ЗЕРКАЛО ДЛЯ ТЕЛЕСКОПА

ЮТ 1983 №2

Во многих пособиях для астронома-любителя рассказывается о том, как самому изготовить простейший телескоп-рефлектор. В этом телескопе роль объектива играет вогнутое зеркало. И самая большая сложность состоит в том, чтобы изготовить это зеркало в домашних условиях. Процесс этот сложный, требующий изготовления приспособлений для шлифовки и полировки, серебрения толстых стеклянных заготовок. А нельзя ли поступить как-нибудь иначе? Давайте попробуем изготовить зеркало из... металлизированной лавсановой пленки.

Чтобы лучше понять, как это можно сделать, давайте пофантазируем. Представим себе, что у нас в руках консервная банка без одного донышка, на которое туго натянута наша пленка. Пока это плоская зеркальная поверхность. Что произойдет, если давление в банке станет меньше атмосферного? Пленка прогнется. Вот и получилась вогнутая посеребренная поверхность. Идея проста - значит, можно попробовать изготовить таким образом зеркале для телескопа. Но сначала давайте разработаем конструкцию "банки". И еще подумаем над тем, как и чем будем создавать внутри требуемое разрежение для получения поверхности нужной кривизны. Оговоримся сразу: мы сознательно не будем ограничивать вас выбором размеров, материалов и другими подробностями, укажем лишь основное направление для поиска.

Вариант конструкций "банки" приведен на рисунке 1. Это цилиндрический стакан, выточенный на токарном станке из оргстекла. Станок имеет вывод, который в дальнейшем потребуется для откачки воздуха. Кольцо - ещё одна деталь конструкции. Оно изготовлено из того же материала, что и стакан. Кольцо опускается сверху на натянутую на края стакана пленку и герметично ее зажимает.

Теперь подумаем над способом откачки воздуха из стакана. Самое простое решение - раздобыть поршневой насос. А может, все-таки попытаться его сделать своими руками? Каким образом? Вспомним, какой интересный случай произошел с Даниилом Бернулли, известным физиком. В помещении под потолком находился открытый люк. Однажды в этот люк подул сильный ветер. Люк захотели закрыть щитом. И когда человек стал подниматься по лестнице с поднятым над головой щитом, ветер увлек щит вверх и прижал к люку. Теперь-то, зная эффект Бернулли, мы без труда можем объяснить случившееся. Попытаемся использовать втягивающее действие воздушной струи в самодельном водоструйном насосе.

Идея здесь очень проста. Водоструйный насос состоит из баллона с тремя отводами (см. схему на рис. 2). По одному из отводов подается вода, по другому она вытекает, а третий отвод соединяется с емкостью, из которой нужно удалить газ. Такую картину мы наблюдаем, рассматривая насос снаружи. А что же происходит внутри баллона? Как известно, при движении жидкости по трубе переменного сечения скорость её больше там, где труба уже, а чем больше скорость, тем меньше давление внутри жидкости. Об этом нам говорит закон Бернулли. Струя воды, вытекающая из суженной части трубки внутри баллона, имеет большую скорость, внутри струи создается область низкого давления. Воздух втягивается потоком и уносится вместе с водой из баллона. Просто? Тогда приступим к изготовлению насоса.

telescope mirro Рис. 1. Консервная банка без одного донышка, на которое туго натянута пленка. Если давление в банке станет меньше атмосферного, пленка прогнется.
Рис. 2. Водоструйный насос состоит из баллона с тремя отводами. По одному из отводов подается вода, по другому - она вытекает, а третий отвод соединяется с емкостью, из которой нужно удалить газ.
Рис. 3. Конструкция водоструйного насоса.
Рис. 4. Можно обойтись без водоструйного насоса. Прежде чем натягивать пленку, зажмем отверстие в дне корпуса и зальем воду. Теперь надо герметично натянуть пленку и потихоньку отливать воду - давление над поверхностью будет падать, а пленка, втягиваться внутрь.
рис. 5. Схема эксперимента.

Конструкция его на рисунке 3. Из оргстекла надо выточить цилиндрический стакан. В дне стакана просверлим отверстие, в которое вставим трубку. По ободу сделаем паз для крышки. На боковой поверхности стакана, примерно на половине его высоты, просверлим отверстие для трубки, которая будет соединяться с откачиваемым резервуаром. Трубки переменного сечения также можно выточить из оргстекла. Чтобы получить давление в узкой части трубки, достаточное для работы насоса, самое узкое и самое широкое сечение трубок должны отличаться по площади примерно в 4 раза. Еще потребуется крышка из оргстекла и резиновая прокладка для герметизации. Соберем конструкцию. Вклеим трубки в заготовленные для них отверстия в стакане и в крышке (для герметизации используйте эпоксидную смолу). С помощью резиновой прокладки плотно закроем крышку. Резиновыми шлангами соединим насос с водопроводным краном и откачиваемым объемом. Регулируя скорость струи воды, мы можем регулировать давление и тем самым кривизну зеркала.

Для этого надо отвод, предусмотренный для откачки, соединить резиновым шлангом с насосом. Когда же кривизна получена, шланг надо пережать зажимом - и зеркало готово.

А можно ли обойтись без насоса? Посмотрите на рисунок 4. Прежде чем натягивать пленку, зажмем отверстие в дне корпуса "зеркала" и зальем туда воду. Если теперь мы герметично натянем пленку и начнем понемногу сливать воду, то давление над поверхностью жидкости будет падать, а пленка втягиваться внутрь. Вы даже можете провести небольшое исследование - найти зависимость фокусного расстояния зеркала от количества вылитой воды. Схема для такого исследования приведена на рисунке 5. Вам потребуются химический штатив, мензурка, линза, электрическая лампочка. Щель, экран и подставку для "зеркала" изготовьте сами. В результате эксперимента постройте график: по оси абсцисс откладывайте объем вылитой в мензурку воды (в миллилитрах), а по оси ординат - фокусное расстояние зеркала (в сантиметрах). Этот график поможет довольно точно вычислять фокусное расстояние зеркала.

И. НЕДОСЕКИНА, инженер

Рисунки П. ЕФИМЕНКОВА

BACKHOME