Observer l'Univers, quelques nanomètres

par: Jules Tiberini

Le spectre du rayonnement électromagnétique visible, avec les longueurs d'onde exprimées en nanomètres (millionièmes de millimètre)

La réalisation d'un miroir parabolique pour télescope est en fait une activité dans laquelle l'unité de mesure la plus importante et décisive pour la qualité de l'instrument et ses performances, est le Nanometre, à savoir le millionième de millimètre, équivalent à un milliardième de mètre.

Dans « rayer le verre » le plus important de tous est le numéro de référence 0.00000006875 m, c'est-à-dire “pour les amis” 68.75 nanomètres.

Telle est la mesure de la « MPF », c'est-à-dire la « tolérance d'usinage » que peut presenter la surface réfléchissante d'un miroir parabolique, car pour cela on peut dir “juste” bon, l'écart maximal admissible exprimée par rapport aux valeurs théoriques exacts d'une parabole prise comme référence du travail.

mais pourquoi 68.75, et non un autre numéro?

La raison est donnée par la combinaison de deux phénomènes liés au comportement de l'oeil humain, et à la réflexion d'un miroir:

LES DEUX COMPOSANTS RESPONSABLES:

1) L'œil humain, qui a sa meilleure sensibilité dans la perception de la couleur jaune-vert present dans le spectre électromagnétique de la lumière blanche, qui, comme on sait qu'il contient le rayonnement de toutes les couleurs visibles « Rainbow », du rouge au violet (voir image ci-dessus).

Cette lumière jaune-vert a une longueur d'onde 550 nanomètres (0,55 Micron ).

2) la réflexion qu'on à pour le front d'onde de la lumière venant de l'objet observé avec le télescope, le quel front va donner incidence de premier visage dans le miroir:  Et si à ce moment-là, la surface du miroir présente une impefection de surface par rapport à la parabole prise comme référence, Cela changerait le front d'onde incidente edommageand-le d'une valeur comme l'imperfection rencontrée.

La même onde va se reflecter ensuite immédiatement, et va revenir sur cette imperfection même déjà rencontrée “pendent l'allèe”, elle va être encore endommagé, pour la deuxième fois, doubland le montant d'erreur qu'elle avait précédemment .

Donc: Une erreur sur le verre crée une amplitude double d'erreur sur la vision au télescope reflecteur.

La combinaison des deux composants signifie que :

parce que une erreur onde réfléchie égale à un quart de la longueur d'onde jaune-vert, (137.5 nanomètres) Il est visible dans l'utilisation de l'instrument…mais quand même encore acceptable; et depuisnous avons vu que l'erreur double au cours de la réflexion: Voici ce qu'il faut que la surface du miroir soit doublement precise, c'est a dir au moins comme un huitième de la longueur d'onde (68.75 nanomètres), car en pratique, doublant la valeur vous obtiendrez les célèbre 137.5 nanomètres du "Quatrième de Lambda" (1/8+1/8= 1/4 de, ou 68,75 68,75 = 137.5 nanomètres) qui font apercevoir l'erreur presente à l'oeil de l'observateur, mais d'une "quantitè limite", qui est retenue acceptable pour definir "le minimum passable" de la qualité de l'optique réflescissante .

ceux 68.75 nanométrique de précision dans l'usinage sont une très petite valeur, mais bien détectables par le simple test de Foucault; et pourtant parfaitement réalisable et améliorable, espèces avec un travail fait à la main.

NOTE: La question sensè et curieux, qui ferait naître l'affirmation que cette erreur “Il est visible, mais encore acceptable” il est:  Mais qu'est ce qu'il voit l'œil, dans un télescope avec une erreur acceptable?

Et la réponse va concerner le comportement ondulatoire de lumière dont, jusqu'à une erreur de la surface réfléchissante d'un quart de la longueur d'onde (lambda / 4), une source Pointiphorme (comme une étoile), vue à fort grossissement avec un instrument optique, Ne sera pourrà voir comme un simple point lumineux, mais vous entendrez de celui-ci un diagramme de diffraction (voir figure ci-dessous sur le côté gauche) formé par un point central qui contient le 84% de la lumière, entouré d'un anneau foncé et un premier anneau le plus externe limpide contenant le 7% , puis par un autre cycle d'obscurité et une seconde bague encore effacer seulement le plus à l'extérieur contenant 3% , et ainsi de suite avec d'autres anneaux toujours moins évidente.

Pour donner un exemple indicatif, une erreur demi-onde (lambda / 2, égale à lambda / 4 sur le verre) portè par une onde lumineuse réfléchie, Il transfère une partie sensible’ 84% la lumière contenue dans le poit central de la tache de diffraction, la première bague extérieure lumineuse augmente, de sorte que son illumination, Avec le résultat que la vue du télescope, l'image au lieu d'être ponctuelle, Elle percevra élargie dans une tache plus large, qui s'étend presque à se joindre au point central du premier anneau lumineux (voir figure ci-dessus, sur le côté droit) . Et c'est cet élargissement qui démontre clairement une perte de contraste que, autrement dit, la perte nette des plus fins détails des objets, qui auraient pu etre visible à fort grossissement, dans un optique plus précise.

NOTE fermé..

L'HOMME ET LA MACHINE

L'affirmation suivante semble une contradiction dans notre ère de l'automatisation généralisée et sophistiquée. Mais pour réaliser une machine, une telle précision est nécessaire d'inventer cette derniere avec le « désordre » dans sa répétitivité, Quel est le desordre de l'homme dans son travail manuel.

Ce qui est curieux, mais découle du fait que la réalisation d'un miroir parabolique, par exemple, diamètre de 300 mm, Il est le résultat d'environcent mille « coups, ou passèe en avant – et en arriere” (..dits "Strokes" par les américains) d'usinage par abrasion du verre; Chaque passèe asporte seulement une infinitieme partie de verre.

Donc un travail si longtemps en termes de temps, et peu efficace dans l'asportation unitaire du verre, est plus régi par la statistique qui non pas de la précision de la simple “passé” de travail.

L'astronome amateur regardant le bricolage, dans le premier cas, il est sans aucun doute impressionné par la charge de travail manuel pour la réalisation d'un miroir, sans se rendre compte immédiatement que ces impressionnante « 100 000 » passé (strokes) avant et arrière manuels, ne correspondent alors plus ou moins 28 heures de travail manuel réel, (C'est a dire une heure au jour pour moins d'un mois).

Il est immédiatement et à tort, tenta ensuite de progresser vers la réalisation d'une machine simple pour raccourcir un travail, seulement a l'apparence d'une simplicité trompeuse.

Mais dans ce cas il sous-évalue qu'un miroir parabolique n'est pas un simple Smoothie de légumes; Et la machine qui produit un miroir n'est pas un mélangeur, où tout le monde, appuyez simplement sur un bouton, et mélangeur “Il fait tout par lui-même”.

en fait, il est techniquement impossible de construire ou d'utiliser une machine pour effectuer le traitement complexe d'un miroir de bonne qualité, sans avoir auparavant voyagé et savait très bien comment effectuer ce travail manuellement, accompagné de son indéfectible et de nombreuses corrections à appliquer pour s'adapter dans la tolérance dont ici on parle.

En fait, la statistique elide les erreurs de signe opposè commises par l'homme qui de facon totalement naturel, dans le travail, va agir selon des règles simples, et se mantient « plus ou moins » autour des paramètres empiriques mais concluantes, car ils ont etè testé par deux siècles de travails manuels.
Pendant qu' une machine amateur pas sophistiquée ou professionnelle, qui réalise des milliers de passé « mécaniquement » et précise tout de même, (IE pas capable d'imiter le travail dans certaines limites « aléatoires », comme ceux du travail à la main) irà multiplier par numéros les erreurs dans différents domaines du miroir, avec l'accroître considérablement de gravité de certaines. Où travail manuel aurait facilement élidée mutuellement les uns et les autres.

Il va sans dire qu'une simple machine amateur (table tournante) peut grandement aider au lieu de la phase partielle d'ebauchage initiale d'un miroir, alors que la main sera corrigée et complétée…. que juste a la main, l'on peut faire mieux.