|
Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://southsky.chat.ru/Russian/Statya4_4.html
Дата изменения: Unknown Дата индексирования: Sat Apr 9 22:30:15 2016 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: о п п |
К началу полировки я пришел с небольшим "завалом края" и "ямой" в центре. Это довольно типично, во всяком случае так говорят опытные телескопостроители. Поэтому я немного волновался, удастся ли "убрать" эти ошибки формы поверхности. К тому же, имелось несколько царапин, шириной 5 ... 7 мкм. Поэтому с самого начала я внимательно следил за ходом полировки. Когда зеркала стало равномерно "светлеть" по всей поверхности, а затем и царапины распадаться на отдельные "точки" и исчезать (это хорошо видно под микроскопом), я понял, что полировка продвигается удовлетворительно.
Чтобы предотвратить дальнейшее развитие завала края, я с самого начала применил укороченный штрих 1/4 ... 1/3 D. Периодически некоторое время использовал штрих "эллиптический" с выносом в сторону на 1/4 D , это рекомендуется для избежания зональных ошибок, которых, впрочем, мне избежать не удалось, как показали дальнейшие испытание поверхности теневым методом Фуко.
 |
Принцип теневого испытания методом Фуко заключается в том, что в центре кривизны
зеркала помещается точечный источник света, "искусственная звезда". Вблизи точки О пересечения отраженных лучей
располагается глаз наблюдателя и непрозрачный экран - "нож Фуко". Глаз наблюдателя должен быть расположен так, чтобы ему было видно зеркало,
равномерно "залитое" светом от искусственной звезды. Нож вводится в пучок отраженных лучей, и, в зависимости от положения ножа вдоль оси пучка,
наблюдаются картины, показанные в правой части рисунка. Положение ножа 1 называется предфокальным, положение
3 - зафокальным, в положении 2 нож пересекает фокус лучей, который в данном случае, при исследовании
из центра кривизны, находится вблизи этого центра. В теневых приборах, где источник света совмещен с краем ножа, эти точки совпадают.
На рисунке: ABC - сферический фронт отраженных от зеркала лучей, O - точка пересечения лучей, идущих от зеркала, M - деформация сферического фронта, вызванная ошибкой на поверхности зеркала. Позициями 1, 2 и 3 отмечены теневые картины, соответственно: в предфокальном положении ножа, точно в фокусе, в зафокальном. Под номером 4 изображена картина при наличии на поверхности местного отклонения от сферы. Это, так называемый, теневой рельеф. |
Итак, для теневых испытаний зеркала нам понадобятся теневой прибор и подставка для зеркала.
Теневой прибор я сделал
простой конструкции, воспользовавшись описанием и чертежами из книги М.С.Навашина, "Телескоп астронома любителя" (4 - е изд., М. 1979 г., стр. 404 - 405).
К основанию из деревянного бруска прикреплены две лапы с регулировочными винтами. На стойке расположен осветитель, представляющий собой
металлический цилиндр с отверстием. Внутри цилиндра размещен патрончик с лампочкой от карманного фонаря, так, чтобы спираль лампочки находилась
напротив отверстия. На корпусе осветителя закреплен "нож Фуко" - лезвие безопасной бритвы. Первоначально я разместил его сзади корпуса, но затем
перенес его вперед, постаравшись, чтобы расстояние от "звезды" до ножа было минимальным. Для моего длиннофокусного зеркала (910мм при световом
диаметре 113 мм) это требование не очень жестко, однако при испытании светосильных зеркал, значительно ужесточается.
При испытании отверстие в осветителе закрывается кусочком фольги с отверстием порядка 0,1 мм (его можно осторожно проколоть острой иглой), это и есть - "искусственная звезда"!
Прибор устанавливался на устойчивый стол, а зеркало - на подставку, которая была для него специально изготовлена.
Зеркало на
подставке располагалось на расстоянии радиуса кривизны зеркала, равного удвоенному фокусному расстоянию. В моем случае это около 1,8 метра.
Первоначально я
проводил испытания в комнате, но затем был вынужден переместиться в кладовку, так как в комнате токи воздуха "волновали" изображение
теневого рельефа и не давали его как следует рассмотреть, особенно, когда резкие неправильности поверхности исчезли, и картина стала
значительно более "тонкой".
Для повышения устойчивости прибора и для того, чтобы надежнее работали винты, перемещающие головку прибора в двух взаимно перпендикулярных направлениях, на основание прибора я ставил груз весом в 1 - 2 кг, вдоль вертикальной оси головка перемещалась "на трении". Для питания лампочки использовался выпрямитель.
Не скрою, что с самого начала работы над изготовлением зеркала я с нетерпением ждал момента, когда я воочию увижу, что же я "натворил". И надо сказать, что было на что посмотреть!
 |
 |
 |
| Предфокальное положение | Теневой рельеф | Зафокальное положение |
Рельеф на центральном снимке интерпретируется следующим образом: подвернутый край, в центре - "яма" окруженная крутым "валиком", а в центре "ямы" еще небольшая "горка", как в лунном кратере. "Квадратики" отпечатались от фасеток полировальника во время месячного хранения зеркала с полировальником в совмещенном виде (в емкости с водой). Перерыв в работе был связан с отъездом в отпуск, а затем с чрезвычайно жаркой погодой, сделавшей полировку проблематичной. Очевидно, что, борясь с завалом края и углубленной центральной зоной, я сполировывал стекло на большой площади средней зоны, вот она и опустилась ниже края и валика, образовавшегося вокруг "ямы". Осмотр поверхности под микроскопом показал, что зеркало наиболее хорошо отполировано от самого края до зоны в центре, занимающей сначала около трети диаметра, а затем уменьшившейся в размерах до 0,25 D. Видно было, что завал края я "поборол", а недополированная центральная область сужается. Поэтому я решил придерживаться принятого режима полировки, следя за формой поверхности во время теневых испытаний, а за качеством полировки в микроскоп.
Опытные любители знают, а начинающим, возможно, необходимо объяснить, что "ямы", "валики", "бугры", весь рельеф, видимый в сильно преувеличенном виде на теневой картине, на самом деле существует относительно вогнутой сферической поверхности и какой нибудь "бугор" является просто участком с меньшей кривизной, чем основная поверхность. Причем величина этих отклонений на заключительном этапе полировки сравнима с длиной волны света, а на "певоклассном" зеркале, как мы уже знаем, не должна превышать 0,07 мкм. Точное измерение этих отклонений достаточно сложно для начинающего, сравнимо с контролем параболического зеркала по зонам, поэтому наша задача состоит в получении "плоской" теневой картины или максимально приближающейся к "плоской".
Через два часа полировки зеркало при испытаниях уже выглядело так:
 |
 |
 |
| Предфокальное положение | Теневой рельеф | Зафокальное положение |
В дальнейшем валик в центре продолжал сужаться и наконец наступил момент, когда он исчез, исчезла и остаточная матовость в центре. Ее я перестал улавливать вблизи яркой лампы накаливания как призрачное сияние вокруг отражения волоска лампы. Однако под микроскопом видно было, что зеркало равномерно покрыто своеобразными "черточками", очень тонкими, но длиной в несколько мкм. По-видимому, это были микротрещины, находящиеся ранее под разрушенным слоем. Через несколько минут полировки от них не осталось и следа. Одновременно исчез валик и теневой рельеф стал практически неразличим. Казалось бы можно было праздновать победу! Однако, недостаток опыта чуть не сыграл со мной злую (а, может, не очень) шутку.
Первоначально я фотографировал теневые картины из "спортивного интереса" и как иллюстрации для будущей статьи. Оказалось, что это неплохой вспомогательный метод исследования зеркала. "Метод фокограмм", как назвал его наш выдающийся оптик Д.Д.Максутов, оказался более чувствительным и объективным, чем визуальный, особенно, если его тщательно исполнить. Даже я со своими скромными любительскими средствами и опытом посредственного фотолюбителя получил снимки достаточно информативные.
Снимал я фотоаппаратом "Зенит" со слабым телебъективом (F = 135 мм). При диафрагме "4" и пленке чувствительностью 200 ед. выдержки составили от нескольких секунд на начальном этапе, когда яркость теневых картин была достаточно высока, до двух минут ( ! ), когда были сполированы значительные неровности и рельеф стал очень "тусклым", без каких либо заметных деталей.
Полученные из лаборатории снимки рассеяли мое благодушное настроение, однако я вспомнил, что писал М.С. Навашин относительно слишком легкого получения сферы, и после недолгих раздумий решил, что пришла пора применить известные мне из литературы методы фигуризации. Мне кажется, что я правильно выбрал подрезку полировальника, подскоблив соответствующие зоны на нем. Причем определить ширину и расположение участков зеркала, подлежащих сполировыванию, было очень легко по фотоснимку.
 |
 |
| Теневой рельеф перед ретушью | Схема подрезки полировальника |
Готовясь к фигуризации, я постарался максимально повысить чувствительность испытаний, насколько это было возможно при имеющемся в моем распоряжении теневом приборе. Я заменил лампочку на более сильную, лезвие безопасной бритвы новым (на старом я обнаружил зазубрины), установил на основание прибора грузы, теперь я мог плавно винтами перемещать головку прибора с ножом, вводя его в пучок лучей. Как я уже писал, перенес испытание в другое помещение с более спокойной атмосферой. К ретуши приступил только после того, как стал уверенно различать рельеф, обнаруженный на фотографии.
После четырех десятиминутных сеансов полировки, между которыми я наблюдал при испытаниях уменьшающийся рельеф, я не смог обнаружить каких либо признаков отклонений от сферы. Повторные тщательные испытания и контрольные фокограммы показали картину, почти не отличающуюся от плоской. Попытки измерить продольную аберрацию не увенчались успехом, аберрация так мала, что малейшее прикосновение к прибору нарушает плоский рельеф, переводя тень в левую половину зеркала или наоборот. Последние снимки теневых картин выглядели так:
 |
 |
 |
| Предфокальное положение | Теневой рельеф | Зафокальное положение |
Ну и, разве мог я удержаться, чтобы не сделать фокограмму "Мицаровского" 110 мм зеркала, имеющегося в моем распоряжении!
 |
Зеркало имеет очень плавную форму и отклонение поверхности в сторону параболоида, что может даже улучшать качество изображения. Во всяком случае в моем телескопе оно превосходное. Продольная аберрация, насколько я смог измерить ее моими скромными средствами - в пределах 2-х мм. |
После завершения фигуризации и контрольных теневых испытаний, в том числе и фотографических, я сделал еще окулярную пробу. Надо сказать, что это дело довольно сложное для начинающего, требующее яркого источника света и "искусственной звезды" дифракционного размера, поэтому мое испытание было довольно грубым, направленным только на обнаружение возможного астигматизма. Заметных отклонений пред- и зафокальных изображений "звезды" (а для этого я в экранчике из фольги, закрывающем лампочку, сделал отверстие порядка 0,02 мм), от круглого, не обнаружил.
На этом и решил остановиться.
На главную | 110-мм "ньютон" | Познакомимся! | Фотогалерея | Статьи | Библиография | Обмен опытом | Ссылки | Гостевая книга
