Украинский Астрофорум

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Расширенный поиск  

Новости:

Движок форума обновлен!

Автор Тема: Контроль парабол - если нет эталонной плоскости...  (Прочитано 5590 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

dvmak

  • Newbie
  • *
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5

Пора "распечатать" раздел - вот, приступим помаленьку...

Выношу на суд оптической общественности недавно пришедший мне в голову возможный метод проверки параболических зеркал. Этот метод можно использовать в мастерской при полном отсутствии каких-либо вспомогательных оптических деталей – автоколлимационного зеркала, универсального компенсатора или коллиматора. Собственно, мысль была придумать что-то эдакое, что позволит любителю, пусть и с некоторыми напряжениями, но сделать такую схему контроля, при которой можно проверять зеркало на «плоский рельеф».
Вообще говоря, это некоторое извращение, без которого оптики-профессионалы или коллективы любителей телескопостроения могут вполне обойтись, хорошая эталонная плоскость для автоколлимации – вещь совершенно незаменимая. Но раз уж так вышло, что её нет – попробуем выкрутиться без неё.
Разумной альтернативой может служить универсальный компенсатор, одиночная линза, располагаемая между теневым прибором и зеркалом, на заранее вычисленном расстоянии. Но такую линзу надо делать, причём с достаточно высокой точностью. Далеко не всегда любителю это под силу, хотя можно заказать такую линзу профессионалу.
Собственно говоря, ход рассуждений был следующий:
1.   Берём плоско-выпуклую линзу в качестве компенсатора.
2.   Помещаем её плоской стороной к теневому прибору, а выпуклой – к зеркалу.
3.   Приближаем её к зеркалу до соприкосновения вершины выпуклой поверхности с вершиной зеркала.
4.   Придаём выпуклой поверхности линзы форму поверхности зеркала – т.е. делаем величину зазора равной нулю для всей поверхности зеркала.
5.   А теперь – внимание! Заменяем стекло линзы на жидкость, а чтобы она не вылилась – кладём зеркало в тазик лицом вверх и наливаем в жидкость в тазик так, что над краями зеркала слой жидкости будет порядка пары миллиметров, а стенки тазика будут далеко от краёв зеркала. При этом свободная поверхность жидкости становится плоскостью с большой точностью, если нет вибраций и существенного конвективного перемешивания.

И вот он вопрос, а какова должна быть асферичность зеркала, т.е. квадрат эксцентриситета, чтобы теневой прибор показал «плоский рельеф»? Чутьё подсказывает, что единственный свободный параметр у нас для настройки схемы – это коэффициент преломления жидкости.
Закидываем всё это дело в программу по расчёту оптики и подбираем коэффициент преломления жидкости. Получается, что для контроля параболы нужно иметь жидкость с коэффициентом преломления примерно 1.4
Какие жидкости имеют подобные коэффициенты преломления? Оказывается, есть 2 кандидата на роль «жидкой линзы» для нуль-теста парабол.
Первый вариант – раствор глицерина в воде. У дистиллированной воды коэффициент преломления – 1.333, у глицерина – 1.474. Раствор 52% глицерина (по массе) в воде даст нужный коэффициент преломления (в спектральных линиях натрия) с очень высокой точностью.
Второй вариант – жидкое силиконовое масло, которое имеет примерно такой же коэффициент преломления, но в литературе нет какого-то точного значения, всё что мне удалось найти – это диапазон 1.398 – 1.405, однако погрешность компенсации при таком разбросе очень мала.

Что важно соблюсти при таком контроле?
Во первых, оптическую ось зеркала надо выставить как можно более вертикально, чтобы минимизировать клиновидность в линзе, вызванную возможным наклоном её поверхности относительно зеркала, поэтому берём хороший уровень и ставим его на фаску зеркала по его двум перпендикулярным диаметрам и выводим показания уровня в ноль.
Во-вторых, хроматическую аберрацию никто у жидкостей не отменял, поэтому желательно использовать достаточно узкополосный фильтр, что-нибудь типа OIII или Solar Continuum, или любой интерференционный фильтр (кстати, Владимир Суворов видел подходящие фильтры на Митинском радиорынке в Москве)
В-третьих, жидкость будет колыхаться от вибраций, поэтому нужно проводить испытание вдали от вибраций (подвал, ночь, никаких хождений рядом, а может даже и удалённое управление теневиком…)

Но самое главное – при масштабировании такой схемы (переход к другому фокусному расстоянию) все размеры масштабируются автоматически, и пересчёт делать не надо.

Итак, кто готов поставить контрольный эксперимент? Расчётами обеспечу.
Записан

ZAP

  • Hero Member
  • *****
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 1409


>>Пора "распечатать" раздел - вот, приступим помаленьку...
Давно пора! ;D

    Упоминание о подобном  методе контроля я встретил когда-то  у Малакары со ссылками на статьи Холлерана. Идея достаточно заманчивая, и в том, что она должна "сработать" для небольших зеркал невысокой светосилы, сомнений нет никаких. В свое время я почти  дошел  до практической реализации, даже купил по случаю физ.-хим справочник  с таблицами показателей преломления для смесей жидкостей. И  остановило только то, что попалась плоскость подходящего размера  :).

  Попробовать, конечно, можно бы и сейчас, например, для какой-нить одноразовой финальной аттестации параболы,  но  как-то не тянет - по двум причинам. Первая - у меня прямо под лабораторией тоннель метро :(   И вторая  - небольшой  практический пыт возни с жидкими эталонами. Опыт, к сожалению,  скорее отрицательный, чем воодушевляющий. Была у меня задача выбора лучшей из  нескольких плоскостей D=100 мм, решил попробовать абсолютный контроль с жидкой эталонной плоскостью. Так вот, в условиях большого города получить устойчивую интерф. картину так и не удалось, несмотря на массу возможных и невозможных ухищрений. Оказалось, что поверхность жидкости реагирует не только на механические вибрации, но и, например,  на еле слышимые акустические волны.  Более или менее опыт удался только далеко за городом, глубокой ночью,  в закрытом подвале...

   Понятно, что для случая теневого контроля все м.б. не так драматично, и  вполне вероятно, что удастся более-менее адекватно контролировать ход параболизации. Неясным моментом остается измерение "толщины" жидкого компенсатора (и влияет ли она на что-нибудь?) ; теневик (и наблюдателя! ;)) надо как-то  "завесить" над зеркалом, и при этом обеспечить  механическую стабильность  всей схемы. Я,  разумеется, отнюдь не призываю отказаться от попыток практической реализации жидкостного компенсатора,  просто следует помнить о том, что на пути  к успеху лежит достаточно много подводных камней...
  С другой стороны, в нынешних условиях для любителя, не обладающего автоколлимационным зеркалом, есть еще один, ИМХО,  достаточно реальный путь применить линзовый компенсатор типа Долла или Росса. Соотв. плоско-выпуклую линзу можно либо заказать у профи, либо подобрать пару небольших заготовок из К8 и изготовить  собственноручно. Выпуклая поверхность компенсатора поверяется по вогнутой паре, контролируемой в свою очередь теневым методом. Для контроля по полосам в толстом воздушном промежутке сейчас полно недорогих источников высокой монохроматичности.  В силу небольших размеров деталей добиться  желаемого результата не так уж и сложно.  Во-всяком случае,  затраты труда  и  времени для обоих вариантов мне кажутся вполне сопоставимыми ....
Записан