การสร้างกล้องดูดาวอย่างง่าย

กล้องดูดาวเป็นเครื่องมือพื้นฐานที่ใช้ในการสังเกตรายละเอียดของดวงดาวและวัตถุท้องฟ้า แบ่งตามลักษณะการทำงานได้เป็น 3 ชนิด คือ

1. ชนิดหักเหแสง (Refractor) ใช้เลนส์นูนเป็นตัวรวมแสง

2. ชนิดสะท้อนแสง (Reflector) ใช้กระจกเว้าเป็นตัวรวมแสง

3. กล้องดูดาวแบบผสม  (Catadioptric   telescope) ใช้เลนส์ที่ออกแบบเป็นพิเศษ คู่กับกระจกเว้าเป็นตัวรวมแสงเหมาะสำหรับถ่ายภาพ เพื่อให้ได้ภาพที่มีความคมชัดสูง

ในจำนวนกล้องดูดาวทั้ง 3 ชนิด กล้องดูดาวชนิดหักเหแสงมีส่วนประกอบ การทำงาน และการสร้างซับซ้อนน้อยที่สุด รวมทั้งพอที่จะจัดหาอุปกรณ์และชิ้นส่วนมาจัดสร้างได้โดยไม่ยุ่งยากมากนัก

การทำงานของกล้องดูดาวชนิดหักเหแสง

กล้องดูดาวชนิดหักเหแสง เลนส์วัตถุใช้เลนส์นูนขนาดใหญ่ ทางยาวโฟกัสมากเป็นตัวรวมแสงจากวัตถุท้องฟ้า มาสร้างเป็นภาพ และใช้เลนส์นูนขนาดเล็ก ทางยาวโฟกัสสั้นเป็นเลนส์ตาขยายภาพที่เกิดจากเลนส์วัตถุ เขียนทางเดินของแสงอย่างง่ายได้ดังนี้

 

ภาพที่ 1 หลักการทำงานของกล้องดูดาวชนิดหักเหแสง

ที่มา : http://www.sahavicha.com

 

  

 

กำลังขยายของกล้องดูดาว คำนวณได้จากสูตรง่าย ๆ ดังนี้

 

กำลังขยายของกล้อง

=

ทางยาวโฟกัสของเลนส์วัตถุ

 

 

ทางยาวโฟกัสของเลนส์ตา

 

การเตรียมวัสดุและอุปกรณ์

1. เลนส์วัตถุ ใช้เลนส์นูน เส้นผ่านศูนย์กลาง 3 นิ้ว ความยาวโฟกัส 84 ซ.ม.   - 2 ชิ้น

2. เลนส์ตา ใช้เลนส์นูน เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 นิ้ว ความยาวโฟกัส 3 ซ.ม.    - 2 ชิ้น

3. แหวนประกบเลนส์  เส้นผ่านศูนย์กลาง 3 นิ้ว                                      - 1 ชิ้น

4. ท่อพีวีซี ขนาด 0.6 นิ้ว ยาว 10 ซ.ม.                                                - 1 ชิ้น

5. ท่อพีวีซี ขนาด 3  นิ้ว  ยาว 85 ซ.ม.                                                 - 1 ชิ้น

6. แหวนท่อ พีวีซี ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 นิ้ว                                    - 3 ชิ้น

7. ข้อต่อพีวิซีตรงเกลียวนอก ขนาด 0.6 นิ้ว                                           - 1 ชิ้น

8. ข้อต่อตรงพีวีซี ขนาด 3นิ้ว                                                             - 1 ชิ้น

9. ข้อต่อตรงพีวีซี  3 นิ้ว ลดเป็น 0.6 นิ้ว                                                - 1 ชิ้น

10. ฝาครอบหน้ากล้อง                                                                     - 1 ชิ้น

11. แผ่นยางหรือกระดาษสีดำ  ขนาด 40 x15  ซ.ม.                                 - 2 แผ่น

12. แหวนรองลดแสงสีดำ  ขนาด  3 นิ้ว                                                -1 อัน

13.  น๊อตตะขอเกลียวปล่อย                                                               - 2 ตัว

ภาพที่ 2 ชิ้นส่วนของกล้องโทรทรรศน์อย่างง่าย

ที่มา : มหาวิทยาลัยราชภัฏกาญจนบุรี

ถ่ายภาพ โดยผู้เขียน

การประกอบกล้อง

ส่วนประกอบและการสร้างกล้องดูดาวอย่างง่ายๆ ที่จะขอแนะนำต่อไปนี้ พิจารณาจากหลายๆ ด้าน ได้แก่ ค่าใช้จ่ายหรือลงทุนต่ำ อุปกรณ์ชิ้นส่วนต่างๆ หาได้ไม่ยากนัก การประกอบติดตั้งก็ง่ายๆ ไม่ยุ่งยากซับซ้อน ทั้งนี้เพื่อความสะดวกต่อผู้สนใจที่ต้องการสร้างกล้องดูดาวอย่างง่ายๆ ด้วยตัวเอง

ขั้นตอนการประกอบ

1. การหาความยาวโฟกัสที่แท้จริงของเลนส์ตาและเลนส์วัตถุ โดยทดสอบเลนส์ส่องกับแสงอาทิตย์ ให้โฟกัสของแสงกระทบลงบนฉาก หาระยะที่โฟกัสของแสงเล็กที่สุด แล้ววัดระยะระหว่างเลนส์กับฉาก คือระยะโฟกัสจริงของเลนส์

การหาความยาวโฟกัสโดยวิธีนี้ต้องใช้ดวงอาทิตย์เท่านั้น เนื่องจากดวงอาทิตย์เป็นแหล่ง กำเนิดแสงในระยะอนันต์ที่ดีที่สุด ข้อควรระวังในการทำขั้นตอนนี้ก็คือ อย่าให้แสงอาทิตย์เข้าตา เนื่องจากอาจจะเป็นอันตรายต่อนัยน์ตาได้

ภาพที่ 3  การหาความยาวโฟกัส

ที่มา : มหาวิทยาลัยราชภัฏกาญจนบุรี

  ถ่ายภาพ โดยผู้เขียน

  

 

2. ตัดท่อน้ำพีวีซีให้ได้ความยาวพอเหมาะกับโฟกัสของเลนส์ที่วัดได้จากข้อ 1 โดยทั่วไปความยาวจะอยู่ที่ประมาณร้อยละ 85 ของความยาวโฟกัส  ความยาวที่แท้จริงขึ้นอยู่กับ ความยาวโฟกัสของเลนส์วัตถุที่ใช้ทำบวกด้วยความยาวโฟกัสของเลนส์ตา

ควรมีความรัดกุมในการคำนวณระยะเนื่องจากเป็นขั้นตอนยาก เพราะถ้าตัดยาวไป จะทำให้หาปลายโฟกัสจากเลนส์วัตถุไม่เจอ ถ้าหากตัดสั้นไปก็จะทำให้ท่อน้ำนั้นเสียไปเลย

ภาพที่ 4  ท่อพิวีซีใช้ทำตัวกล้องดูดาว

ที่มา : มหาวิทยาลัยราชภัฏกาญจนบุรี

ถ่ายภาพ โดยผู้เขียน

 

  

3. ทำที่ยึดกล้องกับขาตั้งและฐานยึดกล้องด้วยเหล็ก โดยนำน๊อตเกลียวปล่อย ขนาด 2 หุน ยึดติดกับเหล็กยึดและกับท่อพีวีซี ขนาด 3 นิ้ว  ที่ใช้ทำตัวกล้อง  ทำการยึดด้วยวิธีการเจาะรูและไขน๊อตเกลียวยึดติดให้แน่น

ภาพที่ 5 ที่ยึดกล้องกับขาตั้งกล้อง

ที่มา : มหาวิทยาลัยราชภัฏกาญจนบุรี

ถ่ายภาพ โดยผู้เขียน

 

 

4. การยึดเลนส์วัตถุ วางเลนส์วัตถุบนข้อต่อลด ด้าน 2นิ้วครึ่ง แล้วนำท่อน้ำ ขนาด 2 นิ้วครึ่งที่ตัดปากและแต่งจนเรียบ โดยวางเลนส์ไว้ในข้อต่อแล้วนำท่อลำกล้องอัดอีกทีหนึ่ง ซึ่งจะทำให้เลนส์ติดแน่นและตั้งได้ฉากกับลำกล้องพอดี

ภาพที่ 6  การวางเลนส์วัตถุ

ที่มา : มหาวิทยาลัยราชภัฏกาญจนบุรี

ถ่ายภาพ โดยผู้เขียน

 

5. แต่งข้อต่อลด  นำตะไบบุ้งแต่งรูภายในด้าน 1 นิ้ว  เพื่อให้ท่อ 1 นิ้ว สามารถปรับเข้าออกได้คล่อง เพื่อการปรับโฟกัส เนื่องจากรูท่อน้ำจะไม่สม่ำเสมอ คือปลายด้านในจะตีบลง เพื่อให้ต่อ ท่อน้ำได้แน่นไม่รั่ว แต่เราต้องการให้ท่อ 1 นิ้ว เคลื่อนที่ได้คล่องตัว อาจใช้เครื่องกลึง ในการทำซึ่งจะรวดเร็วและเบาแรงกว่า การปรับโฟกัสให้ใช้วิธีตัดท่อน้ำ 1 นิ้ว ในข้อ 7 เพื่อให้ได้ระยะโฟกัสชัดที่สุดก็ได้ แล้วนำชิ้นนี้ไปปิดท้ายกล้อง

ภาพที่ 7 การประกอบส่วนเลนส์ตาและปรับระยะโฟกัส

ที่มา : มหาวิทยาลัยราชภัฏกาญจนบุรี

ถ่ายภาพ โดยผู้เขียน

 

  6. นำชิ้นส่วนกล้องที่ได้จากข้อ 5 ยึดกับขาตั้งและฐานยึดกล้อง แล้วนำไปส่องดวงอาทิตย์อีกครั้ง ห้ามใช้ตามองดวงอาทิตย์โดยเด็ดขาด ให้ดูแสงที่ออกมาจากปลายกระบอก ด้วยการนำฉาก กระดาษแข็งสีขาว มารอด้านท้ายกล้อง หาระยะโฟกัส ให้ตกห่างจากปลายข้อต่อลดด้าน 1 นิ้ว ให้พอดีกับตำแหน่งโฟกัสของเลนส์ตาที่จะมาต่อในข้อ 7 ถ้ายังหาไม่ได้ แสดงว่าการทำในข้อที่ 2 ไม่เหมาะสม ต้องกลับไปตัดแต่งระยะใหม่อีกครั้ง

7. ประกอบเลนส์ตา นำข้อต่อ 4 หุนเกลียวใน วางเลนส์ที่ด้านนอก บริเวณที่เป็นเกลียว แล้วจึงติดยึดด้วยแหวนรองที่ทำจากท่อพีวีซี ระมัดระวังอย่าให้นิ้วไปสัมผัสกันเลนส์ เพราะจะทำให้เลนส์มัวได้ และต้องวางให้ระนาบของเลนส์สนิทห้ามเบี้ยวเด็ดขาด เพราะจะทำให้มุมมองภาพผิดเพี้ยนได้

แต่หากใช้เลนส์อรงค์ หรืออะโครมาติด  นั้นจะมีขนาดเล็กกว่าเกลียว ซึ่งจะทำให้การยึดเลนส์ต้องใช้ความระมัดระวังมากยิ่งขึ้น วิธีการนี้จะทำให้สามารถทำเลนส์ตาได้หลายความยาวโฟกัส โดยความยาวโฟกัสนั้น  สอดคล้องกับความยาวโฟกัสของเลนส์ที่สามารถหาได้

ภาพที่ 8 การประกอบเลนส์ตากับข้อต่อพีวีซี

ที่มา : มหาวิทยาลัยราชภัฏกาญจนบุรี

ถ่ายภาพ โดยผู้เขียน

  

8. ทำส่วนปิดท้าย  ใช้ข้อต่อเกลียวใน 1 นิ้ว กับ ท่อน้ำ 1 นิ้ว ยาวประมาณ 10 เซนติเมตร ประกอบกัน ก็จะได้ส่วนที่ใช้ ปรับโฟกัส แล้วนำเลนส์ตา ที่ทำได้ในข้อ 7 มาใส่ ซึ่งจะสามารถใส่ได้พอดี กับข้อต่อเกลียวใน 1 นิ้ว เพื่อให้สามารถเปลี่ยนเลนส์ตาได้หลายขนาด

 

ภาพที่ 9 การประกอบชิ้นส่วนเลนส์ตากับตับปรับความยาวโฟกัส

ที่มา : มหาวิทยาลัยราชภัฏกาญจนบุรี

ถ่ายภาพ โดยผู้เขียน

 

  

9 นำเลนส์ตามาประกอบ เลนส์ตาที่ได้จากข้อ 7 ต่อกับส่วนปิดท้ายในข้อ 8 ด้านท้ายกล้อง ปรับแต่งโฟกัสด้วยการดึงส่วนปิดท้าย (ข้อ 8) เข้าออก เพื่อให้ได้ภาพชัดที่สุด

ถ้าดันเข้าจนติดแล้ว ภาพเริ่มชัด แต่ถ้ายังไม่ชัดเจนพอ ให้ตัดความยาวข้อ 2 ให้สั้นลงอีก แต่ถ้าตัดสั้นไป จนดึงส่วนปิดท้ายจนสุดยังไม่พอ ให้เปลี่ยนความยาวของท่อ 1 นิ้ว  ในข้อ 8 ให้ยาวขึ้น

ภาพที่ 10  กล้องโทรทรรศน์ทำจากท่อน้ำพีวีซี

ที่มา : มหาวิทยาลัยราชภัฏกาญจนบุรี

ถ่ายภาพ โดยผู้เขียน

  

หลักการกล้องโทรทรรศน์อย่างง่าย  เลนส์สองตัวคือ

1. เลนส์วัตถุจะมีความยาวโฟกัสยาว (F)

2. เลนส์ตา จะมีความยาวโฟกัสสั้น (f)

การหากำลังขยายได้จากความยาวโฟกัสของเลนส์วัตถุ (F) หารด้วย ความยาวโฟกัสของเลนส์ตา (f) ตำแหน่งที่จะได้ภาพชัดที่สุดและมีกำลังขยายมากที่สุด คือ จุดที่ f ใกล้กับ F มากที่สุด (แต่ไม่ทับกัน)

วิธีการใช้งาน

1. นำกล้องที่ประกอบเสร็จ ไปเล็งส่องวัตถุที่ต้องการสังเกต

2. ปรับความคมชัด โดยขยับข้อต่อที่ติดเลนส์ตา เข้าออกจนได้ภาพชัดที่สุด

3. หากส่องแล้วไม่ชัด ควรตรวจสอบการจัดวางเลนส์ใหม่อีกครั้ง หรืออาจเลื่อนระยะห่างระหว่างเลนส์ให้ห่างมากขึ้น

กล้องที่ได้นี้มีความยาวโฟกัส 500 มิลลิเมตร เมื่อใช้เลนส์ตาขนาด 25 มิลลิเมตร จะได้กำลังขยาย 20 เท่า มากกว่ากล้องสองตา สามารถดูดวงจันทร์ได้ค่อนข้างชัดเจน  

ผู้ที่สนใจเรื่อง ดาราศาสตร์ ขอเชิญที่ศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษาสมุทรสาคร ตำบลโคกขาม  อำเภอเมือง  จังหวัดสมุทรสาคร โทรศัพท์ 034-452122, 034-452126-7 www.scissk.net