Setup del Test Foucault (II)

Per chi è alla ricerca di spunti per attrezzarsi realizzando quel che serve per condurre il test di Foucault, presento una galleria di immagini del mio modo di lavorare.

L’ambiente deve essere una stanza con temperatura la più costante possibile, e di lunghezza di almeno un metro e mezzo oltre il doppio della lunghezza focale dello specchio in esame, tale da potervi installare il due tavolini di supporto specchio e di supporto tester, e da permettere la visione del’operatore da dietro il tester…(o la installazione di una webcam).

SUPPORTO SPECCHIO

Lo specchio in esame appoggia sullo spigolo interno dei due longheroni orizzontali inferiori, fissi per tutti i diametri da soreggere. Le dimensioni della base e l’altezza del palo posteriore di questo modello, lo rendono stabile fino al diametro 400mm  (16”).

  • Il palo verticale posteriore è rinforzato da una costola retrostante.
  • Sulla base sono presenti tre bulloni con funzione di piedini regolabili per il fine allineamento del riflesso dello specchio verso il tester di Foucault, il quale notoriamente va installato parallelo all’asse dello specchio, ad una distanza da esso pari al Raggio di Curvatura della sfera generata dalla lavorazione. Distanza che appunto vale il doppio della lunghezza focale.
  • I tre piedini sono disposti a 120°, ed impegnano tre inserti filettati “a ragno” (dadi a griffa o T-nuts) incastrati nella parete inferiore della tavola di base.
  •  Con specchi pesanti sarebbe preferibile che i tre piedini fossero reali piedini aventi la base di appoggio gommata, snodata e indipendente rispetto alla vite di regolazione, e (ed è questo il difficile) manovrabili dalla vite e non dal piede. Il piedino snodato è migliore del semplice bullone, la cui spinta rotatoria di regolazione agente direttamente sul tavolo inferiore, si traduce facilmente in un impercettibile ma indesiderato movimento laterale di disassamento, che disturba l’allineamento.
  • Lo specchio in esame viene “seduto” sui due longheroni inferiori ed agganciato nella parte superiore facendogli scendere a contatto la coulisse che si abbassa abbracciando il palo posteriore, a mò di “colletto”. Una volta che la traversa orizzontale di legno sia scesa davanti allo specchio,  si avvitano a mano i due dadi che la avvicinano ad esso. Dadi che non devono essere stretti, ma regolati in modo che quella traversa “pizzichi” e fermi conto lo specchio la maschera di Couder .

TESTER DI FOUCAULT

È del tipo suggerito da Texereau a pagina 59 del suo noto ED INDISPENSABILE libro dai titolo: “La construction du telescope d’amateur”, scaricabile gratuitamente intero, o a capitoli, dal sito che si rintraccia “googlando” tale titolo nel web.

  • Si tratta di un tester con sorgente separata dalla lama, ed avente il carrello porta lama libero di scorrere su due pattini a lastrina metallica con intaglio di guida a forma di “V” rovesciata. Il binario è monorotaia in semplice tubo da tendine per finestre casalinghe entro cui passa una barra filettata di ancoraggio ai due angolari di estremità.

IL CARRELLO DEL TESTER

è zavorrato con un pezzo di spesso piatto d’acciaio, ed è trattenuto contro il perno del micrometro con un elastico inferiore. Lo spostamento longitudinale avviene con la sola spinta realizzata direttamente dalla vite del micrometro, il cui perno di contatto con il carrello termina con un manicotto termoretraibile contenente una sfera da cuscinetto diametro 4mm.

  •  Una livella laser da muratori, che traccia una linea rossa multiplex continua, aiuta l’allineamento del tester con il centro dello specchio in esame. Il suo fissaggio al rettangolo di zavorra del carrello è ottenuto per mezzo del magnete incorporato di cui dispone. Ovviamente il rettangolo di zavorra è fissato sul carrello perfettamente parallelo al suo movimento longitudinale.

LA LAMA DEL TESTER

Portata dal carrello è una normale  lametta da barba, alla quale, per ottenere la desiderata rettilineità del tagliente, è stata “spianata ” l’affilatura, strofinandola per qualche minuto su una superficie di vetro (con o senza abrasivo fine) per eliminare tutte le microscopiche frastagliature lasciate dalla molatura di affilatura, in grado di disturbare notevolmente la conduzione del test con la comparsa di molte inutili frange di diffrazione.

  •  La lama è fissata al suo supporto verticale con una sola vite centrale, in modo che la inclinazione possa essere regolata esattamente parallela alla immagine della fenditura riflessa dallo specchio. L’operazione si fa mettendo una lente di ingrandimento anche solo del tipo  “tipo tagliacarte” nel luogo dove dovrebbe essere messo l’occhio. In quel modo la fenditura  si materializzerà sul vetro della lente , e la regolazione del parallelismo lama avverrà, facendo in modo che l’entrata della medesima nel cono di luce riflesso dallo specchio, determini la estinzione completa e contemporanea di tutta la immagine della fenditura.

LA SORGENTE DI ILLUMINAZIONE DEL TESTER

Impiega un Led Extra bright diametro 5mm di colore azzurro (…il colore è soggettivo, e a me è parso che l’azzurro disturbi meno la mia visione), alimentato da una pila piatta da 4,5 volt con interposizione di una resistenza in serie da circa 100 ohm.

Per non introdurre errori di valutazione nel test di Foucault, e quindi creare correzioni errate che porterebbero ad astigmatismo, la sorgente luminosa deve stare il più vicino possibile alla lama che intercetta il fascio luminoso di ritorno dallo specchio, in altre parole, il raggio di luce che parte dalla sorgente e ritorna sulla lama deve divergere il meno possibile.

Al giorno d’oggi siamo avvantaggiati perchè esistono LED molto luminosi che hanno un diametro di soli 5 mm. Quindi la distanza fra il centro del LED e la lama del tester sta sicuramente in meno di tre centimetri, mentre prima dell’avvento dei diodi LED questa distanza era ben maggiore poichè si utilizzavano lampade di tipo automobilistico, il cui bulbo è notevolmente più ingombrante, come si vedrà dalla descrizione del tester contenuta nel libro di Texereau. l’ingombro della lampada di quel tempo determinava una distanza ben maggiore di quella minima possibile col montaggio di un LED, ma comunque ancora idonea a non incorrere in astigmatismo, per specchi di rapporto focale F uguale o maggiore di 5.

Per testare specchi di lunghezza focale inferiore, non è più indicato il test di Foucault, ma si utilizza amatorialmente il test “della caustica”

LA FENDITURA DEL TESTER

Nei test ottici è necessario servirsi di sorgenti luminose puntiformi. La sorgente puntiforme per antonomasia è il foro stenopeico, cioè un forellino del diametro di 10 – 50 micron, difficilissimo da realizzare in pratica.

Oltre al problema della difficile realizzazione, c’è il fatto che un foro così piccolo lascia passare pochissima luce anche qualora la sorgente fosse potentissima. Nel test di uno specchio però serve poter avere luce sufficiente, perchè ci si deve porre con il tester ad una distanza di valutazione doppia della distanza focale dello specchio in esame.

Ad esempio: per uno specchio diametro 300mm con rapporto focale F=5, ci si dovrà porre col tester ad una distanza di 3 metri, pari cioè al raggio di curvatura della superficie centrale dello specchio. Raggio di curvatura che a sua volta è il doppio della distanza focale.

Il foro stenopeico quindi viene sostituito da una fenditura la cui larghezza è identica al diametro del foro stenopeico, col vantaggio che il funzionamento della fenditura è identico a quello del foro, ma la estensione della fenditura assicura una illuminazione altrimenti impossibile col foro, ed inoltre, la fenditura è facilissima da realizzare, come vedremo quì di seguito.

La fenditura è comodo installarla su una piastrina di alluminio che si inserisce e si estrae dalla sua sede a mò di slitta, con un foro diametro 5mm che si troverà affacciato al Led della sorgente.

  • L’estrazione della piastrina a slitta che porta la fenditura, scopre completamente il Led sottostante, il cui SPOT LUMINOSO riflesso dallo specchio in esame, è decisamente meglio rintracciabile “sul campo” alla distanza del tester, (per mezzo di opportuno “brandeggio” del foglio di cartone bianco che è citato nella didascalia di una foto) per portarlo  (con manovra coordinata dei piedini del supporto dello specchio e del tester stesso) esattamente nel punto fra sorgente e lama, dove dovrà esse posto l’occhio per la conduzione del test (o la webcam).
  • I due lembi della fenditura possono essere ricavati da due lamette da barba; oppure due pezzi di lamierino di alluminio da 1mm, cianfrinati e spianati per conseguire una perfetta rettilineità del bordo (con lo stesso sistema applicato per la lama del carrello e le eventuali lamette da barba). I due lembi sono poi fissati alla piastrina/slitta di supporto con nastro biadesivo, oppure con viti.
  • La regolazione dell’apertura da 10 micron della fenditura è molto semplice, inserendo fra i bordi rettilinei affacciati, e prima del loro fissaggio,  uno spessore  “distanziatore” costituito da un pezzo di nastro magnetico da videocassetta VHS, oppure musicassetta (internazionalmente conosciuta col termine: “compact cassette”).

IL MICROMETRO DEL TESTER

E’ stato riciclato smontando ed eliminando l’archetto di misura ad un Palmer standard con gamma da zero a 50mm, ed utilizzando la stessa ghiera originale che fissava l’archetto, per fissare la vite dello strumento all’angolare d’alluminio di testata  della rotaia del carrello. L’escursione di 50mm è più che sufficiente per far cadere al suo interno, e con comodità, l’estensione di spostamento longitudinale del carrello necessaria per la esecuzione del test di qualsiasi specchio amatoriale di diametro uguale o inferiore a 600mmF3.8, posto che il tiraggio totale di un simile specchio ammonta a soli 17,83 mm contro i 50mm disponibili).

LA GALLERIA DELLE IMMAGINI

 

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