Подзорная труба-телескоп своими руками для ребенка.

[Дрюша]

Ещё вариантик телескопа с галилеевским окуляром. На этот раз взял модель симетричной двояко-вогнутой линзы с радиусами кривизны по 6 мм (стекло BK1=наш К8, толщина в центре 1 мм, лиаметрлинзы 10 мм, но фактически используется центральная часть диаметром не более 5 мм). Фокус у неё получился -5.01 (т.е. практически 5) мм. Объектив - довольно светосильный ахромат D=85 F=506 это примерно 1:6. Увеличение 100Х, выходной зрачок 0.85 мм, что близко к максимальному полезному увеличению. Зрачок глаза диаметром 7 мм (в сумерках) отстоит от края линзы на 5 мм (имхо, - реальная цифра)) или от выходного зрачка на 12.8 мм. При таком раскладе невиньетированное поле зрения составляет 28 градусов (до 14 градусов от оси), а полное (виньетированное) доходит до 34 градусов.

Для детской самоделки - вполне очень даже.
Это в подтверждение тому, что галилеевский окуляр с видимым полем до 30 градусов - вполне реален.
Правда, в данном случае он уже настоятельно напрашивается на ахроматизацию и исправление сферической аберрации, и таковыми фактически делают линзы Барлоу, правда, фокусное расстояние у них где-то около -30 - -60 мм

[Guy Fawkes]

Эта трубочка не содержит никаких линз и других оптических элементов, влияющих на ход световых пучков, но просто - не даёт приблизить физический зрачок глаза к окуляру, чтобы совместить его с положением выходного зрачка (или хотя бы достаточно близко к нему). Можно и без трубочки - просто отодвинуть глаз подальше от окуляра. Увидите ли Вы большое и резко очерченное поле зрения? Да - ни в коем разе! Не смотря на наличие полевой диафрагмы.

Читайте внимательно оппонента:

Смысл зрачка в этом плане - чтобы полевая диафрагма попадала в поле зрения

. Даже в вашем опыте, разбираем трубу, меняем полевую диафрагму на такую, которая бы влазила в уменьшенное поле зрения - видим маленькое поле с резко очерченным краем.

А теперь другой опыт: полевая диафрагма извлекается, или, еще лучше, убирается сама труба остаются объектив и окуляр из одной положительной линзы, глаз в выходном зрачке. Будет резкий край? 

Полевая диафрагма вовсе не "создаёт" резкое поле, а - резко ограничивает его. Если убрать полевую диафрагму, то поле зрения может стать -только шире. Хотя, может быть, не так резко и красиво ограничено, и паче того, качество изображения дальше каких-то пределов углового расстояния от центра - отнюдь не гарантируется, а падает оно там очень быстро. Вот, полевая диафрагма, она-то и убирает эти некрасивые, нерезкие края поля, которые только позорят систему.

Ну здесь мы об одном и том же, походу, и кстати:

Да, 30 градусов для одной положительной линзы это много, но в её случае даже 25 можно красиво оформить - черное поле с резким кругом,

Можно уменьшать этот круг сколько угодно и при этом он может быть сделан с резкими границами, если в нужном месте поставить диск с отверстием и с нужного расстояния смотреть в окуляр. А в схеме Галилея - не будет - диск ставить некуда. 

Смотреть, естественно, можно, только продать такое в качестве серийного ЛА-изделия за исключением биноклей будет проблематично.

При таком раскладе невиньетированное поле зрения составляет 28 градусов (до 14 градусов от оси), а полное (виньетированное) доходит до 34 градусов.

И четко отделить одно от другого реально нечем... Отодвигаем глаз на нужное расстояние - край все равно нерезкий, т.к. поле ограничивается неизвестно чем и неизвестно на каком расстоянии от глаза лежащем, а глаз аккомодирован на бесконечность. А в случае с Кеплером и с правильной диафрагмой что звёзды, что край были бы одинаково в бесконечности. Испортить Кеплера можно. Улучшить Галилея - нет.

[Дрюша]

А зачем нам резко очерченный край поля? Главное - что оно - есть. 30 градусов - это у многих микроскоповских окуляров (типа Гюйгенса) такое и есть. Нерезкие края с заметной деградацией качества и освещённости - ну пускай простираются даже до 34 градусов. Ещё лучше. Важно бывает объект - просто поймать, заметить, а потом уже можно подвести в центр поля.

[Дрюша]

По разным источникам из Интернета состряпал более-менее похожую модель оптической системы человеческого глаза. И в ZMX, и для себя в своём формате LNZ/OPG. Прикинул оптимизированный (на Земаксе) однолинзовый окуляр типа Галилея, который давит аберрации, присущие человеческому глазу. Я думаю, что из какого-нибудь флюорита или OK4 его можно было бы сделать посильнее, а из флинта послабее (только, - зачем?) Но что интересно, изображение в него должно быть видно ещё чётче, чем невооружённым глазом.

[Zlack]

ну а такие наработки?

[Zlack]

Я так понимаю для достойной трубы надо найти или сделать хороший обьектив, плюс как можно минусовее отрицательную линзу.

[Дрюша]

Тут надо уяснить, а что для ребёнка, собственно, - интереснее? Сама по себе оптика как таковая? И восторг от того, что своими руками удалось сделать нечто с увеличением ажно 2Х? Или оптика - мутотень, зато восторг от колечек Сатурна? Или то и другое? Или - ничего?

Хороший объектив, конечно, - дело. Особенно, если он - суперапохроматический. Но излишняя сложность изделия - может только отпугнуть. Поэтому лучше организовывать "рояль в кустах". Что да, можно было бы взять стёкла и от прабабушкиных очков (лучше даже - довоенные, когда их ещё делали не менисками, а даже были попроще: плоско-выпуклыми или двояко-выпуклыми), но тут, вот, у меня, дескать, по случаю завалялась - вот какая стекляха... Раз и так валяется без дела, - то отчего бы не использовать? Ах, да, и "Галилея" надо обязательно попробовать, и "Кеплера", и из одной линзы, и из двух (проще всего - Рамсден), заценить достоинства и недостатки и сделать свой выбор. Или - оставить возможность для того и другого. То есть ход фокусёра - чтобы обеспечил. А потом можно потихоньку перейти к самлдельным линзовым оборачивалкам: благо, объективов типа "Индустар-50", "Индустар-96" и даже "Гелиос-44" везде до фигищщи, на блошиных развалах и в Авито стоят они - копейки, а по качеству - вполне себе приемлемы. Но тут гдавное - чтобы ребёнок сам уяснил, что зачем делается, и с какой целью.

[Zlack]

Тут надо уяснить, а что для ребёнка, собственно, - интереснее

Тащемто любая весч сделанная своими руками гораздо дороже чем такая же, но купленная. Вот есть люди которые солдатиков разукрашивают, модельки клеют. Сейчас после эры пленочных камер полно стекляшек, если что то получится с ребенком собрать - здорово, нет так просто кружок очумелые руки. А гнаться за максимальным увеличением - вот пример "оптического прибора" по галилеевской схеме для наблюдения звездного пути и т.д. Тут даже пару обзоров читал с описаниями.
PS не думаю что надо гнаться за мощностью для получения прибора для обозрения "глубокого космоса", что собрали - то собрали.

[Zlack]

А потом можно потихоньку перейти к самлдельным линзовым оборачивалкам: благо, объективов типа "Индустар-50", "Индустар-96"

Вы умеете их делать?

[ByPassing]

А потом можно потихоньку перейти к самлдельным линзовым оборачивалкам: благо, объективов типа "Индустар-50", "Индустар-96"

Вы умеете их делать?

Так-так!
А если - ближе к телу?
Есть конкретные чертежи или образцы?

[Дрюша]

Да запросто. Только сейчас - экономически стало невыгодно. А в благословенные 90-ые - всякого попадаолсь. И десяток "индустаров"-96 и пол-сотни (комплектов) удлиннительных колец - за сущие копейки. Значит, - так. У Индустара-96, что от увеличителя "Юность" слегка стачивается (можно - напильником или на точильном круге) внешний край оправы, так чтобы он мог заходить внутрь резьбы М42 от "Зенита" или "Практики". Это где-то примерно 40-40.5 мм по диаметру. Оправа - люминь, точится легко. Егойная резьба М39 - остаётся чуть поменьше, и она почти без люфта вставляется внутрь гладкой поверхности удлиннительного кольца, в той части, где снаружи идёт внешняя резьба М42 (а подточенный край туда пролезать не должен: тут важно не переточить ненароком). То есть, подточенный объектив легко монтируется внутри пары колец: прихватывается 7-миллиметровым к какому-нибудь более длинному. Имея 2 комплекта колец, можно даже поставить 2 таких объектива "мордами" друг к дружке. Ну, а дальше - как фантазия подскажет. Имея хотя бы десяток комплектов удлиннительных колец, можно и трубу любой разумной длины набрать... Много чего. А в качестве вишенки - из рулончиков старой фотоплёнки и эпоксидки - намертво заделать в 28-миллиметровое кольцо и сделать посадочное место под окуляры самых разных стандартов: и импортные 1.25" и от МБС, и под 0.9", и под совсем уж нестандарт. Лучше всего, конечно, накручивать рулоны из латунной (или бронзовой?) фольги 0.05 мм, но это если фольга на халяву досталась. Специально её покупать сейчас - дороговато. Блошиные развалы нынче куда-то делись, а оставшиеся старьёвщики - ломят цену. Но лично у меня старых запасов - ещё осталось.

[egor_post]

Всем здравствуйте.
тоже захотели с ребенком сделать подзорную трубу как у пиратов - ему сейчас нравятся пираты. Сыну 3 года, поэтому кольца Сатурна нам не нужны: важен процесс создания и чтоб немного увеличивало. Ну и от меня: хотелось бы покомпактнее.
Перерыл интернет - толкового ничего не нашел, сразу оговорюсь что в оптике разбираюсь в рамках того что проходили в школе ну и сам очкарик.
был в оптике: линзы купить можно. но они 70мм в диаметре. Спросил могут ли обточить - говорят что могут, но геометрический центр линзы 2(после обточки) может не совпадать с центром линзы 1(до обточки) - и как они только очки делают?!
Такое положение вещей меня не очень смущает для объектива(могу оставить 70мм), но вот для окуляра - как-то не очень будет 70мм(потеря центра ведь будет портить всю схему?).
Подскажите, пожалуйста:
1) как лучше быть? встречал схему в окуляре положительную линзу/2 положительных для прямой картинки - типа берете от лупы и будет вам счастье. Рабочий вариант? и какие лупы нужны? А может в дверном глазке что-то можно вытащить?
где-то был разобранный Гелиос, но не факт что сохранилось то что нужно. Окуляров от микроскопов тоже нет.
2) если взять объектив +2, фокусное уменьшиться - будет компактнее?

[I.A.R.]

Сочетание положительной очковой линзы в качестве объектива с положительной линзой в качестве окуляра дает трубу Кеплера, где изображение получается перевернутым. То же с отрицательной линзой-окуляром -- дает трубу Галилея с прямым изображением. У линзы в одну диоптрию фокусное расстояние 1м, (1м/1д), у линзы в 2 диоптрии -- 0,5м (!м/2д). Увеличение самодельной трубы равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра. Положительную линзу небольшого диаметра для окуляра легче раздобыть. Например, извлечь из старого фотообъектива. Или найти часовую лупу.
Определить фокусное расстояние положительной линзы не сложно опытным путем, проецируя изображение далеких объектов через окно на стенку, расположенную против окна. Расстояние от стенки до линзы и будет фокусным расстоянием, правда, не шибко точным...
Объектив трубы, если по-правильному, следует задифрагмировать примерно до диаметра равного значению увеличения трубы наложением на объектив диска с отверстием, например, из картона. Этим уменьшаются аБеррации (искажения) получаемого изображения. Самой заметной будет -- хроматическая аберрация в виде цветного ореола вокруг изображения Луны и планет. С диафрагмой изображение станет четче, а хроматическая аберрация меньше. В телескопе на простых линзах она неустранима.
Начальные наблюдения лучше всего проводить по Луне -- она наиболее зрелищна для новичков, потом Юпитер со спутниками...

[Фан-наука]

если взять объектив +2, фокусное уменьшиться - будет компактнее?

Возможно кому-то поможет. В свое время (школьные годы) я также делал такие трубки. Опытным путем было замечено (тогда еще не хватало знаний), что линза +2 дптр (фокус 0,5 м) намного лучше строит изображение, чем +1 (1 метр).Позже я понял, почему. Чем больше фокусное расстояние (меньше оптическая сила), тем больше кривизна поверхностей очковых линз. Они предсталяют собой тонкие мениски - выпукло-вогнутые. Такие линзы страдают кроме хроматизма еще кучей других аберраций, особенно сильно - сферической. Сферическую аберрацие можно умеьшить взяв две линзы (об этом уже писали выше), но в любительских условиях это слишком трудоемко. Таким образом, +2 не только компактней, но и качественней. Моя труба с такой линзой показывала кратеры и горы на Луне (особенно эффектно), спутники Юпитера и колечко Сатурна. Увеличения лучше брать не больше 25 - 30, т.к. ожидается применение примитивной азимутальной установки.

[Mirali]

В свое время (школьные годы) я также делал такие трубки. Опытным путем было замечено (тогда еще не хватало знаний), что линза +2 дптр (фокус 0,5 м) намного лучше строит изображение, чем +1 (1 метр).Позже я понял, почему. Чем больше фокусное расстояние (меньше оптическая сила), тем больше кривизна поверхностей очковых линз. Они предсталяют собой тонкие мениски - выпукло-вогнутые. Такие линзы страдают кроме хроматизма еще кучей других аберраций, особенно сильно - сферической.

Добрый день!
Как-то немного непонятно. Вроде,из оптики следует, что чем БОЛЬШЕ фокусное расстояние, тем меньше оптическая сила лизны и тем менее круты ее поверхности. Конечно, оптическаясила зависит от РАЗНОСТИ крутизн двух поверхностей, но особого смысла (креме технологических особенностей) делать очень крутые поверхности для слабой линзы я не вижу
Обычно считается, что чем слабее линза, чем длиннее фокус, тем меньше аберрации, и это подтверждается теорией оптических систем и практикой. Длиннофокусные однолинзовые ("воздушные") рефракторы Гевелия, Кассини и Гюйгенса не прото так появились...
С уважением, Мирали

[Фан-наука]

День добрый!
Речь шла конкретно о тех линзах, которые можно найти в продаже. Обычно линза с оптической силой +0,5 дптр (фокус 2 метра), та, что встречалась мне в продаже, была выпукло-вогнутой.
Если она была бы плоско-выпуклой или двояковыпуклой, то аберрации были бы действительно незаметными (при диаметре 36 мм). Но в этом случае (например плоско-выпуклая) она имела бы очень малую кривизну поверхности. Стрелка кривизны порядка 0,15 - 0,16 мм. Изготавливать такую линзу, видимо, намного сложнее, чем с большей кривизной поверхностей. А линзы Кампани, Кассини, Гюйгенса, Гевелия и других, скорее всего, и были плоско-выпуклыми. Насчет этого я встречал только в одном месте некоторый намек. Точных данных о форме поверхностей их линз мне неизвестно.