Перископ - оптический прибор, который использует два зеркала, расположенных под углом 45 градусов, чтобы отклонять световые лучи и передавать изображение из одной точки в другую. Именно такие устройства применялись на подводных лодках и в окопах во время войн. Самодельный перископ работает по тому же принципу и позволяет наблюдать за происходящим из укрытия, заглядывать за заборы или наблюдать за толпой поверх голов. Собрать его несложно - нужно понять принцип и аккуратно выдержать углы.

Близкая по смыслу инструкция у нас - кока-кола и молоко, эксперимент.

Принцип работы и что понадобится

Свет падает на верхнее зеркало под углом 45 градусов, отражается вниз вдоль корпуса прибора и попадает на нижнее зеркало, тоже наклоненное под 45 градусов, которое направляет луч прямо в глаз наблюдателя. Оба зеркала параллельны друг другу и наклонены в одну сторону. Если угол будет отличаться от 45 градусов хотя бы на 5-10 градусов, изображение окажется смещенным или вовсе не попадет в поле зрения.

Для сборки понадобится:
- два плоских зеркала размером 6 на 6 сантиметров или 7 на 7 сантиметров - можно купить мозаичные зеркальные плитки или разрезать зеркало стеклорезом
- плотный картон или тонкий гофрокартон толщиной 3-5 миллиметров
- линейка и карандаш
- канцелярский нож или ножницы
- широкий скотч или клеевой пистолет
- угольник для точной разметки углов

Высота готового перископа зависит от желания. Для простого домашнего эксперимента достаточно 25-30 сантиметров. Для наблюдения за толпой делают перископ длиной 50-60 сантиметров.

Изготовление корпуса

Корпус - это длинная прямоугольная труба с двумя боковыми отверстиями: одно вверху с одной стороны, другое внизу с противоположной стороны. Именно через них свет входит и выходит из прибора.

Разметьте на картоне четыре полосы шириной 7 сантиметров (если зеркала 6 на 6) или 8 сантиметров (если зеркала 7 на 7). Две полосы длиной 30 сантиметров - это боковые стенки. Две полосы длиной 30 сантиметров - это передняя и задняя стенки. Сечение трубы должно быть квадратным, чуть больше размера зеркала.

Вырежьте отверстия для обзора. На одной из длинных стенок вырежьте прямоугольное окно в верхней части - примерно 5 на 5 сантиметров, отступив 1 сантиметр от края. На противоположной длинной стенке вырежьте такое же окно в нижней части. Окна должны находиться на разных концах и на разных стенках - это принципиально.

Соедините четыре полосы в трубу с квадратным сечением. Удобнее всего сначала надрезать картон по линиям сгиба - провести канцелярским ножом с небольшим нажимом, не прорезая насквозь. Тогда картон согнется ровно. Склейте трубу скотчем или клеем изнутри и снаружи по всем швам.

Установка зеркал

Это самый важный этап. Зеркала нужно расположить строго под углом 45 градусов к оси трубы. Ошибка в несколько градусов сделает прибор нерабочим.

Нарежьте из картона четыре прямоугольных треугольника с углами 45-45-90 градусов. Каждый катет такого треугольника должен быть равен ширине внутренней стороны трубы - то есть 7 или 8 сантиметров. Эти треугольники станут опорами для зеркал.

Вставьте два треугольника в верхний конец трубы так, чтобы гипотенуза располагалась наискось. Приклейте их к боковым стенкам клеевым пистолетом или скотчем. Уложите зеркало на гипотенузу треугольников отражающей стороной к окну обзора. Проверьте угол: если смотреть в нижнее отверстие, должно быть видно потолок или небо - то, что находится сбоку от верхнего окна. Аналогично закрепите нижнее зеркало - тоже на двух треугольниках, но в нижней части трубы. Его отражающая сторона направлена к нижнему окну обзора.

Зафиксируйте зеркала. Капните клей из пистолета по краям зеркала - аккуратно, чтобы клей не попал на отражающую поверхность. Можно прижать зеркала картонными полосками, приклеенными поперек трубы. Дайте клею застыть 5-10 минут перед проверкой.

Проверка и настройка

Возьмите собранный перископ вертикально. Посмотрите в нижнее отверстие - должно быть видно пространство сбоку от верхнего отверстия. Повернитесь к окну и поднимите перископ так, чтобы верхнее отверстие смотрело на улицу. В нижнее отверстие должна быть видна улица.

Если изображение темное или не попадает в поле зрения - проверьте углы зеркал. Скорее всего, одно из них наклонено чуть сильнее или слабее 45 градусов. Подложите под зеркало тонкую полоску картона с одного края или уберите лишнюю подкладку - это изменит угол на несколько градусов и исправит ошибку.

Если изображение перевернуто - значит, одно из зеркал установлено отражающей стороной не туда. Переверните его.

Если параллельно интересна другая тема, у нас есть подробный текст - как сделать мыльные пузыри в домашних условиях.

Если изображение двоится - зеркало недостаточно плоское. Тонкие декоративные зеркала иногда дают такой эффект. Лучше использовать зеркало из стекла, а не из пластика.

Как улучшить самодельный перископ

Базовая конструкция работает хорошо, но есть несколько способов сделать прибор удобнее и надежнее.

Оклейте внутренние стенки корпуса черной бумагой или матовой черной краской. Это устранит паразитные отражения от стенок и сделает картинку четче и контрастнее.

Закройте верхний и нижний торцы картонными крышками с отверстиями, совпадающими с окнами обзора. Это защитит зеркала от пыли и придаст конструкции аккуратный вид.

Оберните корпус снаружи плотной бумагой или самоклеящейся пленкой - перископ станет прочнее и будет меньше мяться при использовании.

Для перископа длиной более 40 сантиметров увеличьте сечение трубы до 9-10 сантиметров и используйте зеркала 8 на 8 сантиметров. Чем длиннее прибор, тем больше должны быть зеркала, иначе поле зрения сильно сужается.

Если хочется наблюдать из совсем укромного места, сделайте перископ с поворотом: соедините две одинаковые трубы под прямым углом с помощью дополнительного зеркального блока на стыке. Такая конструкция позволяет смотреть не только вверх, но и за угол.

Варианты применения и игровые идеи

Самодельный перископ - не просто демонстрация принципов оптики. Его реально использовать в игровых сценариях.

Наблюдение из укрытия: установите перископ за диваном или забором и наблюдайте за пространством, оставаясь невидимым. Для этого достаточно перископа длиной 20-25 сантиметров.

Наблюдение на мероприятиях: вертикальный перископ длиной 40-50 сантиметров поднимает точку обзора на полметра выше уровня глаз. Полезно на концертах или спортивных матчах.

Квест или игра в шпионов: спрячьте перископ в картонной коробке, сделанной под камень или пень, и наблюдайте за территорией - классическое использование прибора по назначению.

Фотография через перископ: прислоните объектив телефона к нижнему отверстию и снимайте то, что видно в верхнее. Качество будет хуже из-за двойного отражения, но как эксперимент это интересно.

Самодельный перископ из картона и двух зеркал собирается примерно за 30-40 минут и при аккуратной разметке работает безотказно. Главное условие - точный угол 45 градусов для обоих зеркал и правильное расположение окон обзора на противоположных стенках трубы. Дети от 8 лет справляются с этой конструкцией самостоятельно при минимальной помощи взрослого с ножом для резки картона.

Завершить разбор можно знакомством с инструкцией как сделать снег.