Để xác định trọng tâm của ống kính, các chi tiết như ống ngắm mục tiêu, giá đỡ gương chéo, bộ điều tiêu + thị kính phải được gắn lên trên thân ống kính. Đặt toàn bộ ống kính nằm ngang l[r]
(1)TÀI LIỆU CHẾ TẠO KÍNH PHẢN XẠ I Giới thiệu chung:
1 Giới thiệu kính thiên văn phản xạ:
Năm 1609, nhà bác học Galieo người sử dụng kính thiên văn để quan sát bầu trời, cột mốc mở chương lịch sử nghiên cứu khoa học nhân loại: kính thiên văn mang đến nhìn vượt xa trí tưởng tượng lồi người lúc
Thế kính thiên văn khúc xạ mà Galieo sử dụng vướng phải trở ngại khó vượt qua việc chế tạo, tượng quang sai: độ phóng đại cao ảnh bị viền màu không rõ nét Để khắc phục nhược điểm cần phải có phương pháp ghép thấu kính phức tạp, kính thiên văn khúc xạ chất lượng có giá cao so với kính thiên văn phản xạ thơng số
Ngày kính thiên văn lớn chế tạo theo kiểu phản xạ, kiểu kính thiên văn mà dân thiên văn nghiệp dư giới Việt Nam hướng đến việc chế tạo để có công cụ quan sát thật đáp ứng ước mơ khám phá bầu trời
Kính thiên văn phản xạ nhà bác học Newton giới thiệu vào năm 1668, việc sử dụng gương thay cho thấu kính loại bỏ tượng sắc sai khúc xạ thấu kính hình ảnh quan sát tốt nhiều
Nhưng ý nghĩa lớn cho giới nghiệp dư việc chế tạo gương cầu thực dễ dàng nhiều với chế tạo thấu kính, đặc biệt tự chế tạo cho kính thiên văn có độ phóng đại lớn khơng cịn phải vượt qua trở ngại sắc sai kính khúc xạ
Tại Việt Nam việc chế tạo kính thiên văn có từ lâu dừng lại mức lắp ráp kính thiên văn khúc xạ từ thấu kính có sẵn tìm chất lượng kính Với kiểu kính phản xạ, việc chế tạo khó khăn khơng có sẵn gương cầu đáp ứng thông số chất lượng để làm kính
Đến năm 2006, anh Lê Quang Thủy số thành viên CLB Thiên Văn Nghiệp Dư TP.HCM sau trình nghiên cứu học tập kinh nghiệm từ nước ngồi thành cơng việc mài gương cầu hoàn toàn tay với vật liệu dễ tìm thấy sống Hiện việc mài gương chế tạo kính thiên văn phản xạ hướng việc chế tạo kính thiên văn cộng đồng yêu thiên văn Việt Nam, kính thiên văn tự chế tạo có khả quan sát khơng thua kính mua chi phí bỏ lại thấp nhiều lần
Qua tài liệu HAAC, hi vọng bạn tự chế tạo kính thiên văn phản xạ để thỏa ước mơ quan sát bầu trời
(2)2 Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý hoạt động kính phản xạ đơn giản:
Ánh sáng từ xa phản xạ gương cầu hội tụ tiêu điểm gương Gương chéo đặt nghiêng 45 độ quang trục gương hướng chùm tia hội tụ ngồi ống kính, qua thị kính, thấu kính hệ thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, đến mắt người quan sát Kiểu kính cịn gọi kính Newton
Kiến thức quang học cần biết: - Tiêu điểm tiêu cự:
Ánh sáng đơn sắc qua thấu kính hội tụ phản xạ từ gương cầu hội tụ điểm gọi tiêu điểm Khoảng cách từ tiêu điểm đến gương thấu kính gọi tiêu cự
- Độ phóng đại (hay độ bội giác) kính thiên văn:
Kính thiên văn sử dụng vật kính thấu kính hội tụ hay gương cầu có tiêu cự dài (F) thị kính thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (f) Khi quan sát thiên thể vật xa để ảnh rõ nét phải chỉnh cho tiêu điểm vật kính trùng với tiêu điểm thị kính Có nghĩa khoảng cách từ vật kính đến thị kính lúc d=F+f
(3)II Hướng dẫn tự làm kính phản xạ: 1 Các kí hiệu thuật ngữ:
Kí hiệu:
D, Φ : đường kính (đối với ống PVC đường kính ngồi) F : tiêu cự gương
f : tiêu cự thị kính
F/ : tỉ số tiêu cự, tỉ số tiêu cự với đường kính gương vật kính Các thuật ngữ:
Finder : ống ngắm mục tiêu
Spider : giá đỡ gương chéo (hoặc lăng kính) Diagonal: gương chéo
Focuser : điều tiêu hay chỉnh tiêu cự Eyepiece: thị kính
Dobson : tên kiểu giá đỡ kính 2 Thơng số kính:
Kính phản xạ phần hướng dẫn lấy theo mẫu kính làm nhiều CLB thiên văn nghiệp dư TP.HCM với thơng số sau:
(4)3 Hướng dẫn bước chế tạo kính: Các thành phần kính hình vẽ sau:
Hình: 01 Bao gồm:
+ Gương cầu :115mm tiêu cự 1000m
+ Hộp giữ gương: nắp bịt ống PVC Φ 140mm + Ống kính : ống PVC Φ 140mm
+ Gương chéo (diagonal) : Lăng kính dùng gương soi bạc phía sau tẩy vecni để phản chiếu
+ Giá đỡ gương chéo (spider)
+ Bộ điều tiêu (focuser): ống nước tùy loại thị kính mà chọn ống phù hợp
+ Thị kính: mua với giá 100k-200k với thị kính chuẩn kính thiên văn, chế lại từ vật kính kính hiển vi, thấu kính máy ảnh mua khu chợ trời
+ Ống ngắm mục tiêu (finder) + Tai quay: gỗ trịn
+ Giá đỡ kính: gỗ ống nước
Trình tự chế tạo sau, linh hoạt mà làm thuận lợi trước được: b1 Hộp giữ gương Ỉ b2 Thân ống kính Ỉ b3 Bộ điều tiêu + Ống ngắm mục tiêu + Giá đỡ gương chéo Ỉ b4 Tai đỡ ống kính + Giá đỡ kính
(5)3.1 Hộp giữ gương:
Công dụng hộp giữ gương giúp cố định gương chắn, đồng thời chỉnh độ nghiêng gương theo hướng khác để chuẩn trực
Hình: 02
Khoảng cách Y tính từ đáy hộp đến mặt gương cần thiết để làm thân ống kính, cần phải đo khoảng cách
Hộp giữ gương làm từ vật liệu sau: - 01 gương cầu D = 115mm
- 01 nắp ống PVC Φ140 dùng để chứa toàn gương phần đỡ gương
- 01 phẳng làm từ gỗ mỏng sắt mỏng hay tốt nhựa PVC cán phẳng
- 03 miếng băng keo mặt, dài chừng 20mm dùng để dán gương vào đỡ gương chắn
(6)Các hình minh họa
Hộp gương tháo rời Hộp lắp hoàn chỉnh
Mặt sau Mặt sau gương đỡ gương
Ghi chú:
- Hình minh họa khác với vẽ 02, có sử dụng nhựa nhỏ gắn thêm vào để giúp cho phần ren bắt đai ốc vào dày hơn, tránh tình trạng bị tn ren dùng lâu dài, dẫn đến chỉnh hướng cho gương
(7)3.2 Thân ống kính:
Là phần quan trọng nhất, chi tiết hộp giữ gương, ống ngắm mục tiêu, đỡ gương chéo, điều tiêu, tai quay nắp kính gắn
Với gương cầu có F = 1000 mm, cần mua 1m ống nhựa PVC Ф140 đủ (cũng người bán khơng chịu bán lẻ 1,1m hay dài tí)
Tia sáng phản xạ từ gương cầu phản xạ lần gương chéo 45 độ đổi hướng vng góc với thân kính
Ở phần giới thiệu nguyên lý hoạt động biết, quan sát thiên thể chỉnh cho tiêu điểm gương trùng với tiêu điểm thị kính, cần tính tốn tiêu điểm gương nằm ngồi thân ống kính
Cách chọn vị trí tiêu điểm gương cầu theo hình vẽ đây:
Hình: 03
Ta chọn trước khoảng cách Z tiêu điểm gương cầu phía ngồi vỏ thân ống, từ 20 đến 40 mm, có sử dụng webcam camera để chụp ảnh Z nên chọn lớn tiêu cự tương đương thiết bị nhỏ
(8)B2 Khoét đầu ống hình dưới:
B3 Lắp tạm hộp giữ gương vừa khít vào đầu ống vừa khoét (đúng vị trí sau ta lắp) đánh dấu vị trí điều tiêu thân ống nhựa với khoảng cách tính B1
B4 Khoét lỗ vị trí đánh dấu Để khoét lỗ lớn, sử dụng miếng sắt tuốc-vít dẹp, nung nóng để dùi lỗ chừng Ф40 Sau dùng giũa tròn để sửa dạng cho ống Ф42 chui vào vừa chặt
Cách khoét lỗ lớn:
Và ta có thân ống kính sau:
(9)3.3 Bộ điều tiêu – Focuser:
Là phận sử dụng nhiều nhất, có tác dụng thay đổi vị trí thị kính cho ảnh thu rõ nét Chính vậy, chuyển động tịnh tiến êm yếu tố quan trọng Đôi cố gắng chỉnh cho nét mà mạnh tay nên đối tượng quan sát lọt ống kính
Bộ điều tiêu sau làm từ ống nhựa PVC, ngoại trừ bánh nhựa lấy từ đồ chơi, ổ CD/DVD máy tính bị hỏng
Bộ điều tiêu bao gồm phần chính:
- Phần cố định: làm từ ống nhựa PVC Ф42, gắn chặt vào thân ống kính
Bên lịng ống sử dụng băng keo mặt miếng ống nhựa để lót tạo ống trượt Bên ngồi có tai nhỏ để gắn bánh núm quay Nên dùng loại ống nhựa tốt bẻ tai sẽ không bị gãy
- Phần tịnh tiến: làm từ ống nhựa PVC Ф34, gắn lên keo dán
(10)
Các bước tiến hành:
a Tách lấy từ ổ CD/DVD hư: dùng cưa sắt nhỏ cẩn thận cưa để tách khỏi thân ổ đĩa Nó dễ gãy nhựa cứng giịn Có thể phải sử dụng giũa tam giác nhỏ để tỉa tót lại
b Phần tịnh tiến:
Dùng ống PVC Ф34 làm ống tịnh tiến, dán tách lên vỏ ống
Nếu nên tiện bên ống Ф34 (đường kính khoảng 30mm) đầu vào sâu chừng 30mm để sử dụng thị kính chuẩn 1”¼ ≈ 32mm Cũng đầu ống này, dùng thêm đoạn ống nối PVC Ф34 để tăng cứng làm lỗ ren giữ thị kính hình
Sau làm xong ta có phần tịnh tiến sau:
Kiểu trơn Kiểu có miếng giảm ma sát Gắn thị kính chuẩn
(11)c Phần cố định làm theo trình tự sau:
Cưa đường song song Xẻđường Bẻ tai lên
Xẻ rãnh Sao cho vừa Xẻ tiếp rãnh
Dán miếng tăng cứng Dán miếng lót bên hoặc có miếng lót
(12)Sử dụng thêm đoạn co nối ống Ф42 để tăng thêm diện tích tiếp xúc với thân ống kính đoạn co nối sẫm màu giũa uốn theo độ cong thân ống kính
Sau đặt điều tiêu vào lỗ làm thân ống kính dán chặt phần cố định vào thân ống kính keo dán ống nước
(13)
3.4 Giá đỡ gương chéo - Spider:
Dùng để đỡ gương chéo, phần có tác dụng đổi hướng ánh sáng từ gương cầu (xem thêm hình 03 trang 05)
Có nhiều kiểu giá đỡ gương chéo, tùy theo khả khéo léo mà làm Ở giới thiệu loại, loại đơn giản để chế tạo Loại khác phức tạp hơn, nhiên dễ dàng tinh chỉnh cho gương chéo
a Kiểu đơn giản, giá chân:
Dùng căm (tăm) xe đạp / xe máy để làm giữ gương liên kết với qua ống PVC 21 ngắn (ống màu tím giữa)
Một thép mỏng bắt bulông vào ống PVC 21 bẻ nghiêng 45 độ Dùng băng keo mặt để dán gương phẳng lên
(14)b Kiểu giá chân, dễ chỉnh hướng vị trí gương:
Hình: 05 Cấu tạo:
Spider gồm phần, phần mang gương chéo phần bắt thân ống kính
Phần mang gương chéo miếng gỗ tròn, đầu vát 45 độ để đặt gương chéo lăng kính Một đầu cịn lại thép mỏng để làm tì trượt cho bulơng chỉnh hướng Một bulơng M5 gắn chặt vào dùng để xoay gương chéo
Phần bắt vào thân kính miếng gỗ trịn (tốt nên tìm miếng nhựa trịn) Một lỗ 6mm bulông M5 phần mang gương chéo xỏ qua lỗ khác dùng để gắn bulông chỉnh hướng Ở bên cạnh miếng gỗ trịn, có lỗ dùng để gắn căm xe vào
Kiểu dùng gương phẳng Kiểu dùng lăng kính
(15)
Cách điều chỉnh tư gương chéo:
Bulơng dùng để quay gương chéo, ốc chỉnh hướng chưa ép chặt vào gương chéo lị xo có nhiệm vụ ổn định sơ vị trí gương chéo Nếu khơng gương chéo bị lúc lắc
Tiếp tục dùng ốc chỉnh hướng siết chặt vào thép tì Xem phần chuẩn trực ống kính nằm cuối để biết cách chỉnh hướng gương chéo
Sau lắp xong spider giống hình đây:
Xem hình 05 trang trước để xem cách tính vị trí lỗ để bắt spider lên thân ống kính Sau lắp spider vào ống kính giống hình sau:
3.5 Ống ngắm mục tiêu – Finder:
Là phần quan trọng, khơng có khó khăn chỉnh cho vật thể cần quan sát lọt vào ống kính Ống ngắm mục tiêu thực chất kính khúc xạ nhỏ, có độ phóng đại thấp Vật kính sử dụng kính lúp bán nhà sách, có đường kính d = 30mm, f ≈ 70mm, thích hợp để gắn vào co ống nước Ф34, loại kính lúp gây sắc sai nhiều, ống ngắm mục tiêu điều khơng quan trọng
Thị kính cần tìm từ thiết bị quang cũ, tiêu cự khoảng 20 ÷ 30 mm
(16)Vạch chữ thập dùng để xác định vị trí thiên thể cần quan sát, làm từ tóc dây nhỏ Mẹo: nên dùng tóc trẻ em bé
Để nhìn rõ vạch thập phải nằm tiêu điểm thị kính Vạch ngắm đơn đơi
Hình: 06
(17)Ống ngắm mục tiêu sau lắp lên thân ống kính
(18)3.6 Giá đỡ kính:
a Xác định trọng tâm thân ống kính:
Trước làm giá đỡ kính, cần phải xác định vị trí trọng tâm ống kính
Để xác định trọng tâm ống kính, chi tiết ống ngắm mục tiêu, giá đỡ gương chéo, điều tiêu + thị kính phải gắn lên thân ống kính
Đặt tồn ống kính nằm ngang lên gỗ cho ống kính cân Đó vị trí trọng tâm, đánh dấu Ta gắn tai quay vào vị trí
Đo khoảng cách X từ đáy hộp đến vị trí trọng tâm
Ở phần hướng dẫn này, sử dụng kiểu giá đỡ Dobson làm từ gỗ, có ưu điểm nhẹ dễ làm Vật liệu chủ yếu làm từ ván ép, kích thước hình vẽ sau:
(19)Kiểu dáng khác tùy theo điều kiện thẩm mỹ người Có thể tham khảo mạng để xem làm theo Có thể gắn thêm tay cầm nơi giữ thị kính
Một bulơng M6 bắt chặt vào đế dưới, đế tròn bên xỏ qua bulơng Tồn phần đế lăn lăn bố trí đế bên sau:
Con lăn làm từ đoạn ống PVC ngắn, sử dụng bạc đạn (ổ bi) loại nhỏ bulơng nhỏ để giữ Dùng dây kẽm buộc chặt bulông vào đế Cũng thay bạc đạn rulơ cao su nhỏ, loại đươc tháo từ đầu băng video cũ
Loại dùng bạc đạn (ổ bi) Loại dùng rulô cao su
(20)3.7 Nắp kính:
Là thứ quan trọng khơng … sử dụng đến kính
Dùng nắp ống nhựa PVC Ф140 để làm nắp Nắp giúp tránh bụi bay vào gương cầu, giúp gương ln ln sáng Nếu khơng q trình tháo hộp giữ gương ra, chùi bụi lắp lại, cuối q trình chuẩn trực lại cho kính Xong lại tiếp tục chỉnh lại ống ngắm mục tiêu Bao nhiêu cần nắp đủ
Trong trường hợp muốn quan sát Mặt trời, cần diện tích nhỏ ánh sáng vào Nắp hộp thêm thắt chút để gắn thêm kính lọc mặt trời vào
3.8 Lắp ráp:
Các chi tiết lắp vào thân ống kính, ngoại trừ tai kính
(21)Và sau đặt kính vào giá đỡ sau:
(22)III Vật tư:
Stt Tên Số lượng Đơn vị Vị trí dùng Ghi chú
Ống nhựa PVC
1 Ống Φ140 m 1m cho thân ống
2 Nắp Φ140 Hộp giữ gương
3 Ống Φ42 <1 m Focuser, vành chỉnh hướng finder
Miếng lót che focuser Loại tốt để uốn tai Nối thẳng Φ42 Ống nối focuser thân ống
5 Ống Φ34 <1 m Focuser, chặn vật kính finder
6 Nối thẳng Φ34 Tăng cường cho focuser nơi gắn thị kính Co giảm Φ34 ~ 27 Đầu ống finder
8 Ống Φ27 <1 m Thân ống finder
9 Ống Φ23 <1 m Cuối ống finder, chặn thị kính, vạch thập 10 Ống Φ90 0,1 m ép phẳng làm giữ gương
Đồ sắt
11 Bulông M5 / M6 giữ finder trước + phía sau 12 Bulơng M4 cho Spider cho hộp giữ gương
12 Bulông M4 Giữ bạc đạn lăn đế
13 Bulông M3 Spider
14 Bulông M3 Focuser ngắn
15 Căm xe máy / đạp Spider
16 Lò xo cho Spider cho hộp giữ gương 0,8K /
17 Ổ bi / Bạc đạn Dùng để làm lăn cho đế Loại d=5mm, dày 5mm 18 Long đền Φ30 Dùng làm tì spider
Đồ gỗ
19 Giá đỡ Nên đặt thợ mộc làm theo kích thước tính
20 Cây gỗ trịn Φ30 m Làm spider, nút vặn focuser Mua cửa hàng bán ván ép
Thủy tinh
21 Gương cầu lõm
22 Kính lúp Vật kính finder Φ < 34 mm
23 Kính lúp Thị kính finder Φ < 23 mm
http://vietastro.org/forum