ДЗЕРКАЛО ДЛЯ ТЕЛЕСКОПА

ДЗЕРКАЛО ДЛЯ ТЕЛЕСКОПА

ДЗЕРКАЛО ДЛЯ ТЕЛЕСКОПА

У багатьох посібниках для астронома-любителя розповідається про те, як самому виготовити найпростіший телескоп-рефлектор. У цьому телескопі роль об’єктива грає увігнуте дзеркало. І найбільша складність полягає в тому, щоб виготовити це дзеркало в домашніх умовах. Процес цей складний, що вимагає виготовлення пристосувань для шліфування й полірування, сріблення товстих скляних заготовок.

А чи не можна поступити як-небудь інакше? Давайте спробуємо виготовити дзеркало з. металізованої лавсановій плівки.

Щоб краще зрозуміти, як це можна зробити, давайте пофантазуємо. Уявімо собі, що у нас в руках консервна банка без одного денця, на яке туго натягнута наша плівка. Поки це плоска дзеркальна поверхня.

Що станеться, якщо тиск у банку стане менше атмосферного? Плівка прогнеться. Ось і вийшла увігнута посріблена поверхня. Ідея проста — значить, можна спробувати виготовити таким чином дзеркалі для телескопа.

Але спочатку давайте розробимо конструкцію "банки". І ще подумаємо над тим, як і чим будемо створювати всередині необхідну розрідження для отримання поверхні потрібної кривизни. Обмовимося відразу: ми свідомо не будемо обмежувати вас вибором розмірів, матеріалів та іншими подробицями, вкажемо лише основний напрямок для пошуку.

Варіант конструкцій "банки" наведено на малюнку 1. Це циліндричний стакан, виточений на токарному верстаті з оргскла. Верстат має висновок, який надалі буде потрібно для відкачування повітря. Кільце — ще одна деталь конструкції.

Воно виготовлене з того ж матеріалу, що і стакан. Кільце опускається зверху на натягнуту на краю склянки плівку і герметично її затискає.

Тепер подумаємо над способом відкачування повітря зі склянки. Найпростіше рішення — роздобути поршневий насос. А може, все-таки спробувати його зробити своїми руками? Яким чином?

Згадаймо, який цікавий випадок стався з Данилом Бернуллі, відомим фізиком. У приміщенні під стелею знаходився відкритий люк. Одного разу в цей люк подув сильний вітер. Люк захотіли закрити щитом. І коли людина стала підніматися по сходах з піднятим над головою щитом, вітер захопив щит вгору і притиснув до люка.

Тепер-то, знаючи ефект Бернуллі, ми легко можемо пояснити, що трапилося. Спробуємо використовувати втягує дію повітряного струменя в саморобному Водоструминні насоси.

Ідея тут дуже проста. Водоструминний насос складається з балона з трьома відводами (див. Схему на рис. 2). По одному з відводів подається вода, інакше вона випливає, а третій відведення з’єднується з ємністю, з якої потрібно видалити газ. Таку картину ми спостерігаємо, розглядаючи насос зовні.

А що ж відбувається всередині балона? Як відомо, при русі рідини по трубі змінного перерізу швидкість її більше там, де труба вже, а чим більше швидкість, тим менше тиск усередині рідини. Про це нам говорить закон Бернуллі. Струмінь води, що витікає з звуженої частини трубки всередині балона, має велику швидкість, всередині струменя створюється область низького тиску. Повітря втягується потоком і несеться разом з водою з балона.

Просто? Тоді приступимо до виготовлення насоса.

Консервна банка без одного денця, на яке туго натягнута плівка. Якщо тиск у банку стане менше атмосферного, плівка прогнеться.

Водоструминний насос складається з балона з трьома відводами. По одному з відводів подається вода, по іншому — вона випливає, а третій відведення з’єднується з ємністю, з якої потрібно видалити газ.

Конструкція водоструминного насоса.

Можна обійтися без водоструминного насоса. Перш ніж натягувати плівку, затиснемо отвір в дні корпусу і заллємо воду. Тепер треба герметично натягнути плівку і потихеньку відливати воду — тиск над поверхнею буде падати, а плівка, втягуватися всередину.

Схема експерименту.

Конструкція його на малюнку 3. З оргскла треба виточити циліндричний стакан. У дні склянки просвердлимо отвір, в який вставимо трубку. По обіду зробимо паз для кришки. На бічній поверхні склянки, приблизно на половині його висоти, просвердлимо отвір для трубки, яка буде з’єднуватися з відкачуваним резервуаром.

Трубки змінного перерізу також можна виточити з оргскла. Щоб отримати тиск у вузькій частині трубки, достатню для роботи насоса, найвужче і саме широке розтин трубок повинні відрізнятися за площею приблизно в 4 рази. Ще потрібно кришка з оргскла і гумова прокладка для герметизації. Зберемо конструкцію.

Вклеїмо трубки в заготовлені для них отвори в склянці і в кришці (для герметизації використовуйте епоксидну смолу). За допомогою гумової прокладки щільно закриємо кришку. Гумовими шлангами з’єднаємо насос з водопровідних краном і відкачуваним об’ємом.

Регулюючи швидкість струменя води, ми можемо регулювати тиск і тим самим кривизну дзеркала.

Для цього треба відвід, передбачений для відкачування, з’єднати гумовим шлангом з насосом. Коли ж кривизна отримана, шланг треба перетиснути затискачем — і дзеркало готово.

А чи можна обійтися без насоса? Подивіться на малюнок 4. Перш ніж натягувати плівку, затиснемо отвір в дні корпусу "дзеркала" і заллємо туди воду. Якщо тепер ми герметично натягнемо плівку і почнемо потроху зливати воду, то тиск над поверхнею рідини буде падати, а плівка втягуватися всередину. Ви навіть можете провести невелике дослідження — знайти залежність фокусної відстані дзеркала від кількості вилитої води. Схема для такого дослідження наведена на малюнку 5. Вам будуть потрібні хімічний штатив, мензурка, лінза, електрична лампочка.

Щілина, екран і підставку для "дзеркала" виготовте самі. В результаті експерименту побудуйте графік: по осі абсцис відкладайте обсяг вилитої в мензурку води (у мілілітрах), а по осі ординат — фокусна відстань дзеркала (в сантиметрах). Цей графік допоможе досить точно обчислювати фокусна відстань дзеркала.

Сподобалася стаття? Поділися нею з друзями!