自制望远镜,有两种结构
一种,开普勒结构:就是两个放大镜,物镜是放大倍数小的,目镜是放大倍数大的。这种结构视野宽,倍数容易大,材料也好找。但是,如果你没有棱镜,那么成的像是倒的。(注意这点)
另一种,就是伽利略结构:一个放大镜,倍数小点的,是物镜。一个凹透镜,度数大的,是目镜。优点,成的像是正的。缺点——上述方法中的优点一一相对应。
伽利略结构实际上目前已经淘汰了,只用在玩具望远镜上,材料也不是特别好找(生活中的凸透镜比凹透镜要多的多了,是吧?)所以如果你就是为了看天文,要做一个天文望远镜(不在乎成倒像),那么可以做一个开普勒结构的。
——重点,你只需要知道,物镜越平,目镜越凹(或者越凸),那么做出来的望远镜,倍数越大。但是不建议很大。
(当 然,我说的这两个,只是最简单的模型,真正正规的望远镜,还是比较复杂的其实,不但材料为光学玻璃,而且镜片也很复杂http://www.ytwscc.com/zhishi13xiaosechajingpian.html ,从给你的专业望远镜的生产的介 绍里,你可能已经知道了——那里面的所谓“凸透镜”——实际上真正生产上,用的是设计复杂的透镜组——就好象你知道相机的镜头是个凸透镜一下——真正的专 业的相机镜头,内部是复杂的透镜组。)
最后说一点,体验下动手的乐趣就行了,不要花费太多精力,可以自己玩玩,体验下动手的乐趣,但是对效果不要抱有过于多的期望。 如果预算达到几十元——就不很值得了。
祝成功
普物实验-望远镜制作
原理回顾
1.
折射式望远镜
折射式望远镜的光学系统,
实质上与显微镜一样。二者都是由目镜观看物镜所造成的像。它们的差别是:望远镜是用来看长距离的大物体,而显微镜是用以观看眼前的小物体。
下图说明天文望远镜的构造和原理。物镜使物体O行成缩小的实像I。I’是I经由目镜所造成的虚像。与显微镜的情况相同,I’可以呈现于眼睛之近点与远点间的任一位置上。实际上,望远镜所观看的物体离仪器非常远,所以它造成的像I之位置几乎就在物镜的第二焦点上。此外,若I’这个像在无穷远处,则I位于目镜的第一焦点。因此,目镜与物镜间的距离(亦即望远镜的镜筒长度)便等于物镜与目镜的焦距之和。
望远镜的角放大率之定义为:最后的像I’对眼睛所张之角与物体对裸眼所张的角之比值。这比值可表为物镜与目镜的焦距之比,其推理方式如下。上图中,通过物镜第一焦点F1,并通过目镜第二焦点F2’的光线,用粗线画出以示强调。物体(未画出)对物镜所张的角是u,他对裸眼所张的角度也是这个值。此外,由于观察者的眼睛在焦点F2’右侧不远处,所以最后的像对眼睛所张的角等于u’。ab与cd这两段距离显然相等,并等于像I的高度y’。由于u与u’都很小,可以用它们的正切值代替它们(u=tanu)。由F1ab与F2’cd两个直角三角形可得
因此,
于是,望远镜角放大率等于物镜焦距除以目镜焦距之商。负号显示所成的像是倒像。
2.
双筒望远镜
若这望远镜是用来做天文观测的,那么倒像并非缺点;可是我们希望望远镜能形成正立的像。棱镜双筒望远镜(prism
binocular)可以达成这目的,下图显示其剖视图,其中的物镜与目镜之间,有一对45°-45°-90°全反射棱镜。在棱镜斜面上发生的四次反射,把像倒过来,而成为正立像。
3.
反射式望远镜
反射式望远镜里,一凹面镜代替透镜作为物镜,如下图所示。这种装置在大型望远镜方面,有许多理论上及实际上的优点。反射面镜根本不会有色像差,而且消除它的球面像差比消除透镜的要容易多。镜面不须采用透明材料,而且反射镜可以做的比透镜坚固,因为透镜只能由边缘支持。世界上最大的反射式望远镜之镜面直径超过5公尺。由于像形成于入射光线所经区域的一部份,所以只有把入射光束的一部份挡掉,才能用目镜直接观看这个像;只有最大的望远镜才适于这么做(否则光量太弱)。图(b)及(c)显示别的装置法,它们是用反射面镜把像向侧方,或是经由原镜上的小孔反射出去。
4.
鉴别率
(resolution)
照相机镜头的鉴别率可定义为:像的每1
cm中,勉强可变认为分开的线之线数。假设某镜头之焦距为50
cm,鉴别率为100
条线/cm。则100
m外一物体上的分开2
cm的线条仍能辨识!
材料:
大凸透镜(物镜)、小凸透镜(目镜)、手电筒、厚纸板、胶水、尺等
步骤一:
将大凸透镜(物镜)固定,在透镜后方放置一纸片,以手电筒照射透镜,移动纸片观测透镜焦点。
步骤二:
重复步骤一,将大凸透镜(物镜)换成小凸透镜(目镜),观测透镜焦点。
步骤三:
设计一可变焦之望远镜。
步骤四:
以自制之望远镜观看尺之最小格线(0.1
cm),移动尺与望远镜间之距离,观察最远可辨识尺之格线的距离。
发错了