Конструирование телескопов
из готовой оптики

Телескоп-рефлектор
Самодельный телескоп

Создание учебной астрономической обсерватории

Астрономические наблюдения

Конструирование телескопов из готовой оптики

Самодельный рефлектор с вогнутым зеркалом, изготовленным руками любителя, не является единственным типом любительского телескопа. В практике работы астрономического кружка средней школы, по крайней мере на первых порах, немаловажную роль может сыграть конструирование телескопов из готовой оптики. Наиболее простыми из них являются телескопы из очковых стекол.
На целесообразность использования очковых стекол в качестве однолинзовых объективов для самодельных телескопов-рефракторов в свое время обратил внимание любителей астрономии еще А. А. Чикин, изложивший в своей книге "Самодельная астрономическая труба из очковых стекол" очень подробно методику изготовления таких телескопов и их применение в астрономических наблюдениях.
В теоретической оптике доказывается, что небольшая (диаметром меньше 4 см) собирательная линза, светосила которой не превосходит 1:50, способна давать изображения, практически свободные как от сферической, так и от хроматической аберрации.
Это обстоятельство, которое необходимо учитывать при изготовлении астрономических труб из очковых стекол, кладет предел их проницающей силе и разрешающей способности, ибо даже при фокусном расстоянии 2 м диаметр однолинзового объектива не должен превышать 40 мм. Тем не менее конструирование телескопов-рефракторов с объективами из очковых стекол имеет большую методическую ценность и может послужить началом развертывания серьезной работы по телескопостроению в школе.
На первых порах можно ограничиться изготовлением небольшой астрономической трубы, использовав в качестве объектива для нее собирательное очковое стекло с фокусным расстоянием 0,5 м (+2 диоптрии). Корпус трубы можно склеить из плотной бумаги. Ее длина должна быть короче на несколько сантиметров фокусного расстояния объектива, а внутренний диаметр - равным диаметру очкового стекла так, чтобы последнее могло быть с некоторым усилием вставлено в нее. На переднем конце трубы закрепляется объектив (очковое стекло). Он диафрагмируется до отверстия 10-12 мм; в противоположный конец трубы вставляется короткая окулярная трубка с закрепленным в ней окуляром. Фокусировка осуществляется небольшими перемещениями окулярной трубки.
В качестве окуляра можно использовать небольшую лупу приблизительно с десятикратным увеличением или даже второе очковое стекло с оптической силой 15-20 диоптрий (и больше). Однако целесообразнее употребить готовые окуляры от микроскопа с увеличениями 7х, 10х и 15х. С этими окулярами труба будет давать увеличения соответственно в 14, 20 и 30 раз. Употреблять более сильные окуляры уже не имеет смысла.
Для предохранения от сырости труба телескопа и окулярная трубка должны быть покрашены. Изнутри обе трубы красят в темный цвет. Готовую трубу монтируют на простейшем азимутальном штативе (рис. 30), снабженном деревянной треногой (можно использовать готовый фотографический треножник).
Простейший азимутальный штатив для трубы из очковых стекол
Рис. 30
Простейший азимутальный штатив для трубы из очковых стекол
Параллактическая установка для длиннофокусной трубы
Рис. 31
Параллактическая установка для длиннофокусной трубы из очковых стекол (по А. А. Чикину).
Несмотря на исключительную простоту устройства и легкость изготовления, эта труба позволяет провести много интересных ознакомительных наблюдений (лунный рельеф, солнечные пятна, спутники Юпитера, некоторые двойные звезды, туманности Ориона и Андромеды). С помощью ее можно легко различать звезды до 7-й звездной величины.
Еще более сильной получится труба, если в качестве объектива для нее использовать задиафрагмированную до 20-22 мм очковую линзу с фокусным расстоянием 1 м. С перечисленными выше окулярами от микроскопа она будет давать увеличения в 28, 40 и 60 раз. Трубу для этого телескопа можно склеить из большого листа ватманской бумаги; можно подобрать готовую тонкостенную металлическую трубу нужных размеров. Полученный телескоп обладает угловым разрешением в 6" и позволяет видеть звезды до 8-й звездной величины. С его помощью можно заняться серьезными систематическими наблюдениями солнечных пятен, подробно ознакомиться с основными деталями лунной поверхности, уверенно следить за. спутниками Юпитера и вообще проводить много интересных астрономических наблюдений с учебной целью.
Вершиной творчества в конструировании астрономических труб из очковых стекол будет создание длиннофокусного рефрактора (на уровне телескопической техники XVI столетия). Объективом для него послужит круглое (не обточенное с краев) очковое стекло с фокусным расстоянием 2 м. Свободное отверстие этого телескопа может уже достигать 40-45 мм (при этом сферическая и хроматическая аберрации будут почти незаметны). С перечисленными выше окулярами телескоп позволит получать увеличения в 56, 80 и 120 раз при угловом разрешении в 3". В него можно легко видеть звезды до 9-й звездной величины, уверенно различать кольцо Сатурна, экваториальные полосы на Юпитере и многие весьма мелкие детали лунной поверхности. Кроме того, его с большой пользой можно применять для наблюдений Солнца с учебной и научной целью.
Трубу для столь длиннофокусного телескопа клеить из бумаги нецелесообразно, так как, обладая чрезмерно малым весом, она будет дрожать при самых незначительных порывах ветра. Лучше подобрать готовую тонкостенную металлическую трубу нужных размеров. Автор, с увлечением занимавшийся в школьные годы постройкой телескопов из очковых стекол, для сооружения подобного длиннофокусного рефрактора с успехом использовал подходящих размеров кусок водопроводной трубы. Телескоп он монтировал на экваториальной установке, основанием которой служил вкопанный в землю столб (все сооружение находилось внутри павильона шестигранной формы с шатрообразной крышей).
К описанному длиннофокусному рефрактору можно в качестве искателя присоединить небольшую трубу, также из очковых стекол, дающую увеличение в 10-15 раз, а сам телескоп смонтировать на достаточно жесткой и прочной параллактической установке, лучше всего английского типа (рис.31).
Эта установка почти целиком может быть сделана из дерева. При желании ее можно снабдить раздвижной штангой с микрометрическим винтом для мелких перемещений трубы телескопа около оси склонений и разделенными кругами. Нетрудно также изготовить и приспособление (например, с фрикционным зацеплением) для небольших перемещений телескопа вдоль суточной параллели.
Очковые стекла можно использовать для изготовления не только рефракторов, но и рефлекторов. Однако в отличие от рефрактора объективом рефлектора будет служить не собирательная, а рассеивающая очковая линза с вогнутой сферической поверхностью, которую предварительно придется посеребрить. Из-за отсутствия хроматической аберрации в рефлекторах диафрагмировать такой миниатюрный зеркальный объектив не нужно.
Рефлектор с объективом из вогнутого очкового стекла
Рис. 32
Два варианта рефлектора с объективом из вогнутого очкового стекла:
а - схема Ломоносова - Гершеля; б - схема Ньютона с вынесенной вбок диагональной призмой.
Однако, поскольку оптические поверхности очковых стекол изготовляются с не очень высокой точностью, желательно, чтобы его фокусное расстояние при диаметре 40-45 мм было не менее 50-60 см. Еще лучше, если оно будет равно 100 см (но не больше, иначе светосила рефлектора будет слишком мала, а его труба - чрезмерно длинной).
Такой рефлектор можно собирать либо по схеме Ломоносова - Гершеля, либо по схеме Ньютона (рис. 32, а, б), вынося, однако, диагональную призму в сторону от оптической оси и наклонив немного соответствующим образом- само главное зеркало (т. е. посеребренную вогнутую очковую линзу). Из-за небольшой светосилы рефлектора обе системы будут работать очень хорошо.
Для наблюдений Солнца вогнутую поверхность очковой линзы не следует серебрить, ибо отражаемый стеклянной поверхностью поток солнечных лучей настолько интенсивен, что требует дальнейшего ослабления с помощью фильтров.
Кроме очковых стекол, в качестве объективов для небольших самодельных телескопов можно использовать также объективы от проекционных фонарей или эпидиаскопов. Однако эти объективы при небольших фокусных расстояниях имеют значительные неисправленные аберрации и позволяют получать увеличения не свыше 15-20 раз.
Реальный путь создания достаточно сильного телескопа из готовой оптики заключается в приобретении настоящего астрономического объектива и комплекта окуляров к нему в одном из специализированных магазинов с последующим изготовлением на месте всей механической части телескопа. Впрочем, неплохие астрономические окуляры можно приобрести в магазинах наглядных пособий. Эти окуляры предназначены для школьных телескопов. Очевидно, телескоп из готовой оптики с механической частью собственного изготовления обойдется значительно дешевле аналогичного по мощности телескопа фабричного изготовления.
Наверх
  Главная
  Карта сайта
  Гостевая
  О сайте
Copyright © 2012 ENERGYGAP.RU Все права защищены.