¿Cómo realizar un espejo secundario convexo

A "empezar con el pie derecho" – dado que el lector puede no saber la razón por la en algunos tipos de telescopio debe crear un espejo secundario de tipo convexo, hacemos una "panorámica" sobre la evolución de los telescopios que condujo a la utilización de este tipo de espejo.

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Los telescopios refractores fueron los primeros en aparecer desde 1609 (Galileo), seguido de 1680 del telescopio reflector newtoniano.

Pero seguía siendo el refractor, y todavía sigue siendo, un tipo de telescopio de apertura limitada, penalizar el aumento útil y por lo tanto la definición de extremos particulares, de lo contrario mucho mejor visible con telescopios de tipo reflector, cuyo objetivo es un espejo en su mayor parte parabólica, sencillo y fácil de realizar también en grandes diámetros, lo que requiere un pequeño espejo plano para la deflexión lateral de la visión astronómico hacia el ocular.

El aumento en el diámetro de los espejos primarios, y con ella la de su longitud focal determinada tubos ópticos muy largos.

En los años del descubrimiento de Newton apareció el proyecto de dos telescopios en configuraciones alternativas, Gregory y Cassegrain, caracterizado por tubo más corto que el de Newton, gracias al montaje de un espejo secundario plan ya no, pero puede reflejar “más lejos” el cono de luz recibida, devolviéndolo sobre el espejo primario, a través del orificio que es por lo tanto necesario perforar en el centro de este último, donde el ojo.

La familia de estos telescopios se propagan a través del tiempo, y cada nuevo miembro tomó el nombre de su configuración por técnicos que planificaron, algunos de los cuales (con la excepción de variantes catadióptrico) Son los siguientes:

  • Gregory (James Gregory 1663): primario parabólico - cóncava elíptica secundaria (aberración esférica correcta y coma débil). no se utiliza. su tubo, a pesar de ser más corto que el de un Newton, Es más largo que las otras versiones aquí se indican a continuación, pero es el único que ofrece la ventaja de una visión enderezado, bueno para uso terrestre,
  • Cassegrain (Laurent Cassegrain 1672): parabólica primaria - secundaria hiperbólica convexa (ab.sferica coma correcta y débil)
  • Ritchey-Chrétien (1922): hiperbólica primaria - secundaria hiperbólica convexa (ab.sferica coma y nula correcta)
  • Dall-Kirkham (1951): elíptica primaria - secundaria esférica convexa (ab.sferica coma correcta y fuerte)
  • Pressman Camichel (1954): esférica primaria - convexa elíptica secundaria (ab.sferica coma correcta y enorme).

La disponibilidad actual de medios y materiales considerablemente más ancha que la del pasado, Hace posible la fabricación manual de / artesanías de este tipo de desafiar a los telescopios newtonianos, incluso por una audiencia de unos pocos conocedores y entusiastas emprendedores.

La principal dificultad para estos aficionados por desgracia sigue siendo el hallazgo imposible en los textos de ayuda de lengua italiana que explican cómo crear espejos para telescopios estos.

La literatura más popular sobre este tema es demasiado mala Inglés o Francés, y el objeto más común se refiere a las explicaciones para la realización de un espejo esférico cóncavo / convexo, a partir del roce con abrasivo húmedo interpuesto, de dos discos de vidrio, uno de ellos con el procesamiento se vuelve cóncava y la otra de este modo presentará la misma curvatura pero convexa.

El esférica (ver su sección como círculo de puntos negro en la siguiente figura) Es el más fácil de realizar con gran precisión, de la que es técnicamente más conveniente de realizar en la secuencia de cada una de las otras formas cónicas gradualmente más acampanado o bola deformado, que son: La forma elíptica alargada (su sección es en color azul) ; el plato (verde) ; e hiperbólica (en rojo).

 

cónicas

Higo. 1 – Las secciones cónicas

Teniendo en cuenta que en el idioma italiano no está disponible un método válido de realización de un espejo convexo de sección transversal elíptica, Traduzco aquí después de un capítulo del libro titulado en francés “Darse cuenta de su telescopio” di Karine y Jean Marc Lecleire.

(NOTA: Para los lectores de lengua diferente del italiano, se recomienda el capítulo lattura directa en el libro que, con el fin de evitar errores generados por lo risultarebbe un terrible doble traducción hecha por programas automatizados).

El capítulo se describe la construcción de un espejo secundario convexo para un telescopio Cassegrain F12. Pero sin importar el tipo de receptor descrito telescopio con espejo, todavía es una guía práctica que le permite comprender la relación entre los datos de diseño y realización del manual de la práctica, que de esta manera es adecuadamente transferible a la construcción de otros tipos de espejos secundarios de forma convexa.

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Figura 1

Higo. 1 (p.196- El telescopio descrito en el que la fabricación de la secundaria,  ha primario M1 Ø305, 305mm Ø exterior, y 300 diámetro óptico, estafar ROC = 1800mm; Focal F1 = 900mm; flecha 6,25mm; Espejo agujeros Ø45mm

(p.225-228)

El espejo secundario es la pieza más delicada de lograr en un telescopio Cassegrain. La convexidad no es directamente controlable con el método de Foucault como para el espejo primario. un método interferométrico se utiliza en vez (En cuanto a los planes secundarios, con franjas de difracción de la luz de una lámpara de sodio) para comparar el espejo convexo de un indicador que tiene el mismo radio de la parte cóncava.

PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN

El trabajo del espejo secundario se lleva a cabo de acuerdo a los siguientes pasos:

  1. asignación de fechas, rodare refinar y pulir el espejo convexo como un espejo cóncavo. El espejo se vuelve convexa y cóncava del disco se convierte calibre. En el caso de este telescopio, la flecha del diámetro del espejo es 1,78 en milímetros 95 milímetros desde el borde.
  2. Después de pulir la parte inferior de cada vaso, pulido de los dos discos giratorios para darles la misma curvatura.
  3. Darse cuenta la forma esférica del espejo cóncavo (calibre). Al calibre cóncava, en el caso de muy deformada a un control de espejo (Por ejemplo, el secundario de este T300), Hay que dar forma complementaria a la hiperbólica convexa con el fin de controlar esta última en condiciones óptimas (véase el último párrafo titulado "Cuando la mayor brecha excede Epsilon 2 flecos ").
  4. Dar primero una forma esférica y entonces el espejo hiperbólica convexa y comprobar si hay franjas de interferencia coloreados, con la ayuda del calibre cóncava.

POR DESBASTADO refinamiento

Los métodos de trabajo son las utilizadas para el espejo parabólico normales.

Los puntos importantes a tener en cuenta son:

  • Es recomendable tomar una herramienta dura (que se convertirá en cóncava) diámetro mayor (4 la 5 mm) respecto al espejo (que será convexa) para evitar ser molestado por un posible defecto del borde cóncavo durante el pulido de las piezas.
  • Tenga cuidado para evitar astillas que pueden formar en el borde de las partes convexas durante el desbaste. Darse cuenta de éste fuera del chaflán 4 una 5 mm, que debe ser mantenido a lo largo del trabajo. Además, no se hará trazos demasiado tiempo en el cóncavo herramienta de apoyo.
  • Al final de desbaste, la flecha debe ser respetada con una precisión mejor centésima de milímetro. La longitud focal y los valores de p y p’ (ver figura 1) Son muy sensibles a los cambios en el radio de curvatura del espejo secundario, medido utilizando el anillo de uno esferómetro (ver dibujo).
  • Cuando llegue al valor de la flecha, Hay que seguir para alternar seca con espejo encima y por debajo del espejo, para preservar la curvatura de las caras hasta el final de la maduración. En esta etapa, en las superficies de rodadura en contacto entre sí bien en toda la superficie y no observan burbujas de aire dentro de los dos discos de vidrio.

esferómetro ANILLO

sferometro fig2

Figura 2 – anillo Sferometro utiliza para controlar el radio de curvatura de los espejos de pequeño diámetro

 

El radio de curvatura de un disco convexo rcx Se calcula como sigue:

CodeCogsEqn

Para se calcula un espejo cóncavo RCC:

CodeCogsEqn

Si sustituimos el anillo con tres canicas de diámetro segundo colocada a una distancia re desde el sensor, el radio de curvatura R es:

CodeCogsEqn

(donde se + segundo para la convexa, y - b el cóncavo)

TRABAJO la parte posterior del PIEZAS

Con el fin de llevar a cabo el control con las franjas de interferencia, es necesario que la parte posterior de cada pieza se hace transparente: sumariamente Refinar la parte posterior del espejo es que la herramienta de forma individual y luego pulir frotando la parte posterior de cada pieza de una tela recubierta de herramienta de pulido piso (prensado de una pieza de tejido de lana en el terreno de juego caliente) muy carga de óxido de cerio. La operación tiene una duración de quince a treinta minutos. La calidad de la superficie y la planitud de la parte posterior no afecta a la forma de las franjas de interferencia del control.

PULIDO espejo convexo y el calibre CONCAVO

Hacer dos herramientas de pulido de yeso, la primera convexa para pulir el disco cóncavo; la segunda parte cóncava para pulir el disco convexo.

Comience a pulir uniformemente el disco cóncavo y el calibre convexa con sus respectivas herramientas complementarias (de trabajo para cada disco 20 la 30 acta, con las carreras de W 1/3 re) para realizar una primera interferencial de control. Después de limpiar completamente el calibre espejo convexo y cóncavo, con un pincel de pelos tasa, poner tres dientes de papel de cigarrillo en 120 ° en la periferia de la pieza cóncava. A continuación, coloque la pieza convexa por encima del calibre cóncava. Ejecutar la comprobación exactamente como lo hace para un espejo plano, iluminando los discos con una lámpara espectral colocado detrás de un difusor.

Si la curvatura de los dos discos son exactamente los mismos, Se observarán franjas de interferencia de las líneas rectas y regularmente espaciados. Si las curvaturas son diferentes, se observan franjas circulares concéntricas. Al presionar el dedo en el disco superior, se determina si los anillos son convexas (flecos fuera del disco y se tocan entre sí en el centro) O concavi (flecos caen y los discos se tocan entre sí en el borde). Si la diferencia de curvatura es mayor que 7 la 8 franja, Debe incorporar las dos piezas hasta el último grano abrasivo usado (trabajar el vidrio cóncava sobre si es flecos convexas, y viceversa). Un defecto cóncava es más difícil de modificar un defecto convexa. Es también deseable comenzar a pulir con su convexidad 3 la 4 franja. En esta etapa, consultar también la forma cóncava esférica con un probador de Foucault y una Couder máscara. Retocar los defectos importantes en las partes cóncavas antes de pulir aún más el espejo convexo.

START POLACO

al principio, realizar tres cuartas partes de la pulido espejo convexo para darle el mismo que el radio de curvatura calibre. Si usted observa las franjas convexas, posicionar el espejo por encima de su herramienta de pulido para que sea menos profunda su curvatura (que sea más o menos convexa espejo cóncavo). Si no es así, colocarla debajo de la herramienta de pulido para realizar la operación inversa (para que sea más o menos profunda convexa). Ejecutar ciclos de pulido 20 minutos haciendo corrieron amplitud recta o W 2/3 una 3/4 el diámetro máximo de amplitud (con una transversal giratorio de 1/8 re) sin tratar de apoyar con el fin de ejecutar. Si este esquema crea una deformación en el espejo, es necesario para unir a la superficie con la usual robo, carreras de realizar W amplitud 1/3 re.

Pulir el calibre igualmente mediante la aplicación de los mismos ajustes.

No es necesario pulir completamente porque es más fácil para variar el radio de curvatura de una pieza de trabajo, si su superficie es todavía gris.

Otro método para reducir o reforzar la curvatura de una superficie consiste en sguarnire la herramienta de acuerdo con una pista en particular: Al impedir el contacto con el vidrio del terreno de juego a la central de la herramienta o en la periferia de operar inversamente. Puede conseguirse lo comprimiendo terreno de juego en una figura de cartón.

Fig. 3

Higo. 3 – Formas pátina

Ejemplos de herramienta estrella positivo o negativo obtenido después de pulsar una máscara de cartón: las zonas grises corresponden con el tono de la superficie en contacto con el espejo. superior: herramienta para disminuir la convexidad (con la estrella central en relieve); abajo: Herramienta para aumentar, (con el borde levantado y la estrella encajonado).

Obtener la muestra forma de bola

Cuando las curvaturas de los dos vidrios del espejo calibre convexas y cóncavas están muy cerca (la 1 una 2 anillos marginales), se procede al procesamiento del calibre de la esfera cóncava.

Con el fin de servir de referencia para el espejo convexo, esta pieza debe alcanzar una precisión de lambda / 10 en control con Foucault.

Para evitar la introducción de aberraciones extra-axiales, Foucault probador de la hoja debe ser llevado a una distancia de 10 o 15 mm max de la rendija. La operación es factible tanto con una unidad de modificación mecánica, que con la adición de una reflexión con espejo semitransparente 45 °, que con un cubo separador "divisor de haz"

La verificación de la curvatura esférica del calibre debe llevarse a cabo usando uno de pantalla Couder 3 la 4 zona.

El proyecto de medida en cada zona se corresponde directamente a las "pequeñas medidas" que se utiliza para calcular la aberración longitudinal del centro de curvatura Alc

Alc= medidas reducidas - K (K elegir positivo o negativo, como una prueba de Foucault).

Una vez que tenga el calibre cóncava, Es necesario refinar el pulido del espejo convexo.

Las franjas de interferencia observados deben ser rectas. En esta etapa, el espejo convexo debe estar perfectamente pulido, sin la presencia de gris.

REALIZACIÓN DE LA FORMA hiperbólica espejo convexo

El cálculo de la deformación todavía se realiza con la ayuda de la figura ya se ha visto 1.

(196-197)

Figura 1

El telescopio ha descrito primaria M1 Ø305, 305mm Ø externo, y 300 diámetro óptico, con ROC = 1800mm; focal F1 = 900mm; flecha 6,25mm; espejo perforada Ø45mm

aumento sol dada desde el secundario M2, es la relación entre la resultante focal del instrumento y la longitud focal de solamente primaria.

En este proyecto sol = 3600/900 = 4.

La relación focal de la combinación final 12.

la distancia pag entre la superficie óptica de la convexa secundaria y el fuego F1 es:

p = (F1 + x)/(G + 1).

Paloma X es la distancia entre la superficie y el fuego primaria y secundaria F2. En el presente caso p = 238mm

La distancia de la parte re, entre el centro del centro de la SI primarias y secundarias d = F1 p.En el presente caso se trata de 662 mm. la distancia pag’ entre la superficie del espejo secundario y el fuego F2 (sabiendo que la ampliación sol el espejo secundario está dado por páginas), tienes p’= p * Gcon pag’ que es = 952 mm.

El diámetro D2 el espejo convexo se define con:

= D2 (D1 • p / F1) + d • un bronceado

Paloma una el telescopio está cubierto campo.

Solo tiene que elegir un campo a plena luz en el foco Cassegrain igual a la diagonal de un negativo fotográfico, formato de 24 x 36 mm, el cálculo de la siguiente:

α = arctan (de la raíz (24^ 2 + 36 ^ 2)) / 3600

o 41 arcominutos.

De este modo podemos calcular el diámetro de la secundaria convexa D2, que se convierte 87 mm, y diámetro mecánica = 95 mm.

El radio de curvatura R2 el secundario está dado por la fórmula R 2 = 2 • P • G /(G-1), o R2 = 634,67 mm.
Este espejo es un hiperboloide de revolución,y su coeficiente de deformación b2 Se calcula mediante la colocación de b2 = – ( (G + 1) / (G-1) )^ 2. En nuestro caso b2 = -2,78 (para la primaria b1 = -1).

(228-229)

fundar b2 = -2,78. Se calcula la desviación en relación con la esfera tangente de la parte superior del espejo y secante al borde de la abertura de la altura útil h, con el uso de la fórmula:

CodeCogsEqn

Paloma y es la distancia desde el centro del espejo y R2 Es el radio de curvatura del espejo secundario. El espacio máximo e Usted se obtienen para la zona alta 0.707 calcular con la siguiente fórmula:

e = (b2 / 32)(h ^ 4 / R ^ 2 3)

fig4

Higo. 4 –  formas espejo comparativa

Formas comparativas espejo hiperbólico y la esfera que tiene el mismo radio de curvatura (las alturas se amplifican en gran medida para legibilidad). se obtiene Epsilon La desviación máxima para la región de altura 0.7.

Cuando se controla un espejo convexo hiperbólico de un reloj de sol esférica cóncava de la figura de franjas corresponde al contorno hiperbólica se muestra en la figura anterior.

El procedimiento de pulido en general consiste en trabajar el espejo convexo por medio de una herramienta en inversamente proporcional sin protección al desgaste a fin de realizar. También puede utilizar una herramienta en forma de pétalos, o todavía una herramienta que tiene una corona circular de diámetro 0,7 veces mayor que la del espejo.

Nota: Aquí se habla de diámetro óptico. Lo que significa que cuando la comprobación o calcula, la parte excedente del diámetro óptico debe ser descartado, si el diámetro exterior del espejo es mayor que el diámetro óptico.

Para las pequeñas deformaciones (< una franja y una media), la realización no plantea ningún problema. Siga la normativa local sobre unos minutos con un poco de pulido incluso con el pulgar. Para el control de la convexa en relación con la esférica cóncava, cortar un patrón de papel cuya forma está definida por la ecuación anterior, ver figura 4.

A continuación, determinar los toques de pulido para la comparación de la franja de reloj de sol con el modelo de cartón.

Para las grandes deformaciones (este es el caso con el espejo de T300 en la que la desviación máxima es Epsilon -1,22 micrón, o 4.14 flecos para lambda = 0,589 Nuevo Méjico), constituyen una serie de herramientas de coronas se centraron en la zona 0,7 pero de diferentes anchuras. Poco a poco la deformación del espejo convexo, teniendo cuidado de no crear franjas "en los pasos" . Para evitar este problema, el borde de los anillos debe ser irregulares (con muescas como el encaje) y la presión de las manos sobre la herramienta muy moderado.

Cuando la mayor brecha excede Epsilon 2 franja, la franja reloj de sol es demasiado distorsionado para permitir una medición fiable, y luego el método de control de un espejo de este tipo es un poco’ diferente de la última.

Por lo tanto, debe, a partir de esférica existente, para lograr un espejo hiperbólico cóncava que tiene la misma deformación b2 presente en el espejo convexo.

Es este espejo cóncavo hiperbólica que se utilizará para controlar el convexa. Cuando la deformación cóncava y convexa tendrá el mismo (b2), las franjas aparecerán rectilínea, como en el caso de un espejo plano. Si todavía estará presente un defecto de curvatura, Las franjas son concéntricas y regulares (su separación disminuye con la raíz cuadrada de la distancia desde el centro del espejo).

La forma de la calibre cóncava comprobar con la prueba de Foucault y una Couder pantalla (Tenga en cuenta que la aberración longitudinal teórico para cada área de la pantalla está dada por b2 * Hm ^ 2 / R). A fin de no variar el radio de curvatura en el centro de la pieza de trabajo (e igualmente de la convexa) Es necesario para deformar el indicador para los bordes.

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