НУЛЕВИ ТЕСТОВЕ ЗА ИЗСЛЕДВАНЕ НА АСФЕРИЧНИ ОГЛЕДАЛА, ОСНОВНОТО ОГЛЕДАЛО НА ОТРАЖАТЕЛЕН ТЕЛЕСКОП
Много полезни са методът Mellier-Lacroix и методите за конструиране на огледален профил, предложени в различни години от A. Danzhon и A. Coudet, D. D. Maksutov, J. Texero и др. Но все пак е изкушаващо да се сглоби тестовата схема по такъв начин, че на параболоид да се види плосък релеф и праволинейни удари на решетката на Ронки.
Разглеждайки въпроса за точността на параболизацията (§27 от Глава втора), забелязахме, че огледалото може да остане първокласно, ако е недостатъчно параболизирано, т.е. елипсоид. Ако отклоненията на този елипсоид не надвишават l/8, тогава той работи също толкова добре, колкото параболоид.
Спомнете си, че ако огледалото е сферично (e 2 =0), тогава за да се получи плосък релеф, източникът трябва да бъде инсталиран точно в центъра на кривината. Ако огледалото е параболоид (e 2 =1), тогава източникът трябва да бъде настроен на безкрайност. Тъй като за елипсоид квадратът на ексцентрицитета има стойности между нула и едно (0 2
Помислете за пример. Решено е да се тества параболично огледало с диаметър 200 mm и фокусно разстояние 1400 mm (1/7) като елипсоид, чието отклонение от болоидната параболика не надвишава l/8. Минималното разстояние до далечния фокус ще бъде равно на
smin \u003d 14,0 * 40 000: 49 \u003d 11 429 mm \u003d 11,4 m.
Вторият фокус се намира от върха на елипсоида на разстояние s 0 = -1400 * 11429: (1400-11429) = 1595,4 mm. Обикновено източникът е настроен в близкия фокус и в
Ориз. 58. Някои нулеви тестове (подробности в текста).
далеч нож или решетка Ronchi. Удобно е да видите сенчеста картина от такова разстояние с помощта на монокъл или домашно направена зрителна тръба с увеличение 6-8x. През 1977 г. ученикът А. Белкин изобрази по този начин 165-милиметрово огледало за телескопа Nasmyth на клуба Nasmyth. Д. Д. Максутова. Огледалото дава отлични изображения в схемата Дол-Керкам (виж § 5 от гл.четвърто). За съжаление огледалото е от нискокачествено стъкло и неочаквано през 1982 г. се изкривява толкова рязко, че трябва да бъде сменено с ново.
Най-простият начин би бил да се изследва параболично огледало, като се използва източник, отдалечен до безкрайността. Може да е Поларис, ярка улична лампа на хоризонта. За съжаление, атмосферната турбуленция изкривява вълновия фронт толкова много и моделът на сянката е толкова нарушен, че е почти невъзможно да се види нещо.
Но ние имаме възможност да премахнем източника до безкрайност изкуствено, оптически. За целта използваме колиматор - готов параболичен рефлектор с добро основно огледало, направен с точност от l / 16 - l / 20 или по-висока. В неговия фокус е зададен източникът е светеща точка или процеп (фиг. 58, b). Параболоидът дава паралелен анаберален (неизкривен от аберации) лъч, който, падайки върху второто огледало, се събира във фокуса му и ако с помощта на нож видим неравнинен релеф, тогава ще припишем всички грешки на това тествано огледало.
Съществува и друг метод - автоколимация, при който тестваното огледало едновременно служи и като колиматор. Това е методът на Ричи. Може да се използва, ако има плоско еталонно огледало с точност под l /16 - l /20 и диаметър не по-малък от диаметъра на основното огледало. Във фокуса на тестваното огледало са монтирани процеп и нож (фиг. 58, c). След първото отражение върху пароболоида светлината се разпространява в паралелен анаберационен лъч. След като се отрази втори път от параболоида, той се събира в анаберационната точка и върху огледалото се вижда плосък релеф. Светлината се отразява два пъти от изследваната повърхност и чувствителността на метода се удвоява. Вярно е, че ако тестваното огледало не е алуминизирано, тогава само 1/400 от оригиналната светлина достига до окото.поток и затова е важно да се погрижите за високата яркост на източника на светлина.
Ако е трудно да се направи плосък стандарт, той може да бъде заменен с течно огледало, монтирано хоризонтално (фиг. 58, d). Изсипете вискозна течност, като например минерално масло, в леген с подходящ размер. Това е референтното огледало. Сглобеният телескоп е вертикално монтиран над него. Важно е "огледалото" да не е подложено на разклащане. Не трябва да се използва живак. Той е токсичен, освен това от най-малките вибрации повърхността му е покрита с вълнички.
В тази схема светлината се отразява три пъти от неалуминизирани повърхности. Следователно трябва да се погрижите за много ярък източник. Най-лесният начин е да разширите празнината до правоъгълник с размери 3x3 mm. Устройството трябва да бъде оборудвано с достатъчно ярка (например автомобилна) лампа и кондензатор.
При двата описани метода могат да се използват и еталонни огледала с по-малък диаметър от основното. Ще се вижда само част от модела на сянка, фиг. 58, д. Колкото по-малък е диаметърът на еталонното огледало, толкова по-малко уверено се изследва параболичното. Астигматизмът е особено труден за откриване. По един или друг начин, 5-метровото огледало на рефлектора Mount Palomar беше тествано с помощта на 3-метров плосък стандарт, от който по-късно беше полирано параболично огледало за 3-метровия телескоп Lick.
Има и други нулеви тестове, които съдържат оптичен елемент във веригата, който изкривява фронта на вълната, преди да падне върху тестовото огледало, така че след отражение то става строго сферично и релефът е плосък. Това са така наречените компенсационни методи. Един от тях е предложен от английския любител G. Doll [17]. След източника на светлина се монтира плоско-изпъкнала леща със сферична повърхност, направена с точност l /16. Чрез промяна на разстоянието между процепа и лещата можете да промените стойносттанадлъжна сферична аберация и я настройте към надлъжната аберация на параболично огледало, когато го тествате от центъра на кривината. За съжаление в аматьорски условия е трудно да се направи обектив с такава точност.
Ориз. 59. Метод на компенсация Д. Д. Максутов: а - схема,
Д. Д. Максутов предложи да се използва сферично огледало като компенсатор, което е много по-лесно да се направи с висока точност [3].
За да изчислите основните параметри на компенсационната схема на Максутов, разгледайте фиг. 59,а, където ABC е тестваното параболично огледало, O 0 е центърът на кривината на централната му зона, в точка Oy е центърът на кривината на крайната зона y. Разстоянието между точките Oo и 0y е надлъжната сферична аберация на асферичното тестово огледало, abc е спомагателното компенсиращо огледало, O 1 е центърът на кривината на това огледало, M е точката, в която са разположени прорезът и ножът. След отражение върху компенсатора лъчите отиват към тестваното огледало: aA, b B, cC. В точката Oo се пресичат продълженията на разминаващите се лъчи от централната зона на компенсатора, а в точката Oy крайните лъчи, простиращи се назад от компенсатора. Разстоянието между тези точки представлява сферичната аберация на компенсатора. Чрез промяна на разстоянието между слота и компенсатора е възможно да се промени големината на надлъжната аберация на компенсатора. Това означава, че различни асферични огледала могат да бъдат тествани с едно и също огледало.
Радиусът на кривината на компенсиращото огледало е равен на
където r е радиусът на кривината на огледалото на компенсатора, s е разстоянието от слота и ножа до върха на компенсатора.
Да приемем, че използваме готово висококачествено сферично огледало с известен радиус на кривина като компенсатор. Помислете за изчисляването на разстоянието от слота до компенсатора, като използвате конкретен пример. се тествахиперболично вдлъбнато огледало R=2000 mm, D=250 mm, r=1500 mm, e 2 =1.07.
Решавайки проблема, първо определяме коефициента k по формулата (1)
Сега нека се опитаме да определим разстоянието от светещия процеп до компенсиращото огледало s с помощта на формула (2). Начинът за решаване на уравнението не е съвсем обичаен. Нека започнем да заместваме различни стойности на съотношението r/s по такъв начин, че постепенно да вземем стойността на k, равна на -0,7009.
Таблица 15. Стойности на k в зависимост от r/s