การสร้างกล้องโทรทรรศน์อย่างง่าย

เพื่อให้นักเรียนมีความเข้าใจเรื่องการหักเหแสงของเลนส์ และหลักการของ กล้องโทรทรรศน์ ชนิดหักเหแสง


1. เลนส์นูน เส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5" ความยาวโฟกัส 25 cm 1 1 ชิ้น	2. เลนส์นูน เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5" ความยาวโฟกัส 1.7 cm 3 3 ชิ้น

3. แหวนอลูมิเนียม เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5" 1 ชิ้น	4. ท่อ PVC ขนาด 0.5" ยาว 8.5 cm 1 ชิ้น

5. ท่อ PVC ขนาด 2" ยาว 25 cm 1 ชิ้น	6. แหวนท่อ PVC ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2" กว้าง 1 cm 1 ชิ้น

7. ข้อต่อตรง PVC ขนาด 0.5" 1 ชิ้น	8. ข้อต่อตรง PVC ขนาด 0.5" ผ่าครึ่ง 1 ชิ้น

9. ข้อต่อตรง PVC ขนาด 2" 1 ชิ้น	10. ข้อลด PVC จาก 2" เป็น 1.5" 1 ชิ้น

11. ข้อต่อตรง PVC เกลียวนอกขนาด 1" 1 ชิ้น	12. สติ๊กเกอร์ หรือ เทปกาวสำหรับยึดให้แน่น

ตอนที่ 1 วัดความยาวโฟกัสของเลนส์นูน

1. ใช้เลนส์นูนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เซนติเมตร รับแสงแดดให้รวมแสงเป็นจุดบนกระดาษวัดระยะจากเลนส์ถึงกระดาษซึ่งคือความยาวโฟกัส บันทึกความยาวโฟกัส
2. ทำซ้ำข้อที่ 1. แต่เปลี่ยนใช้เลนส์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 เซนติเมตร วัดระยะจากเลนส์ถึงกระดาษ บันทึกความยาวโฟกัส

ตอนที่ 2 ประกอบกล้องโทรทรรศน์

1. ประกอบกล้องโทรทรรศน์ ดังต่อไปนี้
วิธีการประกอบกล้อง

1. นำแหวนท่อ PVC สวมเข้ากับ เลนส์ขนาด 2.5” โดยให้ขอบของแหวนเสมอที่ขอบเลนส์พอดี 2. นำชุดแหวนและเลนส์ตามข้อ 1 ประกอบเข้ากับท่อ PVC ขนาด 2”
3. นำข้อต่อตรงขนาด 2” ประกบปิดเลนส์กับท่อ
4. นำข้อต่อตรง PVC เกลียวนอก ขนาด 1” บากด้วยเลื่อย 2 รอยแล้ว ใช้ไฟลนด้านในบีบเข้าไปเพื่อใช้สำหรับยึดท่อ 0.5” (เพื่อเป็นการประหยัดเวลาและอุปกรณ์ ควรจะเตรียมวัสดุในขั้นตอนนี้ไว้ให้นักเรียนก่อน) 5. นำข้อต่อที่ได้จากข้อ 4 มาประกอบเข้ากับข้อลด PVC จาก 2” เป็น 1.5”
6. นำเลนส์ขนาด 0.5” ประกอบเข้ากับข้อต่อตรงขนาด 0.5” ผ่าครึ่ง โดยจัดวางเลนส์ดังรูป
7. ดันเลนส์เข้าให้แน่นแล้วดึงท่อ PVC ออก
8. นำเลนส์ขนาด 0.5” ประกอบเข้ากับข้อต่อตรง PVC ขนาด 0.5” โดยจัดวางเลนส์ดังรูปที่ 7 ดันเข้าให้แน่นแล้วดึงท่อ PVC ออก
9. นำเลนส์ขนาด 0.5” และแหวนอลูมิเนียม ประกอบเข้ากับข้อต่อตรง PVC ขนาด 0.5” ผ่าครึ่งโดยจัดวางเลนส์ดังรูปที่ 8 ดันเข้าให้แน่นแล้วดึงท่อ PVC ออก
10. นำท่อ PVC ขนาด 0.5” ( ที่ใช้ในข้อ 6-8 ) ติดสติ๊กเกอร์หรือเทปกาวที่ปลาย ดังรูป
11. นำข้อต่อที่ได้จากข้อ 7 และ 8 ประกอบเข้ากับท่อ PVC ขนาด 0.5” ที่ได้ จากข้อ 9 โดยประกอบท่อเข้ากับข้อต่อทางด้านที่มีเลนส์และแหวน อลูมิเนียม
12. นำชิ้นส่วนที่ได้จากข้อ 5 , 6 และ 10 มาจัดวางดังรูป แล้วประกอบโดยดันเข้าให้แน่น
13. ชุดที่ประกอบได้ตามข้อ 12 ประกอบเข้ากับท่อพร้อมเลนส์ที่ได้จากข้อ 3 ก็จะได้กล้องประกอบเสร็จสมบูรณ์พร้อมใช้งาน

หลักการของกล้องโทรทรรศน์อย่างง่าย

กล้องโทรทรรศน์อย่างง่าย ประกอบด้วยเลนส์นูน จำนวน 3 ชุด
1. เลนส์วัตถุ ทำหน้าที่รวมแสง ใช้เลนส์อรงค์ (Achromatic lens) ซึ่งประกอบด้วยแก้วต่างชนิดผนึกติดกันแก้ความคลาดสี (หากใช้เลนส์เดี่ยวทั่วไป จะทำให้มองเห็นขอบวัตถุเป็นสีรุ้ง ไม่เป็นธรรมชาติ)
2. เลนส์กลับภาพ ตั้งอยู่ระหว่างเลนส์วัตถุกับเลนส์ตา มีหน้าที่กลับภาพให้หัวตั้ง โดยมี

3. เลนส์ตา ประกอบด้วยเลนส์นูนจำนวน 2 ชิ้น เพื่อให้ความยาวโฟกัสสั้นลงครึ่งหนึ่ง (เพิ่มกำลังขยายเท่าตัว)
อนึ่ง มีความจำเป็นต้องติดตั้งวงแหวนที่เลนส์ตา เพื่อบังขอบภาพ เนื่องจากเลนส์ความยาวโฟกัสสั้นที่มีคุณภาพต่ำ มีผิวโค้งมาก จะให้ภาพชัดแต่ตรงกลางเท่านั้น บริเวณโดยรอบไปจรดขอบของภาพ จะผิดเพี้ยนมาก จนอาจทำให้เกิดอาการเวียนหัว

วิธีการใช้งาน

นำกล้องที่ประกอบเสร็จ ไปเล็งส่องวัตถุที่ต้องการสังเกต โดยวัตถุนั้นจะต้องอยู่ห่างออกไปไม่น้อยกว่า 20 เมตร
ปรับความคมชัด โดยการเลื่อนกระบอกเลนส์ตาเข้า-ออก โดยมีหลักการว่า ส่องวัตถุไกลจะเลื่อนเข้า ส่องวัตถุใกล้จะเลื่อนออก
หากส่องแล้วไม่ชัด ควรตรวจสอบการจัดวางเลนส์ใหม่อีกครั้ง หรืออาจเลื่อนระยะห่างระหว่างเลนส์ให้ห่างมากขึ้น แล้วลองส่องดูอีกครั้ง
ถืออุปกรณ์ชุดกล้องโทรทรรศน์ไว้ในมือ เลื่อนเลนส์อันที่มีความยาวโฟกัสสั้น มาใกล้ตาส่องดูวัตถุภายนอกหน้าต่าง แล้วเลื่อนเลนส์ที่มีความยาวโฟกัสยาว ไปมา จนเห็นภาพชัดเจน วัดระยะระหว่างเลนส์ทั้งสอง
ทดลองซ้ำตามข้อ 2. แต่เปลี่ยนให้เลนส์ความยาวโฟกัสยาว อยู่ใกล้ตาบ้าง สังเกตภาพที่เกิดขึ้น วัดระยะระหว่างเลนส์ทั้งสอง

              ผลการทดลองที่ได้ คือ
             1. เลนส์นูน (ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เซนติเมตร) มีความยาวโฟกัส 5 เซนติเมตร เลนส์นูน (ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 เซนติเมตร) มีความยาวโฟกัส 14 เซนติเมตร
             2. การประกอบกล้องโทรทรรศน์ประเภทหักเหแสง ใช้เลนส์นูน 2 อัน เลนส์นูนที่มีความยาวโฟกัสยาวให้เป็นเลนส์ใกล้วัตถุ เลนส์นูนที่มีความยาวโฟกัสนั้นให้เป็นเลนส์ใกล้ตา จะทำให้มองเห็นภาพของวัตถุที่มองดูมีขนาดใหญ่ขึ้น

สรุปได้ว่า

กล้องโทรทรรศน์ที่สร้างขึ้นสามารถใช้งานได้ เพราะให้ภาพขยายใหญ่กว่าวัตถุและเป็นภาพจริงของเลนส์ใกล้วัตถุ ซึ่งภาพจากกล้องโทรทรรศน์เป็นภาพเสมือน เพราะเลนส์ใกล้วัตถุทำให้เกิดภาพจริงหัวกลับ มีขนาดเล็กส่วนเลนส์ใกล้ตาจะขยายภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้วัตถุให้เป็นภาพเสมือน มีขนาดใหญ่ขึ้นแต่อย่างไรก็ตามกล้องโทรทรรศน์ที่สร้างขึ้นนี้มีกำลังขยายน้อย จึงไม่เหมาะที่จะใช้ศึกษาทางดาราศาสตร์