poliranje

ATM (amaterska teleskopska montaža

SVETLOSNE KONTROLE

Peti deo: ANALIZA REZULTATA FOKALNOG TESTA

U prošlom nastavku ovog serijala, načeli smo pitanje svetlosnih kontrola. Za iole ambicioznijeg amatera, koji želi da njegovo ogledalo u teleskopu daje zaista dobru sliku, ovo je najvažniji deo postupka izrade ogledala, i ogledalo nije završeno samim okončanjem postupka poliranja (kako smo Vas u prošlom nastavku prerano obradovali).

Kada se uredjaj sa veštačkom zvezdom i Fukoovim nožem postave u položaj u kojem se odraz svetlosti veštačke zvezde reflektuje sa celokupne površine ogledala, to je znak da je svetlosni izvor postavljen u centar zakrivljenosti ogledala (što odgovara dvostrukom fokusu izradjenog ogledala). Fukoov nož se zatim pomera horizontalono, i to popreko (tj. levo-desno) u odnosu na fokalnu ravan (pravac svetlosni izvor-ogledalo) tako da istu preseca. Veoma je bitno da se ovaj postupak ponavlja na taj načun što se pre samog kretanja noža u postupku presecanja svetlosnog zraka odbijenog od površine ogledala, Fukoov nož pomeri tako da je nešto bliže ogledalu nego veštačka zvezda, i na toj udaljenosti od ogledala vrši presecanje svetlosnog zraka. Ako je ogledalo sfernog preseka, senka noža je ravna, i kako nož (koji se lagano pomera), preseca odbijeni svetlosni zrak, tako senka ravne ivice noža sve više prelazi preko diska i "gasi" lik zvezde (ovo ćemo nazvati predfokalni lik). Zatim se nož pomeri tako da je po udaljenosti od ogledala iza svetlosnog izvora, i postupak presecanja svetlosnog izvora se ponavlja. U ovom slučaju senka noža dolazi sa suprotne strane u odnosu na slučaj kad se nož nalazio bliže ogledalu (zafokalni lik)! Ako su predfokalni i zafokalni likovi isti, u tom slučaju nema sferne aberacije. Zatim se nož pomera longitudinalno (paralelno sa linijom zvezda - ogledalo), i u jednom od ovih položaja Fukoovog noža (i to kada se nož nalazi tačno u centru zakrivljenosti ogledala), reflektovana svetlost od ogledala će se ravnomerno "gasiti". Nakon ovog testa, pažljivo treba metrom izmeriti udaljenost svetlosnog izvora (veštačke zvezde) do ogledala, što je preciznije moguće, ne pomerajući ni jedan ni drugi objekat. Izmereno rastojanje je ravno POLUPREČNIKU (RADIJUSU) ZAKRIVLJENOSTI OGLEDALA, koja veličina, podeljena sa 2, daje TAČNU FOKALNU DUŽINU OGLEDALA.

Objašnjenje uz sliku testiranje: Na slici su šematski prikazani različiti položaji Fukoovog noža i lik koje daje sferno ogledalo u odnosu na to u kojoj tačci se nalazi Fukoov nož. Ovo je idealan slučaj, u kojem imamo dobro izradjeno ogledalo SFERNOG preseka, i posao oko ogledala je KONAČNO ZAVRŠEN i preostaje samo aluminizacija ogledala. Medjutim, u praksi se često dešava da su na ogledalu nastale različite deformacije, (takozvani "zonalni defekti" ), ili da presek nije sasvim sferičan, te je u takvim slučajevima potrebno izvršiti korekciju preseka površine ogledala dodatnim figurisanjem (tj poliranjem), o čemu će biti reči kasnije.
Ovo je idealan slučaj u kojem imamo dobro izrađeno ogledalo sfernog preseka, i posao oko ogledala je konačno završen i preostaje samo aluminizacija ogledala. Međutim u praksi se dešava da su na ogledalu nastal različite deformacije (tzv. "zonalni defekti") ili da pesek nije sasbvim sferičan, te je u takvim slučajevima potrebno izvršiti korekciju preseka povrpšeine ogledala dodatnim figurisanjem (tj. poliranje), o čemu će biti reči kasnije.

Testiranje paraboloidnog ogledala
Ukoliko se amater odlučio za izradu ogledala kraćeg fokusa, kako smo napred istakli, potrebno je da ogledalo ima paraboloidan presek. Testiranje ovakvog ogledala se vrši na isti način kako je izloženo za sferno ogledalo, s tim što kod paraboloidnih ogledala, prilikom kretanja Fukoovog noža, koji preseca reflektovanu svetlost, na početku, senka ima srpast lik (kao mlad mesec), ali kako nož sve više preseca svetlost reflektovanu od ogledala, uporedo sa senkom srpastog oblika koja se zadebljava prema sredini ogledala, na drugo polovini ogledala iz sredine takodje se pojavljuje ovalna senka koja "osvaja" drugu polovinu ogledala .Pri samom kraju prelaska senke preko ovakvog ogledala, celo ogledalo je skoro tamno, sem jednog svetlog dela, koji je srpastog oblika, dok u celosti ne potamni .

Testiranje zona ogledala.

Ovaj postupak se vrši u dva slučaja, i to :
1. Radi utvrdjivanja greške kod sfernog ogledala ili radi same matematičke provere
2. Radi preciznijeg utvrdjivanja oblika preseka ogledala (budući da i hiperboličan i eliptičan presek ogledala daju sličnu senku Fukoovog noža

U oba slučaja potrebno je dodatno izraditi "masku" od kartona kružnog oblika, čiji prečnik odgovara prečniku testiranog ogledala koja se stavlja na ogledalo lepljenjem uz pomoć lepljive trake (koja se lepi na rub ogledala a nikako na samo ogledalo). U literaturi, ovaj test je poznat kao "Coude screen", mada je izgled maske nešto pojednostavljen, ali ne menja suštinu samog testa.
Na masci se izrade 2-3 para isečaka - otvora (nazvaćemo ih zone), simetrična u odnosu na centar maske, s tim da se ostavi mogućnost njihovog kasnijeg zatvaranja. Isečci (zone) bi trebalo da su širine od oko 1 cm. Važno je napomenuti da što je više isečaka (zona) na masci, to je merenje preciznije.
Za naš primer, dovoljno je da je napravljeno 3 para zona, i to levo i desno od centra s tim da se sredine zona (isečaka) nalaze na 25, (Zona C), 45 (Zona B) i 60 (Zona A) milimetara udaljenosti od centra. Radi razjašnjenja, posmatrajmo zonu C. Obzirom da je "debljina" isečka (zone) 1 cm, bliža ivica zone C je na udaljenosti od 20 mm od centra maske a dalja ivica isečka je 30 mm, ali se za merenje uzima 25 mm, dakle udaljenosti sredine isečka od centra maske.

Princip zonalnog testiranja.
Testiranje zona vrši se na isti način kao i napred opisani Fokalni test, i to kao nastavak ovog testa, na taj način što se na ogledalo postavi maska (pažljivo da se ogledalo ne pomeri), sa OTVORENIM ZONAMA koje jedine propuštaju reflektujuću svetlost ogledala. Kada Fukoov nož, koji se OBAVEZNO MORA NALAZITI U CENTRU ZAKRIVLJENOSTI OGLEDALA, počne da preseca reflektujuću svetlost, kod idealno sfernog ogledala sve oblasti - zone ogledala se moraju ravnomerno "gasiti". Međutim, ukoliko se već prilikom prvobitnog, Fokalnog testa, primete odredjene deformacije senke, ili ako se pojedine oblasti - zone ogledala ne "gase" istovremeno, potrebno je testirati svaku zonu pojedinačno.

Ovo se vrši na taj način što se na masci, zone bliže centru zatvore, a testira se najpre samo spoljna zona, (u našem primeru zona A). Ako se prilikom pomeranja noža (popreko tj. levo desno) prilikom presecanja svetlosnog zraka, zone A sa obe strane ogledala, ne gase istovremeno, moguće je da je ogledalo prilikom postavljanja maske malo pomereno, pa je potrebno dovesti ga u takav položaj da se rubne zone (zone A ) gase istovremeno, prilikom prolaska Fukoovog noža. Kad se ovo postigne, zone A se zatvaraju tako da ne reflektuju svetlost, a otvaraju se zone B , i postupak presecanja svetlosnog zraka se ponavlja. Ukoliko je za zonu B potrebno približiti ili udaljiti fokalni nož od ogledala, (longitudinalno pomeranje) da bi se zone B prilikom presecanja reflektovane svetlosti ugasile, a sve to u odnosu na njegov položaj prilikom "gašenja" zone A, onda je u pitanju odstupanje od sfernog oblika ogledala, i njegov oblik je potrebno korigovati. Isti test se ponavlja i za zonu C, pri čemu se iste otvaraju a ostale poklapaju.

Uzmimo za primer, da se zone A i zone C istovremeno "gase" (pri istoj longitudinalnoj udaljenosti noža od ogledala), a da je za "gašenje" zone B, potrebno nož pomerati longitudinalo (približiti ili udaljiti od ogledala) da se nađe njegov novi položaj u kojem "gasi" zone B. U tom slučaju deo ogledala kojeg pokriva otvor zone B na masci, ima deformitet. Ako je potrebno da se Fukoov nož pomeri prema ogledalu to znači da ta zona ogledala ima kraći fokus, dakle da je "udubljena, a ako je nož potrebno "udaljiti" od ogledala fokus te zone je veći (dakle da je ispupčena). Na slici su dati najčešći preseci deformiteta, i način na koji se isti, dodatnim poliranjem mogu otkloniti.

Kod zonalnog testiranja paraboloidalnog ogledala, pojedine zone ogledala nemaju istu fokalnu dužinu, jer se fokus ogledala pomalo smanjuje i duži
od ruba ogledala ka njegovom centru. U slučaju izrade ovakvog ogledala, merenja longitudinalnog pomeranja Fukoovog noža pri testiranju zona, su neophodna ukoliko se želi kvalitetan lik u budućem ogledalu teleskopa.

Primer merenja:
Uzmimo da je amater želeo da napravi ogledalo 140 mm dijametra, ali kraćeg fokusa, recimo 840 mm, dakle u pitanju je f/6, te da se ispolirano ogledalo testira po zonama, maskom iz prethodnog primera gde se sredine zona nalaze: na 25 mm, (Zona C), zatim na 45 mm (Zona B) i na 60 mm (Zona A) od centra maske. Neka izmereni radijus zakrivljenosti (R) ima dužinu 1680 mm . U tom slučaju fokalna dužina (f) ovog ogledala iznosi 840 mm, ( 1680 : 2 = 840 ) i ovo ogledalo zaista ima željeni fokus i željeni f/6 "otvor" (840:140=6 )

Udaljenost sredine zone C označimo sa "rc" i on iznosi 25 mm, dakle rc=25 mm
Udaljenost sredine zone B označimo sa "rb" i on iznosi 45 mm, dakle rb=45 mm
Udaljenost sredine zone A označimo sa "ra" i on iznosi 60 mm, dakle ra=60 mm

U ovom primeru, dužina pomeranja Fukoovog noža, ka ogledalu , prilikom testiranja zone B u odnosu na zonu A , do njegovog novog položaja u
kojem "gasi" zonu B ogledala, izračunava se po formuli:

ra² - rb²
X= ----------------
R

i iznosi: X=(3600-2025)/1680=1575/1680 = 0,93 milimetara !!!

Dakle, ukoliko je profil ogledala paraboloidan, Fukoov nož se u postupku testiranja zone B, do momenta kada presecanjem svetlosti "gasi" zonu B,
mora približiti za 0,93 mm u odnosu na njegov prethodni položaj u kojem je gasio zonu A. Ukoliko ova vrednost X znatnije odstupa od ove teoretske vrednosti potrebno je figurisati taj deo ogledala . Ako je izmereno X manje od ove teorijske vrednosti, ta zona ogledala je "ispupčena" u odnosu na željeni presek, i potrebno ju je naknadnim poliranjem "skinuti". Ako je izmereno X veće od ove teorijske vrednosti, ta zona ogledala je "udubljena" u odnosu na željeni presek, i u tom slučaju ispravljanje ove greške je nešto složenije. U istom ovom primeru, dužina pomeranja Fukoovog noža, ka ogledalu, prilikom testiranja zone C u odnosu na zonu A , do njegovog novog položaja u kojem "gasi" zonu C ogledala, izračunava se po formuli :

ra² - rc²
X= ------------------
R

i iznosi 2975/ 1680 = 1,77 milimetara !!!

Iz opisanog postupka i rezultata iz navedenog primera, jasno je da veličina pomaka Fukoovog noža u longitudinalnom pravcu, moraju biti precizno izmerena. Ovo se postiže tako da se nož u longitudinalnom pravcu pomera okretanjem zavrtnja na čijem je kraju, (kod glave zavrtnja) postavljen točkić (recimo plastični čep od mineralne vode, na koji se nalepi papirni prsten). Ovaj papirni prsten se prethodno precizno izmeri i na njemu se upiše podela, obeležavajući desete delove izmerene dužine papirnog prstena. Kada se navijanjem ovog točkića fokalni nož pomera u longitudinalnoj ravni, jedan pun okret tog točkića, pomera nož za jedan milimetar, jer je "hod" mašinskog zavrtnja 1 mm. Na taj način, precizno se mogu izmeriti čak stoti delovi milimetra.
Ukoliko su odstupanja od teorijskih vrednosti mala, ogledalo je dobro, a ukoliko su odstupanja nešto veća, potrebno je vršiti dodatno figurisanje ogledala, i to parabolizacijom, s tim da se ponovna kontrola vrši na svakih 5-10 minuta! Korigovanje se vrši na način dat na skici uz sliku "deformiteti", u zavisnosti od toga koji je deformitet (odstupanje od teorijske vrednosti) u pitanju.