Prueba de Foucault; ¿qué es y cómo funciona. (yo)

LA PRUEBA AMATORIALE

La necesidad de realizar las pruebas en el procesamiento óptico en, típicamente con la superficie reflectante parabólica para telescopios newtonianos, Está diseñado para ser capaz de ver con la presencia de cualquiera de los errores relevantes forma de la superficie del espejo, y estos errores consiguen CANTIDAD ', con el fin de estudiar y aplicar medidas correctivas para llegar a tener una parábola perfecta (en el caso de telescopio newtoniano) u otra forma perfecta necesaria.

La prueba de uso más frecuente a nivel amateur para la evaluación de la figura de la parábola en una precaución espejo newtoniana objetiva para telescopios con una relación focal no inferior a F4, ( que implica una profunda curvatura de la superficie reflectante para la cual la prueba es adecuada cáustica) son dos: La prueba de Ronchi y la prueba de Foucault.

Estos son dos pruebas complementarias entre ellas, porque:

  • PRUEBA DE RONCHI:
    Ocurre mirando un patrón de una serie de líneas paralelas por milímetro, reflejada por el espejo en cuestión.
    Una superficie homogénea presente el rendimiento de estas líneas igualmente homogénea, es decir, sin cambios bruscos de dirección en puntos localizados que han de considerarse defectuosa. Es por eso que sólo muestra visualmente la calidad de cualquier superficie del espejo (que en su lugar de ensayo de Foucault no puede hacer), y por lo tanto permite identificar dónde se encuentran en sus defectos, pero no se puede especificar cuánto están fuera de la tolerancia. Por esta razón, el Ronchi se considera una prueba de calidad Tipo.

 mientras,

  • LA PRUEBA DE FOUCAULT:
    Técnicamente hace una comparación entre las mediciones (del orden de nanómetros), de la parábola teórica tomado como referencia constructiva, con los de la misma posición actual en el espejo que estamos haciendo.
    En otras palabras, Recordando que presenta una parábola de rayos curvatuta de su superficie progresivamente mayor a medida que avanza desde el centro hacia el borde del espejo, con la prueba de Foucault está buscando centros de curvatura (y luego los rayos) de cada zona (es decir, la corona circular en la que el espejo está sato dividido por la superposición de un Couder máscara, divididas en pares de ventanas) y determinar las desviaciones con respecto a los valores teóricos que hemos encontrado en esa zona para tener una parábola perfecta.

Un valor más alto de la detecta debido a indicar la necesidad de excavar más, mientras que una menor de lo que debería sugerir a excavar el resto de la supeficie de devolver un poco hacia el balón, vio que el vidrio no se puede añadir en el que ya no se encuentra.

El más grande de la potencia de Foucault también es dada por el hecho de que puede simular el contacto entre las dos parábolas, el teórico y el práctico, en cualquiera de sus puntos, para mostrar gráficamente y cuantitativamente en nanómetros que ser eliminado, si las desviaciones del resto de la parábola son convenientes para el mecanizado, que, tolerancias visto en juego, Es notoriamente más fácil en el centro que en el borde del espejo.

En la práctica, por lo tanto, las medidas de prueba Foucault muy precisa la información de calidad sobre las áreas de la superficie reflectante DIÁMETRO, proporcionar CANTIDAD 'de los errores que pueden estar presentes en él. Lo que el Ronchi no puede hacer. Esta es la razón por Foucault se considera una prueba de tipo CANTIDAD.

El hecho de que la medida de la Foucault se lleva a cabo en un solo diámetro y no sobre toda la superficie del espejo en cuestión, No disminuye la eficacia, ya que la técnica de procesamiento para derivar la curva de cavado en el vidrio del espejo, Está hecho de miles de abrasivo pasado "ida y vuelta", de una herramienta de la misma o ligeramente más pequeño diámetro del espejo,  simultáneamente hace girar con el fin de construir la excavación como una figura clásica de revolución se construye.

Esa cifra de revolución así construido es capaz de asegurar que: SE en una posición determinada del examen de diámetro están presentes defectos, que estarán presentes en la misma cantidad en toda la corona circular que comprende la posición determinada.

a la inversa, si los defectos no estarán presentes en ese diámetro, no van a ser incluso en la corona circular que incluye esa posición.

La garantía anterior se da tanto por el gran tamaño de la herramienta que el comportamiento del operador:

de la herramienta: Que para este trabajo inicial de la realización de una excavación, no debe ser de diámetro pequeño, que no excava de una manera uniforme sobre toda la superficie.

Desde el comportamiento del operador: Lo que está dentro de los límites de la buena técnica sencilla especificado por algunos tipos de accidentes cerebrovasculares (accidentes cerebrovasculares en inglese), para ser aplicado con la herramienta en el espejo, o con el espejo en la herramienta, para desgastar ya que el centro no tocar el borde, o viceversa sobre la periferia no tocar el centro, o incluso alternativo ellos para mantener la curvatura alcanzado.

Buena y sencilla técnica que impide esencialmente que los observe de cometer errores importantes dentro de las zonas que conforman un espejo, y luego conduce automáticamente a realizar una excavación esferoide, de la que será mucho más fácil de lograr el ligero ensanchamiento más hacia el borde, es decir, el parabolizzazione, para dar el espejo en la forma deseada parabilica.

Parabolizzazione que los espejos hechos con una mayor proporción de F6 focal, ni siquiera es necesario, siendo la excavación de la parábola tan superficial debe confundirse con el balón se originó a partir del trabajo inicial.

Por estas razones, la evaluación con Foucault un diámetro, Es potencialmente extensible a toda la superficie. Pero no debe privarse de la satisfacción de un control efectuado con la prueba de Ronchi.

Jean Bernard Léon Foucault

Gran físico francés, Él fue el primero en utilizar el vidrio para la fabricación de espejos para telescopios utilizados en lugar de los metálicos previamente.

Entre sus inventos es, de hecho, 1858 El método de fabricación para la revolución vaso de espejos parabólicos para telescopios, y también el simple y método ingenioso para medir manualmente la distancia focal de una superficie reflectante curvada, con una precisión que puede parecer imposible, no sólo para ese tiempo, sino también hoy.

  • HER DEL MÉTODO DE REALIZACIÓN PARABÓLICO MIRRORS implica el uso de dos discos de vidrio, uno de los cuales será el futuro del espejo y la otra herramienta.
    La excavación de la curva que será esférica, Se realiza mediante la fijación del disco herramienta de vidrio en una mesa redonda, y frotando lo largo de su borde hasta el centro del disco que se convertirá en el espejo (con la interposición de polvo abrasivo, agua, y la rotación simultánea del operador alrededor de la mesa)

forma esférica

La abrasión resultado se prolongó durante varias horas, y perfeccionado con granos abrasivos cada vez más finos, dar al disco que se mantiene en la forma de mano CÓNCAVO espejo esférico (esto es porque tenemos el producto de su roce con la herramienta CENTRO DE JUNTA), y el disco de’ lugar a la tracción en la mesa, dar a la esférica complementaria forma convexa (obviamente porque se consume nell'abrasione su borde).

La forma esférica de reflexión, sin embargo, sabemos que ser capaz de enfocar los rayos procedentes del infinito para formar una imagen en un solo punto. Esto es debido a la forma esférica que posee un solo radio de curvatura, convergerán los rayos que golpean el espejo en los suburbios, en los puntos del eje óptico de distancia del lugar en el que convergen los que afectan el espejo en el centro, y el resultado de esto será borrosa ilegible.

FORMA PARABOLICA

Por lo tanto, para lograr un telescopio reflector será necesario "parabolizzare", es decir avellanado progresivamente desde el centro hasta el borde de la esfera original, llevándolo a la forma parabólica, es decir, aumentar de una manera progresiva y continua, gradualmente desde el centro hacia la periferia del espejo, el radio de curvatura de la superficie reflectante.

DIFERENCIA ENTRE FUEGO Y CENTRO DE UNA CURVA superficie óptica

el término “fuego” Se utiliza en la óptica para indicar el lugar de formación de una imagen, mientras que el centro de curvatura de una superficie, Es en cierto modo el precursor geométrica de fuego, ya que se encuentra al doble de la distancia focal, y se utiliza en el procesamiento.

¿Por qué’ En la producción para utilizar el centro de doblar LUGAR’ El FUEGO CONTRAPARTE

mi’ Se sabe que un espejo parabólico recibe la luz de las estrellas que vienen desde el infinito, y se concentró en un punto de "fuego”, colocar con precisión la longitud focal del espejo, que, como ya se ha mencionado, geometricamente vale la mitad del radio de curvatura de cada uno de su superficie reflectante.

En la fabricación de un espejo no es obvia la necesidad de medir muchas veces la curvatura progresiva de la superficie parabólica para asegurar que el plato se hace corregido varias veces hasta que sea lo más perfecto posible.

Sin embargo, para una obra tan larga y precisa, Sería contrario a cualquier uso práctico una estrella electrónico repite sin cesar con el fin de lograr estas mediciones de laboratorio (A pesar de esta "prueba estrella" es muy útil y que lo haga con regularidad, "one-off" en observaciones de campo para verificar la óptica de colimación correctas).

En la etapa de procesamiento Leon Foucault luego se usa una fuente de luz puntual para iluminar el espejo, no envíe por correo "infinito", pero colocado mucho más cómodamente en su banco de trabajo, y descubrió que mediante la colocación de un ojo para capturar el reflejo del espejo lateralmente, pero muy cerca del lado de la fuente y "caballo" del centro de curvatura, fue capaz de ver este espejo iluminado por completo a pesar de que la fuente era el punto, y también, interceptando el cono de luz reflejada con la hoja de un cuchillo, Él fue capaz de ver el progreso de la sombra , y el sentido de la progresión, El trigo fue identificar la ubicación exacta de centro de curvatura el procesamiento de cada zona.

Se había encontrado esencialmente un método igualmente válida de procesado de verificación usando la distancia de la centro de curvatura el que esté disponible si se utiliza una iluminación electrónico "casi" en el centro de curvatura, en lugar de utilizar el fuego espejo, que habría requerido la fuente colocada en un infinito incómoda.

Todas estas palabras para decir que la diferencia de la utilización de la fuente "casi" en el centro de medios de curvatura que pueden escapar en descripciones prácticas indican con la palabra "fuego" que en realidad es su precursor, es decir, el centro de curvatura de la superficie del espejo; o indebidamente indicar posiciones como od sus posiciones precursoras "intrafocal" "extrafocali" homólogas de inserción de la hoja en la prueba de Foucault en posiciones "antes" y "después de, respectivamente," el centro de curvatura.

Si esto ocurre, es una inexactitud que desde un punto de vista práctico, es de poca importancia, sabiendo que es sustancialmente homóloga posiciones.

Una última aclaración: El uso del adverbio "casi" para indicar la posición en la prueba de Foucault el ojo del observador y la fuente, simétricamente muy cerca del centro de curvatura, Es esencial porque el lugar de la fuente en el centro exacto reflejaría la imagen de sí misma, y no sería visible por el operador.

De ahí la necesidad práctica de mover el "pequeño manantial" izquierda "casi" en el centro, por lo que el ojo está apenas a la derecha se puede ver la sombra de otro modo inaccesibles, y el "pequeño", en realizzzione de espejos con una relación focal igual a o mayor que F5, Normalmente, no es capaz de crear el astigmatismo, por el contrario, podría crear una mayor desalineación.

EDDY el método para medir LOS RAYOS superficie CURVA, Es ingenioso en su simplicidad, y se hace comprensible por referencia al siguiente dibujo (clic para agrandar):

La prueba de Foucault

El principio es preguntarse a sí mismo con los ojos cerca del centro de curvatura del espejo esférico (ver dibujo), en frente del centro del espejo dispuesto sobre un soporte con una horizontal de reflexión óptica ellos, y apuntar hacia su centro una fuente de luz puntual (ver nota *) También colocado delante del espejo en torno al centro, y en el ojo del observador lado izquierdo.

 

 (*NOTA Las dimensiones del agujero de alfiler DE ÓPTIMA, O MÁS’ Escisión CÓMODO: Para un buen resultado práctico de la prueba de Foucault, Jean Texereau, a pagina 60 de su libro “La construcción del telescopio de aficionado”, sugiere que el diámetro del agujero de alfiler, o la anchura de la rendija, Se incluyen entre los 20 y yo 50 micrón.

Recordando que (por ejemplo) en una cámara, el cierre de la abertura aumenta la profundidad de campo y nitidez de la imagen, pero reduce la cantidad de luz y requiere un mayor tiempo de exposición; se deduce que, con respecto a un agujero o una ranura stenopieco, usted tiene los mismos beneficios.

Una anchura más pequeña de la ranura o el orificio, Sin duda, aumentar la sensibilidad de la prueba hasta un máximo, alcanzable cuando era igual al diámetro de la muesca de difracción espejo en progreso.

Pero como una estrecha ranura (o un agujero de alfiler tan pequeña), sin embargo, generar una gran cantidad de franjas de difracción molestos que haría mucho más difícil de evaluar sombras (pero trate de usar una cámara web para ver la evolución de las sombras en un monitor).

En realidad, una fuente puntual, o pinhole diámetro 10 o 20 micrón, No tendría la intensidad de la luz suficiente para realizar bien la prueba, y luego se utiliza en su lugar una hendidura vertical, que tiene una anchura igual al diámetro del agujero deseado (Cioè de la 20 y yo 50 micrón) pero se extiende en altura a unos 4 la 5 mm, Proporciona las mismas características de la diffrattorie estenopeica, pero es mucho más brillante y más fácil de construir (… acercarse dos hojas interpuestas con un trozo de fina casete de cinta magnética que funciona como un espaciador, y debe ser retirado cuando las dos cuchillas están aseguradas con cinta de doble cara).

Fin de la nota sobre el tamaño de la ranura o el orificio).

 

El observador tratará de mover la fuente de su ojo hasta que vea el espejo completamente iluminado. ¿Qué ocurre cuando la distancia entre los ojos y la fuente está cerca de la zona central del radio de curvatura del espejo (radio de curvatura que es dos veces la longitud focal).

El cono de luz REFLEJADA

En esa configuración genera un cono de luz (líneas de color azul claro en el dibujo) que la curvatura de la superficie del espejo se refleja hacia el observador.

El cono que tiene como base el diámetro del espejo, tiene como un vértice el centro de curvatura, es decir, el punto en 'eje óptico que se inicia desde el centro del espejo, donde todos los rayos convergen y se cruzan.

BEYOND sin embargo, observar que el punto del centro de curvatura, los lados del cono de la luz continúan hacia la cruz-operador, vemos que los rayos de luz que proviene de la parte izquierda del cono, el cual continuará su recorrido en el lado derecho, y viceversa los rayos rectos continuar en el lado izquierdo.

LAS SOMBRAS QUE SE PRODUCEN POR UNA LLAMA (UN CUCHILLO) PROMULGADA CON EL CONO DE LUZ:

Si ahora el observador, ver el espejo de luz en, introduce la luz reflejada de una hoja vertical, con el movimiento de derecha a izquierda * (véase la nota técnica de abajo), Se puede ver la sombra de la hoja de tres maneras diferentes, dependiendo de si se ha introducido antes de que el centro de cutvatura (en su lugar “intrafocale” 1 en el diseño) ; o más allá del centro (posición extrafocal 3 en el diseño); o en el centro exacto (ubicación 2 diseño).

POSICIÓN “INTRAFUOCO”

Suponiendo que el observador ve la hoja como en el disco 1 forma provienen de derecha a izquierda (es decir, concordantemente a la dirección de su introducción en el cono de luz), mirando el dibujo va a entender que la sombra de la fuente correcta se da desde la interceptación de los rayos de la hoja en el lado derecho del cono. Lo que ocurre sólo en la posición antes de que el centro de curvatura.

POSICIÓN “EXTRAFUOCO”

Suponiendo ahora que el observador ve la hoja como en el disco 3 Figura originados en la dirección opuesta, Cuie de izquierda a derecha, mirando el dibujo va a entender que la hoja (que siempre está físicamente a la derecha) muestra la sombra cuando se intercepta los rayos después de que se cruzan en el centro de curvatura. Así que cuando se encuentra en posición de “extrafocale”.

La posición central de flexión en

Cuando en lugar del operador introducir la hoja en la posición exacta del centro de curvatura, vería la superficie reflectante oscurecerse en un gris uniforme llamado "mancha de color" como se muestra en la figura 2 diseño, sin ser capaz de apreciar la progresión o de derecha a izquierda, o viceversa, pero sería ver toda la zona del oscurecimiento de manera muy diferente, como resultado del cierre de un diafragma circular.

En este punto se hace evidente a entender cómo este método permitió FOUCAULT para encontrar la ubicación exacta del centro de curvatura de cualquier curva, simplemente sintiendo la introducción de la hoja más o menos hacia adelante en el eje óptico del espejo en cuestión.

(NOTA TÉCNICA *: En la construcción del probador simple de ejecutar la prueba de Foucault, No es obligatorio pero es recomendable tomar las 2 siguientes reglas “ESTÁNDAR” uniformidad general:

  • Movimiento de derecha a la izquierda de la perpendicular cuchilla al eje óptico, para su introducción en el cono de luz reflejada por el espejo.
  • Montaje del micrómetro “verniero positivo” (es decir, para que la separación corresponde un aumento de lecturas de medición de desplazamientos longitudinal hacia adelante y hacia atrás, en el eje óptico del espejo de la prueba, denominados en la jerga técnica “tirar”). 

Final de la nota).

MEDICIÓN DE RADIO DE CURVATURA DE LA SUPERFICIE PARABOLICA

Al no ser posible medir de una sola vez una curva con radios continuamente variable, está claro que será necesario alrededor del obstáculo dividiendo de manera ficticia el espejo en una serie de Annuli llamadas "zonas", no se ha generalizado, de manera que dentro de la cual los cambios radio de curvatura insignificantemente, y por lo tanto se puede considerar “radio común”, encontrar el "punto" (Sombra gris plana) de la posición de enfoque.

esta posición, como hemos dicho, Siempre se está moviendo adecuadamente accesible adelante o hacia atrás del carro del probador que lleva la hoja (dependiendo de si la sombra se ve, respectivamente llegado desde la izquierda o desde la derecha), y tomando nota de las lecturas de "Disposiciones", es decir, de milímetros de desplazamiento longitudinal a lo largo del eje óptico del espejo (con la precisión de una décima de mm o más bien ciento) correspondiente a la posición del centro de curvatura de cada zona.

Disposiciones que se someten a cálculos apropiados que veremos en un próximo artículo del ejemplo de fabricación de un espejo 200F6, Proporcionan la cantidad de aberración y las posiciones correctas en el que para obtener un perfecto óptico.

(Los medios de aberración plazo en la práctica el error que deben ser corregidas, pero que ahora está presente en nuestra curva considerada, en comparación con la curva teórica de una parábola tomado como referencia constructiva).

A continuación, se procederá a realizar una máscara Couder (véase artículo en este blog)  cartón, con una serie de ventanas que coinciden con los anillos que se desea medir. Esta máscara se antepone al espejo colocado sobre un soporte con la superficie reflectante de forma vertical.

A continuación, instala el probador de Foucault (del tipo de la que se muestra en el artículo titulado “configuración del ensayo en Foucault "), que debe ser perfectamente alineados en el eje del espejo óptico, a una distancia lo más cerca posible a la longitud del radio de curvatura que se espera que tenga el espejo.

A continuación, se buscará en el centro de curvatura de cada zona, a partir de la central, señalando el sorteo relativa. Y como la búsqueda de la mancha (alias el centro de curvatura) dentro de cada par de ventanas que definen una corona circular del espejo, anotando el proyecto relativo en comparación con la zona anterior.

Precaución porque la zona central es un punto de trabajo muy delicado e importante: Es el punto de partida para ser cubierto en todas las siguientes medidas de área a área, y por lo tanto es el más importante, ya que mal que llevamos el error en todas las demás áreas.

todo, y como sigue, lo que es el área en la que es más difícil de encontrar con certeza la mancha de color real.

La dificultad surge del hecho de que la zona central es el más grande, pero es también el menos deformada, y por lo tanto implica que es necesario para mover el carro longitudinalmente a lo largo del eje óptico del probador de una cantidad mayor en comparación con todas las otras áreas que será examinado, pero la realidad es que en este gran movimiento siempre parece que la sombra se ve poco o ningún cambio (y esto es debido a la falta de zona de deformación), lo que hace casi imposible estar seguro de lo real “colores planos” alcanzado.

Cada operador que se encuentra con que la incertidumbre crea sus propias reglas para encontrar el centro de curvatura exacta de la zona central. Mi regla es la siguiente:

– Mover el carro del probador en una zona franca intrafocale e introducir la hoja (operando con su tornillo de ajuste) de tal manera que llegue hasta el centro del espejo exactamente, y tenga en cuenta el sorteo de ese punto de partida.

– Deje la hoja en esa posición y hacia atrás con el camión hasta que la sombra de la hoja espejo hará que no es visible en comparación con el punto de partida.

Prácticamente durante el desplazamiento del carro es la progresión de la sombra hará que sea visible a la izquierda hasta el oscurecimiento total de; que persistirá para unos pocos mm de la retroceso continuo, y luego la sombra comenzará a aligerar el lado derecho del espejo para mostrar la posición del espejo especular con respecto a la salida. El sitio donde debe detenerse.

Tenga en cuenta el sorteo de ese punto de llegada.

A diferencia de las dos lecturas de los proyectos de los valores, es la distancia recorrida con el probador de camiones. luego dividir por dos para encontrar la línea central y mover el carro a la posición media.

Si todo salió a la perfección (y si el probador era perfectamente con el eje del eje óptico del espejo), que es la posición más probable para representar el verdadero centro de la curvatura zona central.

La serie de mediciones a continuación, parte de esa área del centro del espejo y, proceder a evaluar cada par de ventanas en la máscara de Couder , llega a la zona periférica. Después de realizar un nuevo conjunto de medidas abajo desde la periferia hacia el centro.

por lo tanto, tendrá dos valores de extracción de dinero para cada área medida, y estos valores se promediaron, cuyo valor será utilizado en la calidad de la parábola de los cálculos de la evaluación.

En este punto hay que considerar que la prueba de Foucault, como todas las otras pruebas óptico exsecutables para amateur (por lo tanto, sin necesidad de hardware sofisticado y / o complicada) afectada por posibles errores subjetivos de gravedad inversamente proporcional a la experiencia del intérprete.

La reducción sólo seguro de este tipo de error es entonces el uso de los valores mediada por una serie de medidas. Cuantas más medidas, y su valor promedio es representativo del verdadero valor real.

que dicho, mi’ BUENO debe ser amable a los principiantes a cabo más sesiones nuevas mediciones de "ida y vuelta", con el fin de tener por lo menos cuatro valores (dos “palabra” y dos en “cuesta abajo”), en el que se calcula un promedio que va a corregir ya muy quell'eventuale error subjetivo.

(todos en “su corazón” Él sabe que su habilidad, y en consecuencia se comporta de forma responsable).

LA SENSIBILIDAD 'TEST FOUCAULT

es muy alto, como un simple metro construido de una manera tradicional, con unos trozos de madera, Se considera históricamente capaz de amplificar un defecto óptico de un factor de seiscientos mil. Por lo tanto, en las mediciones de parábolas se puede realizar en el cristal correcciones manuales como para llevar el valor de error llamado "pico / valle", a mucho menos que el "salario mínimo de calidad" “nivel de entrada” , constituido por el valor de 68.75 nanómetros (es decir millonésimas de milímetro) que es un octavo la longitud de onda de la luz verde a la que el ojo humano es más sensible, por encima del error que un defecto óptico es visible mostraría.

Recordando que un error en el cristal igual a Lambda / 8 afecta doblemente a la onda reflejada,, una primera vez en incidencia , y un segundo en emersión, , generando en la onda reflejada un error general de (1/8+1/8)=1/4 Lambda , que se conoce como Lambda / 4, , y que se considera el nivel de entrada de una buena calidad considerada limitada solo por difracción..

PRÓXIMAMENTE seguir otro artículo que contiene un ejemplo completo de procesamiento de una 200F6 espejo con la secuencia completa de los diez correcciones sesiones de prueba Foucault y relacionados que eran necesarios para llevarlo desde el valor inicial de la calidad de lambda / 1,3 para el valor final de calidad lambda / 10.4 . En un valor que es mucho mejor que lambda / 4 valor que representa el mencionado "salario mínimo" de calidad apenas aceptable para una óptica reflexiva.

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