เป็นการยากที่จะหาคนทั้งโลกที่ไม่สนใจดาราศาสตร์แม้แต่น้อย แน่นอนว่าสิ่งนี้ต้องมีเครื่องมือบางอย่างที่ช่วยให้มองเห็นความลึกลับของท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาวได้อย่างใกล้ชิด หากคุณมีกล้องโทรทรรศน์หรือกล้องส่องทางไกล ก็เพียงพอที่จะชื่นชมความงามของท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาว แต่ถ้ามีความสนใจอย่างมาก อุปกรณ์ดังกล่าวก็ไม่สามารถตอบสนองคำขอได้ ต้องการสิ่งที่ทรงพลังกว่านั้นคือกล้องโทรทรรศน์ แต่จะสร้างขึ้นได้อย่างไร? การพิจารณาคำถาม: "วิธีทำกล้องโทรทรรศน์ด้วยมือของคุณเอง" และบทความนี้เป็นบทความเฉพาะ
แนะนำตัว
การซื้อกล้องโทรทรรศน์ที่ผลิตจากโรงงานค่อนข้างแพง ดังนั้นการซื้อจึงเหมาะสมในกรณีที่มีความปรารถนาที่จะมีส่วนร่วมในดาราศาสตร์อย่างน้อยก็ในระดับมือสมัครเล่น แต่ก่อนอื่น เพื่อให้ได้ความรู้และทักษะพื้นฐาน และเพื่อให้เข้าใจว่าวิทยาศาสตร์นี้ดูจะเป็นเรื่องของจริงหรือไม่ส่วนใหญ่คิดว่ามันจะเป็นประโยชน์ในการสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบโฮมเมดด้วยมือของคุณเอง ในสารานุกรมสำหรับเด็กจำนวนมากและสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ยอดนิยมต่างๆ คุณสามารถหาคำอธิบายเกี่ยวกับกระบวนการผลิตของอุปกรณ์ง่ายๆ ที่ช่วยให้คุณเห็นหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์ ดิสก์ของดาวพฤหัสบดีพร้อมกับดาวเทียมทั้งสี่ดวง วงแหวนและดาวเสาร์ รูปพระจันทร์เสี้ยวของดาวศุกร์ กระจุกดาวและเนบิวลาสว่างและสว่างเป็นรายบุคคล ควรสังเกตว่าจุดอ่อนของอุปกรณ์ดังกล่าวคือคุณภาพของภาพที่ไม่สามารถแข่งขันกับอุปกรณ์ที่ผลิตจากโรงงานได้
ทฤษฎีนิดหน่อย
ก่อนที่คุณจะเริ่มสร้างกล้องโทรทรรศน์ด้วยมือของคุณเองที่บ้าน คุณควรเข้าใจว่าอุปกรณ์นี้ทำงานอย่างไร
ออปติคัลยูนิตขั้นต่ำสองยูนิตคือเลนส์และเลนส์ใกล้ตา อันแรกออกแบบมาเพื่อเก็บแสง เส้นผ่านศูนย์กลางของมันกำหนดว่าอุปกรณ์สำเร็จรูปจะมีกำลังขยายสูงสุดเท่าใด และสามารถสังเกตวัตถุที่มองเห็นได้ไม่ดีเท่าใด จำเป็นต้องใช้เลนส์ตาเพื่อขยายภาพที่เกิดจากเลนส์และส่งภาพไปยังสายตามนุษย์
การกำหนดประเภท
กล้องส่องทางไกลมีหลากหลายแบบขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ สองประเภทที่พบบ่อยที่สุดคือตัวสะท้อนแสงและตัวหักเหแสง ในกรณีแรก กระจกทำหน้าที่เป็นเลนส์ ในกรณีที่สองคือระบบเลนส์ ที่บ้าน การสร้างทุกอย่างในคุณภาพที่ต้องการสำหรับตัวสะท้อนแสงนั้นค่อนข้างมีปัญหา เนื่องจากความยากและความแม่นยำของกระบวนการผลิต ในขณะที่เลนส์หักเหแสงนั้นง่ายซื้อที่ร้านแว่นตา อย่างที่คุณเห็น ความแตกต่างระหว่างพวกเขาอยู่ที่การออกแบบล้วนๆ
ตัวอย่างแรก
อัตราส่วนทางยาวโฟกัสจากเลนส์ถึงเลนส์ใกล้ตาใช้เพื่อกำหนดค่ากำลังขยาย โครงร่างที่พิจารณาด้านล่างจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการมองเห็นได้ประมาณ 50 เท่า
ในขั้นต้น คุณต้องตุนเลนส์เปล่าสำหรับใส่แว่น ซึ่งพลังของมันคือไดออปเตอร์ตัวเดียว ซึ่งสอดคล้องกับความยาวโฟกัสหนึ่งเมตร โดยปกติเส้นผ่านศูนย์กลางของพวกมันจะอยู่ที่ประมาณ 7 เซนติเมตร นี่เป็นเพียงสิ่งที่จำเป็นสำหรับเลนส์เท่านั้น ควรสังเกตว่าหากคุณสนใจที่จะทำกล้องโทรทรรศน์ด้วยมือของคุณเองจากเลนส์สำหรับแว่นตาก็ควรตระหนักว่าพวกมันไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่ไม่ได้กำหนดเป้าหมาย แต่คุณสามารถใช้มันได้หากต้องการ หากมีเลนส์เทเลโฟโต้ biconvex จะดีกว่าถ้าใช้ แม้ว่าแว่นขยายจากแว่นขยายที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 เซนติเมตรหรือเลนส์จากกล้องจุลทรรศน์ก็ยังเหมาะกับบทบาทของเลนส์ตา
กรณีสองท่อต้องทำด้วยกระดาษหนา ส่วนแรก (แทนส่วนหลัก) จะมีความยาวหนึ่งเมตร สำหรับการประกอบช่องมองภาพ ให้สร้างท่อขนาด 20 ซม. อันสั้นถูกแทรกเข้าไปในอันยาว สำหรับการผลิตเคส คุณสามารถใช้กระดาษวาดรูปขนาดกว้างหรือม้วนวอลเปเปอร์ พับให้เป็นท่อหลายชั้นแล้วติด PVA จำนวนชั้นจะถูกเลือกด้วยตนเอง จำเป็นต้องบรรลุผลของความแข็งแกร่งของอุปกรณ์ในอนาคต ในกรณีนี้ เส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของส่วนหลักควรเท่ากับขนาดของเลนส์ที่เลือก
แต่นั่นยังไม่หมด
ถ้าคำถามเดียวคือวิธีทำกล้องดูดาวด้วยมือของคุณเองที่บ้าน คุณก็ทำได้โดยใช้วิธีข้างต้นเท่านั้น
แต่เพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด คุณไม่สามารถทำได้โดยปราศจากความแตกต่างบางอย่าง
ดังนั้น เลนส์จะต้องถูกติดตั้งในท่อแรกออกไปด้านนอก โดยให้ด้านนูนออกโดยใช้กรอบ สำหรับสิ่งนี้แหวนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเทียบเท่ากับความหนาหนึ่งเซนติเมตรจึงเหมาะสม ทันทีหลังจากเลนส์คุณต้องติดตั้งดิสก์ - ไดอะแฟรม ความแตกต่างเฉพาะคือการมีอยู่ตรงกลางของรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5-3 เซนติเมตร ต้องทำเพื่อลดความผิดเพี้ยนของภาพที่ผลิตโดยเลนส์เดี่ยว จริงอยู่ วิธีการนี้ช่วยลดปริมาณแสงที่เลนส์รวบรวม เพื่อปรับปรุงผลลัพธ์ ควรติดตั้งเลนส์ใกล้กับขอบท่อมากที่สุด แล้วก็มาถึงตาแหน่ง จะวางที่ไหน? จำเป็นต้องติดตั้งในชุดเลนส์ใกล้ตาให้ใกล้กับขอบมากที่สุด ในกรณีนี้ ที่ยึดกระดาษแข็งจะเหมาะกับช่องมองภาพ อุปกรณ์นี้ทำขึ้นได้ดีที่สุดในรูปทรงกระบอกซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับขนาดของเลนส์ที่เลือก มันถูกติดตั้งภายในท่อด้วยตัวยึดสองตัว (เช่น ดิสก์) ในกรณีนี้ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์นั้นสัมพันธ์กับทั้งเลนส์และส่วนประกอบตา
เตรียมกล้องโทรทรรศน์สำหรับการใช้งาน
การโฟกัสอุปกรณ์ทำได้โดยการเปลี่ยนระยะห่างระหว่างเลนส์กับเลนส์ใกล้ตา นี่คือความสำเร็จในความรู้สึกทางกลเนื่องจากการเคลื่อนไหวของชุดตาที่อยู่ในหลอดหลัก หากต้องการแก้ไขตำแหน่ง ควรใช้แรงเสียดทานดีที่สุด ควรสังเกตว่าการโฟกัสวัตถุขนาดใหญ่และสว่างจะสะดวกกว่า เช่น อาคารใกล้เคียง ดวงจันทร์ ดวงดาวที่สว่างไสว (แต่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์)
เมื่อสร้างกล้องดูดาว โปรดจำไว้ว่าเลนส์และเลนส์ใกล้ตาควรขนานกัน และจุดศูนย์กลางควรอยู่ในแนวเดียวกัน ในขั้นตอนการเตรียมการ คุณสามารถทดลองกับเส้นผ่านศูนย์กลางของรูรับแสงเพื่อหาขนาดที่เหมาะสมที่สุด ตัวอย่างเช่น หากคุณเลือกเลนส์ที่ 0.6 ไดออปเตอร์ และตั้งค่าทางยาวโฟกัสเป็น 1.7 เมตร (1/0.6) วิธีนี้จะช่วยให้คุณได้กำลังขยายที่มากขึ้น จริงอยู่ ในกรณีนี้ คุณจะต้องทำงานกับรูรูรับแสง กล่าวคือเพิ่มขนาด
และหลังจากทำงานบนอุปกรณ์เครื่องแรกเสร็จแล้ว โปรดจำความจริงง่ายๆ ข้อหนึ่ง: คุณสามารถมองดูดวงอาทิตย์ผ่านกล้องโทรทรรศน์ได้เพียงสองครั้งเท่านั้น อย่างแรกด้วยตาขวาแล้วมองด้วยตาซ้าย กิจกรรมที่อันตรายเช่นนี้จะทำลายสายตาทันที ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะไม่เข้าร่วม
ยอดรวม
ควรสังเกตว่าการก่อสร้างที่ได้จะไม่สมบูรณ์ กล่าวคือจะให้ภาพกลับด้าน ในการแก้ไขปัญหานี้ ต้องใช้เลนส์บรรจบกันอีกตัวหนึ่ง โดยมีความยาวโฟกัสเท่ากับเลนส์ใกล้ตา มันถูกติดตั้งในท่อใกล้ ๆ ดูเหมือนว่าตอนนี้จะไม่มีคำถามเกี่ยวกับวิธีการสร้างกล้องโทรทรรศน์ด้วยมือของคุณเองด้วยการขยาย แต่วิธีนี้ยังห่างไกลจากแนวทางที่ถูกต้องเพียงอย่างเดียว
ใช้คนอื่นได้ตัวเลือกแผนผังโดยใช้เลนส์ของแว่นตาหรือเลนส์เทเลโฟโต้เป็นพื้นฐาน นี่เป็นพื้นที่กว้างมากซึ่งมีทั้งผู้เริ่มต้นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและนักดาราศาสตร์มืออาชีพ ดังนั้นหากมีคำถามหรือความเข้าใจผิดในบางสิ่งเกิดขึ้น คุณไม่ควรอาย ถามคำถามที่คุณสนใจอย่างใจเย็น เมื่อต้องการทำเช่นนี้ วันนี้มีแวดวง ไซต์ ฟอรัม ฯลฯ ท้ายที่สุด มีเพียงการกระโดดเข้าสู่โลกแห่งดาราศาสตร์ - และสมบัติมากมายของท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาวจะถูกเปิดเผยต่อสายตา โดยทั่วไปแล้ว ข้อมูลที่นำไปใช้ได้จริงที่พิจารณาแล้วควรเพียงพอที่จะสร้างอุปกรณ์ที่ง่ายที่สุด หากคุณต้องการออกแบบและใช้งานบางสิ่งที่ซับซ้อนกว่านี้ คุณไม่สามารถทำได้หากไม่มีการฝึกอบรมเชิงทฤษฎีคุณภาพสูง
ความรู้ที่จำเป็น
ควรจำไว้เสมอว่าลักษณะเด่นคือขนาดของเลนส์ ช่องมองภาพ และทางยาวโฟกัส นี่คืออัลฟาและโอเมก้าโดยที่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างกล้องโทรทรรศน์ แต่ในขณะเดียวกันก็มีช่วงเวลาเล็ก ๆ จำนวนมากที่อาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อผลลัพธ์สุดท้าย ตัวอย่างเช่น กำลังขยายที่มีประโยชน์สูงสุดของกล้องโทรทรรศน์ ค่าของพารามิเตอร์นี้เท่ากับสองเท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ (หน่วยเป็นมิลลิเมตร) มันไม่สมเหตุสมผลเลยที่จะสร้างอุปกรณ์ที่มีการเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากส่วนใหญ่จะไม่ทำงานเพื่อดูรายละเอียดใหม่ แต่ความสว่างโดยรวมของภาพจะลดลง ดังนั้นสำหรับอุปกรณ์ที่มีกำลังขยาย 50 เท่า จึงไม่แนะนำให้ใช้เลนส์ที่มีขนาดน้อยกว่า 2.5 ซม. ควรสังเกตว่าตัวเลือกข้างต้นมีตัวบ่งชี้คือ 7 และ 3 ซม. ซึ่งเหมาะสำหรับกล้องโทรทรรศน์ที่มีคุณภาพ 50x คุณยังสามารถใช้เลนส์ 4 ซม. เป็นเลนส์ได้ แต่ในกรณีนี้ ความละเอียดของอุปกรณ์ออปติคัลจะลดลง ดังนั้นจึงควรใช้ค่าที่แนะนำ
ทดลองออกแบบ
ตัวเลือกในการสร้างท่อหลักต่อเมตรและเพิ่มอีก 20 เซนติเมตรในท่อนั้นอยู่ไกลจากทุกสิ่ง สามารถปรับการออกแบบเพื่อสร้างกล้องโทรทรรศน์รูปแบบอื่นได้ ตัวอย่างเช่น ใช้ท่อขนาด 60–65 ซม. สำหรับเลนส์ และอีกท่อหนึ่งใช้ระยะ 10-15 ซม. สำหรับเลนส์ใกล้ตา ซึ่งมีความยาว 50–55 ซม.
กลับสู่ทฤษฎี
กำลังขยายขั้นต่ำที่เป็นประโยชน์สำหรับกล้องโทรทรรศน์ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ตา มีความแตกต่างกันนิดหน่อยที่สำคัญมากที่นี่! ขนาดไม่ควรเกินเส้นผ่านศูนย์กลางของรูม่านตาที่เปิดเต็มที่ของผู้สังเกต มิฉะนั้น แสงทั้งหมดที่รวบรวมโดยกล้องโทรทรรศน์จะไม่เข้าตา: แสงจะหายไป ทำให้คุณภาพของอุปกรณ์ลดลง ดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดของรูม่านตาในคนธรรมดาจะต้องไม่เกินห้าถึงเจ็ดมิลลิเมตร ดังนั้น เพื่อหากำลังขยายที่มีประโยชน์ต่ำสุด ต้องใช้ 10 เท่า (รูรับแสงคูณ 0.15) รูพรุน คำที่น่าสนใจนี้หมายถึงรูที่คล้ายกับไดอะแฟรม ปรับปรุงและก้าวหน้าเพียงเล็กน้อยเท่านั้น อุปกรณ์นี้ใช้ในอุปกรณ์ที่ซับซ้อนเพื่อให้ได้ผลลัพธ์คุณภาพสูง แต่สำหรับผู้ที่ต้องการทำกล้องโทรทรรศน์ด้วยมือของตัวเองในที่บ้านที่มีลักษณะจริงจังเพื่อการศึกษาท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาวอย่างละเอียดยิ่งขึ้น
สรุป
นั่นคือขั้นต่ำที่ทุกคนต้องรู้เพื่อสร้างอุปกรณ์ของตนเองสำหรับการศึกษาท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาว ไม่สำคัญว่าขั้นตอนแรกคืออะไร - ประกอบกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงด้วยมือของคุณเองหรือหักเห สิ่งสำคัญหากเป็นที่สนใจก็จำเป็นต้องดำเนินการในทิศทางนี้ - เพื่อศึกษา, ฝึกฝนความรู้ใหม่, ฝึกฝน, ค้นหาสิ่งใหม่ ๆ สำหรับตัวคุณเองหรือแม้แต่คนทั้งโลก - อย่าหยุดและโชคมาพร้อมกับจุดมุ่งหมาย.
แต่พึงระวังว่าเมื่อสร้างอุปกรณ์ที่มีกำลังขยายสูง ปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนจะยืนยันตัวเองอย่างรุนแรงกว่า ซึ่งจะทำให้ทัศนวิสัยลดลง และสุดท้าย ภารกิจ: อะไรคือพารามิเตอร์หลักของกล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังขยาย 1,000 เท่า