Tuy nhiên, việc cắt và mài gương chéo hình ellipse không phải ai cũng có điều kiện làm được, do đó, thay vì dùng gương ellipse, ta có thể dùng gương chéo hình chữ nhật, khi đó gương sơ c[r]
(1)Tài liệu cho lớp học chế tạo KTV CLB Thiên Văn Nghiệp Dư TP.HCM - HAAC Tính toán lắp ráp cho KTV phản xạ Trước tiến hành bắt tay vào làm kính phản xạ, ta cần phải xác định mình đã có và chưa có gì; phận nào có thể mua (hoặc nên mua) và phận nào có thể tự làm Thông thường, đã bước vào giai đoạn này thì điều chắn ít trọng tay bạn đã có gương cầu lõm (gương sơ cấp) cho mình Như vậy, muốn có kính hoàn chỉnh, bạn cần phải có thêm phận nào? Trước hết hãy xem qua cấu tạo chi tiết thực tế kính phản xạ Newton: Hình 1: Kính phản xạ Newton Như hình trên, không xét đến giá đỡ kính và thị kính thì các phận cần có KTV phản xạ Newton bao gồm: 1- thân ống kính; 2- gương sơ cấp; 3-hộp giữ gương; 4gương chéo và giá đỡ gương chéo (spider); 5- ống lấy nét cho thị kính (ống focus) và cuối cùng là 6- ống ngắm (finder – không có hình) Trong thứ trên, có ít kĩ khí thì tất ta có thể tự tay làm Ngoài ra, trừ món số và 3, (2) Tài liệu cho lớp học chế tạo KTV CLB Thiên Văn Nghiệp Dư TP.HCM - HAAC món còn lại đã có bán VN, đó để tiết kiệm thởi gian chúng ta có thể ráp kính từ các phận sẵn có này Từ thứ đã liệt kê trên, bạn có thể xác định mình còn thiếu gì để có thể bắt tay vào chế tạo mua, nhiên, trước tiến hành làm, là thiếu sót nghiêm trọng chúng ta bỏ qua giai đoạn tính toán, thiết kế ban đầu cho kính! Khi tính toán thiết kế kính phản xạ Newton, ta đường kính và tiêu cự gương sơ cấp Từ hai thông số này, ta tính toán lựa chọn thông số còn lại để có kính hoạt động tối ưu Các thông số này bao gồm: Đường kính và chiều dài ống kính Quy tắc cần nhớ: Đường kính ống thường lấy lớn đường kính gương khoảng 2-4 cm, chiều dài ống kính thường lấy đúng tiêu cự gương Hình 2: Lựa chọn kích thước ống kính a Đường kính ống Sở dĩ phải lấy đường kính ống lớn đường kính gương là để chừa khoảng không gian biên ống kính, sau này dùng đinh vít mắc các phụ kiện vào kính (như finder, spider, quai xách…) thì phần thừa đinh vít không “xâm phạm” vào diện tích gương gây nhiễu xạ quan sát Ngoài ra, còn lí quan trọng khác phải lấy đường kính ống lớn đường kính gương, mục đích là để chừa không gian cho các vít điều chỉnh độ nghiêng gương (sẽ nói rõ phần “hôp giữ gương”) chuẩn trực kính b Chiều dài ống Chiều dài ống kính có thể lấy nhỏ tiêu cự gương (xem lại sơ đồ kính phản xạ Newton để hiểu vì sao) Tuy nhiên, tốt nên lấy đúng tiêu cự gương sơ cấp để lắp kính ta phần ống thừa “Phần ống thừa” này là cần thiết vì nó (3) Tài liệu cho lớp học chế tạo KTV CLB Thiên Văn Nghiệp Dư TP.HCM - HAAC có tác dụng loa chắn sáng ngăn cản các nguồn sáng không mong muốn vào gương sơ cấp và thị kính, làm giảm độ tương phản hình ảnh Hình dạng, kính thước và vị trí đặt gương chéo Gươg chéo là cách gọi chung Gương chéo có thể là gương phẳng đặt nghiêng 45 độ ống kính, có thể là lăng kính phản xạ toàn phần với kích cỡ tương ứng Trên giới, gương phẳng sử dụng phổ biến Còn VN hiên nay, gương phẳng sử dụng nhiều so với lăng kính, nhiên không phải với cùng lý dân làm kính nghiệp dư trên giới mà ta dùng gương phẳng, mà lý chủ yếu là vì VN ta thì việc tìm mảnh kính phẳng và tẩy lớp sơn phía sau nó thì dễ dàng nhiều so với việc tìm mua lăng kính phản xạ toàn phần a Hình dạng gương chéo: Gương chéo, cụ thể đây là gương phẳng, có thể cắt hình ellipse , hình chữ nhật hình chữ nhật vát góc Hình 3: Hình dạng gương chéo Vì đặt nghiêng góc 45 độ bên ống kính, đó ellipse là hình dạng tối ưu để giảm thiểu che phủ gương chéo lên gương sơ cấp Tuy nhiên, việc cắt và mài gương chéo hình ellipse không phải có điều kiện làm được, đó, thay vì dùng gương ellipse, ta có thể dùng gương chéo hình chữ nhật, đó gương sơ cấp bị che khuất nhiều và tương nhiễu xạ tăng phần thừa góc hình chữ nhật, nhiên với các quan sát thông thường thì khó nhận biết khác biệt kính dùng gương chéo hình ellipse với kính tương đương dùng gương chéo hình chữ nhật b Vị trí đặt gương chéo: (4) Tài liệu cho lớp học chế tạo KTV CLB Thiên Văn Nghiệp Dư TP.HCM - HAAC Vị trí đặt gương chéo ảnh hưởng đến kích thước gương chéo Nếu đặt càng gần gương sơ cấp thì gương chéo phải càng lớn để hứng hết chùm sáng từ gương sơ cấp Vấn đề đây là ta cần phải tính toán vị trí đặt gương chéo tốt để nó không chiếm quá nhiều diện tích gương sơ cấp mà hứng hết chùm sáng phản xạ Vị trí này tính công thức: L f Dtub hf e (1) Hình 4: Vị trí đặt gương chéo Với: L: khoảng cách từ gương sơ cấp đến vị trí đặt gương chéo Dtub: đường kính thân ống hf: chiều cao ống focus thu ngắn hết mức e: khoảng ló tiêu điểm gương so với miệng ống focus, thường lấy khoảng 1.5-2 cm c Kích thước gương chéo: Dù là gương chéo hình ellipse hay hình chữ nhật thì hai có cùng kích thước hai trục, gọi trục ngắn là a thì trục dài có kích thước a (hình 5) Vấn đề đây là phải tính a (5) Tài liệu cho lớp học chế tạo KTV CLB Thiên Văn Nghiệp Dư TP.HCM - HAAC Hình 5: Kích thước gương chéo Để tính a, ta phả xác định các thông số sau: 1- Đường kính gương sơ cấp (D) 2- Tiêu cự gương sơ cấp (f) 3- Vị trí đặt gương chéo (L) Công thức tính : Trục ngắn: a l D 0.009 f f 0.009 f (2) Trục dài: b a (3) Trong đó l = f - L: khoảng cách từ gương chéo đến tiêu điểm gương sơ cấp D: đường kính gương f: tiêu cự gương sơ cấp Trong công thức (2), thành phần 0.009 f là kích thước ảnh lớn mà gương chéo có thể hiển thị Trong quan sát mắt qua KTV, ta thường lấy mặt trăng (có góc nhìn 0.5 độ) là đối tương cho ảnh lớn nhất, từ đó kết hợp với các yếu tố khác để tính kích thước gương chéo cần thiết Nếu kính thiết kế chuyên chụp ảnh các vật thể có góc nhìn lớn mặt trăng (như các tinh vân, thiên hà…) thì đó hệ số 0.009 công thức (2) thay số khác để có kích thước gương chéo lớn Để hiểu rõ chúng ta có thể đọc thêm các tài liệu nêu cuối bài (6) Tài liệu cho lớp học chế tạo KTV CLB Thiên Văn Nghiệp Dư TP.HCM - HAAC Ví dụ: Nếu làm KTV phản xạ với gương 76F900, hãy tính đường kính, chiều dài ống kính, kích thước và vị trí đặt gương chéo thích hợp Biết thân ống kính dùng ống PVC theo TCVN và ống nét (ống focus) mua sẵn có chiều cao 10.5cm thu ngắn hết mức Trả lời: Ống kính: với gương đường kính 76mm, tiêu cự 900mm, ta có thể dùng ống PVC phi 90mm 114mm Ở đây ta nên chọn ống phi 114mm với chiều dài 90cm 1m Vị trí đặt gương chéo: Ta có Dtub = 114mm hf = 105mm e = 20mm 114 105 15 L 900 720mm Ở đây ta cần lưu ý L là khoảng cách từ bề mặt gương sơ cấp đến vị trí đặt gương chéo, đó đo đạc để đánh dấu vị trí đặt gương chéo, ta phải đo từ vị trí bề mặt gương thay vì đo từ đầu miệng ống phía gương sơ cấp Kích thước gương chéo: Ta có l = f – L = 900 – 720 = 180 mm a 180 76 0.009 900 900 b 22 0.009 900 22mm 32mm -Người biên soạn: Đặng Thế Phúc – CLB Thiên văn nghiệp dư TP.HCM Website: http://thienvanhoc.org Tham khảo thêm: Standard Handbook for Telescope Making, Neale E.Howard How To Make A Telescope, Jean Texereau Making & Enjoying Telescope, Robert Miller & Kenneth Wilson (7)