Как самому сделать хороший бинокль. Самодельная подзорная труба. Как сделать телескоп? Подбираем материалы

Наверное, каждый в своей жизни хотя бы немного интересовался астрономией и хотел иметь при себе инструмент, позволивший бы рассмотреть поближе загадки звездного неба.

Хорошо, если у вас есть бинокль или подзорная труба — даже в такие достаточно слабые астрономические инструменты уже можно любоваться красотой звездного неба. Но если ваш интерес к этой науке достаточно сильный, а доступа к инструменту нет совсем или имеющиеся инструменты не удовлетворяют ваше любопытство, вам все же понадобится более мощный инструмент — телескоп , который можно сделать самостоятельно в домашних условиях. В нашей статье пошаговая инструкция с фото и видео о том, как сделать телескоп своими руками.

Телескоп заводского изготовления обойдется вам достаточно дорого, поэтому его покупка уместна лишь в случае, если вы хотите заниматься астрономией на любительском или профессиональном уровне. Но для начала, чтобы приобрести начальные знания и навыки, и, наконец, понять действительно ли астрономия — это ваше, вам стоит попробовать изготовить телескоп своими руками.

Во многих детских энциклопедиях и других научных изданиях вы можете найти описание изготовления простейшего телескопа. Уже такой инструмент позволит увидеть кратеры на Луне, диск Юпитера и 4 его спутника, диск и кольца Сатурна, серп Венеры , некоторые крупные и яркие звездные скопления и туманности, звезды , невидимые невооруженным глазом. Сразу же стоит обратить внимание, что такой телескоп не может претендовать на качество изображения в сравнении с телескопами заводского изготовления в следствие несоответствия назначения оптики, которая будет использоваться.

Устройство телескопа

Для начала — немного теории. Телескоп, как на фото, состоит из двух оптических узлов — объектива и окуляра . Объектив собирает свет от объектов, от его диаметра напрямую зависит максимальное увеличение телескопа и то, насколько слабые объекты можно будет наблюдать. Окуляр увеличивает изображение, формируемое объективом, за ним в оптической схеме следует глаз человека.

Существует несколько типов оптических телескопов, два из наиболее распространенных — рефрактор и . Объектив рефлектора представлен зеркалом, а рефрактора — системой линз. В домашних условиях изготовление зеркала для рефлектора — достаточно трудоемкий и точный процесс, который под силу не каждому. В отличие от рефлектора, недорогие линзы для рефрактора нетрудно приобрести в магазине оптики .

Увеличение телескопа равно отношению Fоб/Fок (Fоб — фокусное расстояние объектива, Fок — окуляра). Наш телескоп будет иметь мксимальное увеличение порядка 50х.

Для изготовления объектива необходимо приобрести заготовку линзы для очков с силой 1 диоптрия, что соответствует фокусному расстоянию 1 м. Такие заготовки обычно имеют диаметр около 70 мм. К сожалению, очковые линзы изготавливаемые в виде менисков, слабо подходят под такое применение, но можно остановиться и на них. Если у вас имеется длиннофокусная двояковыпуклая линза, рекомендуется использовать именно ее.

Окуляром может послужить обычное увеличительное стекло (лупа) небольшого диаметра порядка 30 мм. Хорошим вариантом может быть также окуляр от микроскопа.

В качестве корпуса можно использовать две трубы из плотной бумаги, одна короткая — порядка 20 см (окулярный узел), вторая около 1 м (основная часть трубы). Короткая труба вставляется в длинную. Корпус можно изготовить либо из широкого листа ватмана, либо из рулона обоев, свернутого в трубу в несколько слоев и проклеенного клеем ПВА. Количество слоев подбирается вручную, пока труба не станет достаточно жесткой. Внутренний диаметр основной трубы должен быть равен диаметру очковой линзы.

Объектив (очковая линза) крепится в первой трубе выпуклой стороной наружу с помощью оправы — колец диаметром, равным диаметру линзы и толщиной около 10 мм. Сразу за линзой устанавливается диск — диафрагма с отверстием по центру диаметром 25 — 30 мм — это необходимо с целью уменьшения значительных искажений изображения, получаемых за счет одиночной линзы. Это скажется на уменьшении количества света, собираемого объективом. Объектив устанавливается ближе к краю основной трубы.

Окуляр устанавливается в окулярном узле ближе к его краю. Для этого вам придется изготовить из картона крепление для окуляра. Оно будет состоять из цилиндра равного по диаметру окуляру. Этот цилиндр будет крепиться к внутренней стороне трубы двумя дисками диаметром равным внутреннему диаметру окулярного узла с отверстием равным по диаметру окуляру.

Фокусировка будет производиться изменением расстояния между объективом и окуляром, за счет движения окулярного узла в основной трубе, а фиксация будет происходить за счет трения. Фокусировку удобно выполнять на ярких и больших объектах, таких как Луна, яркие звезды, близлежащие здания.

При построении телескопа необходимо учитывать, что объектив и окуляр должны быть параллельны друг другу, а их центры должны находиться строго на одной линии.

Можно также поэкспериментировать с диаметром отверстия диафрагмы и найти оптимальный. Если использовать линзу с оптической силой 0.6 диоптрии (фокусное расстояние равно 1/0.6, а это около 1.7 м) — это позволит увеличить отверстие диафрагмы и повысить увеличение, однако увеличит длину трубы до 1.7 м.

Стоит всегда помнить, что в телескоп и любой другой оптический прибор нельзя смотреть на солнце. Это моментально повредит ваше зрение.

Итак, вы познакомились с принципом построения простого телескопа и можете теперь сделать его своими руками. Существуют другие варианты телескопа из очковых линз или телеобъективов. Любые детали изготовления, а также другую интересующую вас информацию вы можете найти на сайтах и форумах по астрономии и телескопостроению. Это очень широкая область, ею занимаются как совсем новички, так и профессиональные астрономы.

И помните, стоит лишь окунуться в неизвестный вам ранее мир астрономии — и при вашем желании он покажет вам множество сокровищ звездного неба, научит технике наблюдений, фотографирования совершенно разнообразных объектов и многому другому, о чем вы даже не догадывались.

Ясного неба вам!

Видео: как сделать телескоп своими руками

Оптика / ПНВ

Самодельный бинокль, конечно, не сможет конкурировать с промышленными образцами. Но если вы хотите порадовать своего ребенка или удивить друзей, то изготовленный по предложенному способу бинокль предоставит вам такую возможность. К тому же его можно будет даже использовать по назначению. И качество изготовленного вами бинокля будет зависеть только от вашей аккуратности и терпеливости.

Наш бинокль будет состоять из двух абсолютно одинаковых частей, соединенных между собой по ширине глаз человека. Каждая часть бинокля состоит из двух цилиндрических трубок разных диаметров и длины. В каждой трубе вмонтировано по паре линз.

Принцип действия создаваемого нами бинокля очень прост: лучи света, идущие от удаленной точки, преломляются на передней линзе, называемой объективом, и поступают на заднюю линзу, называемую окуляром. И уже из окуляра попадают на сетчатку нашего глаза. Нашей задачей будет изготовление необходимых линз и установка их в сделанный нами корпус.

Как изготовить линзы для бинокля?

Базовым элементом нашей конструкции будет плосковыпуклая собирающая линза, которую мы получим из обыкновенной перегоревшей лампочки накаливания.

Во избежание травм, руки предварительно необходимо защитить, надев перчатки. Аккуратно, чтобы не разбить наш шаблон и не пораниться, шилом удалите с цоколя лампочки вещество, которым центральный контакт закрепляется в лампочке. Удалите из колбы всю сердцевину, и вы получите заготовку для вашей будущей линзы.

Закрепите или подвесьте полученную колбу за цоколь. Медленно и осторожно налейте в колбу прозрачный нитроклей. Он должен заполнить дно колбы примерно на 15 – 20 миллиметров от низа колбы. При отсутствии нитроклея можно подыскать ему замену в виде клея для оргстекла, а у кого-то может быть в хозяйстве и прозрачный лак. Если сохранилась старая фотопленка, то ее также можно использовать, предварительно снявши с нее эмульсию, используя ацетон для ее растворения. Заливать нужно постепенно, несколько раз доливая выбранный наполнитель, каждый раз давши полностью стечь по стенкам колбы. Это необходимо, чтобы не образовалась дугообразная поверхность.

После полного затвердения заполнителя, в колбе получится линза, плоская с одной стороны и выпуклая с другой стороны. На качество линзы очень влияет качество стекла. Непригодны лампочки с шероховатым стеклом колбы или колбой, деформированной при литье. Также необходимо полностью удалить все надписи на стекле. Есть вариант заливки наполнителя не на дно колбы, а на ее сферическую боковую поверхность. Как правило, там отсутствуют всяческие надписи и более правильная сферическая форма. При помощи стеклолома нужно постепенно обломать края колбы до получения линзы и тщательно отшлифовать плоскую поверхность линзы медленными круговыми движениями мелкой наждачной шкуркой. От тщательности обработки зависит степень прозрачности линзы. Не следует заливать в колбу слишком много наполнителя. Количество наполнителя следует максимально ограничить в разумных пределах. Это связано с тем, что, имея разное тепловое расширение, в дальнейшем соединенные поверхности могут покоробиться и разрушиться.

Необходимо сделать две одинаковые по размерам плосковыпуклые линзы. Далее необходимо сложить их вместе, повернув друг к другу плоскими сторонами. Закрепите линзы в таком положении, используя обмотанную по окружности линз бумагу, обмазанную клеем, металлические круговые хомуты и даже скотч или изоленту. Закрепив линзы в таком положении, мы получим двояковыпуклую собирательную линзу, необходимую нам для объектива. Благодаря относительно малой выгнутости формы лампочки-заготовки, полученная линза будет обладать большим фокусным расстоянием.

Ту же самую процедуру проделаем, используя меньшие по размерам лампочки. Очень хорошо подойдут лампочки от автомобильных фар. Мы получим две плосковыпуклые линзы меньшего диаметра. Соберите из этих линз объектив. Но помните, что нам необходима двояковогнутая линза, если, конечно, вы не хотим наблюдать перевернутые изображения. Для этого маленькие линзы соберите воедино выгнутыми сторонами внутрь и закрепите в этом положении. Таким образом, мы уже получим объектив. Опять же, благодаря меньшему диаметру колбы исходной лампочки, у этой линзы будет меньшее фокусное расстояние.

Как определить кратность бинокля?

Фокусные расстояния полученных линз мы легко можем узнать, подложив под них лист белой бумаги и наведя на этот лист через линзу свет. Расстояние до линзы, на котором световой пучок сфокусируется в точку, и есть фокусное расстояние линзы.

Теперь мы можем легко подсчитать степень увеличения нашего будущего бинокля. Для этого фокусное расстояние большой линзы делится на фокусное расстояние малой линзы. Полученный результат и будет означать кратность увеличения вашего бинокля.

Как изготовить корпус бинокля?

Теперь нам необходимо изготовить футляры для линз. Это будут небольшие тубусы разного диаметра. Чтобы сделать тубус, подберите заготовку в виде круглого стержня диаметром немного больше диаметра изготовленной линзы. Для изготовления объектива возьмите заготовку в расчете на большую линзу и, намотав вокруг 2 - 3 слоя картона, промазанного клеем, создайте корпус объектива. Зафиксировав полученное сооружение изолентой или скотчем, дайте клею полностью высохнуть. Затем уже можно вынуть находящуюся внутри заготовку. Полученный корпус внутри и снаружи следует покрасить в черный цвет. Покраска необходима для избегания различных световых бликов. Установите в корпус большую линзу. Для этого используйте установочные кольца. В качестве колец могут послужить вырезанные из того же картона полоски. Их можно подклеивать изнутри корпуса в месте, где будет установлена линза, до плотного вхождения линзы. Можно и самостоятельно придумать способ крепления линз. Таким образом, вы получите трубу объектива вашего бинокля. Проделав то же самое для окулярной линзы, вы получите и окулярную трубу. Эти трубки необходимо вставить одна в другую. Обязательно следует обеспечить жесткую закрепленность труб относительно друг друга, и возможность окуляра перемещаться внутри объективной трубы. Длину трубок подберете экспериментально. Во избежание возможных ошибок следует учесть, что наибольшая совместная длина полученных труб должна быть близка к сумме фокусных расстояний окуляра и объектива. При подборе можно посоветовать отметить риску, где находится окуляр относительно объектива при смотрении вдаль. Отметьте также положение окуляра при разглядывании близких предметов. В этих пределах и будет перемещаться изготовленный вами объектив.

Линзы для очков неплохой материал для качественного телескопа. Прежде чем покупать хороший телескоп, можно сделать его самому из недорогих и доступных средств. Если вы или ваш ребенок захотели увлечься астрономическими наблюдениями, то постройка самодельного телескопа поможет изучить и теорию оптических устройств, и практику наблюдений.

Не смотря на то что, построенный телескоп-рефрактор из очковых стекол не покажет вам многого на небе, но приобретенный опыт и знания будут бесценны. После, если вас увлечет телескопостроение, можно построить более совершенный телескоп-рефлектор, например системы Ньютона (см. другие разделы нашего сайта).

Существует три вида оптических телескопов: рефракторы (в качестве объектива система линз), рефлекторы (объектив - зеркало), и катадиоптрические (зеркально-линзовые). Все современные самые большие телескопы - рефлекторы, их преимущество в отсутствии хроматизма и возможных больших размерах объектива, ведь чем больше диаметр объектива (его апертура), тем выше его разрешающая способность, и больше собирается света, а следовательно тем более слабые астрономические объекты видны в телескоп, тем выше их контрастность, и тем большие можно применить увеличения.

Рефракторы применяются там, где необходима высокая точность и контрастность или в небольших телескопах. А сейчас про самый простой рефрактор, с увеличением до 50 раз, в который вы сможете увидеть: крупнейшие кратеры и горы Луны, Сатурн с его кольцами (как шарик с кольцом, а не "пельмень"!), яркие спутники и диск Юпитера, некоторые звёзды невидимые невооруженным глазом.

Любой телескоп состоит из объектива и окуляра, объектив строит увеличенное изображение объекта, которое рассматривается, затем через окуляр. Расстояние между объективом и окуляром равно сумме их фокусных расстояний (F), а увеличение телескопа равно Fоб./Fок. В моём случае оно составляет примерно 1000/23=43 раз, т. е. 1,72D при диафрагме 25 мм.

1 - окуляр; 2 - основная труба; 3 - фокусировочная труба; 4 - диафрагма; 5 - скотч, которым крепится линза к третей трубе, которую можно легко извлекать, например для замены диафрагмы; 6 - линза.

В качестве объектива возьмём заготовку линзы для очков (можно купить в любой "Оптике") с силой 1 диоптрия, что соответствует фокусному расстоянию 1 м. Окуляр - я использовал ту же ахроматическую просветлённую склейку, что и для микроскопа, считаю для такого простого устройства - это неплохой вариант. В качестве корпуса я использовал три трубы из плотной бумаги, первая около метра, вторая ~20 см. Короткая вставляется в длинную.

Линза - объектив крепится к третей трубе выпуклой стороной к наружу, сразу за ней устанавливается диск - диафрагма с отверстием по центру диаметром 25-30 мм - это необходимо, т. к. одиночная линза, да ещё и мениск, очень плохой объектив и для получения сносного качества приходится жертвовать её диаметром. Окуляр - в первой трубе. Фокусировка производится изменением расстояния между объективом и окуляром, вдвигая или выдвигая вторую трубу, фокусировать удобно по Луне. Объектив и окуляр должны быть параллельны друг другу и их центры должны находиться строго на одной линии, диаметр трубы можно взять например на 10 мм больше диаметра отверстия диафрагмы. В общем, при изготовлении корпуса, каждый волен поступать как хочет.

Несколько замечаний:
- не устанавливайте ещё одну линзу после первой в объективе, как советуют на некоторых сайтах - это принесёт только светопотери и ухудшение качества;
- не устанавливайте также диафрагму глубоко в трубе - в этом нет необходимости;
- стоит поэкспериментировать с диаметром отверстия диафрагмы и подобрать оптимальный;
- можно также взять линзу на 0,5 диоптрии (фокусное расстояние 2 м) - это позволит увеличить отверстие диафрагмы и повысить увеличение, но длина трубы станет равной 2 метра, что может быть неудобно.
Для объектива подойдет одиночная линза, фокусное расстояние которой равно F=0.5-1 м (1-2 диоптрии). Достать ее несложно; она продается в магазине оптики, где есть линзы для очков. Такая линза имеет целый букет аберраций: хроматизм, сферическая аберрация. Уменьшить их влияние можно, применив диафрагмирование объектива, то есть уменьшить входное отверстие до 20 мм. Как проще это сделать? Вырезаете из картона колечко, равное диаметру трубы и внутри прорезаете то самое входное отверстие (20 мм), а затем ставите его перед объективом почти вплотную к линзе.

Можно даже из двух линз собрать объектив, в котором частично будет исправлена хроматическая аберрация, появляющаяся в результате дисперсии света. Чтобы ее устранить, берете 2 линзы разной формы и материала – собирательную и рассеивающую – с разным коэффициентом дисперсии. Простой вариант: купить 2 очковые линзы из поликарбоната и стекла. В стеклянной линзе коэффициент дисперсии будет 58-59, а в поликарбонате – 32-42. соотношение примерно 2:3, тогда и фокусные расстояния линз берем с этим же соотношением, допустим +3 и -2 диоптрии. Складываем эти значения, получим объектив с фокусным расстоянием +1 диоптрия. Линзы складываем вплотную; собирательная должна быть первой к объективу. Если одиночная линза, то она должна быть выпуклой стороной к объекту.

Как сделать телескоп без окуляра?! Окуляр – это вторая важная деталь телескопа, без нее мы никуда. Его делают из лупы с расстоянием фокуса 4 см. Хотя для окуляра лучше использовать 2 плосковыпуклые линзы (окуляр Рамсдена), установив их на расстоянии 0.7f. Идеальный вариант – достать окуляр от готовых приборов (микроскоп, бинокль). Как определить размер увеличения телескопа? Делите фокусное расстояние объектива (например, F=100см) на фокусное расстояние окуляра (например, f=5см), получаете 20 крат – увеличение телескопа.

Затем нам нужны 2 трубки. В одну вставим объектив, в другую – окуляр; далее первую трубку вставляем во вторую. Какие трубки использовать? Их можно сделать самим. Берете лист ватмана или обоев, но обязательно плотный лист. Сворачиваете трубку по диаметру объектива. Затем другой лист плотной бумаги сворачиваете, и помещаете в нее окуляр (!)плотно. Потом эти трубки плотно вводите одна в другую. Если появился зазор, то внутреннюю трубку оборачиваете в несколько слоев бумаги, пока зазор не исчезнет.

Вот ваш телескоп готов. А как сделать телескоп для астрономических наблюдений? Вы просто зачерняете внутреннюю полость каждой трубы. Раз мы делаем телескоп первый раз, то способ зачернения возьмем простой. Всего лишь покрасьте черной краской внутреннюю полость труб. Эффект от первого созданного самостоятельно телескопа будет ошеломляющим. Удивите родных своими конструкторскими способностями!
Часто геометрический центр линзы не совпадает с оптическим, поэтому если есть возможность обточить линзу у мастера не пренебрегайте ею. Но в любом случае подойдет и необточенная заготовка очковой линзы. Диаметр линзы - объектива большого значения для нашего телескопа не имеет. Т.к. очковые линзы сильно подвержены различным обберациям, особенно края линзы, то мы будем диафрагментировать линзу диафрагмой диаметром около 30 мм. Но для наблюдения разных объектов на небе, диаметр диафрагмы подбирается эмпирически и может варьироваться от 10 мм до 30мм.

Для окуляра, конечно, лучше использовать, окуляр от микроскопа, нивелира или бинокля. Но в этом примере я использовал объектив от фотоаппарата-мыльницы. Фокусное расстояние у моего окуляра 2,5 см. Вообще, в качестве окуляра подойдет любая положительная линза небольшого диаметра (10-30мм), с коротким фокусом (20-50мм).

Определить, самостоятельно фокусное расстояние окуляра просто. Для этого наведем окуляр на Солнце и расположим за ним плоский экран. Будем приближать и удалять экран, пока не получится самое маленькое и яркое изображение Солнца. Расстояние между центром окуляра и изображением и есть фокусное расстояние окуляра.

Самодельный бинокль , конечно, не сможет конкурировать с промышленными образцами. Но если вы хотите порадовать своего ребенка или удивить друзей, то изготовленный по предложенному способу бинокль предоставит вам такую возможность. К тому же его можно будет даже использовать по назначению. И качество изготовленного вами бинокля будет зависеть только от вашей аккуратности и терпеливости.

Как изготовить линзы для бинокля?

Как узнать степень увеличения бинокля?

Как изготовить корпус?

Теперь нам необходимо изготовить футляры для линз. Это будут небольшие тубусы разного диаметра. Чтобы сделать тубус, подберите заготовку в виде круглого стержня диаметром немного больше диаметра изготовленной линзы. Для изготовления объектива возьмите заготовку в расчете на большую линзу и, намотав вокруг 2 — 3 слоя картона, промазанного клеем, создайте корпус объектива. Зафиксировав полученное сооружение изолентой или скотчем, дайте клею полностью высохнуть. Затем уже можно вынуть находящуюся внутри заготовку. Полученный корпус внутри и снаружи следует покрасить в черный цвет. Покраска необходима для избегания различных световых бликов. Установите в корпус большую линзу. Для этого используйте установочные кольца. В качестве колец могут послужить вырезанные из того же картона полоски. Их можно подклеивать изнутри корпуса в месте, где будет установлена линза, до плотного вхождения линзы. Можно и самостоятельно придумать способ крепления линз. Таким образом, вы получите трубу объектива вашего бинокля. Проделав то же самое для окулярной линзы, вы получите и окулярную трубу. Эти трубки необходимо вставить одна в другую. Обязательно следует обеспечить жесткую закрепленность труб относительно друг друга, и возможность окуляра перемещаться внутри объективной трубы. Длину трубок подберете экспериментально. Во избежание возможных ошибок следует учесть, что наибольшая совместная длина полученных труб должна быть близка к сумме фокусных расстояний окуляра и объектива. При подборе можно посоветовать отметить риску, где находится окуляр относительно объектива при смотрении вдаль. Отметьте также положение окуляра при разглядывании близких предметов. В этих пределах и будет перемещаться изготовленный вами объектив.

Как сделать бинокль?

Безусловно, самодельная конструкция данного прибора не сможет конкурировать с промышленными образцами, особенно профессиональными. Но можно попробовать сделать бинокль своими руками, тем более, что это не так уж и сложно.

О том, как его собрать и из каких основных деталей он состоит, будет рассказано в нашей статье.

Конструкция

Перед тем, как сделать бинокль, необходимо тщательно изучить его конструкцию. Из каких же деталей он состоит? Давайте посмотрим!

Он собирается из двух совершенно одинаковых частей, соединяющихся по ширине расстояния между глазами человека (возможно регулирование). Каждая часть - цилиндрическая трубка. В нее вмонтировано по паре линз с каждой из сторон.

Принцип действия

Лучи света от удаленной в пространстве точки на передней линзе (объектив) преломляются. А затем поступают на заднюю линзу, которая называется окуляром. Оттуда лучи переходят в глаз человека. При этом происходит многократное увеличение рассматриваемого объекта.

Как сделать корпус

Цилиндры изготовим из плотного картона путем склеивания (два одинаковых). Нужно учесть, что окуляры, как правило, меньше размерами, чем основные линзы. Поэтому в цилиндре окружность, куда вставляем окуляр, должна быть меньше. Этого можно достичь путем переходника, выполненного из пластиковой бутылки, например. Цилиндры внутри и снаружи следует покрасить в черный или любой темный цвет.

О линзах

Линзы, конечно, также можно сделать своими руками. Но куда проще будет взять уже готовые (сейчас продаются отдельно или «наковырять» из луп). Помните о том, что объектив должен быть обоюдно выпуклым, а окуляр - обоюдно вогнутым. Если не соблюсти данный принцип, изображения в бинокле получатся перевернутыми. Линзы крепим скотчем, изоляционной лентой или клеем.

Цилиндры соединяем между собой готовыми или же вырезанными из жестяной банки из-под пива хомутиками. Расстояние между цилиндрами регулируем и закрепляем в нужном положении. Бинокль, сделанный своими руками, готов к использованию. Можно также постараться привлечь к изготовлению прибора вашего ребенка, так как это увлекательный и интересный процесс, рассчитанный на результат и аккуратность.