Observar el Universo, cuestión de nanómetros

por: Giulio Tiberini

 

El espectro de la radiación electromagnética visible, con las longitudes de onda expresada en nanómetros (millonésimas de milímetro)

La realización de un espejo parabólico para el telescopio es en realidad una actividad en la que la unidad de medida más importante y decisivo para la calidad del instrumento y su desempeño, Es el nanómetro, es decir, los millonésima de milímetro, equivalente a la millonésima parte de un metro.

En "rayar el cristal" lo más importante de todo es el número de referencia 0.00000006875 metro, es decir “para los amigos” 68.75 nanómetros.

Tal es la extensión de la "MPE", es decir, la "tolerancia de mecanizado" que puede presentar la superficie reflectante de un espejo parabólico de manera que esto puede ser considerado “justo” bueno, expresando la desviación máxima permisible de los valores de parábola teórica precisa tomadas como referencia para el mecanizado.

pero ¿por qué 68.75, y no otro número?

La razón está dada por la combinación de dos fenómenos vinculados al comportamiento del ojo humano, y el reflejo de un espejo:

Los dos componentes RESPONSABLES:

1) El ojo humano, los cuales tiene su mayor sensibilidad en la percepción de la luz amarilla-verde presente en el espectro electromagnético de la luz blanca, que, como se sabe contiene la radiación de todos los colores visibles "arco iris", del rojo al violeta (ver imagen superior).

Esta luz amarilla-verde tiene una longitud de onda de 550 nanómetros (0,55 micrón).

2) la reflexión que tiene por el frente de onda de la luz procedente del objeto observado con el telescopio, El primer frente que afecta en el espejo:  Y si en ese punto de la superficie del espejo presenta una imperfección con respecto a la parábola de referencia, esto alteraría el estropeo incidente de frente de onda de un valor igual a la imperfección cumplido.

La misma es entonces reflejada inmediatamente onda, y en su nuevo pase al centro esa misma imperfección ya se reunió “pierna”, sería aún más dañada, por segunda vez, duplicando la cantidad de error Pasado compradores.

entonces: Un error en el cristal crea un error de doble ancho sobre la visualización del telescopio reflector.

La combinación de los dos componentes significa que:

porque un error onda reflejada igual a un cuarto de la longitud de onda de color amarillo-verde, (137.5 nanómetros) Es visible en el uso del instrumento…pero todavía aceptable; y puestohemos visto que el error se duplica durante el reflejo: Aquí es necesario que la superficie del espejo es doblemente precisa, es decir al menos el octavo de longitud de onda (68.75 nanómetros), porque en el uso práctico, duplicar este valor producirá la famosa 137.5 nanómetros de la cuarta Lambda (1/8+1/8= 1/4, o 68,75 + 68,75 = 137.5 nanómetros) que hacen percibir el ojo de este error, pero el valor límite para la aceptabilidad de la calidad óptica de reflexión.

aquellos 68.75 una precisión nanométrica en el procesamiento son un valor muy pequeño, pero bien detectable por el simple análisis de Foucault; y también perfectamente accesible y mejorable, especies en el hecho a mano de procesamiento.

NOTA: La cuestión sensible y curioso que se elevaría a la afirmación de que el error lo que es “Es visible pero todavía aceptable” es:  Pero lo que el ojo ve a través de un telescopio con tal error aceptable?

Y la respuesta nos lleva a la comportamiento de las ondas de luz causa, hasta un error de la superficie reflectante de un cuarto de la longitud de onda (lambda / 4), una fuente punto (como una estrella), vista de gran aumento con un instrumento óptico, Usted no será visto como un simple punto brillante pero va a percibir una patrón de difracción (véase la siguiente figura en el lado izquierdo) formado por un punto central que contiene el 84% de la luz, rodeado por un anillo oscuro y un primer anillo más exterior transparente que contiene el 7% , a continuación, por un anillo más oscuro y un segundo anillo todavía más externa transparente que contiene sólo el 3% , y así sucesivamente con otros anillos siempre menos evidente.

20Para dar un ejemplo indicativo, un error de onda media (lambda / 2, igual a lambda / 4 en el cristal) llevado por una onda de luz reflejada, Se transfiere una parte sensible de’ 84% de la luz contenida en la zona central del punto de difracción muesca, los primeros brillantes aumenta anillo externo de manera que su iluminación, Con el resultado de que la vista del telescopio, la imagen en lugar de ser puntiforme, Se percibirá ampliada en una mancha más amplio, la cual se extiende casi hasta unirse al punto central con el primer anillo de luz (consulte la figura anterior, en el lado derecho) . Y es esta ampliación, que demuestra claramente una pérdida segura de contraste, es decir, la cancelación de los detalles finos de los objetos, que habría sido visible a una gran ampliación, perspectiva más precisa.

NOTA cerrada.

Hombre y la máquina

La siguiente declaración parecería una contradicción en nuestra era de la automatización generalizada y sofisticado. Sin embargo, con el fin de realizar una máquina, tal precisión es necesario inventar este último "desordenada" en su repetitividad, cómo desordenado hombre en su acción manual.

Esto es curioso, pero se deriva del hecho de que la realización de un espejo parabólico, por ejemplo, de 300 mm de diámetro, Es el resultado de aproximadamentecientos de miles "empuje adelante – espalda” (..Trazos para los estadounidenses) de procesamiento para la abrasión de la copa; Cada uno de tales pelar una parte infinitesimal de material.

Un mecanizado tan largo en términos de tiempo y no muy eficaz en la eliminación de vidrio unitaria, Se rige por la estadística de que no es la exactitud de la sola “pasado” laboral.

El astrónomo aficionado con vistas all'autocostruzione, en el primer caso, es, sin duda impresionado por la carga de trabajo manual para la realización de un espejo, sin darse cuenta inmediatamente de que estas impresionantes "cien mil" pasado (accidentes cerebrovasculares) manuales de avance y retroceso, sólo entonces corresponden más o menos a 28 horas de trabajo manual real, (o una hora al día durante menos de un mes).

Es entonces inmediatamente y erróneamente intentó avanzar hacia la realización de una máquina simple para acortar solamente un trabajo aparentemente sencillo.

Pero en ese caso se subestima que un espejo parabólico no es una simple sacudida de verduras; Y la máquina que produce un espejo no es una licuadora, donde cualquiera, sólo tiene que pulsar un botón, y licuadora “Lo hace todo por sí mismo”.

de hecho, no es técnicamente posible construir o utilizar una máquina para llevar a cabo el procesamiento complejo de un espejo de calidad decente, sin antes haber viajado y sabía muy bien cómo realizar ese trabajo manualmente, acompañados por sus correcciones inevitables y numerosos para hacerse encajar en ese muy estrecha tolerancia citada aquí se está hablando.

De hecho, la estadística ELIDE los errores de signo opuesto cometidos por el hombre que de una manera totalmente natural, en el procesamiento, actuar de acuerdo con reglas simples, sigue siendo "más o menos" acerca de los parámetros empíricos, pero no concluyentes, porque PROBADOS POR BEN SECOLI DOS trabajos manuales.
Como una máquina de aficionados poco sofisticado ni profesional, que realiza miles de pasado "mecánicamente" y precisa de todos modos, (que no es capaz de imitar el trabajo dentro de ciertos límites "al azar", propia mano de procesamiento) multiplicar por errores numéricos en diferentes áreas del espejo crecientes en gran medida la gravedad de cierta. Pero donde el trabajo manual habría eliminado fácilmente la una y la otra.

No hace falta decir que una máquina simple aficionado vez puede ayudar en gran medida en la fase parcial de desbaste inicial de un espejo, luego de que la mano será corregido y completado…. como la única parte que puede hacer mejor.

 

10 comentarios en "La observación del Universo, cuestión de nanómetros”

 

  1. Avatar fulvio_

    Por último, entiendo de donde salen de éstas bendita 68.75 nanómetros (lambda / 4). gracias Giulio
    En otro foro que escribió (se habló de espejos metálicos):
    [… pulido de precisión que usted tiene que conseguir en el cristal (o en el metal reflectante) un espejo, es al menos 68.75 millonésimas de milímetro un pico / valle, sólo para tener un espejo “Lambda / 4” que es el límite “nivel de entrada” aceptabilidad… ]
    Le agradecería si pudiera (usted podría) explicar lo que es virtualmente’ (blanco en el que se está trabajando) este “pico a distancia / valle” que no debe exceder 68.75 nanómetros. que, debe haber 'golpes’ en comparación con una superficie teórica'’ perfectamente lisa mayor que este umbral crítico?
    Felicitaciones por su artículo.

    • Avatar Giulio Tiberini

      exactamente Fulvio.
      Esto se debe a: Con el método de medición de Foucault, la cual sigue siendo el embargo del siglo XIX más utilizado, (pero para ello factible con un extremadamente simple probador y con un poco de entrenamiento), Se examina la curva parabólica fabricado manualmente, comparando el reflejo de algunos pares de ventanas formadas en la diametral “de máscara Couder” para verificar cuál es su enfoque óptico; y verificar que la progresión de la circunferencia focal de las coronas que pertenecen ventanas, es posible el más cercano a la progresión de la parábola teórica tomado como referencia.
      Esto no toma en cuenta toda la superficie, pero sólo un diámetro, y se supone que los que han hecho el trabajo lo hizo siguiendo algunas reglas básicas que no permiten a cometer errores locales, pero asegúrese de que la superficie es muy uniforme.
      No hace falta decir que el proyecto de los valores medidos con la simple probador, que nos han dado la línea quebrada que se aproxima a la curva medida en nuestra parábola (segmentos rotos se componen de tantos pares de ventanas de máscara de Couder), Se inserta en un gráfico entre dos copias de la parábola de referencia….¿Cómo está “jamón entre dos rebanadas de pan”..
      De esta manera vemos materialmente “lo que es” nuestra roto (jamón)la parábola perfecta (rebanadas de pan) que queremos lograr, y por lo tanto vamos a corregir varias veces para llegar lo más cerca posible a la perfección.

      Nuestra estamos rotos luego toque un lugar en una de las dos parábolas de contención; y dos en los otros puntos.

      El punto que toca la parábola indica “pico” colocar el plato en el cual para medir la mayor distancia de ella en nuestro roto, que es el punto de “Valle”.
      Que en la distancia asperezas vidrio debe ser inferior a 68,75 nanómetros, porque la onda de luz procedente de la estrella va a ser dañado por una primera vez en la incidencia, y una segunda vez refleja emergente, y su error acumulado en los dos pasajes será 68,75 + 68,75 = 137,5 nanómetros, que es, precisamente, una cuarta parte de la longitud de onda “lambda” de luz a la que el ojo es más sensible, es decir Lambda / 4.
      Espero que no tenga usted confundido las ideas. Pero también pide sin problemas.

    • Avatar Giulio Tiberini

      Métodos de medición más reciente, sofisticado y no dentro del alcance dell'astrofilo,Ya no indicar los dos extremos “pico y valle” error relativo, pero encontrar una “rMs” el cual se trata de una media cuadrática (RMS) toda la superficie.

      El aficionado, sin embargo, felizmente hace sin esos métodos de control industrial precisos y modernos, y se sigue produciendo igualmente refleja por encima de la calidad comercial, incluso sólo utilizando los simples dos métodos complementarios de medición, que son la prueba de Ronchi (que muestra la tendencia cualitativa de toda la superficie, Lo que Foucault no puede mostrar) y la Foucault complementaria (que cuantifica los errores e indicar qué áreas y qué debe corregirse. Lo que el Ronchi no puede hacer).

  2. Avatar fulvio_

    Estoy releyendo más veces he comprendido el sentido del discurso (… aunque algunos detalles se me escapan. Lo que sin embargo no es esencial ya que en el momento no tengo vidrio a prueba). Lo que realmente más allá de la comprensión de un grattavetri no'’ Es la forma en que es posible alcanzar tales valores de precisión (orden de nanómetros) confiando en el gran número de pasada y en la eliminación de errores debido a la oportunidad 'controlado’ el mismo pase. Estás tan, He escrito en muchas formas diferentes y todos los espejos hechos son también la confirmación irrefutable. Sin embargo, es un concepto muy difícil de asimilar escritorio.
    Dos observaciones / curiosidad: Vi que los puntos (proyectos de los valores?) de 'roto’ el gráfico que publicó desviará todo el exceso (o defecto no sabe) en comparación con la parábola ideales. mi’ lo que sucede en la práctica siempre, o puede ocurrir que las medidas para detectar el exceso de desviaciones y por defecto?
    entonces yo no entendía por qué una desviación de 50 nanómetros corresponden a un procesamiento lambda / 11.
    Se 68.75 nanómetros corresponden a lambda / 4 nos (credo):
    lambda / 4 = [550/(68.75+68.75)]
    y luego:
    lambda / 11 = [550/(25+25)]
    en el caso de una desviación de unos cincuenta nanómetros (decir que su 50) no debe ser:
    lambda / 5,5 =[550/(50+50)]?

  3. massimar massimar

    He puesto en estas consideraciones interesantes, decir que el problema de la precisión “nanométrica” de la superficie que es más largo en su medida que en su realización. Considere el hecho de que el pasado con la herramienta de tono y óxido de cerio tiene una eficacia próxima a cero, un solo movimiento hacia atrás y hacia adelante es capaz de afectar sólo algunos de la molécula de cristal, “excavación” 50 la 60 nanómetros no es tan sencillo como se podría pensar. Necesitamos una buena sesión de trabajo con cerio y grasa del codo. Sería mucho más difícil de imaginar excavación o modificar la superficie de un milímetro, que implica horas de mecanizado.

    por lo demás , prueba óptica ( Foucault de una manera particular ) Están sujetas a errores personales de evaluación, Por lo tanto, la calidad de la medición está sujeta a la experiencia y la habilidad del operador, un error en la medición del sorteo de un área de una décima de milímetro ( en un radio de curvatura de tres metros ) Puede parecer una miseria, pero es equivalente a una desviación sustancial de perfil de la superficie real, que nos llevaría a intervenir mediante la excavación de unos pocos cientos de nanómetros de vidrio y luego otras sesiones con cerio, en un intento de corregir un error y virtual, y lograr el resultado opuesto, a saber,, una salida aún más evidentes a partir de la cifra de referencia teórico.

  4. Avatar fulvio_

    Massimar escribió:
    [… por lo demás , prueba óptica ( Foucault de una manera particular ) Están sujetas a errores personales de evaluación, Por lo tanto, la calidad de la medición está sujeta a la experiencia y la habilidad del operador… ]

    pero entonces, 'Layman', perdóname pero la pregunta que surge es cómo se puede confiar al comprar un espejo trabajó lambda / x. Porque si la experiencia y la habilidad del operador que añaden un factor despreciable 'malicia', no se si se trata de. Un proyecto de ley es un comercial espejo'’ (Creo que entiendo que son sólo 'suficiente calidad’ para reducir los costes de producción) y el usuario es consciente de. Pero si tiras un montón de dinero para un espejo a mano o 'industrial’ calidad (que… Zambuto) desea que el lambda todos somos.
    O tal vez la calidad de los trabajadores’ Utiliza los métodos más sofisticados de medición (tal vez OBJETIVO) Mencionó por Giulio?
    (Tal vez voy a OT tema del artículo. Si puedes ignorar / eliminar el mensaje de un administrador).

    • Avatar Giulio Tiberini

      No no. Las empresas tienen máquinas disponibles capaces de realizar la prueba interferométrica que ciertamente no son subjetivos como dell'amatore.
      Pero el aficionado “sgam” ve (así como con Foucault y Ronchi) Además de la prueba estrella si el espejo tiene algunos defectos. La prueba estrella es un tipo de Foucault hizo “en el campo”.

  5. Avatar Giulio Tiberini

    Sus observaciones están bien Fulvio, oportuna e interesante.
    Comienzo por decir que el fondo verde gráfico (título “de los residuos tautocronismo sul'onda”… aparte de la voz arcaica tautocronismo que la fibra significaría isocronismo en la llegada de la luz del fuego): aquellos 41 nanómetros ya están EFFETI el error onda reflejada, entonces ya dos veces 22,1 nanómetros en el cristal.
    Pero este error en el cristal se puede ver en el gráfico en el fondo azul que se encuentra bajo la única palabra, tomado de esta hoja de trabajo:
    https://www.grattavetro.it/wp-content/uploads/2014/12/UltimoRitocco-1200×721.jpg

    En este extracto le ven mejor:
    https://www.grattavetro.it/wp-content/uploads/2014/12/Lambda11-vetro-da-togliere.jpg

    Pero Yo te envío la hoja de cálculo original, por lo que cada vez que se copia los valores de 17 el mismo número de filas de verificaciones (17 en la serie inferior de detracciones en la mesa gris de E65 a E83 J65 en la parte inferior – J83 ) Y en las cajas,F,sol,H,yo,J 12 para ver cada paso en relación con la realización, gráficos (y corrección de errores incluidos).
    Si usted me escribe un correo electrónico a redazione@grattavetro.it te lo mando.

    En cuanto a la exactitud de la prueba, Estoy de acuerdo con la observación hecha por Massimar; las detecciones de tamaños tan pequeños son muy subjetiva y por lo tanto “bailarines”. Pero en cuanto al fondo, Cuando usted hace una cierta serie de medidas y ver que los valores permanecen entre la lambda / 8 y lambda / 10, seis matemáticamente seguro para tener en la mano un espejo de ultra excepcional, incluso si usted tiene la certeza de que el lambda se han medido tanto la verdadera y definitiva

    Las medidas se expresan en defecto o en exceso por la pendiente de la gráfica roto: Una línea que va hacia abajo indica un radio de curvatura de esa área demasiado grande; mientras que una línea que a la inversa la sal. Esto también lo encontrará en diferentes escritos no sólo mi.

    Y este aumento o disminución también dice que el rascador de cristal (que sólo puede “para eliminar el material”), que las zonas a mecanizar para corregir la parábola (casi siempre) sólo aquellos con un levantamiento roto. De lo contrario, usted tiene que rechazar cualquier forma ligeramente hacia atrás hacia el balón.

    Si el francés no es un problema para usted, se obtiene el libro de forma gratuita “la construcción del telescopio de aficionado” capítulos o todo y siempre en formato .PDF . ellos son 280 páginas que representan “la biblia” la grattavetro. desde el sitio: http://www.astrosurf.com/texereau/

  6. massimar massimar

    se Fulvio, como Julio dice que el “profesionales” tener otras herramientas disponibles, pero aquí estamos hablando de elaboración de cerveza casera es aficionado cuales, si se hace con los conocimientos adecuados, experiencia y dedicación, Puede conducir a resultados aún mejores que óptica de más renombre, pero en cualquier caso sigue siendo una posibilidad, este no es el objetivo final de grattavetri, que sobre todo quiere entender, experimentar y crear con sus propias manos…

    mi’ igualmente claro que los que se han acumulado con el tiempo un nombre y credibilidad en la industria, cómo la compañía que usted ha mencionado, Él no lo hizo, por supuesto, ser confundido sobre el alcance de lambda, porque seamos sinceros, en un espejo lambda / 8 , si el resto del telescopio es de hasta, sólo hay que poner el ojo para no necesitar muchos certificados.

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