Toverlantaarn - Hoe maak ik een toverlantaarn?

Hoe maak ik een Toverlantaarn,
zoals beschreven in 'The Book Of Knowledge'.
(Het Boek der Kennis)

Instructies. Het is misschien goed te vermelden dat wetenschappers de naam toverlantaarn niet meer gebruiken maar liever van een optische lantaarn spreken. Het voorvoegsel tover- ontstond in een tijd waarin men wetenschappers zag als tovenaars of als mensen die zich bezig hielden met de zwarte kunsten, doordat hun onderzoeken en methodes niet werden begrepen door de gewone mensen. Een lantaarn bevat geen toverkracht of geheimen, zij is gewoon een instrument, met een wetenschappelijke waarde maar ook geschikt voor het amusement, waarin de optische wetten gebruikt worden om een afbeelding op een lantaarnplaat zeer sterk uit te vergroten en haar zo te laten verschijnen op een scherm. Er is erg veel verschil tussen de constructie van een eersteklas wetenschappelijk instrument en de kleine lantaarn die wij hier beschrijven, maar het principe is bij beiden hetzelfde. De onderdelen van iedere lantaarn zijn, zoals dat is weergegeven in afbeelding 1, het lampenhuis, de condensor die het licht opvangt van de lamp of een andere lichtbron en het daarna door de lantaarnplaat stuurt, en tenslotte het objectief of de vergrotingslens, die het licht dat van de condensor door de lantaarnplaat komt, scherp stelt en overbrengt naar het scherm.
Een enkelvoudige lantaarn kan op verschillende manieren gemaakt worden en ook in verschillende afmetingen. Een zeer elementaire uitvoering van een enkele lantaarn zou gemaakt kunnen worden van een oud blikken koektrommeltje, een goedkoop fietslampje, een eenvoudige lens en een platenhouder die gemaakt is van het hout van een sigarenkistje. Maar wij gaan iets maken dat veel meer op een echt wetenschappelijk instrument lijkt, ook al moet ons dat dan een paar dollars gaan kosten. We zullen de ouderwetse olielamp gaan gebruiken voor het leveren van het noodzakelijke licht. Dat is dan wel niet zo helder als kalklicht, acetyleen- of elektrische verlichting en het is wel erg heet, even oppassen dus, maar met een geschikte lamp kunnen goede resultaten worden verkregen en bijna al de kleinere, eenvoudige lantaarns worden op deze manier verlicht.	Op de volgende pagina staat deze afbeelding vergroot afgebeeld.
Bij het bepalen van de afmetingen van een lantaarn moeten we de kosten van de onderdelen mee laten spreken, want enkele daarvan, wij noemen dat het optische gedeelte, zullen moeten worden aangeschaft, omdat u uw eigen condensor en objectief niet zelf kunt maken en ook de buizen waarin zij zijn gemonteerd niet eenvoudig zelf zijn te vervaardigen.
Op de volgende pagina staat deze afbeelding vergroot afgebeeld.	Het belangrijkste deel van de lantaarn is het optische gedeelte. Dat bepaalt de zuiverheid van de afbeelding die op het scherm verschijnt. Veel van de goedkoopste lantaarns hebben eenvoudige lenzen en zij geven geen heldere, scherpe afbeeldingen, vrij van gekleurde ringen. Om verzekerd te zijn van een goed resultaat moeten lenzen op een bepaalde manier gecombineerd worden. Waarom dat zo is zullen we ooit begrijpen wanneer we de wetten van de breking van het licht bestuderen. Er bestaan veel van zulke combinaties. Degene die wij voor deze lantaarn hebben uitgekozen is te zien in afbeelding 2; deze lenzen worden in de meeste gevallen gebruikt. De condensor is samengesteld uit twee planoconvexe lenzen die met hun rechte zijden naar buiten zijn geplaatst, waardoor een samengestelde condensor wordt gevormd. Het objectief is van de 'Petzval' soort, vernoemd naar de uitvinder ervan. Het is achromatisch, dat wil zeggen dat er geen gekleurde ringen zichtbaar zijn. De diameters komen ook overeen met maten die gewoonlijk worden gebruikt voor lantaarns in allerlei soorten en formaten, namelijk een condensor met een diameter van 4 inch en een objectief met een diameter van 2 inch. Zoals afbeelding 2 laat zien, zijn de lenzen gemonteerd in vattingen en buizen. Ook wanneer u een draaibank bezit, is het monteren geen eenvoudige taak en daarom kunt u ze beter gemonteerd in hun buizen, kopen. Opticiens leveren ze voor prijzen in overeenstemming met hun kwaliteit. Hun namen en samenstellingen zijn als volgt:
Een 4-inch condensor van het samengestelde planoconvex type kan kant en klaar in zijn montuur of vatting voor twee dollar nieuw worden aangeschaft en tweedehands voor minder. De vatting bestaat uit twee delen, waarbij het ene deel over de andere geschroefd is, zoals afbeelding 2 laat zien. Een van de ringen heeft een gekartelde rand waarmee het geschroefde deel eraf en erop kan worden gedraaid. Er zijn een paar luchtgaten aangebracht die voorkomen dat er waterdamp ontstaat. De achterste lens kan gemakkelijk barsten door de hitte van de lamp. Om die reden zijn de lenzen losjes in hun monturen bevestigd, zodat ze rammelen, en de achterste is dikwijls beveiligd met een glazen plaat, zoals de afbeelding laat zien.
In nauwe relatie tot de condensor staat het objectief, dat het licht ontvangt en doorgeeft naar het scherm toe. Het objectief wordt getoond in afbeelding 2 en bestaat uit twee aparte sets lenzen in een lensbuis, die door middel van een tandwiel en -railsysteem in een grotere buis schuift die dan weer, zoals we ook in afbeelding 3 kunnen zien, is verbonden met de behuizing van de condensor. Het lenzenstel aan de voorkant bestaat uit een dubbel convexe lens van kroonglas (zie aanvullingen), de voorste in de afbeelding hierboven, en een bijna planoconcave, of eigenlijk een dubbel concave, lens van flintglas (zie aanvullingen) die daaraan vast gekit zit met Canadese balsem. Dit is de achterste in de figuur.	Op de volgende pagina staat deze afbeelding vergroot afgebeeld.
Dit paar is gemonteerd in een kleine vatting, de voorste vatting, apart van de hoofdbuis, en is in de laatste geschroefd, waardoor zowel de binnenzijden van de voorste en de achterste lenzen kunnen worden schoongemaakt. Achterin bevindt zich een concaaf-convexe lens van flintglas op enige afstand van een dubbele convexe lens van kroonglas. Deze zijn beiden bevestigd aan de achterkant van de objectiefbuis, zoals de afbeelding laat zien. Voor op het objectief is vaak een scharnierende klep gemonteerd die we een flasher noemen. Deze sluit het beeld af van het scherm. Bij ons exemplaar wordt een afdekkap voorop de buis geplaatst, net zoals dat bij sommige camera's gebeurt.
Op de volgende pagina staat deze afbeelding vergroot afgebeeld.	Een objectief van deze soort kan geheel gemonteerd in een gepolijste messing buis worden aangeschaft. Deze buis schuift in een andere messing buis die we de jacket noemen en voorzien is van een tandwiel en -railsysteem waarmee kan worden scherpgesteld. Dit is onontbeerlijk om nauwkeurig te kunnen focussen. Deze gemonteerde objectieven worden verkocht voor prijzen vanaf $1, afhankelijk van de kwaliteit en afwerking. Ze kunnen ook tweedehands worden gekocht. Het exemplaar dat wij gaan kiezen moet een focus hebben van 6 inch, hetgeen geschikt is voor het werken met de lantaarn in een gewone huiskamer, zoals wij waarschijnlijk gaan doen. Het gecombineerde objectief is bevestigd aan een grote buis, doormiddel van een een taps toelopend tussenstuk dat aan de laatstgenoemde is vastgeschroefd. De uitvoering is zodanig dat de lenzen gemakkelijk van de lantaarn kunnen worden verwijderd wanneer zij niet in gebruik is. De buitenste buis is voorzien van een inwendige flens en is gesoldeerd aan de voorplaat of de plaathouder. Tussen de condensor en het objectief moeten de lantaarnplaten worden geplaatst, waarvoor nog allerlei plaatdelen moeten worden gemonteerd om dit te kunnen doen. Achter de condensor bevindt zich de lamp. Deze verbindingen en details kunnen beter bestudeerd worden nadat we het lamphuis van de lantaarn hebben gemaakt, en dat karwei gaan we nu aanpakken.
In afbeelding 2 zien we de lantaarn wanneer hij verticaal door het midden zou zijn doorgesneden. In afbeelding 3 kijken we omlaag op de buitenkant van de lantaarn. In afbeelding 4 zien we de lantaarn van de zijkant en in afbeelding 5 van voren en in afbeelding 6 van achteren. De basis wordt doorgetrokken naar voren, zoals we in de afbeeldingen 2 en 4 zien, om extra steun de geven aan de overhangende objectiefbuizen. De beste lantaarnhuizen worden gemaakt van mahoniehout, vanbinnen gevoerd met plaatijzer, waarbij dan een ruimte van ongeveer een kwart inch moet worden gelaten tussen het ijzer en het hout. Zoals de afbeeldingen laten zien gaan wij het wat eenvoudiger doen. Het huis kan gemaakt worden van plaatijzer of blik. Russisch plaatijzer is beter dan de gewone kwaliteit. Wanneer blik wordt gebruikt dan moet dit worden geblauwd, maar dit kan ook nog achteraf worden gedaan. Het blik kan worden geknipt met een stevige schaar, maar wanneer u een echte blikschaar kunt lenen van een aardige smid, dan zal dat het werken een stuk gemakkelijker maken. Daar werkt u vlot mee en u zult bij dit deel van het werk weinig problemen ondervinden. Het lantaarnhuis is zo eenvoudig mogelijk gehouden en bestaat uit slechts vier aparte delen van blik in het hoofdgedeelte. De zijkanten en de bovenkant zijn uit één stuk gemaakt, zoals we zien in afbeelding 7; het eindstuk bestaat uit twee delen, te zien in de afbeeldingen 8 en 9 en de bodem bestaat uit één stuk, zie afbeelding 10.
De plaat voor de zijkanten en de bovenkant is uit één stuk gemaakt om te voorkomen dat de bovenkant gesoldeerd moet worden. Het wordt geknipt volgens de afmetingen die in afbeelding 7 worden aangegeven, met een opening voor de schoorsteen en een opening voor de deur aan de zijkant en een zestal gaten van een halve inch aan beide zijden voor de luchtstroom rond de lamp. Wanneer u dit aftekent kunt u het beste vanuit het midden beginnen, waarna u de helften aan beide zijden van deze lijn precies hetzelfde uitknipt, met uitzondering van de deuropening. Wanneer u de randen niet met de schaar precies goed krijgt zult u een vijl moeten gebruiken voor een beter resultaat. Ook de randen aan de achterkant moet heel glad worden afgewerkt aangezien u niet een speciale vijl kunt gebruiken zoals die gebruikt wordt bij gekochte lantaarns. De plaat moet in een halve cirkel worden gebogen vanuit het midden, zoals we zien in de afbeeldingen 5 en 6. De eenvoudigste manier om dat te doen is een blok hout te schaven tot de juiste ronding en daarna de plaat er omheen te buigen totdat zij de ronding precies volgt. Misschien kunt u een stuk pijp vinden met ongeveer de juiste diameter. De uitstekende delen moeten gehamerd worden en scherp worden gebogen over de rand van een blok ijzer of hout, zie afbeeldingen 5 en 6 en uitvergroot in afbeelding 7. De voorplaat, te zien in afbeelding 8, wordt gemaakt volgend de aangegeven afmetingen en is voorzien van één gat, waarin een blikken buis past, afbeelding 2, waarin de condensor kan worden geplaatst. Van deze plaat moeten de randen, met uitzondering van de onderrand, worden omgebogen langs de stippellijnen om een smal randje (flens) te vormen dat net voldoende breed is om te kunnen worden gesoldeerd aan de plaat die gesneden en gebogen is volgens afbeelding 7. Dit kunt u doen met een buigtangetje, maar bij het ronde gedeelte bovenaan zullen er inkepingen moeten worden gemaakt op een afstand van ongeveer een inch. De flens kan ook worden gebogen met een hamer rond de rand van een houten blok. Het buigen van de onderrand moet gebeuren als op de afbeeldingen 2 en 7 is aangegeven.	Op de volgende pagina staat deze afbeelding vergroot afgebeeld.
Het achterste deel, te zien op afbeelding 9, omvat een halfrond gedeelte bovenaan en een scharnierende deur, zie afbeelding 6. Het eerste heeft een flens, net als het voorste deel, zie afbeelding 8, en wordt gesoldeerd aan de bovenkant van de lantaarn. Maar eerst moet er nog een scharnier aan worden gemaakt en de deur moet gemonteerd zijn, voordat het vastsolderen kan plaatsvinden. Beide delen hebben een inkeping, zoals de afbeelding laat zien, en worden gedraaid om een stuk draad. Dit is vergroot weergegeven rechts van afbeelding 9. Dit buigen gebeurt met een buigtang en wordt voltooid met lichte hamertikjes. De randen van de deur worden naar achteren gebogen naar het lamphuis toe, zie hieronder, zodat ze over de zijkanten heen vallen. Er wordt een gat in gesneden waarin een blauw glazen schijfje past, dat alleen nuttig is bij het gebruik van kalklicht. Het glas wordt vastgehouden door een ring die vastgeklonken wordt aan de deur. Afbeelding 10 laat de bodemplaat van de lantaarn zien. Deze wordt zo gebogen aan de randen dat zij de zijkanten en de voorkant van het lamphuis omvat, zoals we zien in de afbeeldingen 2 en 6. Het buigen gebeurt weer met een buigtang en kan worden voltooid met een hamertje, waardoor er niet gesoldeerd hoeft te worden. De gebogen randen zijn te zien onderaan afbeelding 10. Onder de bodemplaat worden voetjes gesoldeerd die de lantaarn los van een tafel houden. Hiervoor kunnen we de koppen van grote verkoperde spijkers gebruiken, zie de afbeeldingen 2, 4 en 6. Op de bodemplaat worden twee strips gesoldeerd waar de voet van de lamp tussendoor kan glijden, zoals we zien op afbeelding 6.
Op de volgende pagina staat deze afbeelding vergroot afgebeeld.
De deur is aan één kant voorzien van een blauw glazen schijfje, zie afbeelding 4. De scharnieren zijn apart van elkaar vervaardigd en aan de deur bevestigd, waarna zij aan het lamphuis worden vastgesoldeerd (zie figuur 12 en 4). Het glazen schijfje wordt gemonteerd als in afbeelding 9. Een grendeltje wordt gemaakt van een stukje messing dat in de getoonde vorm wordt gevijld en wordt vastgeklonken aan een pen die door de deur steekt en een knopje heeft aan de buitenkant om het te kunnen verdraaien. Een fabrieksmatig gemaakte deur heeft nog versieringen, maar wanneer de deur is gemaakt van erg dik materiaal dan kunnen versieringen worden weggelaten.
We gaan nu de verbinding tussen het lamphuis en de optische buizen ter hand nemen. Dit omvat, zoals we op de afbeeldingen 2 en 3 kunnen zien, een achtergedeelte, een blikken buis en een voordeel, zie voor de details respectievelijk de afbeeldingen 13, 11 en 14. Het achterdeel, zie afbeelding 13, is gemaakt van een vierkant stuk blik met inkepingen bij de vier hoeken dat wordt verbogen totdat de uitgesneden hoeken elkaar raken. Aan iedere kant worden drie gaten gesneden, voor de luchtcirculatie en de kanten die de boven- en onderkant moeten gaan vormen worden omgebogen aan de rand en aan de voorplaat gesoldeerd zoals we zien in de afbeeldingen 2, 4 en 5. Een klein beetje soldeer kan in de voegen worden aangebracht. Voordat de plaat op zijn plaats wordt gesoldeerd maken we eerst de blikken buis, te zien op afbeelding 11, door een flens te maken aan de rand van een strook blik en deze met de schaar in te knippen en te buigen in de vorm van een cirkel, waarna we de naad solderen. De omgebogen rand wordt dan gesoldeerd aan de binnenkant van de plaat en de buis steekt door het gat in de voorplaat, als op afbeelding 2. De montageringen of vattingen van de condensorlenzen worden gemonteerd binnenin de buis, zo dat ze er gemakkelijk inglijden.	Op de volgende pagina staat deze afbeelding vergroot afgebeeld.
Het voorste deel wordt gemaakt volgens afbeelding 14. Een op maat gesneden plaat wordt aan twee einden rondgebogen en aan allebei die einden voorzien van een smalle flens waarmee zij aan de plaat kan worden gesoldeerd zoals we ook in afbeelding 2 kunnen zien. We maken een viertal messing veren die slechts aan één eind worden vastgesoldeerd, boven en onder aan de binnenkant van de plaat. Deze vervangen de lastige veren en pennen die in een gekochte lantaarn gemonteerd zijn. Zij geven een beetje mee wanneer een lantaarnplaat wordt ingeschoven en passen de druk aan aan allerlei verschillende lantaarnplaten, met verschillende diktes. We komen nu bij de lamp en de schoorsteen, te zien op afbeelding 2 en ook nog eens apart op de afbeeldingen 15 tot 19. Vrijwel de hele lamp wordt samengesteld door solderen, en de schoorsteen door middel van soldeerloze verbindingen, omdat deze immers zouden smelten door de intense hitte. Deze lampen worden erg goedkoop verkocht, compleet met een gebruiksklare schoorsteen, maar we beschrijven er hier één voor degenen die de daarvoor benodigde tijd willen steken in dit karwei. De lamp bevat drie lonten, elk in een aparte buis, die branden op de paraffine die is opgeslagen in het reservoir op de bodem. De olie wordt in het tankje gegoten door een messing trechter die er aan één kant wordt opgeschroefd.
Op de volgende pagina staat deze afbeelding vergroot afgebeeld.	De flensen aan de zijkanten van de tank glijden in de strips die we op de bodem van het lamphuis hebben gesoldeerd, zie afbeelding 6. De lonten of pitten worden bijgeregeld met gekartelde knoppen waarmee een tandwiel naast de bijbehorende lont wordt verdraaid. De lonten komen naar boven waar zij een brede vlam geven. Er stroomt lucht door de openingen in de zijwanden. De rook wordt verminderd door hittebestendige gaasjes en schotten in de kap van de lamp erboven. De kap is scharnierend, zodat hij naar achteren kan klappen wanneer de lonten moeten worden bijgeknipt. In gesloten toestand rust zij op een licht geraamte bovenop de tank. Aan één kant van de kap bevindt zich een concave gepolijste blikken reflector waarmee het licht door de condensor gestuurd wordt. Aan het andere einde beschermt een glazen ruitje de condensor tegen oververhitting. Daarboven is een rechthoekig frame gesoldeerd waar het onderste deel van de schoorsteen op past. De kap moet zwart worden gemaakt, maar de olietank is van gewoon blank blik. Op de afbeeldingen is te zien hoe de onderdelen worden samengevoegd.
De schoorsteen, afbeelding 18 en 19, wordt gemaakt in twee delen die als een telescoop in elkaar kunnen worden geschoven. De twee delen glijden over elkaar heen, maar om te verzekeren dat ze in uitgetrokken toestand niet inzakken, is één rand een beetje ingeknipt en naar buiten gebogen, waardoor, door de veerkracht, enige wrijving ontstaat.	Op de volgende pagina staat deze afbeelding vergroot afgebeeld.
Op de volgende pagina staat deze afbeelding vergroot afgebeeld.
Afbeelding 20 toont de plaathouder die aan de hand van de tekening gemakkelijk (??? webmaster) kan worden gemaakt van wat hout.
Bron: The Book of Knowledge. (Ca jaren 1910). Pagina 2767.
Aanvullingen van de webmaster. Kroonglas (Engels: crown glass) is een soort glas dat vaak gebruikt wordt in lenzen en andere optische componenten. Het heeft een relatief lage brekingsindex (<1.52) en een lage dispersie (Abbe-nummers rond de 60). Flintglas (Engels: flint glass) is een optisch glas met een relatief hoge brekingsindex en laag Abbe-nummer (50 tot 55 of minder). De op dit moment bekende flintglazen hebben brekingsindices variërend tussen 1,45 en 2,00. Een concave lens van flintglas wordt gewoonlijk gecombineerd met een convexe lens van kroonglas tot een achromatische doublet. De dispersies van de lenzen worden dan gedeeltelijk door elkaar gecompenseerd waardoor de chromatische afwijking minder is in vergelijking met een singlet lens met de dezelfde brandpuntsafstand.
Onder een bolle (convexe) of positieve lens verstaan we een lens die aan beide zijden bol is (no.1 in afbeelding hiernaast), aan één zijde bol en aan de ander zijde vlak is (2), of aan één zijde bol en aan de ander zodanig hol dat de kromming aan de bolle zijde groter is dan die aan de holle zijde (3). In het algemeen dus een lens die in het midden dikker is dan aan de rand. Onder een holle (concave) of negatieve lens verstaan we een lens die aan beide zijden hol is (4), aan één zijde hol en aan de andere vlak is (5), of aan één zijde hol en aan de ander zodanig bol dat de kromming aan de holle zijde groter is dan die aan de bolle zijde (6). In het algemeen dus een lens die in het midden dunner is dan aan de rand.	1: dubbelbol of biconvex; 2: vlakbol of planoconvex; 3 en 6: holbol of concaaf-convex; 4: dubbelhol of biconcaaf; 5: vlakhol of planoconcaaf.
	Vergrote afbeeldingen en meer.....