Как повысить увеличение зрительных труб и биноклей

Большинство зрительных труб и биноклей дают увеличения значительно меньше максимального полезного увеличения (его иногда называют разрешающим увеличением). Темной ночью человек с нормальным зрением может видеть раздельно объекты (например, двойные звезды 3-4m), отстоящие друг от друга не менее чем на 3-5' (в среднем 4', или 240''). «Зоркость» глаза в дневное время, когда наблюдаются хорошо освещенные и высококонтрастные предметы, выше примерно в 3-4 раза. У хорошо отъюстированного инструмента с высококачественной оптикой, предназначенного для наблюдений астрономических объектов, практическая разрешающая способность Yпракт. близка к ее теоретическому значению Yтеор.=140''/D, где Yтеор. — разрешающая способность в секундах дуги, D — диаметр объектива в миллиметрах. Чтобы согласовать «остроту зрения» глаза Yгл. и оптического инструмента Yпракт., последний должен иметь увеличение=Yгл./Yпракт. раз. Это и есть максимальное полезное увеличение. Большее увеличение инструмента не позволит выявить новые мелкие детали наблюдаемого объекта.

подзорная труба
Повысить увеличение зрительной трубы можно, если на ее главной оптической оси поместить дополнительный окуляр. Зрительная труба строит увеличенное изображение наблюдаемого объекта, которое рассматривается в дополнительный окуляр

У любителей астрономии пользуется популярностью зрительная труба «Турист-3» (диаметр объектива 50 мм, увеличение 20 раз, практическая разрешающая способность около 3,5''). Ее максимальное полезное увеличение составляет 240''/3,5''=70х. Можно ли повысить увеличение зрительной трубы? Таким вопросом нередко задаются многие любители астрономии, имеющие зрительные трубы и полевые бинокли. Ведь для успешных наблюдений Луны, Солнца, больших планет, близких двойных звезд необходимы увеличения хотя бы в 40-70 раз.

Прежде чем ответить на поставленный вопрос, напомним, что увеличение зрительной трубы или бинокля численно равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Следовательно, чтобы повысить увеличение инструмента, надо либо поменять окуляр на более сильный (короткофокусный), либо использовать объектив с большим фокусным расстоянием. Однако достать необходимую оптику непросто. Поэтому рекомендуем любителям астрономии другой способ повышения увеличения зрительных труб (и биноклей), не требующий разборки инструмента.

Поместим за окуляром трубы на ее главной оптической оси дополнительный окуляр, в который будем рассматривать увеличенное изображение наблюдаемого объекта, построенное зрительной трубой. Оптическая система зрительной трубы играет роль эквивалентного объектива с фокусным расстоянием, во много раз превышающим размеры самого инструмента. Перемещая окуляр трубы вдоль оптической оси, мы можем менять линейный размер увеличенного изображения. Линейный размер нетрудно определить, вос-пользовавшись экраном из миллиметровой бумаги. Соответствующее эквивалентное фокусное расстояние вычислим по формуле:

fэкв.=А'Б' х 57,3° / альфа мм,

где А'Б' — линейный размер изображения в миллиметрах, альфа — угловой размер наблюдаемого объекта в градусах. Если изменяется размер изображения А'Б', то меняется и его расстояние от окуляра трубы. Для зрительной трубы «Турист-3» оно рассчитывается по формуле:

l=0,05fэкв+3,

где l и fэкв. выражены в миллиметрах. (Для призменных биноклей расстояние l следует определять экспериментально, измеряя для каждого значения А'Б' соответствующую величину fэкв.) Например, при наблюдении Солнца или Луны (их угловой размер около 0,5°) размеры увеличенного изображения составят: 15 мм на расстоянии 89 мм от окуляра трубы, 20 мм на расстоянии 118 мм от окуляра трубы, 30 мм на расстоянии 176 мм от окуляра трубы. Эквивалентное фокусное расстояние будет равно соответственно 1720, 2290, 3440 мм. Наименьшее эквивалентное фокусное расстояние зависит от минимального расстояния lмин., на котором еще можно получить резкое изображение наблюдаемого объекта. У трубы «Турист-3» lмин. около 70 мм. Следовательно, наименьшее эквивалентное фокусное расстояние составит примерно 1350 мм.

зрительная труба
Схема крепления зрительной трубы с дополнительным окуляром на деревянной подставке

Дополнительным окуляром может служить линза (например, часовая лупа), с фокусным расстоянием 30-60 мм и увеличением 8-4х. Лучше, однако, в качестве дополнительного окуляра использовать объектив фотоаппарата или длиннофокусный фабричный окуляр, так как у них в несколько раз больше, чем у линзы, поле зрения с качественным изображением. Пожалуй, любителю астрономии легче всего приобрести короткофокусный объектив «Индустар-50» с фокусным расстоянием 50 мм. Допустим, что, объединив его в оптическую схему со зрительной трубой «Турист-3», мы хотим получить максимальное полезное увеличение, равное 70х. Перемножив 50 мм на 70х, определим эквивалентное фокусное рас¬стояние— 3500 мм. Тогда увеличенное изображение наблюдаемого объекта, а значит, и фокальная плоскость эквивалентного объектива будут находиться в 178 мм от окуляра. Меняя эквивалентное фокусное расстояние, можно получать различные увеличения. Если дополнительным окуляром служит объектив «Индустар-50», то минимальное увеличение инструмента составит примерно 27х. Гнаться за очень большими увеличениями не стоит, так как из-за аберраций и несовершенства оптических элементов всего инструмента (ведь в оптическую схему входит и «Индустар-50») качество изображения заметно ухудшится. Не следует забывать и о том, что, повышая увеличение оптического инструмента, мы одно¬временно уменьшаем яркость изображения и размер поля зрения, поэтому для быстрого поиска небесных объектов потребуется искатель — оптическая труба с широким полем зрения. Искателем могут быть, например, монокуляр МП 8X30 (увеличение 8х, диаметр объектива 30 мм, поле зрения 8,5°) или зрительная труба «Турист-4» (увеличение 10х, диаметр объектива 30 мм, поле зрения 4°).

Рассмотрим теперь, как объединить зрительную трубу и дополнительный окуляр. Проще всего установить зрительную трубу на подставку, собранную из нескольких деревянных брусков и деревянных реек, а подставку — на штативе. Трубу зафиксируем на подставке с помощью хомутов. Это может быть намотанная несколько раз вокруг трубы нерастягиваемая изоляционная лента или тонкая и крепкая веревка. При установке зрительной трубы надо следить, чтобы ее оптическая ось была параллельна верхней плоскости подставки.

куплю подзорную трубу
Установка фотоаппарата на подставке

Тубус дополнительного окуляра можно склеить из плотной бумаги, которой обертывают какой-нибудь цилиндрический предмет (хотя бы велосипедный насос), предварительно обмотав его листами бумаги до желаемого диаметра. Толщина стенок тубуса доводится до 3-4 мм, а внутренний диаметр должен быть таким, чтобы дополнительный окуляр (в нашем случае фотообъектив «Индустар-50») входил в него с трением. Если внутренний диаметр тубуса сделать равным 41 мм, то объектив можно ввинчивать в него по резьбе. Чтобы уменьшить рассеивание света в тубусе, изнутри он покрывается черной матовой краской (например, гуашью). На подставке тубус укрепляется хомутами. При этом оптические оси трубы и дополнительного окуляра должны совпадать.

подзорная труба купить
Крепление дополнительного окуляра, обеспечивающее плавное изменение увеличения инструмента

Если временно снять дополнительный окуляр и за тубусом установить на деревянном бруске (140x30x10 мм) камеру от фотоаппарата «Зенит» (без объектива), то можно фотографировать небесные объекты с окулярным увеличением. При фотографировании тубус дополнительного окуляра служит блендой.

Немного усложнив конструкцию, можно сделать так, чтобы увеличение инструмента плавно изменялось, например от 30 до 70х. Для этого нужно снабдить окуляр двумя тубусами. Внутренний тубус должен двигаться во внешнем с небольшим трением. Во внутреннем тубусе лобзиком выпиливаются два прямоугольных отверстия — окна. Через них, перемещением окуляра зрительной трубы, фокусируют все устройство, когда расстояние от окуляра трубы до дополнительного окуляра небольшое.

Примерно такие же подставки можно смастерить к другим зрительным трубам и полевым биноклям. Правда, из-за конструктивных особенностей биноклей диапазон изменяемых увеличений будет невелик (перемещение внутреннего тубуса во внешнем ограничено), но основная задача — получение максимально полезного увеличения — решается с тем же успехом.

Зрительная труба или бинокль, снабженные дополнительным окуляром, позволят провести интереснейшие наблюдения небесных объектов и явлений, недоступных биноклю или зрительной трубе, имеющим небольшое увеличение.

бинокли и подзорные трубы
Общий вид зрительной трубы с дополнительным окуляром на штативе

Повысить увеличение зрительной трубы можно, если на ее главной оптической оси поместить дополнительный окуляр. Зрительная труба строит увеличенное изображение наблюдаемого объекта, которое рассматривается в дополнительный окуляр

Добавлено: 2010-12-03 18:02:47 Прочитано: 8927 раз