Хочу рассказать о своем опыте усиления игрушечного телескопа
из вот такого дешевого детского пластмассового набора китайского производства.
С максимальных заявленных для него 40х до 100 крат. То есть более, чем в два раза подняв увеличение, до уровня недорогих телескопов начального уровня. Что позволит более детально наблюдать не только Луну, но и другие объекты.
При этом дополнительные финансовые затраты можно считать несущественными.
А, если повезет, и у вас случайно найдутся подходящие очки, то посещать магазины и вовсе не придется.
Итак, для достижения всего вышезаявленного вам понадобятся:
1. Детский набор «Микроскоп и телескоп».
(Стоят в интернет магазинах от 2000 рублей, но мне достался б/у за 300 руб., по объявлению на сайте-барахолке. Считаю, что, если у вас такового в наличии нет, то за большую сумму покупать и не стоит).
2. 1 очковая линза на +1 диоптрию.
(Можно приобрести в магазинах оптики. Стоимость начинается от 200 руб. и выше, в зависимости от производителя. Я для эксперимента взял за 200 р. обычную полимерную. Но, если финансы позволяют, то можете выбрать более качественное изделие, например, с просветляющим покрытием. Правда, я не знаю, насколько это принципиально улучшит характеристики данного телескопа, но зато вам тогда еще и обрезать могут линзу под нужный диаметр, что в дальнейшем облегчит работу.
Либо же, как следует из названия, можно поискать подходящую оптику среди старых НЕНУЖНЫХ очков. Где вы их раздобудете, это уже ваша забота :) . А вот, как определить, что линза нам подходит, я расскажу ниже.)
3. Картонная труба диаметром 45 мм, либо 55 мм; длиной 600 мм и толщиной стенок от 3 мм.
(На такие наматывают различные рулонные стройматериалы. Поспрашивать можно, например, где продают полиэтиленовые пленки)
4. 2 бумажных стаканчика из-под кофе. Один поменьше - диаметром 70 мм. И второй побольше - 90 мм в диаметре верхней части (не обязателен, если используете линзу из старых очков).
5. Мебельный винт диаметром 6 мм и длиной 70 мм.
6. 3-4 гайки любого размера и внутренним диаметром от 6 мм или старый подшипник или все вместе (подберете опытным путем).
7. Пластиковая бутылка (куда без неё?).
8. Кусок пенопласта 70х70 мм и толщиной 10-15 мм.
Инструментарий для работы будет таким:
1. Клеевой пистолет.
2. Нож.
3. Дрель.
4. Ножницы.
5. Краски.
6. Скотч малярный (или обычный).
Что ж, налюбовавшись на крошечную Луну и окончательно убедившись, что нас не вполне устраивает сила нашего телескопчика «из коробки», приступаем к его апгрейду.
Для начала рассмотрим тот вариант, что у вас не нашлось старых ненужных очков и пришлось идти в магазин оптики и приобретать вот такую линзу на +1 диоптрию, диаметром 70 мм.
+1 диоптрия означает, что это линза собирающая, с фокусным расстоянием равным 1 метр. То есть, если вы пропустите через неё солнечный свет, то прошедшие лучи соберутся в самую маленькую и яркую точку ровно в метре от стеклышка.
(Что будет, если подержать эту яркую точку над какой-нибудь бумажкой или другой легковоспламеняющейся вещью подольше, вы, думаю, сами знаете. А, если не знаете, то сообщаю – может пойти дым и образоваться обугленная дыра. По этой причине никогда не смотрите на Солнце через оптику без специальных затемняющих фильтров, которые снижают яркость аж на 99%!).
Но можно для определения фокусного расстояния линзы использовать не только ближайшую к нам звезду (бывает, что её не вовремя закрывают тучи). Подойдет любой достаточно удаленный источник света. Хоть лампочка, хоть окно. И где изображение за линзой проявится максимально четким образом, там и фокальная плоскость.
Итак, мы убедились, что наша линза имеет метровый фокус.
К сведению, объектив, изначально установленный в телескоп из набора, имеет фокусное расстояние всего 40 см. И именно его-то мы и будем менять.
Для этого откручиваем трубу телескопа от штатива.
Затем, отделяем черную пластмассовую насадку, защищающую объектив от бокового света. Будьте аккуратны. Она приклеена, так что, скорее всего вам придется воспользоваться ножом, чтобы «подтолкнуть» насадку к выходу с трубы.
Дальше, нужно извлечь «штатный» объектив.
Он выглядит совсем крошечным.
Однако – это вполне нормальный диаметр для инструментов такого уровня. И как бы это ни огорчало, но диаметр нашей 7 сантиметровой линзы нам так же придется ограничивать(об этом позже). Улучшать же телескоп мы будем не за счет большего размера объектива, а за счет большего фокусного расстояния. Ведь именно эта величина, а точнее, отношение длины фокуса объектива к длине фокуса окуляра, определяет увеличение простейшего телескопа рефрактора. То есть, чем длиннофокусней объектив (длиннее труба) при неизменном окуляре, тем увеличение больше. Окуляры-же мы менять не собираемся (пока), будем считать, что они нас устраивают.
Разумеется, это не единственный критерий, определяющий качество изображения получаемого телескопом. Но цель настоящего обзора не лекция по телескопостроению, а описание того, как небольшая доработка может помочь на базе дешевых игрушек получать нечто интересное.
Извлеченную линзу выбрасывать не стоит, она вполне годится для использования, как обычная лупа (или, возможно, вы захотите вернуть её обратно).
Так как новый объектив более длиннофокусный, то нам необходимо нарастить телескоп ровно настолько, насколько новый фокус длиннее старого, то есть
100 см – 40 см = 60 см.
Именно такой длины и необходимо отрезать картонную трубу.
От диаметра имеющейся у вас картонной трубы зависит только одно – будете вы вставлять в неё пластмассовую часть без черной насадки, которую отделили, чтобы извлечь объектив (если труба у вас 45 мм) или вместе с ней, если диаметр трубы 55 мм.
Во втором случае, возможно, придется немного подточить картон изнутри с помощью ножа, чтобы чуть-чуть увеличить внутренний диаметр
и еще сделать саму трубу покороче на 4 см, то есть вместо 60 отрезать 56 см.
После того, как мы подготовили картонную трубу, приступаем к установке на её конце нового объектива. Для решения этой задачи я решил использовать стаканчики из-под кофе (очень уж идея понравилась).
Один (что поменьше) будет служить опорой для линзы, а второй (побольше) – защитой.
Чтобы насадить меньший стакан на трубу я вырезал у него дно
И произвел 8 надрезов примерно по 5 мм глубиной по периметру со стороны дна.
После чего проверил, что труба теперь свободно заходит в стаканчик
Далее я раздобыл небольшой кусок пенопласта 7х7 см (если иного не нашлось, можете пожертвовать частью упаковки из набора).
И вырезал кольцо с внешним диаметром таким же как верхний край маленького стаканчика, и с внутренним, как внешний диаметр картонной трубы.
Причем внешний край кольца я вырезал с небольшим уклоном в меньшую сторону, то есть под конус. С таким расчетом, чтобы после обрезки оно плотно входило в внутрь стакана.
Насадив стакан на трубу так, чтобы его край и край трубы были на одном уровне, я вставил пенопластовое кольцо между ними, обеспечив таким несложным способом фиксацию и соосность трубы и стаканчика друг относительно друга.
Чтобы стаканчик не двигался, я обмотал место соединения стакана с трубой малярным скотчем.
Теперь можно установить объектив. Его я уложил прямо на стакан, выпуклой стороной наружу, как можно ровнее выставив линзу по краям.
После чего зафиксировал скотчем.
Не забудьте перед тем как устанавливать линзу протереть её мягкой тканью, чтобы убрать пыль и пятна. Особенно с вогнутой (внутренней) стороны. Поскольку доступ к ней после фиксации будет ограничен. И, если останутся загрязнения, то придется разматывать скотч, чтобы осуществить очистку.
Следом можно установить защиту объектива от боковой засветки (что в городских условиях весьма актуально). Для этого и нужен стакан побольше.
У большого стаканчика я так же вырезал дно и просто как бы продолжил с его помощью конус маленького.
(При отсутствии бумажных стаканов, необходимые конуса можно изготовить самостоятельно из листа тонкого картона, воспользовавшись вот такой распечаткой
Она годится для обоих конусов и большого и маленького)
Приклеивать защиту не советую, потому что в будущем, возможно, понадобится чистка линзы от пыли или случайного мусора. И, чтобы добраться до неё, будет проще отмотать бумажный скотч, чем склеенные детали.
В получившуюся конструкцию, с противоположного от объектива конца, я вставил «родную» пластмассовую часть с окуляром. Как я уже упоминал, если труба у вас 45мм, то вставляем напрямую, без черной насадки,
а, если 55 мм, то вместе с насадкой.
Значительно удлинившаяся база телескопа вызвала закономерное смещение центра тяжести в сторону объектива и телескоп стал заваливаться вперед.
Поэтому, мне пришлось немного сместить область соединения со штативом. Для чего я сперва определил примерное положение точки, где удлиненная труба балансирует в воздухе не падая (с выдвинутым до середины хода окуляром).
И с помощью термоклея прикрепил в новый центр тяжести крышку от пластиковой бутылки.
Дальше нужно отрезать от той же пластиковой бутылки горлышко и приклеить его к вращающейся головке штатива. Ровно к тому месту, куда раньше с помощью винта крепился телескоп (для удобства работы можно открутить винтик держащий головку штатива и снять её).
Несмотря на увеличение размера, телескоп получился не очень тяжелым. И термоклей после застывания вполне справляется с задачей удержания его веса. Но возникает небольшой перекос в сторону трубы относительно оси её вращения на штативе. Поэтому я решил добавить к телескопу маленький противовес. Для этого я взял 7 сантиметровый мебельный болт с такой же резьбой, как у болта в опоре телескопа.
Затем, просверлил в картонной трубе сквозное отверстие диаметром 6 мм точно через центр крышки.
Слегка расширив образовавшееся с противоположной от крышки стороны отверстие ножом до размеров шляпки болта, я вставил сам болт внутрь. Так, чтобы он уперся шляпкой во внутреннюю стенку, целиком выйдя наружу со стороны пластмассовой крышки.
Очистив внутреннюю поверхность от мусора и удалив неровные края картона, я заклеил просверленное отверстие скотчем, чтобы в будущем через него в телескоп не попадал мусор.
Добавив клея, я зафиксировал болт в его положении.
После того, как клей схватился, я, продев торчащий конец болта через отверстие в головке штатива, накрутил крышку вместе с трубой на горлышко бутылки, создав опору для телескопа в месте расположения нового центра тяжести.
Дальше я насадил на остаток болта несколько гаек и старый подшипник. Соорудив таким образом некое подобие противовеса.
Для фиксации всего этого прекрасно подошла родная гайка с пластмассовой ручкой, которой прежде нога телескопа и прикручивалась к штативу.
Возвращаем головку штатива обратно на место.
Вот, что получилось.
И вот как оно выглядит после покраски.
Теперь немного слов о том, что будет, если у вас найдутся старые очки с линзами(ой) +1 диоптрия.
Да в принципе, все тоже самое, только еще проще. Проще в том плане, что можно приклеить линзу прямо к трубе, если не хотите заморачиваться со стаканами.
Лучше для этого подойдёт труба 55 мм диаметром. Но придется постараться совместить оптические оси объектива и окуляра. Если вы установите очковую линзу неровно, то при наблюдении на изображении могут быть сильные искажения. Возможно вам даже придется немного подрезать края трубы в местах соприкосновения с «плавающими» краями линзы, чтобы она легла максимально перпендикулярно оси телескопа.
Ну, а дальше все в том же ключе.
Какие линзы подходят для усиления такого телескопа? Любые плюсовые с фокусным расстоянием больше 60 см. Стандартные варианты это: 66, 80, 100 и 133 см. Расчетные максимальные увеличения будут соответственно: 60х, 80х, 100х и 130х. Можно, конечно, замахнуться и на 200х (длина трубы будет равна 2м), но это потребует более осознанного подхода. Не всегда «большее увеличение» = «более качественная картинка». Увы.
Новый старый телескоп готов.
Осталось вырезать диафрагму.
Дело в том, что, чем длиннее ось телескопа и больше диаметр объектива, тем сильнее различные искажения, вызываемые разницей углов преломления лучей света, идущих через центр и через края линзы. Это приводит к ухудшению получаемого изображения, несмотря на выигрыш в увеличении. Чтобы уменьшить негативное влияние аберраций, устанавливаются ограничители, сужающие входное отверстие телескопа, то есть диаметр объектива. Называемые диафрагмами и выглядящие в простейшем случае вот так.
То есть, это просто картонное кольцо с внешним диаметром равным диаметру объектива, а с внутренним равным 20-30 мм. Уверяю вас, что без подобного колечка проводить наблюдения будет не очень комфортно. Так что изготовить его необходимо. Вставляется оно непосредственно перед объективом.
Можно тестировать. И вот первые результаты (фото перевернуты для удобства восприятия, в телескопе все будет вверх ногами ):
Прошу прощения за качество картинки. Оказалось, что на таком игрушечном штативе, невозможно избежать дрожания при съемке. И не помогает даже вот такое самодельное приспособление для фиксации смартфона на окуляре.
Но вживую это выглядит немного интереснее.
И хоть сфотографировать Луну с помощью усиленного детского телескопа у меня не вышло, но полюбоваться удалось, и, да, она «увеличилась в размерах».
Вывод такой - результат стоил усилий. Наблюдать стало немного интереснее. Это, конечно, все еще игрушка, но можно сказать, что она получила «вторую жизнь». Плюс был приобретен некий опыт в телескопостроении.
Небольшой бонус.
Можно еще добавить увеличения вашему телескопу, просто поставив окуляр от микроскопа. Это примерно удвоит увеличение, без изменений конструкции. Надо будет только скомпенсировать разницу диаметров. Но, боюсь, результат вас не сильно обрадует. Окуляр в игрушечном микроскопе совсем плохого качества. К тому же одиночная линза порождает слишком сильные аберрации. Но опыт интересный и может дать представление о работе оптики.
Кстати, по той же причине (плохого качества) лучше использовать в микроскопе из набора телескопные окуляры. А, если при этом немного, сантиметров на 10, увеличить базу микроскопа, с помощью скрученного в трубочку листа бумаги, то вы можете заметно усилить еще и микроскоп.
На этом всё, спасибо за прочтение.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
