高倍望远镜制作 - 请问如何制作高倍望远镜?

2020年07月11日 星期六 就好奇网资讯

 

生产高倍望远镜-如何制作高倍望远镜?

1.受访者:匿名时间:06-14 15:46:07

伸缩倍率=物镜倍率*眼镜倍率。

物体的放大倍数尽可能大。

2.答案:匿名时间:06-14 15:42:44

对于望远镜,大多数人都在关注扩展,制造商的销售人员也使用此原则进行广告宣传。

如果您在这种情况下购买望远镜,您会在使用一段时间后感到后悔,并且总会觉得看不清这颗行星的细节。

这是因为忽略了天文望远镜的分辨能力,只是盲目地增加了放大倍率,但是图像却模糊了。

与分辨率有关的是物镜的光圈,光圈越大,分辨率越好,振幅越大。

有一种非常简单的方法可以估算天文望远镜的放大倍数上限,即将孔径cm(cm)乘以10,例如13英寸(= 32.5 cm)望远镜,最大可用尺寸为325倍,但作为光学倍率镜头质量极佳,可以乘以15,即487.5倍。

直径超过6英寸的天文望远镜非常昂贵,业余爱好者难以接近,并且几乎被大型机构或学校使用。

本文将讨论如何设计和制造13英寸CASSEGRAIN天文望远镜。

13英寸大还是小?圆形观测镜的折射度为10英寸,反射度为16英寸。

美国帕洛玛山天文台的反射望远镜的直径为200英寸,这绰绰有余。

但是请不要小看13英寸,进口商品的价格应超过TWD-250,000!区域的类型根据光学原理进行划分,其中最明显的是折射和反射镜;折射望远镜使用透镜培养镜并应用折射光学原理。

如果要制成大直径和大尺寸的镜头,镜筒需要很长,并且色差问题必须更仔细地处理。

但它具有亮度大,易于维护,使用寿命长的优点。

反射天文望远镜利用反射光学原理,将凹面镜裁剪成金属反射膜,然后反射到眼窝以放大图像。

无需担心色差。

反射定律将所有颜色的光均等地对待,并且其描绘特别清晰。

选择材料很容易,透镜仅在玻璃的一侧抛光,而另一侧是粗糙的,没关系。

适合业余爱好者。

缺点:镀膜反射膜的使用寿命有限,容易击中灰尘,容易损坏镀膜表面,难以维护,反射光损失大。

但是,与折射型相比,直径大得多,镜筒也很短。

反射式望远镜可以细分为多种形状,如图1所示。

要进行完整的比较:如果将一个相同的光圈和相同物镜的等效焦距(包括添加第二个反射镜后的焦距)进行比较,则最长的镜筒是NEWTON型,其次是GREGORY型,最短的是CASSEGRAIN型和反射型混合折射MAKSTOV-CASSEGRAIN和SCHMIDT-CASSEGRAIN NEWTON的第二面镜是平坦的,无法改变光锥。

镜筒的长度几乎是焦距。

在生产方面,最容易生产的是NEWTON风格,其次是GREGORY风格,最困难的是CASSEGRAIN风格和其他混合风格。

最不习惯使用的是NEWTON型,其目镜安装在镜筒的侧面,观察者没有面对目标。

在镜筒后面可以看到其他形状。

除了GREGORY成像是垂直成像之外,其他类型的成像都是间接成像,但是您可以使用棱镜将其转换为垂直图像,但这在看着天空时并不重要。

尽管对于业余爱好者来说,制作CASSEGAIN天文望远镜非常困难,但其光学设计和镜筒聚焦系统比NEWTON型要复杂得多,并且要求的精度非常高。

但是如果您有耐心,就可以一步一步地相信,同样可以克服困难并完成他人不希望尝试的工作。

在光学设计的这一部分中,我们必须首先寻找材料:只有两个直径合适的圆形厚玻璃板才能绘制出细节。

如果您使用常规项目方法,计算公式,然后找到材料,则可能会遇到很多问题。

如果找不到符合公式的厚玻璃杯怎么办?切割厚的玻璃并不容易,这会浪费更多且不光滑,没有标准的圆会影响镜片的规则性和弯曲精度。

本文选择的13英寸是一个巧合。

碰巧的是,旧材料的玻璃板很厚,圆周是光滑的,表面没有损坏。

尽管厚度仅为1英寸,但仍与标准的2英寸相差甚远。

仔细地研磨它,您可以在不施加太大压力的情况下克服此困难。

现在知道,直径D1 = 13英寸= 325毫米,首先绘制了CASSEGRAIN圆锥形图(见图2)。

大的凹面镜称为物镜或主镜,其是抛物面镜,因为球面凹镜将具有球面图像。

较差的是,镜子边缘的光线无法穿过焦点,并且图像会模糊。

除了使用抛物面镜外,还可以使用矫正镜片MAKSUTOV和SCHMIDT矫正球差,但是业余爱好者不适合生产。

另一个小凸面镜称为第二反射镜或辅助镜。

这是一个双曲凸镜。

它可以使物体图像之间的相对位置具有许多条件,但是它具有一组特殊的共轭焦点,因此没有球形图像。

不好的好照片。

参照图2编写基本的CASSEGRAIN公式,如下所示:M = A / BB =A。

M [查看原始] [查看原始] EFL = F1×M [查看原始] [查看原始](抛物线式)其中M为副透镜,可选2×... 6×,F1是主透镜的焦距,F2是副透镜的镜焦距,EFL是等效焦距,D1是主镜的光圈, D2是副镜的孔径,α1是主镜的箭头角,即镜中心的深度。

除非知道主镜的直径,否则其他都是未知的。

望远镜与相机镜头完全相同。

焦距孔径比的算法也不例外;焦距-孔径比小的透镜具有大的亮度,宽的视场和短的焦距,并且成像很小。

高焦比的镜头亮度差,视野狭窄,长焦距和出色的成像效果。

研磨镜头时,自然焦距-孔径比较大的镜头可节省更多时间。

由于焦距长,曲率小且箭头角度小,因此无需深磨。

当然,业余爱好者还应该考虑选择一个简单的相关焦距光圈。

如果选择的焦距的孔径比小,除了时间长,玻璃厚度也足够,但是当抛物面被剪裁时,曲线很难理解。

该望远镜的焦距和孔径比为18,综合计算结果为:EFL / D1 = 18 EFL = 5850 M和4×,ι= 230替换为先前的公式:(mm)A = 338.5B = 1354F1 = 1462.5F2 =451.3α1= 4.51388获得主镜的深度并进行了研磨。

下一步是计算辅助镜的口径和飞镖,并顺便计算主镜开口的大小。

副透镜光圈D2与视野密切相关,而望远镜的视野与眼镜本身的视野和放大率有关。

通常难以使??眼镜的视场高于40°,通常在0°至40°之间。

与整个望远镜相比,眼镜的价格非常划算。

如果您想节省一些麻烦,则购买成品的成本更高。

制造商的产品具有40°和45°视野的眼镜,特殊的ERFLE眼镜为65°,最小焦距为40毫米。

我们使用45mm视角的40mm眼镜进行参考和计算。

由于最低放大率的地平线边缘的光可以通过,因此必须以较高的放大率将其包括在内。

在计算之前,请在地平线的边缘绘制一个圆锥形的轻型地图(请参见图3)以解决这些问题。

说明:Mx =望远镜倍率EFL =等效物镜焦距(mm)Feye =眼焦距(mm)Tf =实际视场(度)Af =视点(度)Mx = EFL / FeyeTf = Af / Mx,其中Tf值,图中的θ1值为Tf / 2 A根据反射定律,“是地平线边缘的光,A”是地平线中心的光,其角度设置为θ1 :∠A“ AA”“ =∠YAQ=Θ1[originalAQO =∠LAQ=θ0,因为在△AOQ中(D1 = AB,某处口径)∴[View]△AZY和△AOY是也兼容∴∠AYO=∠ZAY=θ2θ2=θ0-θ1,因为[浏览原始图像]∴[浏览原始图像] QY = OY-OQ,如果忽略主镜的中心深度(箭头),则OQ = F1 (主镜的焦距),您可以获得[查看原始图像] =第一个图像尺寸,[请参阅原始图像] =辅助镜直径,E“ F” =4。

EF =第二个图像尺寸。

计算了副镜的直径,当然,还需要计算要磨削的箭头。

然后计算它是主镜开口的大小以及屏障管的大小和长度。

一种方便的方法是基于上述数据,然后按比例使用正确图像作为图形方法来查找防护管的位置尺寸和长度,可以确定防护管和主镜的开口尺寸。

如图4所示,使用主镜和辅助镜进行绘制或计算。

弧矢长度可以忽略不计,因为弧矢和焦距相对较小,并且计算结果不会影响投影尺寸。

在CASSGRAIN望远镜的镜筒中添加阻挡镜的目的是为了防止与光锥无关的光线发光。

在眼镜上,否则会看到白色的令人惊叹的图像。

精确绘制比例图像后,在主镜孔径AB的中心点截取GO = CP(副镜半径)的一部分,然后将GP的两个点直线连接线,它将与视场边缘的光锥间隔“ I”点。

距光锥中心的距离IL为主镜屏障管前端的半径,后端半径为GO,主镜屏障管的长度为OL。

通常,主镜屏障管将与目镜连接,并且其长度应包括“ι”。

如果要添加棱镜以获取准确的图像,则棱镜的光路也必须位于“ι”的长度内。

接下来,我们需要计算辅助镜屏障管。

在第二次渲染(即添加辅助镜后的图像)之后,我们知道E“ F”,它可以在点F“连接到线I,并延伸到K。

点(即光的交点) KM是辅助反射镜屏障管的后半径,前端半径是CP。

为了使辅助反射镜自由调整屏障管中的角度,前视镜的半径挡板的末端必须大于或等于次级半径2毫米二级镜挡板的长度为MP结合计算结果:(所有挡板的直径均指内径,毫米)辅助镜直径CD = 77辅助镜镖[查看原图]第一图像直径= EF = 7.35第二图像直径= E“ F” = 29.4镜子护栏的主直径=2。

IL = 60主镜前挡板的直径=2。

IL = 60主镜前挡板的后直径= 2.GO = 80直径副镜屏障管前部的直径= CD = 80副镜屏障管后端的直径= KN = 130副镜屏障管的长度= MP = 120主镜屏障管的长度= OL = 380(镜的表面管)易于制造,并且也易于与镜子后面的“ι”长管相通,其前端和后端的直径等于2。

IL也可以接受,但要确保该管是粗糙且黑暗的,避免镜筒的内壁反射光。

)镜筒的设计和聚焦方法通常,由于没有辅助镜,因此可以通过移动眼镜来调节折射望远镜和NEWTON型反射望远镜。

但是,最好避免使用CASSEGRAIN和GREGORY。

一方面,光锥边缘的一些光会丢失;另一方面,眼窝会移动很长时间,这不太合适。

因此,CASSEGRAIN只有两种聚焦方法:一种是通过齿轮移动主镜,另一种是移动副镜。

首先是很难制造齿轮,不适合业余爱好者。

如果第二个是小口径,则可以与相机旋转镜头的方式相提并论。

但是,大口径13英寸镜筒很大,不能说它可以旋转。

唯一的办法是在镜筒中制作一个轻巧的三底镜架,使其像螺旋提升法一样,用长螺钉滑入镜筒。

它还具有配置效果,并且同时用于两个目的,节省了重点时的工作量和稳定性(请参见图5)。

根据光学原理,基本成像公式为:/ f1 = 1 / A +1 / BF1是主镜的焦距,A是物距,而B是像距。

当A =∞,B = F1时,现在A = 20米,B是什么?替代B = 1578毫米B-F1 = 115.95毫米(这是焦距),因为在无穷远处图像聚焦时,在20米处图像偏移115.95毫米,也就是说,副镜是向后移动使用此数字,到达眼镜的图像位置保持不变。

镜片研磨机镜片的工作分为粗磨,精磨,抛光,测试,抛物线表面剪切等程序。

首先,必须准备工具和材料当然,玻璃是事先准备的。

现在您必须自己动一个长凳,高度等于腰部,底部应该非常稳定,用力按压它不会弯曲或颤抖,您会发现沉重的旧木钉子。

使用80、120、200、400、600、1200、1200和氧化铈进行抛光。

No. 80 No. 1大约1公斤,不足半公斤就足够了。

1.粗磨和粗磨所需的时间相当长。

13英寸的矢状4.51毫米持续将近20个小时。

每小时的速度因人而异,大约为0.20到0.25毫米。

金属研磨非常简单:将两块玻璃重叠,在中间混合金钢砂,粗磨使用80号金钢砂,每次添加约一茶匙砂,然后在水里来回推动水。

中。

刚开始时,玻璃是平坦且光滑的,并且将钢和钢打磨并滚动到边缘或镜面之外,可以将它们收集起来并重复使用。

直到镜子中央出现浅字,上述情况才会稳定下来,并且可以将其磨更长的时间。

这次您可以在沙子和水中每次分别增加2分钟和5分钟。

磨削动作:首先,男人绕着工作场所走动,其次,用手将镜头旋转一个小角度。

经验告诉我们,最好向右走半步,转动玻璃杯,然后再次研磨,随着时间的流逝,这将成为一种习惯。

只要您不呆在原地,镜头就不会太糟,也不需要使用控制器来测量步行的步伐和旋转角度。

当然,透镜越均匀,透镜将越精确,并且将来抛光和抛物线形的表面也将更加光滑。

粗磨将始终使用全磨(所谓的磨,请参考图6中的三个小图,镜的中心轨迹穿过的距离等于称为全磨的口径)。

很好避免被采用。

最终,当飞镖接近4.51mm时,使用1/3的研磨过程,并且再研磨3小时。

确认弧度等于4.51毫米后,可以进行细磨。

由于完全研磨容易促进中心弯曲,因此可以通过切换为1/3研磨进行校正,从而保持球形表面完整。

记住研磨时的初始时间。

长时间打磨非常累人,您需要在旅途中多休息一些,而不应该局限于一个月中的某一天。

赶往工会会造成意想不到的损失。

你今天能穿多少?仅当您心情愉快时才打磨。

疲劳会影响您的素质。

2.经过三个小时的粗磨并校正了1/3磨削工艺后,如果飞镖正确,则可以进行细磨。

首先清洁两块玻璃和工作台,然后再没有80金的钢砂残留。

这种动机是可以想象的。

我知道对于细磨,请使用1/3研磨工艺,然后依次使用120号,200号,400号,600号和1号。

将每个数字研磨两个小时,上下半杯将在接下来的半小时内交换使用,以使曲率更加均匀。

切换到钢格架1之前,先清洁两块玻璃和桌子,如果桌子周围的节奏相等且镜子的旋转角度合适,则镜头应为球形。

焦距的差异并不重要。

调整焦点后,自然会对其进行校正。

3.抛光盘的生产抛光盘由沥青制成。

沥青量约为2千克。

熔化后,将其倒入凸面玻璃上,然后盖上凹面玻璃,然后压大木材以制成沥青和凹面镜。

完全干燥后,将其完全干燥后移开凹面镜,然后使用“ V”形切割刀将顶部裂纹蚀刻到凸起的沥青上,这将成为碎沥青。

在浇注沥青之前,请先加热两块玻璃。

将一些冷水倒入盆中,然后慢慢倒入热水,混合水的温度自然会缓慢上升,玻璃的温度也会上升。

这样可以防止快速膨胀和破裂。

凹面镜盖应在沥青前面衬有一层铈锈,以防止干燥后将其除去。

表面沥青抛光盘的o必须与凹面镜匹配,如果有小孔,可以通过加热现场修复;如果大面积损坏,则必须重新填充沥青。

在刻槽时(请参见图7),请使用钢制控制器将其拉直。

慢慢地录制,它会吐出非常快。

4.开始抛光。

最终的抛光盘应插入水,最好是蒸馏水。

凹面镜也必须清洁,然后用铈锈涂层,将其覆盖在抛光盘上并进行抛光,所有抛光都要经过1/3的研磨。

脚的脚步,镜片的旋转以及背面和背面研磨的研磨过程都与钢砂的精细研磨相同,因此必须更精确,更均匀才能获得准确的球形表面。

研磨时,有必要添加水或氧化铈。

最好研磨30分钟以上,抛光板的温度会上升,而下降的幅度会更大。

整个抛光时间是十个小时,这对我来说不是骗人的。

第五,业余爱好者的镜头研磨测试可以归因于法国物理学家福柯(Foucault)发明的刀口测试仪,它无需精密的光学仪器即可确定凹面镜的曲线,焦距和各种缺陷。

刀刃测试仪的配置图如图8所示。

这是一个非常简单的结构:一个带有1毫米口袋的灯,灯的内部装有2瓦特/ 110伏灯泡,旁边是固定在刀片架上的刀片,刀片架可以在前后用螺丝调节,刀片和销钉没有分开。

大于7英寸是合适的。

测试前,调整刀刃和销钉在同一平面上,找到在暗室中由凹面镜反射的针孔图像,然后移动框架,使针孔图像恰好落在刀刃的一半处,并且光点将达到最小点。

这次,从叶片边缘到反射镜表面的距离是反射镜的曲率半径,即焦距的两倍。

因为:1 / F1 = 1 / A + 1 / B,所以当A = B时,它的长度等于2F1,人们看着刀刃后面的镜子的光影,结果图如图9所示。

图。

9a。

表示真实的球形表面。

当然是c。

和b。

它是球形表面,显示出叶片边缘不是焦距的两倍;其他图形都不是球形的。

如果不严重,可以使用1/3的地面处理进一步打磨,每隔几分钟重新测量一次,然后逐步校正。

偏差大的原因可能是精细研磨过程的均匀性不足,或者必须用金钢砂精细研磨节奏,研磨过程和旋转角度的误差。

只有确定球形并且有足够的抛光时间后,才能实现抛物面。

第六,抛物面的抛光工作是抛光的延伸,磨削方法与抛光类似,只是磨削过程变化很大。

研磨过程“ W”用于抛光抛物面(见图10)。

这种磨削过程很难控制,不仅要步进,转动,推动,而且要注意其运动轨迹。

您可以在凹面镜的中央放置一条胶带作为标记。

研磨时,您可以查看胶带的轨迹。

以您自己的经验,您可以做一个半步,稍微磨一下,然后再推一个小角度来推动砂轮机。

这种方法产生的抛物面非常精确。

实际上,镜片磨削的技巧和口味只能由镜片磨削者来体验,而不能用钢笔和墨水来描述。

通常使用内接方法从球形表面变为抛物线表面,即增加中心部分的曲率;换句话说,为了保持边缘部分,越靠近中心部分,研磨越深,抛物线表面需要精确的测量和分析。

幸运的是,有一个简单的判断方法:将镜子分为三个部分,即中心部分,70%部分和边缘部分。

比较这三个部分的焦距,如果它满足桌子上的理想值,则意味着一个很好的寓言;如果满足表中列出的上限或下限,则表示合格的抛物线可用,并且渲染效果仍然完美。

这种形式可以在徐基金会出版的“光学仪器系列”中找到。

尽管只有3英寸到8英寸之间的值,但是您可以在计算后自己估算13英寸的近似值,但13英寸F4透镜的抛物面的校正如下:中心部分的70%边缘的最小值= 0,最小值= 4,430 mm最小值= 7,315 mm理想值= 0理想值= 4,663 mm理想值= 7,700 mm最大值= 0最大值= 4,908 mm最大值= 8,055 mm表示使用了中央部分的焦距作为参考点,设置为0; 70%零件的焦距减去中心部分焦距是70%零件的校正数;边缘部分的焦距减去中心部分的焦距是边缘部分的正确数量,单位是英寸,它本身也可以转换为毫米。

用刀口式Foucault测试仪查看抛物面,该图如图11所示。

准确读取三个部分的焦点,以查看它们是否与表上的正确数字匹配。

当然,图形无法判断错误。

7.副镜(即小凸镜)的打磨尽管该镜很小且精度不容忽视,但它会放大四倍。

如果主镜像的错误为一个单位,则次镜像的错误为四个单位。

无论是粗磨还是精磨,都类似于主镜,但抛光步骤略有不同。

制作主镜时,需要在顶部放置凹面玻璃。

当您创建辅助镜像时,反之亦然。

下面的凸镜是主要的。

自然具有凹面的用于抛光沥青的圆盘。

在抛光过程中,有时可以将抛光盘和凸面镜更换以进行打磨,而在主镜中则不需要这样做。

由于来自凸面镜的反射光是发散的,无法找到真正的焦点,因此业余爱好者很难找到一种好的测试方法,除非制造商拥有准确的设备。

唯一的事情是弧向量必须正确,证明曲率中心和焦距正确。

关于曲面的校正,还使用了磨削工艺“ W”,并且使用了“时分法”:由于副镜的孔径小且制造时间快,因此可以准备三个镜并在其中进行磨削。

三凸镜。

当然需要同样的,并且抛光时间必须精确控制。

最后,使用三个不同的时间来校正表面。

也就是说,推磨的过程和速度是相同的,但是其中之一要花费五分钟来校正表面,而另一个要花费时间。

十分钟,最后一块持续二十分钟。

完成后,请单独戴上镜筒,并与主镜一起使用以观察星光或无限远处的小光源。

最完美的成像是实际的辅助镜。

当然,主镜和副镜必须送到光学工厂,以使铝膜真空蒸发,从而成为真正的镜。

镜头完成。

最后的工作是在镜筒上安装主镜和辅助镜,调节光轴校正螺钉,以使主镜和辅助镜的光轴始终与镜筒对齐并完全笔直。

应该耐心地调整这项工作,而不是两三件事。

一旦光轴对齐,请校正取景器和导向镜,使目标位于取景器和导向镜的相交处。

找到的反射镜和引导透镜是根据在清空状态下找到的旧透镜进行修改的。

您也可以购买便宜的单筒望远镜变型镜并添加眼镜十字准线。

找到的镜头的焦距约为200毫米,约为10倍,而前导镜头的焦距为500毫米,约为20至40倍。

至于调焦系统,它只能由您自己制作,并且只能制作镜筒外壳和赤道经纬仪轴承。

德国赤道仪座如图11所示。

8.观察结果望远镜的成像质量令人满意,但是焦距和光圈比很大。

缺点是视野非常狭窄并且很难追踪。

由于等效焦距非常长,因此它是折射望远镜,长度为6米。

通常不能使用大功率的眼门。

对于天文观测,使用K 30眼镜200倍,K20约300倍为宜,最大K12.5约480倍;对于地面观察,K 40眼镜最适合使用K 40眼镜,约为150倍。

比这个高的眼镜看起来更暗,视野变窄。

这架望远镜花了几个月的空闲时间才能完成。

尽管不可能与进口商品竞争,但仍然值得安慰。

当几英里外的房屋的完整笔迹清晰地出现在我眼前时,我觉得花费的时间和精力是值得和令人兴奋的。

用它来观察金星,木星,土星,火星等,它不再是一个亮点。

在进行天文观测时,首先将极轴调整到北方,然后调整地平线和赤道平面之间的角度(在台湾北部大约为25°),如图12所示。

这使追踪行星变得更加容易,不需要同时水平和垂直移动。

在地面观察方面,将极轴调至经纬仪更为方便,它将遵循人们上下左右的法线。

当我第一次通过望远镜看到行星时,困难之处在于我不了解星座。

我不得不参考许多天文书籍来耐心比较和搜索。

然而,找到太阳系的行星并不难,早晨的东方星或日出后的西方的亮星是金星,而春季,夏季或初秋的深夜是木星。

土星也很容易找到。

火星的轨道变化很大,接近地球时也非常明亮,有点红色。

其他天王星-海王星很难找到,您需要知道一个星座的数据。

人在广阔的宇宙中,却是沧海一粟。

你为什么要为我而战?从远处的占星术看,自然的心境令人愉悦,您将在睡眠中享受穿越天空的乐趣。

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