Текст книги "Юный техник (35 самодельных приборов и моделей для школы, пионерского отряда и дома по оптике, фото, радио, электротехнике и паротехнике.)"

Автор книги: Александр Абрамов

Соавторы: Василий Куличенко
сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 10 страниц)

4. Телескоп

Каждый может изготовить неплохой телескоп с увеличением в пятьдесят – семьдесят пять раз. Такой телескоп показан на таблице 4.

Таблица 4. Телескоп. 1 – стойка; 2 – треугольник; 3 – фанерный кружок; 4 – поперечная ось; 5 – линейка; 6 – труба; 7 – коробка с объективом; 8 – коробка с окуляром; 9 – крышка с диафрагмой объектива; 70 – трубка окуляра; 77 – матерчатая лента; 72 – обойма вертикальной оси.

Он состоит из двух стекол – объектива и окуляра, вставленных в трубу по обоим концам. Для удобства наблюдения труба устанавливается на штативе.

Объектив

В телескопе с большим увеличением объектив должен собирать много света, иначе изображение получится темным. А для телескопа с указанным нами сравнительно небольшим увеличением пригоден и маленький объектив; изображение получится достаточно ясным, так как собранный свет распределяется на небольшую площадь.

Лучше всего в качестве объектива взять круглое стекло для очков: оно очень тонко и почти не разлагает лучей, падающих по краям стекла. Потеря света в нем также невелика, а это очень важное достоинство объектива Обыкновенная увеличительная линза менее пригодна для нашей цели: она очень толста и будет давать сильно окрашенные изображения, к тому же и достать ее труднее, чем очковое стекло.

Для объектива возьмите круглое, а не овальное очковое стекло: овальное не даст правильного изображения планет, представляющихся нам в трубу маленькими дисками Луну, впрочем, можно наблюдать в трубу и с овальным объективом, так как она имеет большой диск и изображение получается неискаженным.

Круглое стекло для очков можно найти в любом оптическом магазине Оно должно иметь фокусное расстояние в 50—100 см. Но в оптических магазинах стекла различают не по фокусным расстояниям, а по так называемым диоптриям.

Стекло в 1 диоптрию имеет фокусное расстояние в 100 см; у стекла в 2 диоптрии фокусное расстояние равно 50 см; 4 диоптрии соответствуют 25 см и т. д. Значит, нужно взять круглое стекло для очков в 1–2 диоптрии. Если на нем будут царапины или пузырьки, это не имеет значения: они не испортят изображения в телескопе.

Не купите по ошибке вогнутого стекла, употребляемого для близоруких; такое стекло не собирает, а рассеивает лучи и, разумеется, не годится для телескопа.

Объектив из стекла для очков будет все же давать слабое окрашивание по краям изображений. Этого можно легко избежать, надевая на объектив диафрагму – картонный кружок с круглым отверстием посредине; диаметр отверстия должен быть немного меньше, чем диаметр стекла объектива.

Диафрагма задержит лучи, падающие на края объектива, и устранит окрашивание изображения.

Окуляр

Для окуляра нужно достать маленькую линзу с фокусным расстоянием в 1,5–2 см. Еще лучше взять сложную лупу, состоящую из двух линз. Ее также можно купить в оптическом магазине. Стекла лупы всегда вделаны в оправу. Они должны быть чистыми, без царапин и пузырьков, все такие недостатки окуляра будут портить изображение в телескопе.

Предположим, что для объектива вы достали очковое стекло в 1,3 диоптрии. Значит, фокусное расстояние у него 100:1,3=75 см Если фокусное расстояние окуляра 1,5 см, то телескоп даст увеличение в 75:1,5=50 раз.

Корпус трубы

Когда есть объектив и окуляр, можно приступить к изготовлению телескопа.

Трубу для телескопа сделать очень просто. Для этого нужно взять круглую картонную коробку без крышки, диаметром около 7,5 см, например коробку из-под кофе. Чтобы удлинить ее до нужных размеров, нужно обернуть коробку тонким картоном; склеенный по краю картон образует трубу, длина которой должна быть равна фокусному расстоянию объектива, то есть 50—100 см.

Труба должна быть окрашена внутри в черный цвет, чтобы изображение не портилось из-за отражения света от стенок. Лучше всего окрасить картон черной тушью, пока он еще не свернут в трубку Оклеиваемая коробка располагается так, чтобы дно ее было на конце трубы. Прежде чем обертывать коробку картоном, нужно в дне ее вырезать посредине круглое отверстие диаметром чуть поменьше диаметра стекла объектива.

Теперь вырежьте из картона кружок, равный по величине дну коробки, и в середине его прорежьте круглое отверстие, равное по диаметру стеклу объектива. Кружок-шайбу приклейте снаружи ко дну коробки. Получится неглубокое гнездо, в котором очень удобно помещается линза объектива, не проваливаясь внутрь трубы.

Остается только закрепить линзу, чтобы она не выпала наружу Для этого поверх объектива, вложенного в гнездо, приклеивается еще картонный кружок с круглым отверстием посредине. Диаметр этого отверстия должен быть чуть меньше диаметра объектива Таким образом, стекло окажется зажатым по краям между дном коробки и верхним кружком, находясь внутри среднего кружка – шайбы. Остальная часть объектива, диаметром равная отверстию в дне коробки, остается ничем не прикрытой Через нее и будут проникать лучи света от луны или планет, давая изображение их внутри корпуса телескопа. Вставляя объектив, старайтесь не выпачкать его клеем – клей трудно потом стереть со стекла.

На другом конце трубы нужно вставить окуляр, но только так, чтобы его можно было передвигать вдоль оси трубы. Иначе нельзя будет установить трубу «на фокус».

Чтобы сделать окуляр подвижным, нужно вставить его в дно другой круглой коробки точно такого же диаметра, как та, которая взята для объектива Эта коробка будет вдвигаться в другой конец картонной трубы Длина ее должна быть 10–15 см.

В центре дна этой коробки вырежьте круглое отверстие диаметром меньше диаметра лупы, взятой для окуляра Теперь вырежьте несколько кружков-шайб с отверстиями, диаметр которых равен наружному диаметру оправы лупы, и приклейте эти кружки ко дну коробки снаружи. Центры отверстий в шайбах и в дне коробки должны совершенно точно совпадать Получится глубокое гнездо, в которое вклеивается лупа, служащая окуляром телескопа При этом также остерегайтесь выпачкать клеем линзочки окуляра.

Остается вдвинуть свободный конец коробки с окуляром в картонную трубу После этого ее можно будет передвигать вперед и назад вдоль оси трубы, и она благодаря трению будет сохранять любое приданное ей положение.

Передвигая коробку с окуляром, можно всегда установить его «на фокус» – так, что окуляр будет увеличивать изображение наблюдаемого предмета, полученное от объектива внутри трубы телескопа.

Если лупа для окуляра имеет особый футляр, соединенный шарниром с ее оправой (см левый нижний угол таблицы), его нужно отпилить Это можно сделать обыкновенным лобзиком, пилка которого легко распиливает цветные металлы.

Вставляя окуляр, нужно стараться, чтобы центры объектива и окуляра лежали на одной прямой линии.

Мы уже говорили, что для устранения окрашивания краев изображений нужно изготовить для объектива диафрагму. Лучше всего сделать ее из крышки той коробки, в которую вставлено стекло объектива. В этой крышке нужно вырезать круглое отверстие меньшего диаметра, чем у открытой части стекла объектива. Диафрагма надевается снаружи на конец трубы с объективом.

Хорошо иметь несколько диафрагм с различными размерами отверстия. При наблюдении очень ярких предметов надевается диафрагма с самым небольшим отверстием, при наблюдении менее ярких берут отверстие побольше, а слабо светящиеся предметы наблюдают совсем без диафрагмы. Понятно, что диафрагма, устраняя окрашивание, в то же время уменьшает количество света, собираемого объективом.

Установка трубы

Даже при увеличении только в пятьдесят раз нельзя наблюдать, держа трубу в руках: незаметное дрожание рук заставляет изображение прыгать в поле зрения трубы. Ее нужно установить на особую подставку – штатив.

Для изготовления штатива возьмите деревянную линейку примерно такой же длины, как и труба. Посредине линейки нужно прикрепить поперечную круглую ось. Это можно сделать, наклеив сверху накладку или прибив к линейке обойму, через которую продевается ось.

Трубу телескопа нужно приклеить к линейке, вдоль нее. Для большей прочности соединения трубу и линейку можно по концам оклеить полосками материи.

Поперечная ось линейки должна выступать с каждой стороны на 3–4 см. На этой оси будет поворачиваться труба телескопа вверх и вниз.

Кроме того, нужно устроить так, чтобы труба могла поворачиваться вокруг вертикальной оси вправо и влево, тогда можно будет направить ее в любую точку неба.

Это также легко сделать. Выпилите из фанеры два кружка диаметром по 10–15 см. В центре каждого кружка сделайте круглое отверстие для горизонтальной оси трубы. Вставив между ними трубу так, чтобы концы горизонтальной оси прошли в отверстия кружков, приклейте их к треугольному куску дерева. Деревянный треугольник насадите на вертикальную ось. Вокруг этой оси труба и будет поворачиваться вправо и влево.

Толщина треугольника должна быть такой, чтобы корпус трубы с легким трением вращался между фанерными кругами. Тогда труба будет сохранять любое приданное ей положение.

Телескоп нужно установить на вертикальном толстом бруске, укрепленном на крестовине. На верхнем конце бруска, сбоку, прикрепите круглую обойму или трубку для вертикальной оси. Ось должна свободно вращаться в обойме.

Штатив ставится на прочный стол или на скамейку, врытую в землю

Наблюдение в телескоп

Для наблюдения в телескоп нужно выбрать спокойное место в саду или во дворе. Избегайте наблюдений с веранды: дрожание пола заставит прыгать изображение в трубе.

Близость электрических фонарей или пыльной дороги сильно ослабляет видимость изображения.

Смотря в телескоп одним глазом, обычно прищуривают другой. При длительных наблюдениях это очень утомляет. Важно приучиться смотреть в трубу, не закрывая другой глаз. Тогда можно подолгу производить наблюдения, не утомляя глаз.

И луну и планеты нужно наблюдать тогда, когда они поднимутся высоко над горизонтом. При низком положении никаких подробностей на их диске не увидите: мешают непрозрачность толстого слоя воздуха и испарения земли.

Наблюдая луну, можно зарисовать детали ее поверхности. Для этого нужно обзавестись альбомом и фонарем, дающим свет только на страницу альбома.

Рисунки делают мягким черным карандашом. Луна довольно быстро движется в поле зрения телескопа, но все же несколько минут она в нем остается. Это время и используется для зарисовки, после чего прерывают работу и поворачивают трубу.

5. Складной фотоаппарат

Постройка складного аппарата требует больше времени, чем ящичного, но построить его не так трудно. Точного определения расстояния между линзой и пластинкой или пленкой, отнимающего много времени при постройке ящичного аппарата, здесь не требуется, так как объектив в складном аппарате подвижен. Мы выбрали формат аппарата 6,5X9 см. Этот аппарат удобен небольшим размером; снимки же не так малы и даже без увеличения легко смотрятся.

Материал для изготовления найдется в хозяйстве всякого юного техника. Готовыми придется купить только линзу и кассеты форматом 6,5 X 9 см. Кассеты имеются в продаже и стоят недорого, делать их самим сложно. Одну из кассет мы используем для изготовления рамки с матовым стеклом.

Линза нужна обыкновенная, очковая, плоско-выпуклая, силой +7,75 диоптрии, то есть с фокусным расстоянием примерно 13 см. Для удобства при покупке следует попросить сточить линзу, уменьшив ее диаметр до 25–30 мм. Толщина линзы значения не имеет.

Корпус – это плоская коробочка 1 (см. таблицу 5), одна из стенок которой сделана в виде дверки, откидывающейся на петлях вперед. Эту стенку 2 мы будем называть откидной.

Таблица 5. Конструкция складного фотоаппарата.

Противоположная стенка корпуса составлена из двух рамок, между которыми имеется промежуток в 4 мм. В верхней стенке корпуса, точно над этим промежутком, делается щель. Щель вместе с промежутком образует пазы для вдвигания рамки с матовым стеклом или кассет.

Откидная стенка скрепляется с нижней стенкой корпуса небольшими петлями; при этом необходимо, чтобы при открывании откидной стенки ее поверхность была строго перпендикулярна задней стенке корпуса. Для этого соприкасающиеся ребра откидной и нижней стенок корпуса нужно сточить под углом в 45°, как видно на рисунке разреза аппарата. Все части корпуса изготовляются из фанеры толщиной 4 мм.

Направляющие салазки 3. Вырезав из жест прямоугольник размером 66X110 мм, загните длинные стороны, и салазки готовы. Остается просверлить в них несколько маленьких отверстий для шурупов. По этим направляющим салазкам должна плавно и точно передвигаться стойка с объективом. Стойка должна двигаться по салазкам с некоторым трением, чтобы во время съемки она не сбилась с места, поэтому салазки надо сделать очень аккуратно.

Чтобы при складывании аппарата стойка объектива не болталась внутри корпуса, к нижней стенке корпуса прикрепите небольшой отрезок таких же салазок (4). Маленькими шурупами длинные салазки привинтите к откидной доске, а малые салазки – к нижней стенке корпуса.

Распорка 5. Точно по размерам, данным на рисунке, сделайте две распорки из алюминия или другого металла толщиной примерно 1,5 мм Для скрепления распорок с откидной доской выпилите два угольника 6 из того же материала.

Способ скрепления распорок с угольниками и места прикрепления угольников видны на рисунках Свободные концы распорок надо скрепить с боковыми стенками корпуса небольшими шурупами с полушаровыми головками Шурупы продеваются в прорезы распорок и ввинчиваются в боковые стенки корпуса изнутри.

Шурупы завинтите не до конца, чтобы они легко скользили вдоль распорок, а сами распорки стояли прямо, не были отогнуты к стенкам.

Теперь нужно укрепить пружины 7 под распорками Размеры могут быть взяты на-глаз Чтобы просверлить в стальной пружине отверстие для шурупа, ее надо отпустить: раскалить докрасна и медленно остудить Просверлив отверстие, пружину надо вновь раскалить докрасна и быстро опустить в воду.

Укрепив пружины под распорками, проверьте, как они работают Нажав большими пальцами обеих рук на распорки, закройте откидную стенку, а затем вновь откройте ее и оттяните до отказа Обе распорки должны при этом щелкнуть. Если щелчки произойдут одновременно и откидная доска станет точно под прямым углом к корпусу, без перекосов и качаний, можно считать, что работа выполнена хорошо.

Стойка 8 объектива представляет собой плоскую фанерную коробочку со съемной передней стенкой На внутренней поверхности стенки помещается механизм затвора. Снизу к стойке прикреплена металлическая скоба 9 с фигурно изогнутыми концами.

Стенки стойки делаются из фанеры толщиной 4 мм, а скоба – из металла (алюминия, латуни) такой толщины, чтобы концы скобы плотно вдвигались в пазы направляющей доски. Как видно на рисунках, скоба немного шире толщины стойки. Это сделано для большей устойчивости стойки при передвижении вдоль направляющей доски.

В передней (съемной) стенке стойки просверлите отверстие диаметром 10 мм. Точно против этого отверстия в задней стенке также просверлите отверстие диаметром 15–20 мм. Снаружи перед отверстием в передней стенке небольшими металлическими язычками или другим способом укрепите линзу. Важно, чтобы линза не качалась.

Механизм затвора показан на таблице 6.

Таблица 6. Мех и затвор складного фотоаппарата.

Он состоит из четырех основных деталей: диска 1, спускового рычага 2, стопорного рычага 3 и пружинки 4. С этого рисунка, пользуясь сеткой, перечертите форму и размеры деталей. Диск вырежьте из самой тонкой жести толщиной 0,2–0,3 мм, а рычаги – из более толстой, 0,4–0,6 мм. Пружинка – тонкая балалаечная струна (квинта). На рисунке видно, что пружинка на концах загнута колечками и насажена на два шпенька – 5 и 6. Шпенек 5 прикреплен к диску, а 6 – к концу спускового рычага 2.

Шпеньки – это маленькие отрезки медной проволоки длиной 3–3,5 мм и диаметром 1,5–2 мм. Чтобы колечки пружинки не соскакивали, на шпеньках надо выточить ребром трехгранного напильника маленькие канавки; с диском и со спусковым рычагом шпеньки можно скрепить клепкой или, что проще, припаять их.

Изготовив части затвора, приступите к сборке. Прикрепите диск маленьким шурупом в центре. Диск не должен качаться на шурупе, но следите, чтобы он мог легко вращаться. Поставив диск, вбейте упор 8 из маленького гвоздя или булавки. Откусите головку и оставьте торчащий конец длиной 2–3 мм.

Укрепите шурупом спусковой рычаг 2, а с боков его вбейте два упора – 9 и 10. Двумя скобами 11 укрепите стопорный рычаг 3 так, чтобы по желанию его можно было вытягивать или вдвигать. Верхний конец рычага загните, чтобы его можно было поддеть ногтем и вытянуть. Рычаг должен передвигаться вверх и вниз как раз настолько, чтобы в спущенном положении его нижний, загнутый конец зацеплял язычок 72 диска (когда диск вращается), а в поднятом положении пропускал его. Для съемки с выдержкой рычаг опускается, а для моментальной – вытягивается.

Остается надеть пружинку, и затвор готов. Если затвор не будет работать четко, надо отрегулировать его: сжать или раздвинуть пружинку. Собрав затвор, поставьте на место переднюю стенку стойки объектива и укрепите ее несколькими мелкими гвоздиками. Для стопорного и спускового рычагов сделайте небольшие углубления в ребрах боковой и верхней стенок стойки объектива.

Остается сделать диафрагму 10 из любой металлической пластинки и прикрепить ее шурупом к передней стенке стойки объектива.

Изготовление меха. На листе папиросной бумаги вычертите выкройку точно по форме и размерам чертежа, помещенного на таблице 6 в овале. На гладком столе разложите кусок черного коленкора размером 30X40 см и, растянув его, прикрепите к столу гвоздями пли кнопками. Смажьте тонким слоем жидкого столярного клея выкройку, наложите ее на коленкор и аккуратно разгладьте.

Заготовьте ровные узкие ленточки из тонкой писчей бумаги шириной 9 и 6 мм и аккуратно наклейте их на высохшую выкройку (заштрихованные полосы на чертеже). Наклейку начинайте с первой части выкройки, например с части А. Отрезав ленточку нужной длины, приклейте ее у нижнего края. Рядом с этой ленточкой наклейте вторую, затем третью и т. д., пока наконец не будет оклеена вся часть А. Ленточки наклеиваются попеременно: узкая – широкая, узкая – широкая, и т. д. Промежутки между ленточками должны быть шириной 1,5 мм.

Длина ленточек должна быть такой, чтобы от их концов до линий, разделяющих части выкройки, оставались поля шириной 3,5–4 мм.

Так оклейте все части: А, Б, В и Г. У части А крайняя нижняя ленточка была шириной 9 мм, у части Б должна быть узкая – шириной 6 мм, и т. д. Таким образом, ленточки располагаются в шахматном порядке. Надо учесть все наши указания, так как качество меха будет зависеть главным образом от точности выполнения.

Когда все четыре части выкройки оклеены и хорошо просохли, обрежьте коленкор по контурам выкройки, оставив для склейки полоску 1.

Теперь аккуратно растяните на гладком столе второй кусок коленкора и, смазав жидким клеем всю поверхность выкройки со стороны ленточек, кроме полоски наложите выкройку на коленкор, разгладьте и, положив сверху тяжесть, оставьте до полной просушки. После этого второй кусок коленкора обрежьте по контурам, оставив полоску 2 для склейки с другой стороной. Выкройка сгибается по четырем ребрам и склеивается в виде пирамиды (на таблице слева). Для этого полоска 1 приклеивается изнутри к стенке Г, а полоска 2 – снаружи к стенке А. Теперь стенки меха легко сложатся в гармошку. Остается лишь подровнять ребра меха.

Готовый мех сложите, положите на два-три часа под утюг, а затем приклейте широкой стороной к задней стенке корпуса, а узкой – к задней стенке стойки объектива.

Видоискатель состоит из двух проволочных рамок, скрепленных общей жестяной полоской. Устройство его ясно из рисунка (таблица 5, слева внизу). Надо лишь помнить, что центры обеих рамок должны быть точно один против другого.

Рамку для матового стекла сделайте из кассеты. Шибер (заслонка) кассеты удаляется, а в донышке вырезается прямоугольное отверстие размером 6X8,5 см. Вставьте на место пластинки матовое стекло размером 6,5X9 см, и рамка готова. Матовое стекло надо вставить матовой стороной к отверстию.

Наш аппарат имеет еще непривлекательный вид. Оклейте корпус аппарата дерматином. Это сразу сделает его красивым. Хорошо окрасьте другие части аппарата: корпус изнутри, стойку объектива, откидную стенку.

Оклеив корпус, прикрепите шурупами видоискатель к боковой стенке, как показано в кружке на таблице 5.

Чтобы можно было запирать аппарат, в боковых стенках корпуса надо прорезать канавки в боковые ребра откидной стенки вколотить гвоздики 11, а снаружи к корпусу привинтить два крючочка 12.

Для установки аппарата на штативе раздобудьте штативное гнездо и укрепите его снизу на откидной стенке.