Oto jest pytanie.
To pytanie nurtuje wielu początkujących "szlifierzy". Wszyscy wiedzą,
że paraboliczne zwierciadło jest najlepsze, bo nie ma aberracji sferycznej.
Światło gwiazdy padające z nieskończoności na dowolnej wielkości zwierciadło
paraboliczne skupione zostanie w jeden punkt ! Natomiast dla dość dużego
zwierciadła sferycznego o krótkiej ogniskowej aberracja sferyczna jest nie do przyjęcia,
obrazy są fatalne ! Nie mniej dalej będę namawiał Was na sferę. Czytajcie dalej.
Jeśli buszujecie w internecie to możecie poczytać sobie wiele opinii
o dokładnościach z jakimi wykonane są zwierciadła. Ja czytając takie różne
opinie na ten temat na szczęście mam wyrobione swoje zdanie i nie dam się
zwieść, ja wiem swoje. Widziałem już wiele zwierciadeł na nożu Foucaulta
i próbowałem także mierzyć metodą strefową zwierciadła paraboliczne.
Jest to bardzo trudna sprawa, wymagająca doświadczenia i bardzo dobrego oka.
W dalszych rozdziałach opisuję zasadę działania noża Foucaulta
i dobrze będzie zajrzeć tam teraz i potem tu wrócić.
POMIAR ZWIERCIADŁA PARABOLICZNEGO
Aby stwierdzić jaka jest dokładność wykonania naszego zwierciadła
parabolicznego należy wykonać kilka serii pomiarów ogniskowych
poszczególnych stref zwierciadła. Do tego celu przygotowuje się
specjalne kartoniki z wyciętymi koncentrycznie pierścieniami,
które przepuszczają odbite światło od zwierciadła tylko w jakiejś wąskiej strefie.
Najczęściej robi się 4-5 stref o szerokości ok. 1,5 - 2 cm. Pozostały karton malujemy
na czarno, aby nie przeszkadzał w pomiarach. I w ten sposób przykładając
do zwierciadła kolejne "strefy" mierzymy ich ogniskowe.
Bardzo dużą trudnością jest po wyznaczeniu odchyłki danej strefy zwierciadła,
po przesunięciu noża na inną strefę, jest powrót na poprzednią strefę
i powtórzenie tamtego wyniku. Odczyty dla tej samej strefy różnią się
nawet do kilku dziesiątych części milimetra. Taki pomiar jest bardzo subtelny
i trudny do uchwycenia. I jak komuś z pomiaru wyjdzie dokładność 1/20 lambda,
to przy ponownym pomiarze tego samego zwierciadła może już mu wyjść 1/2 lambda.
Do tego potrzeba doświadczonego oka i serii pomiarów.
Znam takich, którzy wykonują zwierciadła paraboliczne bez pomiarów strefowych.
Zakładają oni, że jeśli odchyłka falowa strefy skrajnej zgadza się z obliczoną
dla tego zwierciadła, to przy gładkim kształcie pozostałej części zwierciadła,
osiągnęli cel i lustro jest gotowe. Tu niestety mogą się mylić,
bowiem ta obliczona, konkretna dla tego zwierciadła parabola jest tylko jedna,
a z właściwej odchyłki strefy skrajnej do środkowej można w sposób
płynny przejść na wiele sposobów. I niekoniecznie ten, który wyszedł jest właściwy.
LUSTRO PARABOLICZNE
Reasumując wykonać prawidłowo zwierciadło o właściwej paraboli,
jest niezwykle trudno nawet dla dobrych fachowców. Jestem przekonany
i wiem z doświadczenia, że wielu z Was widziało przez światłosilne
kupione teleskopy o parabolicznych lustrach słabe obrazy nieba, w których
gwiazdy są rozmyte i planety są nieostre. Dlaczego tak się dzieje?
Dlatego, że właściwą parabolę jest bardzo trudno wykonać.
Do tego stopnia trudno, że wytwórcy gotowi są nawet kosztem swojej renomy
sprzedać taki teleskop, bo nie potrafią tego dobrze wykonać.
LUSTRO SFERYCZNE
Natomiast - teraz uważajcie - nie widziałem jeszcze żadnego teleskopu
o zwierciadle sferycznym, w którym byłyby nieostre obrazy !!!
(Jeśli miały dobry okular i lusterko wtórne)
Wszystkie takie teleskopy budowane świadomie jako sferyczne,
dają pełną satysfakcję patrzącym przez nie miłośnikom nieba.
Ja już wiele sfer wykonałem i za każdym razem było tak samo,
obrazy czyste i bardzo ostre na całym polu widzenia okularu.
Należy tylko wiedzieć, kiedy można wykonać sferę. A o tym piszę poniżej.
Różnice pomiędzy teleskopem ze zwierciadłem
sferycznym i parabolicznym.
Wady teleskopów sferycznych są dwie : długi tubus i mała światłosiła.
Jeżeli zaakceptujecie te wady - to poza tym są same zalety, które kładą
na łopatki wszystkie inne "krótko-ogniskowe" Newtony o parabolicznych
zwierciadłach. A oto owe zalety :
1.
Figuryzacja zwierciadła na sferę (o której później będę pisał)
jest możliwa do wykonania dla każdego, kto choć na jedno oko coś widzi.
Wykonać dobrze prawidłową parabolę jest bardzo trudno nawet fachowcowi.
2.
Obrazy gwiazd (zwierciadło sferyczne) widoczne w okularze są
jako ostre malutkie punkciki na całej powierzchni pola widzenia w okularze.
Zwierciadła paraboliczne mają tzw. komę, czyli zniekształcenia obrazów gwiazd
w postaci rozmazanych kresek i im dalej od osi optycznej tym większe jest
to rozmazanie. Krótkoogniskowe zwierciadła paraboliczne dają ostry obraz
tylko w środkowej części pola widzenia i dotyczy to tylko bardzo dobrych
jakościowo zwierciadeł. W zwykłym seryjnym sprzęcie nawet i w środku pola widzenia
gwiazdy nie są do końca punktami.
3.
Zwierciadło sferyczne nie ma wyszczególnionej osi głównej. Każda prosta przechodząca
prostopadle do zwierciadła jest osią zwierciadła. Zatem przy montażu zwierciadła w tubusie
drobne skrzywienia w ustawieniu zwierciadła nie wpływają na jakość obrazów.
Natomiast w nie osiowo ustawionym lustrze parabolicznym (krótko-ogniskowym) jakość
obrazów gwałtownie spada.
4.
Dla obserwatorów planet i Księżyca długoogniskowe teleskopy
dają łatwo duże powiększenia i super jakość obrazów.
Przez mój TN 135/1350 pamiętam jak wspaniale było widać szczegóły
na powierzchni Jowisza, że o Księżycu nie wspomnę.
A zwierciadło było sferyczne.
JAKI ZBUDOWAĆ TELESKOP O ZWIERCIADLE SFERYCZNYM?
Przejdę teraz do omówienia ilościowego zwierciadeł sferycznych.
W przypadku zwierciadła sferycznego wystarcza ocena jakościowa
kształtu powierzchni lustra na nożu Foucaulta.
 |
Powyższy rysunek przedstawia widok zwierciadła na nożu Foucaulta,
kiedy wygaszamy żyletką powracający promień z punktowego źródła światła.
Cała powierzchnia jednakowo gaśnie. Wszelkie odstępstwa od tego należy usunąć
przez odpowiednią figuryzację (patrz odpowiedni rozdział) aby doprowadzić
do takiego kształtu zwierciadła. Jeśli uzyskamy takie równe, jednoczesne
wygaszanie światła odbitego od naszego lustra, to możemy być absolutnie pewni,
że mamy idealna sferę i ta sfera może być tylko jedna i to ta właściwa.
I jeśli mamy już taką sferę to możemy bez problemu określić dokładność
wykonania naszego zwierciadła, bowiem są na to wzory.
Dymitr Maksutow napisał książkę "Astronomiczeskaja Optika" (1979),
w której opisał właściwości zwierciadeł sferycznych.
Maksutow przyjął kryterium widzenia dobrych obrazów
(on to nazwał "pierwokłasnoje sfericzeskije zierkało") dla zwierciadła sferycznego,
dla maksymalnej odchyłki falowej najbliższej sfery odniesienia,
wynoszącej minimum lambda/4 od idealnej paraboli dla tego lustra.
h max =< lambda / 4
gdzie lambda = 0.555 mikrona.
Poniżej widać tabelkę z minimalnymi ogniskowymi dla podanych średnic
zwierciadeł spełniające kryterium Maksutowa.
Jeśli nawet zrobicie l/3 to też nie będzie tragedii.
Trzeba tylko koniecznie mieć bardzo porządne płaskie lusterko wtórne
także o dokładności l/4. Niestety często byle jakie wtórne zwierciadełko
psuje obrazy z dobrego lustra głównego.
Maksutow przyjął kryterium l/4, ale my trzymajmy się l/8.
Należy tę tabelę interpretować następująco. Jeśli wykonamy zwierciadło sferyczne
o średnicy 120 mm i ogniskowej 900 mm to będziemy mieli dokładność l/4,
czyli tyle ile wynosi warunek Maksutowa. Jeśli przy tej średnicy będziemy mieli
dłuższą ogniskową to dokładność zwierciadła teoretycznie wzrasta.
Dla f =1134 mm mamy już dokładność l/8, ale tu trzeba koniecznie dodać,
że jest to tylko teoria dotycząca powierzchni nie poaluminizowanych.
Niestety w tym ostatnim procesie dla wykonania zwierciadła
grubość warstwy napylanego aluminium jest tak duża ( i warstw ochronnych),
że jest dokładniejsze wykonanie zwierciadła czasem niweczone jest złą aluminizacją.
Należy bardziej zadbać o jakość zwierciadełka wtórnego i używanych okularów.
Z tej tabelki można sobie dobrać ogniskową i średnicę tak, aby wystarczało
wykonanie zwierciadła sferycznego, bez konieczności uciekania się do paraboli.
Jeśli ktoś już ma wykonane zwierciadło sferyczne o parametrach nie występujących
w tej tabeli, to może wyliczyć sobie dokładność tego zwierciadła wg poniższego wzoru :
 |
I tak dla mojego PICCOLO D = 115mm i f = 1150 mm obliczam k = 9,9.
Czyli mój PICCOLO ma dokładność l / 9,9.
Przy czym powtarzam, że jest to tylko teoria dotycząca luster bez warstwy aluminium.
Ja proponuję Wam wykonanie teleskopu o parametrach D = 150 mm i f = 1500 mm.
Tu jest gwarancja świetnych ostrych obrazów.
W programie AstroJaWil opisałem dokładność wykonania
zwierciadła sferycznego.
Ściągnij program AstroJaWil
NAPRAWA NIEOSTRYCH OBRAZÓW
Bardzo często nasz kupiony teleskop systemu Newtona za duże pieniądze
nie spełnia naszych oczekiwań. Obraz jest w miarę jasny, ale ostrość jest kiepska.
Planety są rozmazane, a ciasnych podwójnych gwiazd,
które powinny leżeć w możliwościach naszego teleskopu, nie można rozdzielić.
Wtedy tracimy całą sympatię do naszego wymarzonego teleskopu.
Dla przykładu mamy teleskop o średnicy 15 cm i ogniskowej 90 cm
i nie możemy uzyskać spodziewanej ostrości. Sprawdzaliśmy wiele razy
ustawienie optyki i wszystko było OK. Wymieniane było lusterko
wtórne, a obrazy ciągle nie były ostre. Co robić ?
Ta sytuacja świadczy najprawdopodobniej o źle wykonanej parabolizacji
zwierciadła głównego. Aby ten teleskop pokazał nam wreszcie dobre obrazy
trzeba usunąć to co psuje ten obraz. Analizując wyżej umieszczona tabelę,
dochodzimy do wniosku, że dla tej samej ogniskowej zmniejszanie średnicy
zwierciadła zdecydowanie poprawia dokładność tego lustra !!!
Zatem najprostszym rozwiązaniem jest właśnie zmniejszenie
średnicy zwierciadła. I faktycznie zwykle w centralnej części zwierciadło
jest bliskie sfery, a strefy skrajne zostały źle sfiguryzowane i psują
one obraz. Jeśli takie lustro ograniczymy diafragmą np. do średnicy 12 cm,
to uzyskamy najprawdopodobniej kryterium l /8, które to daje gwarancję super obrazów.
A może być lepiej, bo akurat może w tej centralnej części nasze lustro
będzie miało parabolę bliską idealnej.
Wbrew pozorom mimo zmniejszenia średnicy mamy dużo większą szansę
na rozdzielenie epsilon Lutni na cztery gwiazdki. I wszystko będzie ostrzejsze.
Nie bójcie się wstawić diafragmy przed źle wykonane lustro.
Efekt jest piorunujący, a diafragmę zawsze można wyjąć.
Przeanalizuj także co napisałem w programie AstroJaWil
