Khác với kính thiên văn khúc xạ sử dụng hai thấu kính làm vật kính và thị kính trong đó ánh sáng từ vật thể đi qua vật kính và khúc xạ tới thấu kính thứ hai, ở kính thiên văn phản xạ, vật kính là một gương cầu lõm cho ánh sáng phản xạ ngay trên mặt gương tới gương lật để đổi chiều tia sáng tới thị kính là một thấu kính hội tụ. Về cơ bản, kính thiên văn phản xạ cho hình ảnh rõ nét hơn so với kính thiên văn khúc xạ.
Hình dưới mà bạn thấy là cấu tạo cơ bản của một kính thiên văn phản xạ. các tia màu sáng trong hình là đường đi của các tia sáng, chúng phản xạ tại gương cầu làm vật kính tạo thành chum hội tụ hướng về phía gương lật đặt nghiêng 45 độ ngay trong thân kính và một lần nữa được phản xạ đi về phía thị kính là một thấu kính hội tụ. Dưới đây là cách làm một kính thiên văn phản xạ đơn giản từ những vật liệu dễ tìm và có thể thao tác thủ công khá dễ dàng.
1. Chuẩn bị vật liệu
1.1 Vật kính và thị kính:
Vật kính của kính thiên văn phản xạ là một gương cầu lõm mà bạn có thể tự mài. Tuy nhiên quá trình mài sẽ mất khá nhiều thời gian, nhất là khi bạn chưa thành thạo. Trên thực tế, việc mài kính rất mất thời gian và không để làm gì cả khi mà ngày nay việc mua những vật dụng như vậy khá dễ dàng và giá cả cũng không phải là cao.
Thị kính là một hệ thấu kính hội tụ tiêu cự ngắn. Trước đây khi việc mua các linh kiện này còn khó khăn, người làm kính nghiệp dư thường tận dụng thị kính của các ống nhòm, máy ảnh, kính hiển vi cũ hay thậm chí một chiếc kính lúp học sinh cũng có thể sử dụng được. Ngày nay việc mua loại dụng cụ này cũng tỏ ra dễ dàng hơn nhiều.
(Ở Việt Nam nói chung và Hà Nội nói riêng, địa chỉ gợi ý cho bạn là http://thienvanviet.com - đây là đơn vị kinh doanh thiết bị quang học có uy tín và trình độ chuyên môn cao mà VACA đã nhiều lần có dịp trực tiếp trao đổi).
Lưu ý: Nếu mua hoặc tận dụng thị kính cũ như cách nêu trên thì bạn đừng quên tự kiểm tra tiêu cự của nó, có thể dùng một dòng chữ bất kì gần đó dí sát thị kính đó vào và đưa ra xa dần, chậm thôi xem khi nào ảnh bắt đầu trắng xóa chuẩn bị đảo ngược hình ảnh thì khoảng cách từ mặt kính đến dòng chữ chính là tiêu cự của thị kính. Tốt nhất không nên ham độ phóng đại mà lấy những thị kính tiêu cự quá nhỏ, tối thiểu là hãy lấy tiêu cự 1-1,5cm. Ngoài ra hãy lấy thêm vài thấu kính nữa để có thể làm ống finder (ống kính ngắm mục tiêu)
Ngoài vật kính và thị kính, tất nhiên bất cứ bộ phận nào khác của kính thiên văn ngày nay đều có thể mua được khá dễ dàng. Mặc dù vậy, vì chúng ta đang nói tới kính thiên văn tự chế nên bài viết sẽ hướng dẫn bạn cách chuẩn bị các vật liệu còn lại.
1.2 Thân kính: Sử dụng ống nhựa PVC làm thân kính, có thể mua dễ dàng tại các cửa hàng bán vật liệu ngành nước. Tùy vào đường kính của vật kính mà bạn mua ống tương ứng. Kính của tôi sử dụng ống là một ống nhựa PVD đường kính 140mm, bạn nên mua đoạn ống dài hơn tiêu cự vật kính một chút thì sau này cưa bớt đi là vừa. Gương như tôi mua ở địa chỉ trên cần có ống kính dài khoảng 50cm nhưng khi mua thì tôi mua 1m để thừa ra cũng không mất gì cả.
1.3 Ống ngắm: (hay finder scope) ống PVC đường kính (phi) 34 hoặc 42 hoặc 48 tùy vào bạn thích làm nó to hay bé, tốt nhất chỉ nên làm ống 34 cho gọn. Một ống nối từ ống kẽm ra ống PVC 34 (gọi là cái côn hoặc đơn giản bạn cứ ra cửa hàng ống nước mang theo các thấu kính và ướm thử xem vừa với ống cỡ nào thì lấy một đoạn (khoảng 20cm là cùng).
1.4 “Trục” của kính: Đĩa CD/DVD 12cm khoảng 16 đến 18 cái để làm trục (nên sử dụng các đĩa cũ bỏ đi, mua mới sẽ rất lãng phí)
1.5 Ống nối dài: Ống nhôm 8 hay loại nhỏ như ống ăng ten. Nhớ chọn loại dày dặn, chắc chắn một chút có thể mua ở các cửa hàng nhôm với giá khá rẻ chỉ khoảng 35 tới 50 nghìn một thanh dài 6m.
Nhôm thanh chữ L 0,5 m.
1.6 Chân kính và giá để gương: Nếu các bạn có điều kiện về máy móc thì các bạn có thể làm ở nhà còn tốt nhất là bạn nên đặt mấy thợ mộc làm cho tiết kiệm thời gian còn mình tập chung vào phần quan trọng hơn là làm thân kính. Đây là các kích thước của chân đế:
Tất cả đều làm bằng gỗ dày 1cm. Đĩa tròn các bạn có thể dung tấm nhựa để cắt, nếu không kiếm được tấm nhựa có thể lấy bảng học sinh bằng nhựa rồi cắt ra. Cuối cùng ghép lại ta được như sau:
Kế đến là làm đế, đế càng to thì càng chắc. Bạn có thể ra chợ mua một cái thớt bằng gỗ cỡ khá lớn, phải chọn cái có bề mặt phải phẳng nhất có thể được. Mua 3 cái đế cao su thường bán ở chợ trời (Hà Nội) , về làm chân đế cho khỏi trượt và cân.
Nếu muốn nhẹ nhàng di động thì làm như sau
Trong nhiều tài liệu nói phải dùng Teflon để làm 3 miếng kê như hình vẽ nhưng theo tôi trong điều kiện khó kiếm được Teflon thì chúng ta có thể lấy bìa 3mm hay dùng làm mô hình, mua ở các hiệu bán vật liệu làm mô hình ngành xây dựng đều có..
Giá để gương:
Các bạn đặt làm hoặc tự làm như hình vẽ. Cái kẹp gương làm bằng nhôm. Các bạn lấy vít + lò xo ghép lại ta được hình như sau:
Phần chân kính xin nói luôn cách làm và vẫn khuyên các bạn là nên đặt làm. Các bạn đặt trước thân kính tự làm xong là vừa.
Chú ý:
Ngoài ra các bạn cũng cần chuẩn bị dao rọc giấy, kéo, keo, cưa sắt khoan và mũi khoan (phi 2 để khoan mồi và khoan lỗ nhỏ, phi 5 để khoan lỗ bắt vít), thước dây ( loại cuộn 3m là tốt nhất, không cần quá dài), dùi bằng nan hoa xe may mài nhọn để dánh dấu mũi khoan, bút viết CD ( hay bút chì 2B-5B cũng được)…
Chuẩn bị đến bước này là các bạn đã có khá đầy đủ nguyên vật liệu để làm một chiếc kính thiên văn phản xạ rồi đấy. Chúng ta bắt đầu vào làm.
2. Làm thân kính
2.1 Làm vỏ PVC
Chúng ta sẽ dùng 50cm ống PVC phi140 và 8 thanh nhôm để làm phần vỏ kính. Lý do là khi ta tháo hết thanh nhôm ra thì kính sẽ thu gọn lại còn 50cm nên sẽ gọn hơn rất nhiều và chúng ta có thể mang đi dễ dàng. Một lý do nữa là kính sẽ đón được nhiều ánh sáng hơn.
Ống PVC các bạn chia làm 2 phần, một phần 10cm và một phần 40cm. Để cưa ống sao cho bằng phẳng, vuông góc và đẹp trong điều kiện không có máy cưa thì các bạn có thể dùng cách sau: Các bạn lấy một tờ lịch kiểm tra xem nó có được xén thẳng hay không, nếu OK thì các bạn hãy cắt bỏ thanh kim loại đi ta lấy tờ lịch cuốn quanh ống PVC theo chiều dài tờ lịch, cuốn đều tay để mép tờ lịch không xô lệch, nói chung mép tờ lịch phải tạo thành một hình tròn. Các bạn giữ im rồi lầy bút viết CD kẻ theo quanh mép tờ lịch. Lúc này ta đã có được một đường tròn trên bề mặt của ống. Sau đó thì các bạn dùng cưa sắt di nhẹ theo đường mực để tạo một rãnh ( Chú ý là phải làm chậm rãi, cẩn thận, mất 5-10 phút cho công đoạn này không phải là quá nhiều). Sau khi có được rãnh rồi thì bắt đầu cưa từng đoạn một, vừa cưa hết đoạn này lại xoay ống đi một góc rồi cưa nối tiếp. Phần này phụ thuộc nhiều vào sự cẩn thận và khéo tay của bạn.
Cưa xong được hai phần ống PVC rồi thì ta sẽ tiến hành việc vạch dấu, khoan lỗ bắt vít. Các bạn lấy một tờ giấy A4 rồi kẻ như hình vẽ:
Sau đó đặt ống cẩn thận sao cho đồng tâm với đường tròn trên tờ giấy rồi vạch dấu. Tờ giấy như hình vẽ sẽ giúp ta có được các lỗ đối xứng đều nhau.
Ở đoạn ống 10cm các bạn vẽ một lỗ tròn ở giữa hai cặp lỗ như hình vẽ. Cũng làm tương tự như trên nhưng thay vì chia 4 phần trên tờ giấy thì ta lại chia ra làm 3 phần thì ta sẽ được dấu khoan cho giá đỡ gương phản
xạ.
Sau khi đã vạch dấu xong rồi thì các bạn lấy dùi để đánh dấu mũi khoan, việc này sẽ giúp cho chúng ta khoan chính xác hơn. Khi khoan thì các bạn nên dùng mũi 2 khoan mồi trước, không nên tham mà dùng mũi 5 khoan ngay. Riêng phần lỗ tròn các bạn khoan quanh sát mép trong của lỗ cho thủng ra rồi dùng dao rọc giấy gọt bớt nhựa sửa sao cho tròn đủ đường kính 32mm là được. Lỗ này ta sẽ dùng côn vít phi34 lắp vào. Phần ống dưới các bạn cũng làm 4 cặp lỗ như trên, ngoài ra các bạn lấy một tờ giấy khác chia làm 3 như phần ống trên để định vị rồi cắt như hình vẽ
Phần này dùng để lắp giá để gương cầu lõm. Phần đầu trên của ống dưới thì vạch dấu như hình vẽ để lắp trục ống.
2.2 Làm phần nối ống
Ống nhôm ta cắt ra làm 8 thanh đều nhau mỗi thanh dài 52cm. Các bạn đập bẹp một ở một đầu ống một khoảng 2cm (không cần quá mạnh tay đâu nhé, có thể dùng kìm điện để bóp cũng được). Các bạn đánh dấu và khoan một lỗ 5 cách đều 10mm tính từ đầu ống bị đập bẹp. Sau đó dùng vít lắp 4 ống cách đều nhau vào phần thân dưới. Ta đặt phần ống trên thẳng hàng với phần ống dưới sao cho các cặp lỗ so le nhau.
Sau đó dùng kìm điện bóp bẹp đầu ống chưa khoan lỗ sao cho ôm khít phần ống trên. Rồi lại vạch dấu khoan lỗ. Chú ý khoảng cách các lỗ khoan phải bằng nhau và xấp xỉ 50cm. Các bạn để ý sẽ thấy có 4 ống giống nhau, 4 ống kia sẽ đối xứng với 4 ống này. Và chúng ta có thành quả:
Đến đây các bạn có thể lắp vào được rồi đấy.
2.3 Làm trục kính
Các bạn lấy đĩa CD xếp chồng lên nhau theo một mặt nhất định sau đó lấy băng dính dán vòng quanh để định vị. Trên một đĩa CD các bạn lấy kẻ như hình vẽ:
Sau đó là vạch dấu khoan lỗ. Đầu tiên khoan mồi bằng mũi 2 rồi khoan tiếp bằng mũi 5. Lưu ý khi khoan, phần nhựa của đĩa sẽ độn lên làm các đĩa cong lên, các bạn cứ khoan hết một mũi rồi tháo tất cả ra cạo hết phần nhựa dư ra rồi lại xếp lại, lấy băng dính quấn xung quanh rồi khoan tiếp. Sau khi koan xong rồi thì cạo sạch phần nhựa thừa, dùng vít hoặc keo gắn 8 đến 10 đĩa lại với nhau là ta đã được trục của kính.
2.4 Làm phần chỉnh tiêu cự
Các bạn lấy một đoạn ống Φ34 vạch dấu rồi cắt như hình vẽ:
Các bạn dùng mũi 2 để khoan lỗ. Đoạn dài 3cm dùng khoan khoan lỗi rồi lấy dao rọc giấy rạch. Chỗ nhựa cần uốn các bạn dùng bật lửa hơ nóng rồi uốn. Phần bên trong dùng côn phi27 các bạn khoan hai lỗ ở mỗi đầu côn. Trục có tốt nhất là dùng trục bánh xe đồ chơi (nếu có) để tận dụng luôn hai cái bánh xe. Giữa trục là vỏ dây điện để tăng ma sát. Sau đó dung dây nối và đây là thành quả:
Côn vít 34 các bạn cắt phần vít sao cho còn thừa lại 5-7mm là được, rồi lắp vào lỗ ở phần ống trên.
2.5 Làm gương đổi hướng:
Các bạn lấy ống phi21 rồi làm bàn cắt bằng gỗ như hình vẽ để cắt được 45 độ. Mấy cái cọc nhô lên là đinh 10.
Các bạn tham khảo hình ảnh rồi làm theo:
Gương phản xạ các bạn cắt 4x3cm là vừa, sau đó đem ngâm vào dung dịch axeton để cho phần sơn ở phía sau mềm ra rồi lấy giẻ lau sạch là được. Nếu bạn nào có lăng kính phản xạ toàn phần thì có thể tham khảo cách làm sau:
Sau khi lắp vào ống ta được như sau:
Đối với loại lăng kính
Chiếc kính đã hoàn thành
Vậy là bạn đã có một chiếc kính thiên văn phản xạ của riêng mình. Đừng quên lưu ý đọc kĩ các hướng dẫn nêu trên để tránh nhầm lẫn. Ngoài ra, tất nhiên bạn cũng có thể thiết kế ống kính và chân đỡ theo nhiều cách khác sao cho bảo đảm yêu cầu kỹ thuật cơ bản. Chúc các bạn thành công!
Tuấn Dũng
(Vui lòng ghi rõ tên tác giả và nguồn trích dẫn Thienvanvietnam.org khi bạn sử dụng bài viết này)
