Принцип теневого испытания вогнутого зеркала ( по Д.Д.Максутову)

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!