望遠(yuǎn)鏡實(shí)際上就是一個(gè)使遠(yuǎn)處的物體看起來(lái)變近的工具。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,望遠(yuǎn)鏡上有一個(gè)裝置(物鏡,也叫作主鏡)可以收集遠(yuǎn)處物體發(fā)出的光,并將光線(圖像)傳到另一個(gè)裝置(目鏡透鏡)的焦點(diǎn)處,后者會(huì)將圖像放大并傳到您的眼里。按照以下的步驟,您就能自己在家里制作出一個(gè)簡(jiǎn)單的望遠(yuǎn)鏡。
兩片放大鏡——直徑大約在2.5——3厘米之間(如果其中一片放大鏡比另一片大些,效果會(huì)更好)、一個(gè)紙筒——用紙巾或者禮品包裝紙卷成筒狀(長(zhǎng)一些會(huì)比較好)、膠帶、剪刀、一把直尺、碼尺或者卷尺、印有內(nèi)容的紙——報(bào)紙或者雜志都可以。
拿出兩片放大鏡和一篇打印好的文章。
將一片放大鏡(大的那一片)放在您和紙之間。文章上的影像看起來(lái)會(huì)很模糊。
將另一個(gè)放大鏡放在您的眼睛和第一個(gè)放大鏡之間。
前后移動(dòng)第二片玻璃,直到印刷內(nèi)容看起來(lái)非常清晰。您將注意到文章看起來(lái)變大了,并且是倒立的。
請(qǐng)一個(gè)朋友幫助測(cè)量?jī)善糯箸R之間的距離,并記錄下來(lái)。
在紙筒靠近前端開(kāi)口處大約2.5厘米的地方剪一個(gè)槽。不要將卷筒剪穿。這個(gè)槽應(yīng)能夠容納較大的那片放大鏡。
在紙筒上再剪一個(gè)槽,這個(gè)槽與第一個(gè)槽之間的距離等于您的朋友所記錄的距離。這是放置第二片放大鏡的地方。
將兩片放大鏡放在相應(yīng)的槽上(大的放在前面,小的放在后面),并用膠帶將它們固定好。
在較小的放大鏡后面留大約1——2厘米的卷筒,將多余的卷筒剪掉。
用這個(gè)望遠(yuǎn)鏡來(lái)看印有內(nèi)容的紙張,以檢查它是否制作成功了。您也許要花點(diǎn)精力來(lái)確定兩個(gè)鏡片之間的準(zhǔn)確距離,從而使圖像能夠聚焦。
您已經(jīng)制作成了一個(gè)簡(jiǎn)單的折射望遠(yuǎn)鏡!有了這個(gè)望遠(yuǎn)鏡,您就可以用它來(lái)觀察月亮、一些星團(tuán)和地球上的東西(比如鳥(niǎo))。
以上就是普通望遠(yuǎn)鏡的制作方法,接下來(lái)讓我們一起看看如何制作更專業(yè)的天然望遠(yuǎn)鏡。
在這里我給大家介紹的是鏡片材料易找的開(kāi)普勒式的折射望遠(yuǎn)鏡,這類(lèi)望遠(yuǎn)鏡也是最容易制作的,它沒(méi)有太高的要求,視場(chǎng)較大,容易找到被觀察對(duì)象,凸透鏡在今天這個(gè)社會(huì)里也是比較容易找到的,不像反射式,凹面鏡不是從廠家購(gòu)買(mǎi),就只能通過(guò)自己艱苦的磨制了,而且還不一定一次就磨成功。我們這架望遠(yuǎn)鏡是屬于入門(mén)級(jí)的,它不能與那些高檔的相比,但也能夠滿足一般的觀察要求。對(duì)提高對(duì)天文的興趣和認(rèn)識(shí)還是有一定的幫助的。
首先是望遠(yuǎn)鏡的放大倍率,因?yàn)槭侨腴T(mén)級(jí)的,為了保證畫(huà)質(zhì)和清晰度(即分辨率),我們不要一度的貪圖追求放大倍數(shù),寧愿小倍率清晰的觀察對(duì)像也不愿意大倍率的摸糊的觀察對(duì)像,那是對(duì)視覺(jué)的污辱。在這里我給大家介紹的是一架30倍左右的望遠(yuǎn)鏡,它能清晰的看到月球上的環(huán)形山,最大的行星木星看起來(lái)像一小圓盤(pán),在觀測(cè)條件好的時(shí)候能看到它上面的大紅斑,至于土星光環(huán),如果你的鏡片質(zhì)量和手工制作做得足夠好,在晴朗的夜空土星大距的時(shí)候,勉強(qiáng)能看到它周?chē)幸恍┎粚こ5臇|西,沒(méi)錯(cuò),那就是它的光環(huán)。
長(zhǎng)焦平凸透鏡一塊,短焦平凸(雙凸也行)透鏡1-4塊,紙筒(或用紙自己卷制),膠水等。
一、首先是物鏡,口徑在5厘米左右焦距在50-80厘米都行,主要是看各位能找到什么樣的焦距,理論上口徑越大焦距越長(zhǎng)越好,能找到1米到1米2的更加好,這類(lèi)鏡片現(xiàn)在比較難找,不像以前,有郵購(gòu)的套件,郵購(gòu)一塊口徑10厘米焦距1米2的鏡片還不是一件非常難的事,現(xiàn)在不行了,沒(méi)這類(lèi)鏡片郵購(gòu)了,大家可以到網(wǎng)購(gòu)上搜索一下,找一塊焦距80厘米的鏡片應(yīng)該也不是一件很難的事,我這部望遠(yuǎn)鏡用的是一塊口徑5厘米焦距80厘米的平凸透鏡,是以前郵購(gòu)的,切記一定要平凸透鏡,雙凸和新月型的凹凸透鏡不好,做出來(lái)的效果很差,主要是色差大和琦變非常厲害。一塊合用的鏡片一般是口徑和焦距比為1:8或1:15之間,比如口徑為5厘米的鏡片,按1:15來(lái)算,5X15=75厘米,我們這塊是80厘米還是可以的。如果按1:8來(lái)算即5X8=40厘米,意思是說(shuō)一塊口徑5厘米的鏡片,焦距在40-80厘米之間都是合用的,做出來(lái)的望遠(yuǎn)鏡成像還是好的,低于或者超過(guò)這個(gè)范圍太多做出來(lái)的望遠(yuǎn)鏡成像就會(huì)很差了,就像你到二元店買(mǎi)一塊口徑10厘米的放大鏡,它的焦距只有30多厘米這樣,它的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1:8的范圍,只有1:3這樣子,這種鏡片是不行的,做出來(lái)觀察到的圖像琦變非常厲害,除非你只打算做一個(gè)給小孩子玩的玩具。
鏡片我用白板紙(厚紙)來(lái)卷制外筒,主要是為了方便安裝到物鏡筒身上,卷的厚度由你所擁有的物鏡筒內(nèi)徑來(lái)決定,卷到直徑大小剛好放進(jìn)物鏡筒內(nèi)為準(zhǔn)。如果你的物鏡筒也是自己卷制的,那就可以省掉這一步了,直接把物鏡筒卷到和物鏡的直徑大小一樣即可。物鏡口徑5厘米,要做一個(gè)3厘米的光柵,因?yàn)椴皇窍铉R片,色差還是有的,只能以犧牲口徑的辦法來(lái)消除了。如果你從網(wǎng)上花個(gè)幾百塊錢(qián)弄一塊消色差的鏡片那這個(gè)光柵就可以省了,還不會(huì)犧牲口徑的集光量。
物鏡筒我是用一些硬紙筒來(lái)做的,大家可以到噴繪的地方去問(wèn)人家要。
我們這塊物鏡的焦距是80厘米,物鏡筒的長(zhǎng)度只能比焦距略短20厘米左右,因?yàn)槊總€(gè)人的視力不一樣,我們還要制作一目鏡筒來(lái)調(diào)節(jié),以應(yīng)對(duì)不同視力的人觀看。一般在工場(chǎng)得到的硬紙筒都比較長(zhǎng),大家可以用鋸子根據(jù)鏡片焦距來(lái)鋸短紙筒。
接下來(lái)做目鏡,此類(lèi)鏡片是大家最容易找得到的,幾乎地?cái)偵隙伎梢再I(mǎi)到,在這里我用的是修理鐘表的那種放大鏡,因?yàn)槲易鲞@個(gè)望遠(yuǎn)鏡用的目鏡和那個(gè)顯微鏡的一樣,是通用的,當(dāng)然,你也可以用其它的鏡片,鏡片的來(lái)源就是多種多樣了,焦距用3厘米左右的兩塊可以組成一個(gè)焦距2.5厘米左右的復(fù)合目鏡,如果要做到消色差,兩片鏡片的距離是單片焦距的三分之二,焦距可以縮短到原來(lái)單片焦距的四分之三,這個(gè)比例是在其它制作望遠(yuǎn)鏡的書(shū)上看到的,但按我的經(jīng)驗(yàn),把兩塊鏡片直接問(wèn)隔三毫米左右,可以縮短一半的距離。
大倍率放大鏡用來(lái)做目鏡也是非常不錯(cuò)的,它的放大倍率在5倍左右,焦距和修鐘表的放大鏡一樣,在4厘米左右,用三塊,其時(shí)用兩塊也是可以的,用一塊也行,但放大倍率就小了,如果有單塊焦距3厘米的鏡片更加好,兩塊就可以了,把焦距做到2厘米左右就可以了,這樣這部望遠(yuǎn)的放大倍數(shù)就是80厘米÷2.5厘米=32倍,如果目鏡焦距做到2厘米,那么它的放大倍數(shù)就是40倍,如果你得到焦距為1厘米的放大鏡,那這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的放大倍率就達(dá)到80倍。望遠(yuǎn)鏡的放大倍率是物鏡焦距除以目鏡焦距等于放大倍數(shù),我們不能為了一味的追求放大的倍數(shù)而忽略了成像質(zhì)量,在口徑相同的情況下,放大倍數(shù)越高,畫(huà)面越暗,大倍數(shù)在白天觀景和晚上看月亮還可以,看星星就沒(méi)有必要了,就算你的放大倍數(shù)是200倍,從望遠(yuǎn)鏡中看去仍然是一個(gè)小光點(diǎn)。
接下來(lái)我們要制作目鏡筒,因?yàn)槲镧R筒我們用了噴繪材料的硬紙筒,目鏡筒只能自己卷制來(lái)配合物鏡筒了。目鏡筒用250克左右的白板卡紙(牛皮紙之類(lèi)的厚紙也行)來(lái)做,多卷幾層,達(dá)到一定的厚度,感覺(jué)有一定的強(qiáng)度就行了。我一般是卷4-6層這樣子,因?yàn)榘装蹇埍旧碛幸欢ǖ挠捕?,又方便卷曲,卷出?lái)的鏡筒有強(qiáng)度又帶點(diǎn)彈性,非常適合。卷好后可在內(nèi)壁做一光柵,最好是幾個(gè)光柵,根據(jù)鏡筒的長(zhǎng)度來(lái)制作,我做最多達(dá)到三個(gè),即在目鏡筒里隔幾厘米就做一個(gè)光柵,這樣子可有效的減少光在內(nèi)壁的漫反射,令觀察不再受到雜光的影響,對(duì)成像質(zhì)量有很大的保障。接著就做一個(gè)目鏡接筒,主要是把目鏡插入,方便更換不同焦距的目鏡以組成不同的放大倍率。
最后把目鏡接筒用膠水粘在目鏡筒上即可。
至此一架望遠(yuǎn)鏡基本完成,不過(guò)此時(shí)觀看的景物是倒的,就是上下顛倒的,這對(duì)天文觀測(cè)影響不大,因?yàn)樾切呛托行腔径际菆A形的,也無(wú)所謂正反了,如果白天用來(lái)觀景的話,在視覺(jué)上感覺(jué)就沒(méi)那么舒服了,此時(shí)可以做一個(gè)正向鏡來(lái)改善這種視覺(jué),正向鏡其時(shí)就是一面鏡子,通過(guò)它可以把倒轉(zhuǎn)的圖像再倒一次變成正向的了,但左右卻顛倒了,不過(guò)這對(duì)觀看來(lái)說(shuō)影響也不大了。正向鏡的外殼用包裝紙箱的瓦楞紙來(lái)做,有厚度和一定的強(qiáng)度而且材料易找和便于粘貼,里面粘一塊小鏡子,最好是那種鍍鋁鍍?cè)诒砻娴溺R子,比如很投影機(jī)或幻燈機(jī)里面拆出來(lái)那種,一般的普通鏡子也行,但只能用來(lái)白天觀景,晚上用來(lái)看星星和月亮之類(lèi)的不好,因?yàn)殄兡ぴ诓AУ南旅妫由喜Aв幸欢ǖ暮穸?,光線在斜射時(shí),會(huì)在玻璃表面和玻璃下面的鍍銀層之間發(fā)生多次反射,鏡子越厚,多次反射的現(xiàn)象越明顯,此時(shí)觀看到的星光會(huì)由一個(gè)按漸變的距離變成多個(gè)。這對(duì)觀察造成不必要的影響,所以最好能用銀子或鋁鍍?cè)诒砻娴哪欠N反射鏡,而且鏡面要平,不然圖像會(huì)琦變的。
上面那些都做好后,一架望遠(yuǎn)鏡基本上就完成了。