Как-то установилось, что в предисловии автор оправдывается перед читателями, почему он написал свою книгу. Но есть вопросы и вещи, которые говорят сами за себя, есть истины, не нуждающиеся в доказательстве. К таким относится и проекционный или, как его еще называют, волш бный фонарь; вещь совершенно необходимая в каждой школе, в каждом клубе и в каждом пионерском отряде.
Но прежде чем его строить, следует хорошо ознакомиться с его оптической системойу т. е. с теми увеличительными стеклами или линзами, которые позволяют нам получить изображение на экране.
Для этих предварительных опытов нам пригодятся очковые стекла для дальнозорких; из них особенно для нас будут удобны толстые стариковские очки. Достать их не так уж трудно.
Опыты с очковым стеклом
Размеры каждого оптического прибора, т. е. фотографического аппарата, проекционного фонаря, подзорной трубы, зависят, во-первых, от размеров стекол и их главных фокусных расстояний.
Если вы ничего не слыхали про это расстояние, то уж, наверное, держали в своих руках увеличительное стекло и не только держали, но в яркий солнечный день выжигали им свою фамилию или инициалы на дереве: для этого вы собирали солнечные лучи в одну яркую точку. Вот расстояние от этой точки до стекла и есть главное фокусное расстояние. И если говорят, что фокусное расстояние стекла равно 10 см, то это значит, что бумага или дерево загораются в том случае, если они находятся в 10 см от стекла, направленного на солнце.
Поэтому, прежде чем приступить к опытам, определим в какой-нибудь солнечный день главное фокусное расстояние. Положим, что оно у нас получилось равным 20 см.
Вот эти два расстояния — расстояние фокуса от стекла и расстояние от стекла до солнца, — находящиеся в зависимости друг от друга, называются сопряженными. Если бы солнце приблизилось к стеклу, то яркая точка фокуса отодвинулась бы. И если бы удалось нам солнце поместить в главный фокус, то лучи, прошедшие сквозь стекло, собирались бы в одну точку, на расстоянии, равном расстоянию от земли до солнца. Расстояние же это порядочное — оно, круглым счетом, примерно, равно 150000000 километров, т. е. если бы мы смогли отправиться на солнце на аэроплане, девающем 250 километров в час, то на станцию назначения мы прибыли бы глубокими стариками, так как путешествие это заняло бы около 75 лет.
Но дл% того, чтобы проделать эти предварительные опыты и изучить эти сопряженные расстояния, сдергивать солнце с пути нам не требуется. Все это можно произвести в комнате.
Возьмем для этих опытов стекло, свечу и лист белой бумаги. Расположим эти вещи так, как показано на рисунке, т. е. сначала поставим свечу, от нее на расстоянии одного метра поставим стекло и затем будем придвигать к стеклу лист бумаги. Па нем сначала появится светлое пятно с расплывчатыми краями, но по мере приближения бумаги к стеклу пятно будет становиться ярче, и, наконец, мы увидим на нем перевернутое уменьшенное изображение свечи (см. рис. 1).
Теперь если мы свечу поместим от стекла на расстоянии нескольких сантиметров (см. рис. 2), то для того, чтобы получить изображение свечи, придется бумагу отодвинуть от стекла. Изображение пламени свечи в данном случае получится увеличенное. При этом, чем ближе мы будем подвигать свечу к главному фокусу, тем изображение ее будет все больше увеличиваться, бледнеть и отодвигаться вдаль, и, наоборот, чем дальше будем отодвигать свечу, тем изображение все ближе и ближе будет подвигаться к стеклу и уменьшаться в размерах. И если мы свечу поместим на двойном фокусном расстоянии от стекла, т. е. на расстоянии 40 см, изображение станет равным пламени свечи.
Во время этих опытов обратите внимание на то, что когда мы поместим свечу дальше двойного фокусного расстояния, то изображения свечи на бумаге получаются по другую сторону стекла уменьшенными и ложатся между главным и двойным фокусом (см. рис. t), а когда мы помещаем свечу между главным и двойным фокусом, то изображения получаются увеличенными и ложатся на бумагу дальше двойного фокусного расстояния (см. рис. 2).
Вы уже, вероятно, догадались, что это как раз то, что нам нужно. Догадались, что стоит только на место свечи, между главным фокусом и двойным фокусным расстоянием, поставить ярко, очень ярко освещенную картину, чтобы получить ее увеличенное изображение на экране.
Ход лучей в проекционном фонаре
Значит, для того, чтобы получить увеличенное изображение картинки на экране, нам нужно ее хорошо осветить. Освещение производится при помощи сильного источника света. Но для лучшего освещения между прозрачной картинкой и лампой ставят еще одно увеличительное стекло, называемое конденсатором. Лампу помещают в главном фокусе конденсатора. Это стекло пропускает сквозь себя световой поток, направляет его параллельным пучком на картину, ярко освещает ее, и затем лучи проходят через второе увеличительное стекло, называемое объективом. И наконец лучи попадают на экран и там дают увеличенное изображение (см. рис. 3). А для того, чтобы еще лучше направить световой поток лампы, сзади ее ставят вогнутое зеркало, называемое рефлектором.
Вы уже во время опытов заметили, вероятно, что для того, чтобы получить на экране резкое и яркое изображение, нужно загородить свечу от экрана, чтобы ее свет не смывал изображения. Поэтому источник света в проекционных фонарях закрыт ящиком, корпусом фонаря, а картины по-называют в темной комнате.
На этом мы закончим наши предварительные опыты и приступим к постройке аппарата.
Какие стекла нам нужны
С дедовскими очками,с которыми проделывали опыты, далеко не уедешь: для фонаря они не годятся, для него нам нужны более мощные стекла.
Для конденсатора, как это ни трудно, но нужно постараться добыть стекло около 90 мм диаметром, в худшем случае в 75 мм, и с фокусным расстоянием около 15 см. Лучшим конденсатором являются два плоско-выпуклых стекла, поставленные параллельно друг другу, выпуклостями внутрь. Но вряд ли вам удастся достать именно такие стекла, поэтому обойдитесь одним двояко-выпуклым стеклом указанного размера.
Для об'ектива также лучше бы взять два увеличительных стекла с диаметром в 42 мм и фокосным расстоянием оуоло 8 — 10 см. Если ясе не удастся достать двух стекол, то можно обойтись и одним стеклом с таким же фокусом, но изображение будет несколько хуже, чем от двух стекол.
Вот вам наиболее выгодные размеры для вашего фонаря, хотя при бедности нашего рынка вряд ли вам удастся достать указанные стекла, поэтому их нужно будет предварительно исследовать.
Испытание стекол
Для этого надо укрепить временно конденсатор в стенке какой-нибудь (даже картонной) коробки, осветить ее керосиновой лампой или электрической лампочкой; на отдельной подставке укрепить об'ектив на высоте конденсатора — центр об'ектива должен приходиться на одной прямой с центром конденсатора, а между ним и об'екти-вом расположить какой - нибудь диапозитив и, отбросив лучи на экран или просто на белую стену, добиться отчетливого изображения. Когда это будет сделано, следует тщательно измерить расстояния: во-первых, между лампой и конденсатором и, во-вторых, между конденсатором и объективом и, исходя из этих размеров, спроектировать размеры фонаря.
Источник света
В качестве источника света мы возьмем простую керосинувую лампу. Конечно, лучше бы воспользоваться керосиногкалилыюй лампой, но вряд ли удастся достать такую лампу, а поэтому воспользуемся лампой с плоским фитилем.
Из этих ламп наиболее пригодной для этих целей будет И — или в крайнем случае 7 - линейная
ЛаМпа с гфоётым йизкик цилиндрическим резервуаром. Если же у вас в клубе, в школе или дома, где вы намереваетесь показывать картинки, есть электрическое освещение, то лучше, конечно, воспользоваться электрической полуватной лампой для освещения фонаря. С электричеством все упрощается — и уход, и постройка корпуса: ведь лампочка так не нагревает воздух, как керосиновая лампа, а следовательно, корпус фонаря мы можем построить хоть из картона. Но мы остановимся на керосиновой лампе и, следовательно, изберем более трудное задание.
Материалы
Когда добыты главные и наиболее дорогие части проекционного фонаря, то за остальными дело не станет. Нам будут нужны:
Доска деревянная в 2 см толщиной, в 22 см шириной и около метра длиной.
Железный лист из легкого кровельного железа около половины квадратного метра.
Полоска белой жести в 25 см длиной и 20 см шириной для рефлектора.
Кусок тройной фанеры, лучше березовой.
Картон около V2 листа.
Винты по дереву.
Заклепки, лучше маленькие медные.
Что нужно уметь при постройке фонаря
При постройке фонаря для вас, может быть, встретится затруднение в двух приемах работы это резание металла и скрепление металлических частей заклепками.
Если жесть вы режете обыкновенными старыми ножницами, то для резания листового железа, из которого мы строим фонарь, вам придется где-нибудь достать специальные ножницы по металлу. Резать ими железо совсем не трудно. Поупражняйтесь сперва на обрезках железа, которые вы всегда можете достать у жестяника. Если у вас самих дело не пойдет на лад и никто дома не сможет нам помочь, обратитесь к жестянику и закажите ему вырезать отдельные части, попросив его строго держаться указанных размеров. Мы надеемся, однако, что эта работа не покажется вам слишком трудной.
Купите тонкий лист железа и с помощью линейки, карандаша, наугольника и масштаба нарисуйте на нем отдельные части железной коробки точно такой же величины, как они указаны на наших чертежах.
Ножницы всегда надо держать в правой руке таким образом, чтобы большой палец обхватывал ручку ножниц сверху, а средний, безымянный и мизинец снизу. Указательный палец лежит на внутренней стороне ручки и дошекоторой степени действует как пружина: он давит вниз на нижнюю ручку, благодаря чему ножницы и раскрываются. При этом ножницы каждый раз нужно раскрывать настолько, чтобы при закрывании лезвия ножниц сразу же разрезали бы железо. В противном случае на железе образуются зазубрины и царапины, о которые вы можете сильно порезать пальцы.
Трубу и боковые дверцы вырезать ножницами не нужно: они выбиваются зубилом. Во время выбивания их вы должны подложить снизу свинцовый лист или, за неимением его, просто какую-нибудь доску.
Что лее касается скрепления отдельных частей, то это мы произведем при помощи заклепок.
Прежде всего достаньте маленький пробойник для пробивания дырочек, затем молоток и маленькие в 4 — 5 миллиметров длиной медные или железные заклепки (маленькие металлические стержни с головкой). Когда вы правильно составите между собой отдельные вырезанные из железа части, пробейте пробойником маленькие дырочки в местах, где надо заклепывать. При этом подложите вниз какую-нибудь доску. Затем вставьте заклепки в дырочки так, чтобы головки их торчали с наружной стороны коробки. Поставив коробку на какую-нибудь металлическую доску (кузнечный горн, маленькую наковальню, тиски и т.п.) так, чтобы головки заклепок были обращены книзу, плотно прижмите друг к, другу стенки коробки и бейте острой стороной молотка другой конец заклепок, пока он не расклепается в плоскую головку. Если вы сначала поупражняетесь в склепывании на обрезках, вы скоро научитесь плотно и красиво пригонять друг к другу отдельные части.
|
