望远镜的制作

课程：望远镜的制作
学院：数理与信息工程学院
学号： 201533800119 201639900107 201631800116
【实验目的】
1.引起学生对光学的兴趣
2.让学生运用所学知识制作简易的望远镜
【实验要求】
1.可测范围１ｍ→∞，可卡位
2.出瞳距
3.少用胶带
【实验原理】
为方便加工，选用PVC塑料管为镜筒材料。

以焦距为50mm、250mm的透镜为目镜、物镜进行镜筒设计，设定望远镜的调焦范围为１m→∞。

因此，可选用直径为32mm和50mm的PVC塑料管，并加配两种塑料管的转接头，连接后可使直径较小的管子能够进行伸缩调焦。

我们所做的是开普勒望远镜，原理由两个凸透镜构成。

由于两者之间有一个实像，可方便的安装分划板，并且各种性能优良，所以目前军用望远镜，小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。

但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统。

正像系统分为两类：棱镜正像系统和透镜正像系统。

我们常见的前宽后窄的典型双筒望远镜既采用了双直角棱镜正像系统。

这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠，从而大大减小了望远镜的体积和重量。

透镜正像系统采用一组复杂的透镜来将像倒转，成本较高，但俄罗斯20×50三节伸缩古典型单筒望远镜既采用设计精良的透镜正像系统。

根据望远镜成像原理，如图1可知，当望远镜聚焦在无穷远处时，镜筒长度
L为： L＝o f＋E f＝300mm (1)
当望远镜聚焦在１ｍ处时，镜筒长度Ｌ′为：
Ｌ′≈ S o f/(S-o f)+E f
＝1000*250/(1000-250)+50
≈383.3mm （2）
制作时，考虑将物镜装于50mm管一端；目镜装于32mm管一端，并在其上设置限位圈（割一小段管子破开即可），以满足调焦范围的设计要求。

同时制作物镜、目镜的固定套圈，最后人眼观察时应在出瞳处的效果最佳,因此宜再制作一出瞳限位圈，如图2。

图1
图2
【实验器材】
透镜 f=250mm 一片
f=50mm 一片
PVC管直径32mm，长度250mm
直径50mm，长度300mm
转接头 32/50 一个
台虎钳，平锉，半圆锉，小平锉，小半圆锉，刚尺，钢锯，双面胶
【实验步骤】
1.分别锯两段直径32mm，长度250mm及直径50mm，长度300mm的PVC管，并磨
平零件；
2.磨转接头的内侧使PVC管能够无碍地通过；
3.确认方案，固定透镜；
4.确定所视范围在一米和无穷远间的点并做上卡扣。

1m处时，实验数据与理论数据有所偏差。

当望远镜聚焦在无穷远处时的镜筒位置及所视图像（从实验室看图文）
当望远镜聚焦在１ｍ处时镜筒位置及所视图像（图片展示的是一组条形码）
【实验总结】
这次望远镜的制作，让我们更加明白了望远镜的工作原理和结构，和小组成员分工合作，明白了合作的重要性，做望远镜的过程中也学会了很多，例如在材料上画直线一定要准，注意细节，材料要磨平整，防止镜面倾斜，做之前要对两镜面之间的距离进行计算，在组装确定位置时才更有把握。