Возможно ли школьнику сделать телескоп своими руками?

XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Возможно ли школьнику сделать телескоп своими руками?

Сыркин И.С. 1
1МОУ "Лицей № 7"
Федосеева И.Г. 1
1МОУ "Лицей № 7"
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Лицей №7»

Возможно ли школьнику сделать телескоп своими руками?

Сыркин Иван Сергеевич, 4 «Л» класс

Руководитель

Федосеева Ирина Григорьевна,

учитель начальных классов

г. о. Саранск 2026

Содержание.

I. Введение. _____________________________________________ 3

II. Основное содержание.________________________________________4

  1. История появления телескопа. ______________________________4

  2. Секрет строения телескопа .________________________________ 7

  3. Эксперимент. Создание телескопа.___________________________8

III. Заключение.________________________________________________9

IV. Использованные ресурсы.____________________________________10

Приложения:

  1. Фотографии

I. Введение.

Сколько существует человек, столько его притягивает звездное небо. Родители и учителя много говорят детям звездах, о Луне, Марсе, Юпитере и Сатурне. Все это расширяет наш кругозор и пробуждало дикое любопытство. Каждому ребенку хочется самому посмотреть в телескоп. А еще лучше иметь дома собственный телескоп.

Актуальность:

Тему для исследования я выбрал не случайно. Она актуальна. Многим учителям и родителям приходится потрудиться, что бы заинтересовать современного ребенка естественными науками. А от интереса и заинтересованности во многом зависит все обучение в школе и даже в вузе. При помощи телескопа это сделать проще.

Цель работы:

Создать свой телескоп.

Задачи исследования:

  1. Ознакомиться с научной литературой по теме “Создание телескопа”.

  2. Создать свой телескоп.

  3. Повысить познавательный интерес к точным и естественным наукам.

Практическое значение:

Показать на своем примере, практические возможности школьника, увеличить познавательный интерес к астрономии и конструированию.

Методы исследования:

  • Ресурсы Internet;

  • изучение печатных материалов;

  • анализ результатов;

  • вычисления;

  • эксперимент;

  • наблюдение;

  • практическая работа.

II. Основное содержание.

1. История появления телескопа.

Телескоп Галилея

Галилей в 1609 году конструирует собственноручно первый телескоп

Лучи, идущие от предмета, проходят через собирающую линзу и становятся сходящимися. Затем они попадают на рассеивающую линзу и становятся расходящимися. Они дают прямое, увеличенное изображение предмета.

В наше время в основном применяются в театральных биноклях. Не переворачивает изображение.

Кеплеровы телескопы

Кеплер и Декарт развили теорию оптики, и Кеплер в 1611г. предложил схему телескопа с перевернутым изображением, но значительно большим полем зрения и увеличением, чем у Галилея. Эта конструкция достаточно быстро вытеснила прежнюю и стала стандартом для астрономических телескопов.

Такие телескопы показывают перевернутое изображение, но для наблюдения за небесными объектами это не важно.

Преимущества телескопов – рефракторов:

1. Закрытая труба телескопа предотвращает проникновение внутрь трубы пыли и влаги, которые оказывают негативное воздействие на полезные свойства телескопа.

2. Просты в обслуживании и эксплуатации – положение их линз зафиксировано что избавляет пользователя от необходимости самостоятельно производить тонкую подстройку.

3. Отсутствует центральное экранирование, которое уменьшает количество поступающего света и ведет к искажению картины.

4. Имеют самое простое строение и практически не «тускнеют» со временем.

Недостатки телескопов – рефракторов:

1.Хроматизм – это искажение, когда вокруг объектов появляется цветное сияние. Чем ярче объект и больше объектив, тем это сияние выше. Чем длиннее труба телескопа тем искажение меньше.

Это связано с тем, что видимый свет состоит из волн разной длины (или разных цветов), которые преломляются в линзе под разными углами. Поэтому изображения оказывается "размазанным".

Современные телескопы делают с окулярами из нескольких линз компенсирующих друг-друга.

Первый зеркальный телескоп

Первый зеркальный телескоп был построен Исааком Ньютоном в 1668 году.

Это позволило избавиться от основного недостатка использовавшихся тогда телескопов-рефракторов — хроматизма

Современные телескопы

Первым приемником изображений в телескопе, изобретенным Галилеем в 1609 году, был глаз наблюдателя. С тех пор не только увеличились размеры телескопов, но и принципиально изменились приемники изображения.

Наш глаз не способен получить достаточное количество света, чтобы далекое изображение в телескопе стало цветным и детальным (а в условиях нехватки света мы видим малодетальное черно-белое изображение)

В начале ХХ века в астрономии стали употребляться фотопластинки, чувствительные в различных областях спектра. Сейчас используют электронно-оптические матрицы.

Стремясь усовершенствовать конструкцию телескопа, ученые создали несколько оптических схем, использующих как линзы, так и зеркала.

В зависимости от оптической схемы все телескопы можно разделить на три больших группы:

1. Линзовые телескопы (или рефракторы), в которых используются линзы.

2. Зеркальные телескопы (или рефлекторы), в которых используются зеркала.

3. Зеркально-линзовые телескопы, в конструкцию которых входит как зеркало, так и линза.

2. Секрет строения телескопа

Многие люди считают телескоп очень сложным прибором, который самостоятельно в домашних условиях сделать не получится. Это верно по отношению к современным устройствам с очень сложной конструкцией, но сделать простейший телескоп своими руками – реально.

Принципиальная схема простейшего телескопа такова. На переднем конце зрительной трубы укреплена двояковыпуклая линза - объектив. Свет проходит через объектив и собирается в фокусе, где и получается изображение небесного тела. С помощью окуляра изображение можно рассматривать в увеличенном виде.

Телескоп позволяет решать две задачи. 

Первая заключается в том, чтобы с помощью объектива собрать свет далеких небесных тел. Чем больше объектив, тем большее количество света он собирает.

Вторая задача - получить увеличенное изображение изучаемого объекта. Что это значит? В фокусе телескопа создается изображение объекта, которое, разумеется, во много раз меньше самого объекта. Но так как это изображение находится близко от наблюдателя, его можно увеличить с помощью окуляра.

Увеличение телескопа равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра.

3. Эксперимент. Создание телескопа.

У моего папы есть большая линза от армейской оптики диаметром 90 мм она состоит из 3 линз: выпуклой, выпукло-вогнутой и вогнутой (компенсирует искажения хроматизма и размытости) ее и будем использовать.

И возьмем окуляр из старого сломанного микроскопа.

Сначала нужно узнать фокусное расстояние окуляра и объектива. Это нужно для того чтобы правильно отрезать трубу и учесть толщину дюралевых креплений, в которые будет вставляться окуляр и объектив. Фокус объектива и окуляра должны соприкасаться, чтобы при небольшом движении окуляра можно было добиться настройки четкого изображения для глаза.

Нам понадобится:

  • ровная доска;

  • лист картона;

  • лист бумаги;

  • лампа;

  • линейка.

На доске закрепим лист картона, проткнем в нем иголкой дырочку. С одной стороны от листа включим матовую лампу накаливания, с другой расположим чистый лист (экран). Между экраном и картонкой с дырочкой будем перемещать линзу до тех пор пока не получим на экране четкую точку, расстояние от линзы до экрана и есть фокусное расстояние линзы, его измерим.

Получилось расстояние 330 мм. Зная фокусное расстояние теперь можно рассчитать длину трубы согласно Схеме 1.

Путем измерений мы получили F1 фокусное расстояние линзы объектива (F1=330 мм). Расстояние от конца объектива до фокуса получилось 300 мм.

Фокусное расстояние окуляра мы знаем из паспорта микроскопа, оно равно 5,5 мм (F2=5,5 мм).

Длина трубки окуляра входящей в трубу равна 45мм (L=45 мм). Длина крепления для окуляра равна 30 мм в узкой части 5 мм в широкой (30+5=35мм). Остаётся еще 5 мм внутри трубы. Плюс фокусное расстояние окуляра 5,5 мм. Таким образом нам нужна труба длиной Т=300+5,5+5=310,5 мм

Схема 1

Дюралевые крепления дедушка выточил на заводе под размер окуляра и линзы объектива. Теперь можно собрать объектив. Мы отрезали трубу длиной 310,5мм.

Теперь можно собрать телескоп.

Нам понадобится:

  • труба с внутренним диаметром 100 мм;

  • объектив с оптической линзой 90 мм;

  • инструменты для монтировки;

  • две дюралевые заготовки, для крепления окуляра и объектива;

  • заготовки для крепления телескопа;

  • окуляр.

Вставим в трубу держатели для окуляра и объектив.

На работе Папа сделал крепления для телескопа, чтобы можно было крепить его к балконной раме.

Телескоп собран.

Объектив будет собирать изображение нужных нам объектов на небе. Окуляр от микроскопа – будет увеличивать изображение до необходимого нам размера. 

Увеличение телескопа равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Для нашего телескопа F1/F2=330/5.5=60.

Основной принцип работы телескопа заключается не в увеличении объектов, а в сборе света. Чем больше у него размер главного светособирающего элемента - линзы или зеркала, тем больше света он собирает. Важно, что именно общее количество собранного света в конечном счете определяет качество изображения. Хотя увеличение окуляра, тоже важно, оно не имеет решающего значения в достижении уровня детализации.

III. Заключение.

  • В ходе эксперимента были получены положительные результаты, доказывающие, что возможно своими силами в домашних условиях собрать свой телескоп.

  • Полученное устройство будет, иметь достаточное увеличение для того, чтобы Мы имели возможность более пристально понаблюдать за ближайшими планетами солнечной системы, а также несколько углубить свои познания относительно звездного неба.

IV. Использованные ресурсы.

  1. Сикорук Л.Л. «Телескопы для любителей Астрономии». Москва, «Библиотека любителя астрономии», 1989г.

  2. Навашин М.С. «Телескоп астронома-любителя». Москва, 1986г.

  3. Советский энциклопедический словарь. Москва, «Советская энциклопедия», 1988 г.

Просмотров работы: 23