Как сделать телескоп-рефрактор своими руками из очковых стекол (4 фото + 4 гиф)

Вместо вступления.

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.
Основные характеристики оптических инструментов, которые нам понадобятся, можно найти в любой книге по оптике. Например:Телескопы для любителей астрономии Л.Л.Сикорук 1990. Я же не буду приводить теоретические выкладки, но буду их использовать в при расчете изготовленного телескопа.

Практические советы по изготовлению телескопа.

Приступим. Я использовал самые доступные и недорогие материалы. Прежде всего нам понадобятся: объектив и окуляр. В качестве объектива я использовал круглую заготовку очковой линзы в 1 диоптрию, диаметром 68мм, соответственно с фокусным расстоянием 1 м. Такие линзы бывают в оптических магазинах и в аптеках. На заготовке линзы стоит метка в виде точки - оптический центр линзы. 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.
Трубу телескопа делаем из бумаги, предварительно зачернив внутреннюю часть черной гуашью.

Чернение внутренней части телескопа

Намотаем бумагу на круглую болванку такого же диаметра как и диаметр объектива, проклеивая клеем.
Клей можно использовать любой. Вполне подойдет ПВА. Основную трубу делаем длиной на 100 мм меньше фокусного растояния объектива, вторую часть трубы делаем длиной 300-400 мм, что бы она плотно на трении входила в основную трубу. Во вторую часть трубы вставляем заглушку для окулярной трубки.
Оправу для объектива тоже можно сделать из бумаги. Я же взял пластмасовую оправу от канцелярской лупы примерно такого же диаметра. Для окуляра оправой служила простая бумажная трубочка, в которую была плотно на трении вставлена линза окуляра.

клей ПВА

Окуляр из объектива "мыльницы"

Т.к. диаметр трубы получился довольно значительный, и длина чуть более метра, то необходимо было обеспечить соосность центров объектива и окуляра. Решение было найдено следующее: я намотал и проклеил на окулярную трубку бумагу слоями, до диаметра трубы телескопа.

Вставив, полученную таким образом заглушку, в выдвижную часть трубы, получим соостность линз и некоторое утяжеление телескопа (что тоже необходимо). Собрав всю конструкцию вместе, телескоп почти готов. Перемещая трубку вдоль оси, можно добиться резкости изображения. Наилучшая резкость наступает, когда фокусы объектива и окуляра совпадают.

Заглушка с отверстием для окуляра

Т. к. телескоп получился не слишком тяжелый, то можно его приладить к штативу фотоаппарата, но в ветренную погоду вам без надежного штатива наблюдать будет практически невозможно. Ниже представлен собственно собранный телескоп.

Расчет изготовленного телескопа.

Увеличение телескопа в пределах F/f=100/25=40 крат. Где F-длина фокуса объектива, f-длина фокуса окуляра. Если в качестве окуляра использовать более длинофокуные линзы, то увеличение будет меньше, зато четкость и яркость изображения намного лучше. Диаметр выходного зрачка d=D/Г=30/40=0,75 мм. Где, D - диаметр объектива (в нашем случае, диаметр диафрагмы), Г - увеличение телескопа. Максимальное разумное увеличение Г=D/0,7=42 раза, минимальное увеличение Г=D/6=5 раз. Поле зрения телескопа определено "на глаз", приблизительно 1 градус.