Hướng dẫn chế tạo và lắp ráp một kính thiên văn khúc xạ đơn giản

I.Nguyên lý hoạt động của KTV khúc xạ: 1. Cấu tạo và nguyên lý: Bạn có thể tìm thấy (và có khi từng được học) nguyên lý hoạt động của KTV trong SGK Vật Lý 11 nhưng xem ra chừng nào còn chưa tận tay làm 1 cái thì có lẽ khó mà hiểu và nhớ được . Nói chung là không cần phải vẽ hình lằng nhằng hay tính toán cao siêu gì đâu . Sau đây chúng ta sẽ làm 1 chiếc KTV khúc xạ kiểu Kepler. Cấu tạo của nó rất đơn giản chỉ gồm 1 thấu kính hội tụ có tiêu cự dài (vật kính-thấu kính hướng về phía vật quan sát) và 1 thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (thị kính-nơi đặt mắt vào). 2 kính được lắp đồng trục ở 2 đầu của 1 ống hình trụ. Khoảng cách giữa chúng có thể thay đồi được.
Vật kính O1 có tác dụng tạo 1 ảnh thật ngược chiều của vật (“chụp lại 1 bản sao”). Tiêu cự f1 của vật kính càng lớn thì kích thước của ảnh thật càng lớn. Tuy nhiên khi nhìn trực tiếp ảnh thật này bằng mắt ta sẽ thấy ảnh rất nhoè (vì mắt không điều tiết được) và ảnh “bị giới hạn” bên trong vật kính, cái này thử thì biết Vì vậy để có thể quan sát ảnh thật này một cách rõ nét và “đầy tầm mắt”, ta sẽ sử dụng thị kính O2 như một kính lúp để “đẩy” ảnh này ra xa vô cực cho mắt có thể nhìn rõ, đồng thời khi đặt sát mắt vào thị kính ta sẽ thấy ảnh “đầy tầm mắt” chứ không bị bó hẹp. Tiêu cự f2 của thị kính càng ngắn thì mắt càng có thể đặt gần sát ảnh thật ở trên mà vẫn nhìn rõ. =>Tóm lại, f1 càng lớn (ảnh thật của vật càng lớn) và f2 càng ngắn (mắt càng đặt sát ảnh thật) thì độ bội giác (phóng to) của KTV càng lớn. 2. Một số công thức đơn giản cần biết: -Công thức tính độ bội giác G của KTV:
-Chiều dài l của kính = khoảng cách giữa vật kính và thị kính:
Đây là chiều dài của kính lúc bạn ngắm trăng hay các vật thể ở rất xa (vô cực). Nếu bạn dùng KTV để quan sát ở gần (khoảng cách d< 100 m) thì chiều dài của kính lúc này là:
Ngoài ra bạn cần biết: -Thấu kính được bán ngoài tiệm kính mắt thường được cho thông số dưới dạng độ tụ D ( “độ” hay điốp-dp). Công thức quy đổi giữa độ tụ và tiêu cự là:
-Thị kính và kính lúp thường được cho thông số dưới dạng độ bộ giác G ( VD: 5x). Công thức quy đổi giữa độ bội giác của kính lúp và tiêu cự là:
VD: Bạn có 1 vật kính là kính viễn +1dp, thị kính là kính lúp 5x. -Tiêu cự vật kính là:
-Tiêu cự thị kính là:
-Độ bội giác của kính là:
-Chiều dài của kính là:
-Khi dùng để quan sát vật ở khoảng cách d=20m=2000cm thì chiều dài của kính là:
=>Khi quan sát ở gần thì chiều dài của kính luôn lớn hơn chiều dài của kính lúc ngắm trăng hay các vật ở xa vô cực. II.Nguyên vật liệu:
1. 1 mắt kính viễn +1dp D=65mm Bạn mua tại các tiệm kính thuốc với giá khoảng 20k. Chú ý người bán hàng sẽ ko biết các thuật ngữ "thấu kính hội tụ" hay "tiêu cự" là gì mà chỉ biết kính "cận/viễn", mấy "độ". Vì thế bạn hãy hỏi mua "1 chiếc kính viễn 1 độ" là họ sẽ lấy cho bạn đúng loại thấu kính cần thiết! 2. 1 kính lúp có tiêu cự ngắn (độ phóng đại lớn) Bạn có thể tận dụng từ thị kính của kính hiển vi cũ hay ống kính máy ảnh cũ lượm lặt ngoài chợ giời (xem thêm tại đây) hoặc nếu có điều kiện thì mua hẳn thị kính chuyên dụng của KTV (liên hệ sếp Khánh). Nếu ko có điều kiện thì bạn có thể dùng tạm kính lúp China mua ngoài hiệu sách nhưng tiêu cự của nó khá dài ≈ 7 cm nên độ phóng đại của KTV sẽ ko lớn lắm 3. 1 đoạn ống PVC Φ60 dài khoảng 1m 4. 1 đầu nối thẳng Φ60 5. 1 đoạn ống PVC Φ34 dài khoảng 30cm Ở đây tuỳ theo kích cỡ của thị kính mà bạn chọn loại ống có Φ phù hợp nhất. Các Φ