說到望遠鏡
相信很多小朋友都不陌生
望遠鏡是用來看遠方的一個工具
電視劇裡常常會出現戰爭時期
士官們拿著望遠鏡觀測遠方敵對勢力
每逢月圓、日月食等特殊日期
天文學者們用望遠鏡探索天上的秘密
而我們也可以通過望遠鏡
了解陸地生命的信息、觀察世界上
或細小、或遙遠的生物
到底望遠鏡為什麼可以看得這麼遠呢?
它的科學原理又是什麼呢?
今天,小ME想通過「DIY」的方式
和大家一起分享,製作屬於我們自己的
小小「千裡眼」
一:天文望遠鏡光學原理
首先,我們需要了解望遠鏡的原理是什麼。
望遠鏡由物鏡和目鏡組成,接近景物的凸形透鏡或凹形反射鏡叫做物鏡,靠近眼睛那塊叫做目鏡。
遠景物的光源視作平行光,根據光學原理,平行光經過透鏡或球面凹形反射鏡便會聚焦在一點上,這就是焦點。
焦點與物鏡距離就是焦距。再利用一塊比物鏡焦距短的凸透鏡或目鏡就可以把成像放大,這時觀察者覺得遠處景物被拉近,看得特別清楚。
折射鏡是由一組透鏡組成,反射式則包括一塊鍍了反光金屬面的凹形球面鏡和把光源作90度反射的平面鏡。兩者的吸光率大致相同。
折射式天文望遠鏡
反射式天文望遠鏡
簡單說就是由一根管子做鏡筒,前面放置一塊物鏡,後面放置一塊目鏡。
了解到了原理,話不多說,現在我們也來試試動手製作折射式天文望遠鏡~
二:自製望遠鏡部件介紹
【物鏡】分為雙分離和雙交合兩種(就是2片鏡和1片鏡區分),雙膠合為1塊鏡片方便操作。口徑大,焦距長的物鏡好,放大率高,解析度高。
【鏡筒】連結各個部件
【調焦座】在觀看不同目標或使用不同目鏡時,均需要調焦座來做細微調節。(玩過單反應該知道,需要對焦)
【天頂鏡】不適用天頂鏡的話。成像是上下左右顛倒。天頂鏡可以讓最終成像為正像。(只看天文選90度,天文和觀景兼顧選45度)
【目鏡】有多片複雜鏡片組成,最終可以成像。一般一個目鏡只有一個倍數。可買不同倍數目鏡更換。(主要看目鏡的焦距,廣角目鏡最佳)
焦距大,視野大,看到的範圍廣,亮度大,但放大率小;
焦距小,視野小,亮度小,但放大率高。
三:望遠鏡製作步驟
1、準備好材料
(下面型號和尺寸僅供參考)
(1)物鏡(雙分離,60mmF700)
(2)鏡筒(pvc水管,直徑63mm*長520mm)
(3)目鏡(PL20/廣角或多個目鏡)
(4)天頂鏡(45°天文和觀景兼顧)
(5)調焦座(60mm)
(6)黑色植絨(45cm寬不乾膠絨布)
(7)連接瓦塊(連接三腳架用)
(8)遮光罩(可用pvc水管:直徑63mm*長100mm左右)
(9)相機三角支架
2、鏡筒的製作準備
【鏡筒】外徑63mm *長520mm的 PVC 水管
用尺子量出所需長度,然後用小鋸子鋸斷。本次製作因使用了調焦座和天頂鏡,所以需要的 pvc 管子長度為 520mm。在鋸斷 pvc 水管後,切口部分較為粗糙,可以用小刀或者砂紙把切口修平整。(注意小刀鋒利,注意安全)
圖例僅供參考:
3、鏡筒的消光處理
鏡筒裡面一定要做消光處理,不然白花花一片會很影響成像清晰度的。推薦貼黑色植絨。像一大塊黑色的創可貼,製作很簡單效果好。
處理方法:把植絨裁剪成長條形狀,然後一條一條的往裡貼,每一條重疊一點搭邊,直到鋪滿鏡筒內壁。
圖例僅供參考:
4、調焦座的安裝
75調焦座,恰好可以套入 63mm 外徑 PVC 管,而調焦座外部有均勻 3 個小孔,可以擰螺絲進去固定。
圖例僅供參考:
5、鏡片的安裝
【物鏡】60F700 規格,即物鏡的直徑約是 60mm,為兩片式消色差物鏡組(一片凸透鏡一片凹透鏡)。
安裝的時候,可直接兩片疊合一起,注意:凸透鏡在前面(朝向景物),凹透鏡在後面(朝向鏡筒)。
操作方法:可以直接透明膠把它們纏繞,粘貼即可。
PS:切勿用手觸碰鏡面,即使有汙跡也不可用紙巾去檫!!一般鏡片會鍍膜,擦拭清洗會造成不可逆損傷。所以別碰鏡面!!!
圖例僅供參考:
6、連接三腳架部分
1. 連接瓦塊:在鏡筒上打孔後,安裝固定即可。
(買pvc水管時,可問店家幫忙打孔)
圖例僅供參考:
7、安裝遮光罩
鏡片端直接裸露在外面容易「受傷」,所以我們需要給物鏡端做一個遮光罩。
【遮光罩】沒有具體長度要求也沒有大小要求,能把鏡片套進去和諧美觀就行。
圖例僅供參考:
8、安裝到三腳架上
圖例供參考,最終效果以實物為準
此活動將在《Steed老師帶你入門天文學》課程群和訂閱號粉絲群體同期公布,截止至下周四(7月25日)將評選出3名優秀作品,贈予由劍橋大學地理學博士何思源老師主講的《講給孩子聽的世界地理——非洲地理》課程一份!
完成作品後,可直接發送圖片至後臺並留言【望遠鏡】即可參與活動,小夥伴們感興趣的趕緊做起來呀~
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