Модели и приборы (4)

Телескоп и подзорная труба

Самодельный телескоп — полезное пособие для школьной географической площадки и интересный прибор для всех пионеров. С помощью такого телескопа они могут рассматривать поверхность Луны, увидят некоторые планеты.

Телескоп состоит из двух трубок с увеличивающими линзами: объектива и окуляра. В окуляр смотрят глазом, объектив направляют на наблюдаемую звезду или планету.

Рис. 154. Телескоп.

Для объектива берут двояковыпуклое (круглое) очковое стекло от +1 диоптрии (фокусное расстояние 100 сантиметров) до +2 диоптрии (фокусное расстояние 50 сантиметров) ¹. Для окуляра подбирают очковое стекло или маленькую лупу с фокусным расстоянием в 2—4 сантиметра (от +50 до +25 диоптрий).

Лупы обычно продаются в пластмассовых футлярах, на которых цифрами указывается степень увеличения. Например, число 2,5^× обозначает, что лупа увеличивает в 2,5 раза. Чтобы узнать число диоптрий, это число надо умножить на 4. Лупа, увеличивающая в 2,5 раза, имеет +10 диоптрии (2,5 × 4 = 10). Для нашего телескопа желательно подобрать лупу с увеличением от 6 до 12,5 раза. В трубку окуляра лупу можно вклеить вместе с пластмассовым ободком; на нем только надо срезать выступ, скрепляющий ободок с футляром.

Обе линзы закрепляют в трубках, склеенных из бумаги и зачерненных внутри. Общая длина обеих трубок должна быть на 5—10 сантиметров больше фокусных расстояний обеих линз. Например, если для объектива взято стекло с фокусным расстоянием в 50 сантиметров, а для окуляра в 2 сантиметра, общая длина двух трубок должна быть 57—62 сантиметра.

Сначала склеивают небольшую трубку (длиной 15—20 сантиметров) по диаметру линзы окуляра, затем — по диаметру объектива. Первая трубка должна входить во вторую с легким трением. Если разница диаметров линз слишком велика, трубку окуляра надо сделать потолще.

Линзы закрепляют на концах трубок так, как это было описано на страницах 189—190. Полезно сделать картонные крышечки для трубок, чтобы предохранить стекла от пыли и царапин.

При пользовании телескопом трубку окуляра передвигают в большей трубке, пока не находят такое положение, при котором наблюдаемое светило становится четко видимым. Можно заранее подсчитать, какое увеличение дает труба (вернее, степень приближения наблюдаемого предмета к глазу): фокусное расстояние объектива надо разделить на фокусное расстояние окуляра. В приведенном выше примере — при объективе с фокусным расстоянием в 50 сантиметров и при окуляре с фокусным расстоянием в 2 сантиметра — увеличение будет в 25 раз (50 : 2 = 25).

Телескоп надо установить на штативе так, чтобы трубку можно было поворачивать в стороны, поднимать и опускать. Для этого на круглый стержень штатива насаживают трубку, согнутую из толстой жести или отрезанную от какой-нибудь длинной трубы. Сверху в трубку вставляют головку штатива, к которой шурупами прикреплен согнутый из жести хомутик. В хомутике закрепляют трубку объектива. Наклоняя и поднимая хомутик, изменяют положение телескопа по вертикали, а поворачивая головку штатива в трубке, поворачивают телескоп по горизонтали. Устройство штатива показано на рисунке 154.

Так же, как телескоп, делается подзорная труба для походов и игр. Только линзы для подзорной трубы нужны другие. Для окуляра берут линзу от −16 до −20 диоптрий, а для объектива — от +4 до +6 диоптрий. Следовательно, в подзорной трубе, как и в бинокле, одна линза выпуклая, а другая вогнутая. Степень увеличения благодаря этому уменьшается, но зато увеличивается резкость. Штатив для подзорной трубы не нужен, ее держат в руках.

При наблюдении в телескоп или в подзорную трубу края видимого изображения могут быть нечеткими, размытыми. Чтобы избежать этого, на объектив накладывают диафрагму — колечко из черной бумаги с очень узким ободком. Слишком уменьшать отверстие диафрагмы (увеличивать ободок кольца) не следует, так как диафрагма уменьшает количество света, попадающего в объектив, и изображение темнеет.

Перископ

Рис. 155. Перископ.

Члены кружка охотно сделают перископ — прибор, позволяющий вести наблюдение за местностью из укрытия. Перископ даст пионерам первоначальное наглядное представление о преломлении световых лучей и найдет практическое применение в массовых играх на воздухе.

Для перископа нужны два одинаковых карманных зеркальца любого размера — круглые или прямоугольные.

Для круглых зеркалец склеивают из бумаги или картона трубку соответствующего диаметра и длиною от 50 до 100 сантиметров. На концах трубки наклонно, под углом в 45°, закрепляют оба зеркальца параллельно друг другу. Отражающая поверхность зеркала обращена внутрь трубки. Против зеркал в стенке трубки вырезают отверстия немного меньшего диаметра.

Если зеркальца прямоугольные, то трубку делают из четырех полос фанеры или толстого картона. Их скрепляют при помощи угловых реек — клеем и гвоздями. Такую трубку перископа рекомендуется оклеить снаружи темной бумагой, чтобы в местах соединений не проникал дневной свет. Зеркальца крепят так же, как и в круглой трубке, под углом в 45°.

Их приклеивают к косым колодочкам, вставленным в трубку, или же к косым срезам концов трубы.

Внутреннюю поверхность трубы перископа окрашивают тушью или оклеивают черной бумагой. Торцы трубы закрывают. Свет должен проникать только через отверстия против зеркал.

Выставив из укрытия верхний конец перископа, смотрят в нижнее отверстие. Нижнее зеркальце отражает все, что попадает в поле зрения верхнего. Для защиты глаз от отраженных солнечных лучей к верхнему отверстию снаружи прикрепляют козырек, вырезанный из картона или жести.

Светофор

Для изготовления действующей модели светофора нужна одна батарейка и три лампочки для карманного фонаря, а также немного звонкового или другого тонкого провода.

Из трехслойной фанеры выпиливают переднюю и заднюю стенки головки (футляра) светофора.

На передней стенке вырезают три отверстия диаметром 9 миллиметров. С внутренней стороны их оклеивают кусочками папиросной бумаги красного, желтого и зеленого цвета. Обычную белую бумагу в красный и зеленый цвет легко окрасить чернилами, а в желтый — акварельной краской.

На задней стенке устанавливают патроны для лампочек, сделанные из полосок жести или из медной проволоки. Как сделать такие патроны, прочтите на странице 125. Там же указано, как присоединить к патронам провода. Лампочки можно установить в светофоре другим способом: в задней стенке просверлить отверстия и вставить в них цоколи лампочек. Провода в этом случае припаивают к лампочкам без патронов. Один провод можно припаять к цоколю с внутренней стороны задней стенки, а другой — снаружи.

При установке лампочек необходимо следить за тем, чтобы они приходились точно против отверстий передней стенки.

Переднюю и заднюю стенки головки соединяют полосой картона. В ней делают вырез, как указано на рисунке 156 (5). Этот вырез должен приходиться внизу головки; сквозь него выходят наружу провода от лампочек. Картон приклеивают к ребрам передней и задней стенок столярным или казеиновым клеем. Когда собирают головку, между лампочками к фанерным стенкам ее приклеивают поперечные перегородки из плотной бумаги с вырезом для провода. Перегородки нужны для того, чтобы каждая лампочка освещала только одно отверстие и свет от нее не пробивался в другие.

Снаружи к отверстиям приклеивают сверху козырьки, вырезанные из плотной бумаги.

Стойку (столб) светофора вырезают из круглой палочки диаметром приблизительно 10 миллиметров. Ее укрепляют в основании, сделанном из доски. Пусть сами члены кружка придумают способ крепления головки к стойке. Можно, например, сделать полукруглую выемку в верхнем торце ее, приклеить и прибить гвоздиком здесь полоску картона, а затем этой полоской оклеить головку светофора. Боковые стенки ее получатся двойные.

Рис. 156. Модель светофора: 1 — общий вид; 2 — передняя стенка головки; 3 — задняя стенка головки с патронами для лампочек; 4 — два способа установки лампочек; 5 — выкройка боковых стенок головки и козырька; 6 — козырек; 7 — продольный разрез головки; 8 — один из способов крепления головки к стойке; 9 — электрическая схема.

На основании светофора приклеивают дощечку, на которой монтируют пульт управления. Здесь устанавливают ползунок и четыре контакта. Для контактов лучше всего взять медные гвоздики или кнопки и забить их в доску (она должна быть хорошо высушенной). Можно сделать их и из кусочков латуни, согнув их скобочками и забив в доску. Ползунок — это полоска латуни или жести. Одним концом она прикреплена к доске шурупом или гвоздем и поворачивается на нем. Другой конец ползунка прижимается к одному из трех контактов. Ползунок слегка изгибают, чтобы он пружинил и плотнее прижимался к контактам.

Контакты можно сделать в виде зажимов, а ползунок — в виде рубильника. Такая конструкция описана на странице 127 и изображена на рисунке 60 (7).

Рядом с пультом управления укладывают батарейку.

Лампочки соединяют параллельно. Конец одного общего провода присоединяют к одному из контактов на пульте управления. С этим же контактом соединен один из контактов батарейки. Вторые провода от лампочек присоединяют к трем другим контактам: каждую лампочку — к отдельному контакту. Второй контакт батарейки соединяют с ползунком. Переводя ползунок с одного контакта на другой, заставляют зажигаться разные лампочки. Схема соединения лампочек, батарейки и пульта управления изображена на рисунке 156 (9). Так как провода от лампочек соприкасаются друг с другом, они должны быть обязательно в изоляции.

Модель светофора желательно окрасить алюминиевым порошком.

Телефон

Простейший телефон можно сделать из нитки и двух картонных коробочек.

Из полоски картона шириной 3—4 сантиметра склеивают кольцо диаметром около 4 сантиметров. Дно приклеивают из пергаментной провощенной бумаги или кальки. В центре дна прокалывают отверстие, продевают в него конец нитки и внутри коробочки привязывают лучинку или спичку. То же самое делают на другом конце нити (длиною около 15 метров).

Рис. 157. Самодельный телефон: 1 — из нитки с самодельными коробочками; 2 — из радионаушников.

Разговаривающие берут в руки трубки и подносят их к уху и ко рту, когда слушают или говорят. В трубке будет слышен самый тихий, но внятный шопот. Натянутая нить не должна прикасаться ни к каким предметам.

Имея две пары радионаушников, можно провести самодельный телефон на расстояние до 200 метров. Линию прокладывают любым изолированным проводом, например звонковым. Она состоит из двух проводов или из одного. Наушники присоединяют к проводам. Если провод один, то вместо второго провода заземляют наушники: коротким проводом присоединяют их к трубе водопровода, парового отопления или к металлическому стержню, забитому в землю.

Оголовье наушников с одной телефонной трубкой надевают на голову. Вторую трубку вынимают из оголовья, держат в руке и подносят ко рту: в эту трубку говорят, она заменяет микрофон.

Можно обе трубки вынуть из оголовья и укрепить проволокой или жестяными скобами на фанерной дощечке, вырезанной в виде восьмерки.