制作一个简单的望远镜可以分为以下几个步骤,这里以伽利略式望远镜(使用凸透镜和凹透镜)为例,使用容易获取的材料:
材料准备
- 两个透镜:
- 物镜(大凸透镜,焦距较长):可用老花眼镜片(+1到+3屈光度,焦距约30-50厘米)。
- 目镜(小凹透镜,焦距较短):可用近视眼镜片(-5到-10屈光度,焦距约10-20厘米)。
- 镜筒材料:
- 两个不同直径的圆筒(如保鲜膜纸筒、硬纸板卷成的筒),一个稍粗(物镜筒),一个稍细(目镜筒),能嵌套滑动。
- 胶水或胶带、剪刀、尺子。
步骤
确定焦距:
- 测试透镜焦距:将透镜对着阳光,聚焦光点到纸上,测量焦点到透镜的距离即为焦距(物镜焦距为F,目镜焦距为f)。
- 望远镜放大倍数 ≈ F / f(例如F=50cm,f=5cm,放大倍数为10倍)。
组装物镜筒:
- 将大凸透镜(物镜)固定在粗筒的一端,用胶带或卡纸环固定,确保透镜垂直于筒轴。
组装目镜筒:
- 将小凹透镜(目镜)固定在细筒的一端,同样垂直固定。
组合镜筒:
- 将细筒(目镜筒)插入粗筒(物镜筒),确保能滑动调节。两透镜间的距离应接近 F - f(例如F=50cm,f=5cm,则距离≈45cm)。
测试与调整:
- 对准远处物体,滑动目镜筒直到图像清晰。伽利略式望远镜成像为正像,适合观景。
注意事项
- 如果找不到凹透镜,可用两个凸透镜制作开普勒式望远镜(但成倒像)。
- 镜筒内部涂黑或贴黑纸减少杂光。
- 安全提示:勿用望远镜直视太阳!
原理
物镜收集光线并形成实像,目镜放大该像。通过调节两透镜距离,使光线经过折射后进入眼睛形成放大视图。
如果需要更专业的望远镜(如牛顿反射式),需要抛物面镜和更多工具,但上述方法适合家庭简易制作。