Леонид Гальперштейн - Лаборатория юного физика

Увеличение = Сила окуляра/Сила объектива

Окуляром называется стекло (или система стекол), обращенное к глазу наблюдателя. Объективом называется стекло (или система стекол), обращенное к наблюдаемому предмету, то есть к объекту наблюдения.

Оптическую силу стекол принято измерять в диоптриях. Для объектива описываемого здесь телескопа необходимо увеличительное стекло силой 1,25—1,50 диоптрии, для окуляра — 20 диоптрий. Телескоп при этом будет давать увеличение в тринадцать — шестнадцать раз.

Можно сделать телескоп с окуляром из вогнутого стекла. Его увеличение будет определяться по той же формуле. Это — так называемая труба Галилея. Для земных наблюдений она удобнее, потому что дает не перевернутое, а прямое изображение предмета.

Увеличение для земных наблюдений нужно в четыре— восемь раз, как у бинокля. Для того чтобы труба получилась покороче, увеличение ее выгодно уменьшить не за счет окуляра, а за счет объектива.

Чтобы при окуляре в 20 диоптрий получить четырехкратное увеличение, нужен объектив в +5 диоптрию Фокусное расстояние такого объектива составляет всего 200 мм, а длина трубы будет еще меньше, так как в трубе Галилея окуляр помещают несколько ближе фокуса объектива. Такая труба немногим больше бинокля и ею удобно пользоваться в походе.

Приобретите в аптеке или оптическом магазине два стекла: +5 диоптрий для объектива и —20 диоптрий для окуляра. Если точно таких не подберете, возьмите близкие к ним. Увеличение, которое получится с другими стеклами, можете подсчитать сами по формуле.

Стекла для очков бывают простые и менисковые. Простые для трубы лучше, но менисковые также годятся.

Стекла в —20 диоптрий обычно продаются уже обточенными до наружного диаметра 40 мм. Это стандартный диаметр оправы круглых очков. Стекло в +5 диоптрий может попасться и необточенное, наружным диаметром 45 мм. Годится любое.

Оправа свертывается и склеивается из черной бумажной ленты шириной 30 мм (рис. 47).

Рис. 47 . Зрительная труба и ее детали.

Лучше всего взять бумагу, которой обертывают фотопластинки. Если такой не достанете, возьмите обычную писчую бумагу и потом все детали из нее окрасьте черной тушью изнутри и снаружи. Клей возьмите жидкий столярный или фотоклей, который продается в магазинах.

Оберните лентой стекло по окружности. Смажьте начало свободного конца ленты клеем и закрепите получившееся кольцо. Затем выньте стекло, смажьте весь свободный конец клеем и аккуратно свертывайте оправу на руках. Всего нужно сделать шесть— восемь оборотов. Можно склеивать оправу из нескольких коротких полосок. С ними работать легче, только каждую следующую полоску подклеивайте к предыдущей в стык.

Когда оправа высохнет, вырежьте из плотной бумаги полоску шириной 20 мм и оберните ее один раз вокруг оправы, точно наложив концы друг на друга. Обведите края этой полоски карандашом и снимите ее, а оправу обрежьте по карандашным линиям.

Затем заготовьте из толстого картона две полоски шириной по 5 мм каждая и такой длины, чтобы свернутые из них в стык кольца плотно входили внутрь оправы. Смажьте одно кольцо клеем, заложите его внутрь оправы вплотную к одному краю, вставьте стекло и впритык к нему вклейте второе кольцо.

Труба состоит из двух частей — корпуса и тубуса, входящих друг в друга (рис. 48). Длина каждой из этих частей должна быть равна фокусному расстоянию объектива минус 75 мм. Так, например, если сила объектива равна 4–5 диоптриям — значит, фокусное расстояние равно одной пятой метра, то есть 200 мм, а длина корпуса и тубуса будет по 200 — 75 = 125 мм. Нарежьте бумагу лентами шириной по 135 мм. Лишние 5 мм с каждой стороны нужны для того, чтобы края можно было потом подровнять, как подравнивали края оправы.

Сверните в трубку лист плотной бумаги, точно подогнав его диаметр под наружный диаметр оправы окуляра. Чтобы трубка не развернулась, концы обвяжите шпагатом. На этой трубке склейте тубус из шести— восьми оборотов ленты. На тубусе, не снимая его с трубки и не давая просохнуть, склейте таким же образом корпус трубы. Готовый корпус немедленно снимите с тубуса, пока клей не засох, иначе они могут приклеиться друг к другу.

Если наружный диаметр стекла для объектива равен 40 мм, то оправу для него склейте таким же образом, как клеили для окуляра, только здесь нужно будет сделать больше оборотов ленты. Затем оберните оправу объектива бумажной лентой на клею так, чтобы она туго входила внутрь корпуса трубы.

Если наружный диаметр стекла объектива равен 45 мм, то оправу придется надевать на корпус трубы. В этом случае возьмите ленту шириной 40 мм и склейте из нее кольцо в шесть — восемь оборотов на корпусе трубы. Затем снимите кольцо с корпуса и подровняйте края. Длина оправы будет теперь 30 мм (рис. 47).

Если стекло объектива входит в оправу свободно, вырежьте из бумаги ленту шириной 10 мм, склейте из нее кольцо точно по стеклу объектива и такой толщины, чтобы оно плотно входило в оправу. Вклейте это кольцо внутрь оправы вплотную к одному краю, а стекло укрепите картонными полосками, как делали это с окуляром.

Рис. 48 . Изготовление трубы.

Соберите трубу и наведите ее на какой-нибудь удаленный предмет, постепенно вдвигая тубус трубы в корпус.

Если края изображения будут получаться размытыми, нерезкими, вставьте в оправу объектива, вплотную к стеклу, диафрагму из черной бумаги. Чем меньше отверстие диафрагмы, тем лучше качество изображения, но меньше будет света, попадающего в трубу. Подберите такое отверстие диафрагмы, чтобы изображение было достаточно четким, но не слишком темным.

Самодельную подзорную трубу хорошо использовать в туристском походе. Она заменит вам бинокль. Только не делайте трубу с увеличением больше, чем в четыре раза. Сильно увеличивающую трубу неудобно держать; изображение в ней «прыгает» при малейшем движении.

Изготовление телескопа начинайте с оправы окуляра, которая делается точно так же, как для подзорной трубы. Стекло для окуляра возьмите простое (не менисковое) + 20 диоптрий.

Тубус телескопа делайте так же, как для подзорной трубы Галилея. Длина его в готовом виде 125 мм. Ленту возьмите шириной 135 мм (по 5 мм с каждого конца обрежете при подравнивании).

Самая ответственная операция — это изготовление корпуса трубы. Длина его должна быть равна фокусному расстоянию объектива. Для объектива со стеклом +1,25 диоптрии нужен корпус трубы длиной 800 мм. Склеить из бумаги такую длинную трубу очень сложно, поэтому лучше делать ее из двух частей.