Лаборатория юного физика - Гальперштейн Леонид Яковлевич

Возьмите большую линейку или ровную дощечку и проведите по ней четыре линии, соединяющие отметки на папке. Три из этих линий надрежьте по линейке концом ножа. По четвертой линии отрежьте готовую выкройку от папки. Выкройка состоит из четырех полос. Напишите на них цифры 1, 2, 3, и 4, начиная от угла, где приклеена бумага в клеточку.

Сверните выкройку по надрезам в четырехугольную трубу и склейте ее, наложив на стык полоску бумаги, смазанную клеем.

Труба нашего перископа имеет на концах два одинаковых колена. Материал для них — оставшаяся часть канцелярской папки.

Отрежьте полосу картона шириной в 10 см. Склейте из нее еще две трубы так, чтобы они плотно надевались на первую. Это — заготовки колен.

Поставьте трубу одним концом на стол. Положите на стол колено и придвиньте его конец вплотную к трубе. Отметьте то место, где верх колена прикасается к трубе.

Теперь колено поставьте стоймя, а трубу положите на стол. Придвиньте конец трубы к колену и сделайте на колене карандашную отметку.

Отчеркнутые части сторон трубы и колена нужно вырезать, чтобы получились окошки. Колено и конец трубы, к которому оно подогнано, обозначьте крестиком, чтобы потом не путать.

Точно то же самое проделайте с другим концом трубы и вторым коленом. Только не забудьте, что это колено должно смотреть в противоположную сторону.

Положите трубу на край стола окошком к себе. Вдвиньте в нее одно из зеркал и поставьте так, чтобы его край совпал с открытым краем окошка. Поверните зеркало, чтобы в нем был полностью виден просвет на противоположном конце трубы. Придерживая зеркало в найденном положений, прочертите вдоль его сторон линии внутри трубы.

После этого поверните трубу другим окошком к себе и снова проделайте такую же операцию с зеркалом. Подберите четыре ровные, прямые спички и приклейте их внутри трубы по проведенным линиям. Спички нужны для того, чтобы зеркала держались в найденном положении и не проваливались внутрь. Когда клей высохнет, вложите зеркала на место. Проверьте, правильно ли они стоят. Если посмотреть в одно зеркало, то в самой его середине должно быть видно другое.

Осталось поставить на место оба колена. Смажьте их бока изнутри клеем и надвиньте на концы трубы. На внутренних и наружных углах могут остаться щели. Заклейте их полосками бумаги. Перископ готов (рис. 46).

Рис. 46. Общий вид перископа и схема его действия.

В наш перископ видно немного. Это потому, что зеркала маленькие.

Если достанете зеркала побольше, можно сделать очень удобный большой перископ. В него можно будет смотреть двумя глазами сразу. Такой перископ особенно хорош на спортивных соревнованиях и других мероприятиях, где присутствует много людей. Вместо того чтобы протискиваться в первые ряды зрителей, вы сможете хорошо все видеть через головы взрослых.

Зеркала нужны размером не меньше чем 90X90 мм. Длина трубы тоже нужна большая. Для того чтобы смотреть через головы взрослых, нужна труба в полметра. Можно, конечно, сделать и еще больше, но этим не следует увлекаться. Чем длиннее труба, тем меньше получается поле зрения.

Труба размечается точно таким же образом, как и для маленького перископа. Делать ее придется из листа плотного картона: канцелярская папка слишком мала.

Колена для большого перископа не нужны. Сделайте просто открытые отверстия, почти во всю ширину трубы. Высота верхнего отверстия должна быть равна двум третям высоты зеркала. А для нижнего отверстия достаточно одной трети или даже четверти.

В маленьком перископе колена закрывали трубу сверху и снизу. Здесь придется вклеить в нее два днища из картона.

Большие зеркала на спичках держаться не будут. Вклеивайте их в трубу на картонных угольниках.

Чертежей большого перископа мы здесь не даем. После того как сделаете маленький перископ, вам и без чертежей все будет понятно.

Зрительная труба и телескоп

Увеличение, даваемое зрительной трубой, определяется по приближенной формуле:

Увеличение = Сила окуляра/Сила объектива

Окуляром называется стекло (или система стекол), обращенное к глазу наблюдателя. Объективом называется стекло (или система стекол), обращенное к наблюдаемому предмету, то есть к объекту наблюдения.

Оптическую силу стекол принято измерять в диоптриях. Для объектива описываемого здесь телескопа необходимо увеличительное стекло силой 1,25—1,50 диоптрии, для окуляра — 20 диоптрий. Телескоп при этом будет давать увеличение в тринадцать — шестнадцать раз.

Можно сделать телескоп с окуляром из вогнутого стекла. Его увеличение будет определяться по той же формуле. Это — так называемая труба Галилея. Для земных наблюдений она удобнее, потому что дает не перевернутое, а прямое изображение предмета.

Увеличение для земных наблюдений нужно в четыре— восемь раз, как у бинокля. Для того чтобы труба получилась покороче, увеличение ее выгодно уменьшить не за счет окуляра, а за счет объектива.

Чтобы при окуляре в 20 диоптрий получить четырехкратное увеличение, нужен объектив в +5 диоптрию Фокусное расстояние такого объектива составляет всего 200 мм, а длина трубы будет еще меньше, так как в трубе Галилея окуляр помещают несколько ближе фокуса объектива. Такая труба немногим больше бинокля и ею удобно пользоваться в походе.

Изготовление четырехкратной трубы Галилея

Приобретите в аптеке или оптическом магазине два стекла: +5 диоптрий для объектива и —20 диоптрий для окуляра. Если точно таких не подберете, возьмите близкие к ним. Увеличение, которое получится с другими стеклами, можете подсчитать сами по формуле.

Стекла для очков бывают простые и менисковые. Простые для трубы лучше, но менисковые также годятся.

Стекла в —20 диоптрий обычно продаются уже обточенными до наружного диаметра 40 мм. Это стандартный диаметр оправы круглых очков. Стекло в +5 диоптрий может попасться и необточенное, наружным диаметром 45 мм. Годится любое.

Оправа свертывается и склеивается из черной бумажной ленты шириной 30 мм (рис. 47).

Рис. 47. Зрительная труба и ее детали.

Лучше всего взять бумагу, которой обертывают фотопластинки. Если такой не достанете, возьмите обычную писчую бумагу и потом все детали из нее окрасьте черной тушью изнутри и снаружи. Клей возьмите жидкий столярный или фотоклей, который продается в магазинах.

Оберните лентой стекло по окружности. Смажьте начало свободного конца ленты клеем и закрепите получившееся кольцо. Затем выньте стекло, смажьте весь свободный конец клеем и аккуратно свертывайте оправу на руках. Всего нужно сделать шесть— восемь оборотов. Можно склеивать оправу из нескольких коротких полосок. С ними работать легче, только каждую следующую полоску подклеивайте к предыдущей в стык.

Когда оправа высохнет, вырежьте из плотной бумаги полоску шириной 20 мм и оберните ее один раз вокруг оправы, точно наложив концы друг на друга. Обведите края этой полоски карандашом и снимите ее, а оправу обрежьте по карандашным линиям.

Затем заготовьте из толстого картона две полоски шириной по 5 мм каждая и такой длины, чтобы свернутые из них в стык кольца плотно входили внутрь оправы. Смажьте одно кольцо клеем, заложите его внутрь оправы вплотную к одному краю, вставьте стекло и впритык к нему вклейте второе кольцо.

Труба состоит из двух частей — корпуса и тубуса, входящих друг в друга (рис. 48). Длина каждой из этих частей должна быть равна фокусному расстоянию объектива минус 75 мм. Так, например, если сила объектива равна 4–5 диоптриям — значит, фокусное расстояние равно одной пятой метра, то есть 200 мм, а длина корпуса и тубуса будет по 200 — 75 = 125 мм. Нарежьте бумагу лентами шириной по 135 мм. Лишние 5 мм с каждой стороны нужны для того, чтобы края можно было потом подровнять, как подравнивали края оправы.