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自制天文望遠(yuǎn)鏡教程

454398 ? 作者:工程師吳畏 ? 2018-09-13 10:18 ? 次閱讀
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記得小的時(shí)候,夏天的晚上常常停電,沒(méi)電的晚上人們只能坐在門(mén)口乘涼,在美麗的星空下閑聊等待睡意的來(lái)臨,在那漆黑的晚上,明亮的繁星顯得異常的美麗,引人無(wú)限聯(lián)想,好奇的心一直想弄明白,宇宙的深處有些什么奇妙的場(chǎng)景,有沒(méi)有外星人,他們是不是比我們更加發(fā)達(dá)等等??上г诠I(yè)發(fā)達(dá)的今天,霓虹燈下再難看到那美麗的星空。

在那物資和信息匱乏的年代,一部天文望遠(yuǎn)鏡就覺(jué)得好像好高科技一樣,只有電視里那些科學(xué)家才能使用,而那些有能力自己制造望遠(yuǎn)鏡的人更是像偶像一樣令人敬佩,在今天這一切隨著信息的高度流通,大家可以自己動(dòng)手制做一架屬于自己的天文望遠(yuǎn)鏡,親自領(lǐng)略一下那美麗的銀河繁星和那壯觀的河外星系,還有我們那些近鄰,太陽(yáng)系的各大行星。

記得第一次擁有望遠(yuǎn)鏡的時(shí)候,還是在讀小學(xué),在一本科普刊物上看到有郵購(gòu)?fù)h(yuǎn)鏡鏡片的套件,拿到套件后那個(gè)激動(dòng)呀,真的沒(méi)法形容。也就是在那時(shí)制做了第一架屬于自己的天文望遠(yuǎn)鏡,第一次看到了月球上的環(huán)形山、天女座大星云、三葉星云、星團(tuán)等。

說(shuō)到望遠(yuǎn)鏡,我們先來(lái)大略的說(shuō)一說(shuō)它們的分類(lèi),按光路來(lái)說(shuō)總的分兩大類(lèi),一類(lèi)是折射式,一類(lèi)是反射式,發(fā)展到后面,又多出一種折反射式。先來(lái)說(shuō)說(shuō)開(kāi)普勒折射式,它最低由兩塊凸透鏡組成,它是望遠(yuǎn)鏡的最早形式之一,它的視場(chǎng)大,可以觀看很大的范圍,比伽利略式(一塊凸透鏡加一塊凹透鏡組成)相對(duì)較窄的視場(chǎng)而言,使觀察更加方便,而且保養(yǎng)也非常方便,只要鏡片不損傷和劃花,一般不用怎么護(hù)理,缺點(diǎn)是色差的產(chǎn)生,對(duì)觀測(cè)造成的不便。另一類(lèi)是反射式,它最大的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有色差,使成像非常的清楚,缺點(diǎn)是反射面在空氣中的氧化,每隔三年左右要重新鍍一次反射膜,不然隨著反射率的下降,使觀察的對(duì)像明顯暗淡,對(duì)護(hù)理不便,退膜和重新鍍膜對(duì)于一般的人而言是件相當(dāng)困難的事,除非那些發(fā)燒級(jí)玩家,一般不會(huì)為了一塊反射鏡的鍍膜而去采購(gòu)那些硝酸銀之類(lèi)的化學(xué)藥品,那類(lèi)藥品非常貴,一小瓶25克的都差不多在一百大洋左右,須知現(xiàn)在銀子漲價(jià)了,一克的市場(chǎng)價(jià)在8元左右,不像2000年那時(shí),認(rèn)識(shí)人的可以拿到1塊5一克,而硝酸銀又是個(gè)見(jiàn)不得光的藥品,保存不好會(huì)因?yàn)楣庹招Ч孔兒谑А?/p>

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),一個(gè)令人激動(dòng)的畫(huà)面。河外星系最著名的就要數(shù)仙女座大星云了,記得有一年,我用20倍的望遠(yuǎn)鏡看,在它的周?chē)床坏绞裁雌渌臇|西,當(dāng)換另一部放大45倍的來(lái)觀察,在它的旁邊發(fā)現(xiàn)了一個(gè)激動(dòng)的畫(huà)面,那有一顆慧星剛好運(yùn)行到那里,長(zhǎng)長(zhǎng)的慧尾,非常漂亮,幾分鐘后可以看到慧星在視野中由星云的一側(cè)移動(dòng)到了另一側(cè)。

材料:

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,這些廢紙筒對(duì)于噴繪工場(chǎng)的人來(lái)說(shuō)只是一些廢物,占他工場(chǎng)的地方,你問(wèn)他們要他們是非常沒(méi)有意見(jiàn)的,而且還不用你花錢(qián),相當(dāng)于你幫他處理垃圾,呵呵。

用此種硬紙筒來(lái)做鏡筒是非常不錯(cuò)的,有硬度還有一定的強(qiáng)度和吸潮性,有一些朋友可能會(huì)建議用白色PVC下水管來(lái)做鏡筒,這種塑料管有強(qiáng)度又薄,做下水管很好,做望遠(yuǎn)鏡不行,因?yàn)樗饣膬?nèi)壁,加上是白色,對(duì)光的反射太厲害,通過(guò)透鏡光會(huì)在內(nèi)壁里造成多次漫反射,對(duì)成像的質(zhì)量影響不是一般的大,而是毀滅性的破壞,在此奉勸大家一句,此法不可取,如果你一定要用此法也不是沒(méi)有解決的辦法,那就是在內(nèi)壁貼一層黑色的絨紙,如此一來(lái)就顯得非常的麻煩。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,大家看過(guò)我發(fā)表的“自制復(fù)式生物顯微鏡”就知道它是什么樣子的了,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。像圖中這種大倍率放大鏡用來(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。

目鏡接筒可按圖示方法來(lái)做,最后用膠水粘在目鏡筒上即可,為了美觀可在物鏡筒和目鏡筒的外面粘上一層音箱紙、墻紙之類(lèi)的膠紙,顏色可以根據(jù)個(gè)人自己的喜好來(lái)粘貼,不一定要黑色,其時(shí)貼紅木那木紋也是很好看的,或者銀白色的鋁箔紙也是不錯(cuò)的,不過(guò)本人還是比較喜歡傳統(tǒng)的黑色。

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,但左右卻癲倒了,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?,加上玻璃有一定的厚度,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,但是只能用手握著來(lái)觀察對(duì)像,這對(duì)觀測(cè)來(lái)說(shuō)是一件很吃力的事,一直用手舉著來(lái)觀察對(duì)象,會(huì)因?yàn)槭值亩秳?dòng)影響對(duì)被觀測(cè)物細(xì)節(jié)的觀測(cè),時(shí)間長(zhǎng)了手也會(huì)感覺(jué)很酸,此時(shí)一個(gè)望遠(yuǎn)鏡鏡架就顯得非常重要。

望遠(yuǎn)鏡的支架可以多種方式,最常見(jiàn)的是三角架形式,在這里我把它簡(jiǎn)化了,用一根方條跟一塊厚木板搞掂了,其結(jié)構(gòu)可以從圖中看到。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但它實(shí)用,制作也簡(jiǎn)便,材料易找。

在此說(shuō)一下,正向鏡用普通小鏡子也是可以的,要求不高的也看得過(guò)去,白天觀景沒(méi)有一點(diǎn)影響,你幾乎看不出多次反射的影響。因?yàn)楣ぷ髅Φ木壒?,一直沒(méi)有完成和發(fā)表此篇文章,讓大家久等了,在此說(shuō)聲抱歉了,如果看不清楚圖片,注冊(cè)了極客迷網(wǎng)站會(huì)員的朋友可以在我的會(huì)員相冊(cè)中觀看或下載更多的高清相片,因?yàn)榘婷婧推?,很多圖片不能在此一一上傳,喜歡的朋友可到我相冊(cè)里觀看。

其時(shí)在心中一直都想自己磨制天文望遠(yuǎn)鏡的鏡片,可惜時(shí)間不足,只有不斷的在心中叨念有空了找齊材料自己磨制鏡片,必竟現(xiàn)在想找一塊稱心的鏡片不是那么好找的了,自己磨制鏡片也不是一件很難的事,主要是你要有耐心和細(xì)心,自制還可以讓自己學(xué)到更多的東西和鍛煉動(dòng)手的能力,希望有磨制鏡片歷程的朋友也能把自己的過(guò)程和方法心得介紹分享一下,讓更多的人能夠喜歡上DIY

大家看到的圖片可能顯示不完整,不過(guò)不要緊,可用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下圖片即可跳出完整大圖,可能是因?yàn)閳D片太大的緣故吧,上次發(fā)制作顯微鏡的文章也是這樣,沒(méi)辦法,大家只好辛苦一點(diǎn)了。

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    據(jù)外媒報(bào)道,NASA的科學(xué)家們正在提議建造一個(gè)巨大的折疊的天文望遠(yuǎn)鏡來(lái)搜索新的系外行星。
    的頭像 發(fā)表于 12-18 09:37 ?2592次閱讀

    西華師范大學(xué)研發(fā)的天文望遠(yuǎn)鏡成功投用

    由西華師范大學(xué)攜手中國(guó)天文臺(tái)研發(fā)智造的天文望遠(yuǎn)鏡圓滿通過(guò)調(diào)試并正式啟用,該天文望遠(yuǎn)鏡坐落于海拔4200米的青海冷湖賽什騰天文觀測(cè)基地C平臺(tái)上,剛投用就獲得一副科學(xué)圖像。
    發(fā)表于 03-24 17:53 ?1671次閱讀

    用于天文望遠(yuǎn)鏡的虛擬電子尋星StarPointer

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《用于天文望遠(yuǎn)鏡的虛擬電子尋星StarPointer.zip》資料免費(fèi)下載
    發(fā)表于 08-10 11:35 ?1次下載
    用于<b class='flag-5'>天文望遠(yuǎn)鏡</b>的虛擬電子尋星<b class='flag-5'>鏡</b>StarPointer