Test Oglinda

[ CConstructie Oglinda ] [ Test Oglinda ]

Cartea "Laboratorul Astrofizicianului Amator" de Matei Alexescu descrie cum sa corectam o oglinda de telescop folosind aparatul Focault. Mai jos am redat cateva pasaje si desene din carte.

Schema aparatului Foucault 3D:

Daca nu ai timp sa citesti downlodeaza textul arhivat (5K) aici

Metoda deapreciere calitatativa a oglinzilor concave se bazeaza pe unele aspecte a caror importanta a fost recunoscuta de catre cunoscutul fizicianfrancez Leon Foucault (1819-1868), care a stabilit si metoda slefuirii oglinzilor de telescop din sticla. Iata despre ce este vorba.
Sa privim figura urmatoare unde este prezentata o oglinda concava marcata de o defectiune. Se vede usor ca in timp ce razele de lumina reflectate de zona corecta a oglinzii

trec printr-unul si acelasi punct, focarul, o raza reflectata de zona defecta trece mult departe de focar -- fie inainte, fie dupa acesta. Or, pe baza acestui principiu, sa plasam in imediata vecinate a CENTRULUI DE CURBURA A OGLINZII, o sursa luminoasa fina -- o fanta cu deschiderea de ordinul catorva zeci de micrometrii. Lumina ajunsa de la fanta la oglinda se va reflecta aici, formand o imagine a fantei. Ei bine, introducand in fasciculul reflectat o lama opaca, vom vedea ca pe oglinda inaintand o umbra -- in acelasi sens cu lama daca suntem mai aproape de locul de formare a imaginii, sau in sens invers, daca suntem mai departe. Iar in cazul in care ne plasam exact in planul imaginii, daca oglinda este bine realizata, vom observa o intunecare repida, pe masura ce lama intercepteaza lumina,, pana la stingerea completa. Daca insa oglinda prezinta defecte, in locul stingerii uniforme, vor apare in imagine o serie de umbre caracteristice, care ne arata "pe viu" toate defectele suprafetei.
Avem deci o metoda foarte precisa de apreciere calitativa a suprafetei oglinzii noastre -- totul este sa ne realizam "aparatul Focault". Dotandu-l cu un sistem de masurare, aparatul nostru ne va ajuta sa si cifram defectele, sa cunoastem cum si unde trebuie sa actionam, pentru a corecta oglinda si, in particular, sa o parabolizam la momentul potrivit.
Fara prea multe comentarii va dau in figura 2 schema unui aparat Foucault nu prea complicat. Sursa de lumina este constituita de un bec montat intr-o lampa minigon, sau preferabil, un bec auto de 12-21 W. alimentat de la osursa potrivita (12 V). Sursa este montata intr-o cutie prevazuta cu o deschidere de circa 10X5 mm, unde vom aseza o fanta executata din doua lame de ras normale. Cele doua lame se vor apropia una de alta, pana ce deschiderea dintre ele se va reduce la un singur fir -- cand o previm in dreptul unui izvor lumnios -- DE GROSIME CONSTANTA, adica cele doua lame trebuie sa fie riguros paralele. Desi pare greu, paralelismul este elementul cel mai usor de realizat -- ochiul este foarte sensibil la astefel de aprecieri.
In imediata vecinatate a sursei de lumina, se plaseaza lama opaca -- tot o lama de ras. Ea va fi fixata la aceeasi inaltime cu fanta , pe un suport mobil in doua sensuri: unul transversal, prin surubul 12 si un al doilea, longitudinal (13), cu o cursa de circa 50 mm, in dreptul unei gradatii precisa milimetrice. Acesta este necesara pentru cifrarea "aberatiilor longitudinale", atunci cand vom face parabolizarea si controlul ei. Inutil de a preciza ca lama opaca trebuie sa fie paralela cu fanta, pentru a face controlul razelor reflectate, pe toata suprafata oglinzii.
Sa presupunem acum ca am ajuns cu oglinda in faza de control optic, adica polisarea este, prectic incheiata. Examinare suprefetei optice ne-a aratat ca nu mai avem puncte de abraziv pe ea -- cel mult unul sau doua la 3-4 cm patrati si nici zgarieturi. Aparatul Foucault fiind gata, sa trecem la examinare calitativa: in fond in acesta etapa avem nevoie ca oglinda noastra sa fie efectiv sferica, pentru a putea trece la parabolizare.
Se aseaza oglinda pe un suport stabil, lipsit de vibratii, la o inaltime cat mai apropiata de inaltimea fantei aparatului care, la randul sau, se plaseaza fata de oglinda la o deparare cu putin mai mare deecat raza de cutrbura a acesteia -- in cazul nostru ( diametrul 200 mm, distanta focala de 1500 -1600 mm, deci un raport F/D in jur de 7,5-8 si care are nevoie de parabolizare) , la 3000 - 3200 mm, plus 30 -40 mm. Se aprinde becul si se indeparteaza fanta, pentru a putea gasi imaginea reflectata de oglinda (acesta nefiind argintata reflexul nu este prea puternic). Daca acesta apare mai mica si rasturnata, ne vom apropia de oglinda cu tot aparatul, fara a pierde imaginea din ochi. Vor fi necesare destule cautari pana ce ne vom putea plasa in mediata vecinata a punctului de formare a imaginii, adica acolo unde oglinda ne apare complet si intens luminata. Acum punem fanta si incepem sa privim oglinda pe langa marginea lamei opace si dintr-un loc situat imediat in spatele acesteia : de aici va trebui sa vedem oglinda complet luminata.
Ajunsi la acest aspect, incepem sa actionam surubul 12, pentru intersectarea fascicului de raze. La un moment dat, vom observa umbra care inainteaza pe oglinda; daca ea inainteaza in acelasi sens cu lama, departam lent lama cu surubul 13 (eventual tot aparatul) de oglinda si facem o miscare ininversa, de apropiere, daca umbra inainteaza in sens contrar. In felul acesta ajungem, prin tatonari, sa ne plasam exact in centru de curbura -- mai precis intr-un loc transversal vecin --, unde trebuie sa facem observarea aspectului oglinzii.
In acest punct, mai intai scoatem, prin actionarea surubului 12, lama din fasciculul de raze: vom vedea oglinda uniform luminata. Dupa ce ne familiarizam cu acest aspect, incepem sa introducem lama in fascicul si privim mereu spre a vedea ce se petrece acolo.
Oginda incepe sa se intunece treptat, pana ce dispare cu totul, fara nici un fel de umbre parazite. In acest caz, oglinda este perfect sferica! Masurati distanta exacta de la fanta la oglinda, si pe cea de la oglinda la lama: daca prima distanta este x si cea de-a doua este y, distanta focala a oglinzii, masurata acum exact, este :
f=(xy)/(x+y)
Bine ar fi sa fie asa, pentru ca am putea trece imediat la parabolizare; dar, de obicei, apar defecte infime, destul de usor de corectat in marea lor majoritate. Asta e si mai bine, pentru ca invatam sa corectam defectele -- poate cu alta ocazie facem o oglinda si mai pretentioasa, la care obtinerea unei sfere nu mai este chiar atat de facila
Sa vedem acum pe scurt care sunt defectele cele mai frecvente si ce anume trebuie sa facem pemtru a le elimina. Privit figura 3unde sunt prezentate defectele cele mai frecvente. Veti remarca mai intai ca ele au o simetrie centrala; daca pe oglinda voastra nu apare un astfel de careacte e cam neplacu --, dar ati comis greseli grave; nu ati rotit oglinda la fiecare cursa sau nu v-ati rotit voi in jurul postului de lucru.; ati presat inadmisibil in anumite faze de lucru excesiv cu aceasi doza de oxid, pana ce apa a disparut aproape cu totul, actiunea oxidului devenind mai energica decat in alte zone. Cu speranta insa ca nu s-a intamplat asta ceva, iata descrierea defectelor principale si remediile lor.
1. UMFLATURA CENTRALA REDUSA. Luati putin oxid umed pe degetul opozabil si polisati cu el, lent si fara presiune, timp de un minut. Examinati din nou si continuati inca un minut daca e nevoie.
2.UMFLATURA CENTRALA IMPORTANTA. Polisati timp de 2 pana la 3 minute cu oglinda deasupra, excentric, zona umflaturii frecand bordul polisorului. Cursele vor fi de 1/4D, in zig-zag, de la stanga la dreapta si inapoi, pe o distanta numai aproximativ egala cu diametrul observat al umflaturii, spre a face si racordarea cu restul suprafetei. Daca la control actiunea apare ca insuficienta, continuati, dar in repreize nu mai lungi de cate un minut.
In paranteza fie spus, de fiecare data cand faceti examinarea umbrelor Foucault, dupa asezarea oglinzii pe suport, LASATI OGLINDA FARA A O ATINGE, TIMP DE CATE 15-20 MINUTE, SPRE A LUA TEMPERATURA MEDIULUI AMBIANT -- ALTFEL MASURILE NU AU PRACTIC NICI UN FEL DE VALOARE.
3. GAURA CENTRRALA. Faceti un mic polisor de circa 4 cm diametru si polisati marginile depresiunii si putin dincolo de ea, pentru a realiza racordarea cu restul supreafetei. Ca si in cazurile precedente, veti lucra in repreize scurte, de cate un minut.
4. ONDULATII MULTIPLE. defectul este mai important si poate necesita interventii mai serioase. Reluati polisarea generala cu curse de 1/3 D, fara presiuni sau miscari sacadate si lucrati fara intreruperi mai mari de 3-5 minute, timp de cel putin doua ore. Cauza defetului nu poate fi decat polisare cu smucituri si presiuni inadmisibile. In ultima instanta defectul poate duce la sacrificarea intregii operatii de polisare: va trebui sa scoateti smoala si sa reluati finisarea cu cel mai fin sortiment de abraziv timp de 2-3 ore. De-abia dupa o astfel de revenire la finisare, veti putea relua polisarea cu toate operatii descrise.
5. INEL MARGINAL IN RELIEF. Asezati oglinda pe postul de lucru si polisati usor, fara presiuni, cu polisorul miscat excentric, in zig-zag spre dereapta si spre stanga pe distante laterale de 15-35 mm; cursesle nu vor depasi 1/4 -- 1/5 D, iar durata unei reprize de lucru va fi, ca si in alte cazuri, de un minut.
6. iNEL INTERIOR IN RELIEF. Polisati zona inelului cu oglinda deasupra si zona de inel tangenta la marginea polisorului -- deci polisare excentrica -- cu curse de 1/4 D. Veti face acesta poisare pe intreaga circumferinta a inelului, cu atat mai usor cu cat este mai putin marcat.
7. INEL INTERIOR IN ADANCIME. Iata un caz in care retusul este foarte delicat. Daca defectul nu este prea marcat, executati o presare la cald (prin incalzirea oglinzii in apa la 30 - 35 grade C, dupa ce ati pus polisorul pe un inel de hartie subtire, cu diametrul exterior zonei defecte. Dupa aceea, scoateti inelul si polisati timp de 10 - 12 minutecu curse normale; dupa control, daca mai este nevoie mai faceti 2 -3 reprize de cate cel mult doua minute.
8. BORD RABATUT. Tratati defectul ca la nr. 5, considerand o alta suprefata de unda -- considerent pur teoretic -- adica, considerand ca nu bordul ar fi rabatut, ci toata suprafata interioara ar fi la nivel superior. Chiar daca suprafata vi se pare mare, nu depasiti durata unei reprize, este stabilita la 4 minute, iar lungimea curselor limitati-o la cel mult 1/3 D.