические наручные часыЖенские механические часы JSDUNPAGANI дизайнерские брендовые мужские часы

Этап №3: Установка отражающего зеркала

Как показано на картинке выше, несколько ниже от границы установленной окулярной трубки намечается точка. Здесь проделывается отверстие под ось, на которой закрепляется отражающее прямое зеркало. В качестве вращающейся оси для самодельного телескопа применяется деревянная палочка.

РЕФРАКТОР

Телескоп своими руками - отражательное зеркало
Вот, примерно, такая конструкция регулятора отражающего света получается, когда делается простая конструкция на телескоп своими руками

Деревянная ось пропускается через отверстия, проделанные в стенках основной картонной трубы. Внутри трубы на ось закрепляется прямое зеркало. В результате получается регулируемая отражательная система. Вот, в принципе, и вся конструкция – вполне работоспособная, позволяющая наблюдать, к примеру, за состоянием поверхности Луны.

Заключение

Это, конечно же, один их нескольких возможных вариантов исполнения телескопической системы своими руками. Есть способы другие, например, изготовление прямоточной конструкции, только на линзах без зеркал. При желании отыскать конкретную информацию на то, как сделать телескоп своими руками, можно всегда. На нашем ресурсе тоже будут публиковаться материалы такого рода и в дальнейшем.


При помощи информации: Unawe