|ta kniga prednaznachena dlya lyubitelej astronomii, reshivshih postroit' sebe dostatochno moshchnyj teleskop. Mozhet byt', s tochki zreniya nachinayushchih lyubitelej teleskopostroeniya, ona neskol'ko peregruzhena podrobnostyami. |to proishodit ot togo, chto avtor stremilsya predusmotret' razlichnye neozhidannosti, podsteregayushchie lyubitelya na puti izgotovleniya teleskopa. S drugoj storony, znaya, kak eti podrobnosti otpugivayut nachinayushchih, eshche ploho orientiruyushchihsya v tehnologii izgotovleniya opticheskih detalej, avtor soznatel'no izbegal opisaniya ogromnogo raznoobraziya metodov shlifovki, polirovki i ispytanij astronomicheskoj optiki, razrabotannyh v poslednee vremya i prisposoblennyh k usloviyam lyubitelej. Vmesto etogo on pytalsya otobrat' lish' to, chto sovershenno yavno dostupno lyubitelyu. Pri etom avtor stremilsya ne povtoryat' prekrasnuyu, no, uvy, postepenno stareyushchuyu knigu M. S. Navashina "'Teleckop astronoma-lyubitelya". CHitatel', kotoryj najdet tehnologiyu, opisannuyu v nastoyashchej knige, nepriemlemoj dlya sebya, smozhet obratit'sya k knige M. S. Navashina, kotoraya v poslednie gody pereizdavalas' neskol'ko raz.
Postarat'sya obojtis' minimumom matematiki - eto vtoraya zadacha avtora. My postroim sravnitel'no prostoj teleskop i poetomu matematiki i voobshche teorii teleskopa budet rovno stol'ko, skol'ko nuzhno dlya togo, chtoby dejstvovat' osoznanno, i tol'ko. Avtor polagaet, chto teoriya teleskopa dolzhna byt' izlozhena i ponyata "na pal'cah", i poetomu v knige opisyvaetsya mnogo opytov i privodyatsya risunki, kotorye poyasnyayut dejstvie teleskopa i ego otdel'nyh uzlov.
Vse, o chem rasskazyvaetsya v knige, mnogokratno provereno ne tol'ko samim avtorom, no i shkol'nikami i vzroslymi -- chlenami Novosibirskogo kluba lyubitel'skogo teleskopostroeniya im. D, D. Maksutova. CHashche zhe vsego opisany metody, primenyaemye uzhe na protyazhenii desyatiletij, no po razlichnym prichinam ne vklyuchennye v knigu M. S. Navashina i v mnogochislennye rukovodstva, rasseyannye po periodicheskim izdaniyam.
Pervye dve chasti knigi posvyashcheny izgotovleniyu opticheskih i mehanicheskih detalej teleskopa, tret'ya chast'--postrojke nekotoryh special'nyh teleskopov i instrumentov, kotorye mogut znachitel'no rasshirit', nablyudatel'nye vozmozhnosti lyubitelya i stat' prekrasnoj bazoj dlya observatorii kollektiva lyubitelej.
Avtor vyrazhaet glubokuyu blagodarnost' kand. fiz.-mat. nauk N. N. Mihel'sonu, starshemu nauchnomu sotrudniku A. S. Fominu, kand. fiz.-mat. nauk G. S. Hromovu, a takzhe M. M. SHemyakinu i G. S. SHuvaevu za ryad cennyh zamechanij i predlozhenij, sdelannyh pri prochtenii rukopisi knigi.
L. L. Sikoruk
Kogda Galileo Galilej pristupil k postrojke svoego pervogo teleskopa, edva li on otdaval sebe otchet v tom, chto, eshche ne sdelav svoih velikih astronomicheskih otkrytij, on uzhe otkryl eru lyubitel'skogo teleskopostroeniya. Ne znaya tshchatel'no ohranyaemyh professional'nyh sekretov izgotovleniya zritel'nyh trub, nezadolgo do etogo izobretennyh v Gollandii, Galilej so svojstvennym emu entuziazmom i energiej
Galileo Galilej (1564--1642) s odnim iz svoih teleskopov.
vzyalsya za reshenie etoj zadachi. (Pozzhe lyubiteli ne raz budut reshat' zadachi, pered kotorymi professionaly ostanavlivalis' v razdum'e.) Takim obrazom, era lyubitel'skogo teleskopostroeniya nachinaet otschet s konca 1609 g.
Eshche odno vazhnoe sobytie v istorii lyubitel'skogo teleskopostroeniya proizoshlo v 1668 g, kogda fizik-teoretik po professii, Prezident Londonskogo Korolevskogo obshchestva po dolzhnosti, ser Isaak N'yuton sobstvennoruchno postroil zerkal'nyj teleskop. Esli opticheskuyu shemu svoego teleskopa on predlozhil, kak my teper' skazali by, v ramkah svoih obyazannostej, to v ostal'nom N'yuton byl bezuslovno lyubitelem. On ne tol'ko udovletvoril svoe sobstvennoe lyubopytstvo, no, chto gorazdo vazhnee, podaril lyubitelyam vsego mira samyj populyarnyj u nih teper' teleskop. |to obstoyatel'stvo rodnit ego s luchshimi predstavitelyami lyubitel'skogo teleskopostroeniya vseh vremen.
Nas porazhaet besprimernyj podvig muzykanta Uil'yama Gershelya, otshlifovavshego za svoyu dolguyu zhizn' bol'she sta zerkal i pridumavshego novyj
tip teleskopa, uvy, ne podozrevaya o tom, chto etot teleskop uzhe byl predlozhen snachala N. Cukki, a ne skol'ko pozzhe M. Lomonosovym. Pivovar U. Lassel' lord Ross, polyarnyj issledovatel' i hudozhnik R. Porter, hudozhnik i zhurnalist A. A. CHikin, inzhener L. Koumon n mnogie drugie, buduchi lyubitelyami, dostigli takih vershin, chto stali kazhdyj dlya svoego vremeni vedushchimi specialistami.
Sleduya etim primeram, chitatel' mozhet smelo pristupat' k delu, ne somnevayas' v blagopoluchnom ishode. Nado tol'ko skazat', chto prezhde chem zanyat'sya izgotovleniem teleskopa, neobhodimo prochitat' razdel "Nemnogo o tehnike bezopasnosti" v Prilozheniyah.
Ris. 1. Teleskop sistemy N'yutona. 1 -- glavnoe zerkalo, 2 -- diagonal'noe zerkalo, 3 -- okulyar. f' -- glavnyj fokus zerkala, f1 -- "n'yutonovskij" fokus teleskopa, sovpadayushchij s perednim fokusom okulyara.
Nam predstoit postroit' zerkal'nyj teleskop, ili teleskop-reflektor sistemy N'yutona. Na ris. 1 privedena opticheskaya shema etogo teleskopa. Parallel'nyj puchok sveta ot zvezdy padaet na vognutoe glavnoe zerkalo teleskopa 1. Otrazivshis' ot nego, puchok sveta stanovitsya shodyashchimsya i sobiraetsya v tochke f/, kotoraya nazyvaetsya fokusom zerkala. Zdes' obrazuetsya izobrazhenie zvezdy. Puchki sveta ot drugih zvezd sobirayutsya kazhdyj v svoem fokuse, i eti izobrazheniya raspolagayutsya na fokal'noj poverhnosti.
Dlya udobstva nablyudenij nedaleko ot fokal'noj poverhnosti ustanovleno ploskoe vspomogatel'noe zerkalo 2, kotoroe otklonyaet puchok sveta v storonu, gde pomeshchayut okulyar 3, v kotoryj rassmatrivayut izobrazhenie.
Pochemu my budem stroit' zerkal'nyj teleskop, a ne linzovyj? Vo-pervyh, potomu, chto zerkalo daet izobrazheniya luchshego kachestva, chem linzovyj ob®ektiv. Vo-vtoryh, dlya togo chtoby postroit' linzovyj ob®ektiv, nado otshlifovat', chetyre poverhnosti dvuh linz iz dvuh strogo opredelennyh sortov stekla, togda kak dlya izgotovleniya zerkala dostatochno otshlifovat' odnu poverhnost'. V-tret'ih, dlya linz trebuetsya steklo povyshennoj opticheskoj odnorodnosti, a dlya zerkala ono mozhet byt' i s puzyr'kami i svilyami i nekotorymi drugimi defektami, sovershenno nedopustimymi v sluchae linzy. V-chetvertyh, dlya kontrolya formy poverhnosti zerkala est' prostoj i nadezhnyj sposob, pozvolyayushchij videt' oshibki poverhnosti okolo 0,01 mkm, a dlya linz takogo sposoba net. Itak, zerkalo proshche v izgotovlenii, ono deshevle i daet luchshie rezul'taty, chto zhe eshche nado!
Prezhde vsego, izgotovim vognutoe zerkalo, kotoroe vypolnyaet rol' ob®ektiva teleskopa. Dlya togo chtoby pridat' zerkalu neobhodimuyu kriviznu, my vospol'zuemsya shlifoval'nikom v vide metallicheskogo kol'ca, otrezannogo ot kuska tolstostennoj vodoprovodnoj truby. Krome togo, potrebuetsya grubyj nazhdachnyj poroshok, kotorym budet vestis' obdirka -- pridanie zagotovke nuzhnoj formy. Dvigaya s davleniem shlifoval'nik po steklyannoj zagotovke, na kotoruyu nasypan
Mokryj poroshok, my odnovremenno povorachivaem stolik, na kotorom ukreplena zagotovka zerkala. |to nuzhno dlya togo, chtoby shlifovka shla po vsem napravleniyam ravnomerno. CHerez chas-poltora my dostignem togo, chto na zerkale poyavitsya nuzhnoe nam uglublenie, i teper' nasha zadacha -- ubrat' grubye nerovnosti, ostavshiesya na zerkale posle obdirki. |tu operaciyu my vypolnim s pomoshch'yu plastmassovogo shlifoval'nika i tonkogo mikroporoshka.
Perehodya postepenno ot otnositel'no grubyh mikroporoshkov ko vse bolee tonkim, my podgotovim zerkalo k polirovke.
Polirovku vedut s pomoshch'yu tonchajshego poroshka-- krokusa ili, luchshe, polirita. Teper' shlifoval'nik dolzhen byt' pokryt sloem polirovochnoj smoly, kotoraya sostoit iz obychnogo bituma s pochti ravnym kolichestvom kanifoli. Polirovochnaya smola otnositel'no tekucha, i eto pomozhet vozdejstvovat' na formu poliroval'nika tak, chto sravnitel'no grubaya poverhnost' v nachale polirovki k koncu etogo processa stanet sovershenno tochnoj sferoj.
Ris. 2. Prostejshij tenevoj pribor, kotorym mozhno pol'zovat'sya na pervyh porah. (Kadr iz fil'ma "Teleskopy".)
Dlya togo chtoby ispytyvat' formu zerkala, nam pridetsya postroit' neslozhnoe ustrojstvo -- tenevoj pribor (ris. 2), etot pribor v prostejshem vide sostoit iz batarejki dlya karmannogo fonarya, lampochki i lezviya britvy, no pozvolyaet videt' oshibki na poverhnosti zerkala v 0,05 mkm, chashche zhe udaetsya poluchit' zerkalo s eshche bol'shej tochnost'yu, hotya kachestvo izobrazheniya nablyudaemyh ob®ektov ot etogo uzhe i ne uluchshitsya. Delo v tom, chto sushchestvuet opredelennyj predel tochnosti, posle kotorogo izobrazhenie ostaetsya odinakovo sovershennym. |tot predel raven dlya zerkala 1/8 dliny volny sveta. Dlya srednej chasti solnechnogo spektra, k kotoroj bolee vsego chuvstvitelen chelovecheskij glaz, dlina volny ravna 0,00056 mm ili 0,56 mkm. 1/8 chast' etoj velichiny sostavit 0,07 mkm, Esli oshibki ("yamy", "bugry") na poverhnosti zerkala prevyshayut etu velichinu, oni portyat izobrazhenie, esli ne prevyshayut, izobrazhenie stanovitsya ideal'nym, i dal'nejshee sovershenstvovanie zerkala ne uluchshit kachestva izobrazheniya. My dob'emsya togo, chtoby nashe zerkalo stalo ideal'nym.
Ris. 3. Teleskop sistemy N'yutona na "chikinskoj doske". Blenda, nadevaemaya na verhnij, okulyarnyj konec teleskopa, stoit na polu.
Teleskop sistemy N'yutona (ris. 3), kotoryj predstoit nam postroit', krome glavnogo vognutogo zerkala, imeet dopolnitel'noe vspomogatel'noe zerkalo (2 na ris. 1) ili prizmu. Esli my ne smozhem najti podhodyashchee opticheski tochnoe zerkalo ili prizmu, to eto zerkalo pridetsya takzhe izgotovit' samim. |to ne slozhnee, chem izgotovit' glavnoe zerkalo. V tom sluchae, esli ne udastsya podobrat' gotovyj okulyar, a luchshe neskol'ko okulyarov razlichnoj sily, pridetsya sdelat' i neskol'ko melkih linz.
Vse dal'nejshee -- tokarnye, slesarnye raboty, rabota s pap'e-mashe i t. p.-- ne vyzovet principial'nyh trudnostej.
Voz'mem polozhitel'nuyu (uvelichivayushchuyu) linzu i popytaemsya s ee pomoshch'yu poluchit' izobrazhenie bol'shogo svetlogo predmeta, naprimer okna dnem. Dlya etogo budem priblizhat' ili udalyat' linzu ot protivopolozhnoj steny, poka na nej ne poyavitsya rezkoe perevernutoe "vverh nogami" izobrazhenie okna. Voz'mem vtoruyu linzu s drugim uvelicheniem i, postroiv s ee pomoshch'yu izobrazhenie togo zhe okna, obratim vnimanie na to, chto, vo-pervyh, rasstoyanie mezhdu linzami i stenoj razlichno. Vo-vtoryh, ta linza, kotoraya raspolozhena dal'she ot steny, daet izobrazhenie bol'shego razmera.
Rasstoyanie ot linzy do steny, kogda na nej vidno rezkoe izobrazhenie dostatochno udalennogo predmeta (dlya etogo luchshe vsego ispol'zovat' Solnce), nazyvaetsya fokusnym rasstoyaniem linzy. My teper' znaem,
Ris. 4. Shema teleskopa-refraktora.
1 -- ob®ektiv, 2 -- okulyar, 3 -- matovoe steklo, kotoroe v real'nyh teleskopah otsutstvuet.
chto dlya togo, chtoby izobrazhenie predmeta, postroennogo linzoj, bylo bol'shim, nado vzyat' linzu s bol'shim fokusnym rasstoyaniem (dlinnofokusnuyu).
Teper' voz'mem korotkofokusnuyu linzu. Opredelim ee fokusnoe rasstoyanie i poprobuem rassmatrivat' v nee kakie-nibud' predmety, raspolozhiv samu linzu kak mozhno blizhe k glazu. Esli u nas est' neskol'ko korotkofokusnyh linz, to my obratim vnimanie na to, chto bol'shee uvelichenie daet ta, u kotoroj fokusnoe rasstoyanie men'she.
Sproeciruem s pomoshch'yu dlinnofokusnoj linzy izobrazhenie ob®ekta na kusochek matovogo stekla ili kal'ki i dob'emsya rezkosti. Teper' s protivopolozhnoj ot linzy storony stanem rassmatrivat' izobrazhenie na kal'ke s pomoshch'yu sil'noj, korotkofokusnoj linzy (ris. 4). My uvidim uvelichennoe izobrazhenie, kotoromu budut meshat' krapinki na kal'ke ili stekle. Uberem kusok kal'ki, ne menyaya rasstoyanie mezhdu linzami. My yasno uvidim nash predmet. Ego izobrazhenie teper' raspolagaetsya ne na kal'ke, a v vozduhe, i my ego rassmatrivaem s pomoshch'yu vtoroj korotkofokusnoj linzy, kotoraya vypolnyaet rol' lupy. Pervaya dlinnofokusnaya linza -- eto ob®ektiv teleskopa, vtoraya linza, lupa, nazyvaetsya okulyarom.
V kachestve ob®ektiva mozhno vospol'zovat'sya ochkovym steklom v +1 -- +2 dioptrii, nasadochnoj linzoj k fotoapparatu ili, esli povezet, ob®ektivom ot staroj podzornoj truby, teodolita i t. p. V kachestve okulyara mozhno ispol'zovat' lupu, ob®ektiv ot fotoapparata, ob®ektiv ot mikroskopa, okulyar ot mikroskopa ili zritel'noj truby.
4. KAK TOCHNO OPREDELITX FOKUSNOE RASSTOYANIE OB¬EKTIVA I OKULYARA?
Esli my ispol'zuem ochkovoe steklo ili nasadochnuyu linzu k fotoapparatu, mozhno legko perevesti opticheskuyu silu, vyrazhaemuyu v dioptriyah, v fokusnoe rasstoyanie linzy. Dlya etogo nado 1000 mm razdelit' na opticheskuyu silu v dioptriyah. Naprimer, opticheskaya sila linzy ravna +2 dioptriyam. Delim 1000 na 2, poluchaem 500 mm. |to i est' fokusnoe rasstoyanie linzy.
V teh sluchayah, kogda opticheskaya sila linzy neizvestna, ee fokusnoe rasstoyanie opredelim, izmeryaya rasstoyanie ot linzy do izobrazheniya predmeta na bumage. Otmetim eshche raz, chto fokusnoe rasstoyanie dlinnofokusnoj linzy mozhno opredelit' tol'ko po ochen' udalennym predmetam.
Esli v kachestve okulyara primenena odinochnaya linza, ee fokusnoe rasstoyanie my opredelim podobno tomu, kak opredelyali ego u ob®ektiva. CHashche, odnako, prihoditsya ispol'zovat' slozhnuyu sistemu linz: fotoob®ektiv, okulyar mikroskopa i t. p., u kotoryh fokusnoe rasstoyanie otmeryaetsya ot tak nazyvaemyh glavnyh ploskostej (ris. 5), polozhenie kotoryh my ne znaem. Vospol'zuemsya tem, chto fokusnoe rasstoyanie linzy ili sistemy linz proporcional'no masshtabu izobrazheniya, davaemomu linzoj. Stanem s okulyarov u steny protiv okna. Izobrazhenie okna, postroennoe okulyarom, sproeciruem na millimetrovku ili na list iz tetradi v kletochku. Horosho sfokusiruem izobrazhenie i zametim shirinu b izobrazheniya okna na millimetrovke. Teper' izmerim shirinu V nastoyashchego okna i rasstoyanie do okna ot okulyara (ris. 6). Po formule
mozhno opredelit' fokusnoe rasstoyanie f ` okulyara
Ris. 5. Prelomlenie lucha na linze v pryamom (sleva napravo) i v obratnom hode.
Esli upavshij i vyshedshij iz linzy luchi prodolzhit' do vzaimnogo peresecheniya, oni peresekutsya na odnoj iz glavnyh ploskostej (H i H') linzy. Fokusnye rasstoyaniya izmeryayutsya ot vtoroj po hodu lucha ploskosti do tochki fokusa. Oba fokusnyh rasstoyaniya lyuboj linzy ili sistemy ravny mezhdu soboj.
(zdes' L -- rasstoyanie ot okulyara do okna). Hotya ob®ekt sejchas ne v beskonechnosti, my mozhem ispol'zovat' eto znachenie fokusnogo rasstoyaniya, tak kak dlya korotkofokusnyh linz rasstoyanie v neskol'ko metrov mozhno schitat' beskonechnym. Vo vsyakom sluchae, esli rasstoyanie do okna 4--6 metrov, oshibkoj v opredelenii fokusnogo rasstoyaniya okulyara mozhno prenebrech'.
CHasto uvelichenie okulyara oboznacheno na ego oprave. Samo po sebe ono nas ne interesuet, no po nemu mozhno opredelit' fokusnoe rasstoyanie. Dlya etogo nado razdelit' 250 mm (rasstoyanie yasnogo videniya) na uvelichenie okulyara. Naprimer, pri uvelichenii, ravnom 12,5h, fokusnoe rasstoyanie ravno 20 mm. V teh sluchayah, kogda my imeem delo s ob®ektivom ot mikroskopa, mozhno opredelit' fokusnoe rasstoyanie po uvelicheniyu ob®ektiva, kotoroe ukazyvaetsya na oprave. Dlya etogo nado 160 mm razdelit' na uvelichenie
Ris. 6. Opredelenie fokusnogo rasstoyaniya slozhnoj opticheskoj sistemy.
mikroob®ektiva. Naprimer, uvelichenie mikroob®ektiva ravno 20 raz, znachit, ego fokusnoe rasstoyanie 8 mm *).
*) 160 mm--eto dlina trubki mikroskopa. |ta dlina harakterna dlya bol'shinstva mikroskopov. Odnako popadayutsya mikroskopy i s drugoj dlinoj trubki, naprimer 190 mm. V etom sluchae, chtoby uznat' fokusnoe rasstoyanie, nado 190 delit' na uvelichenie ob®ektiva.
Sushchestvuet prostaya formula, po kotoroj legko opredelit' uvelichenie teleskopa,
gde f ' -- fokusnoe rasstoyanie ob®ektiva. f -- fokusnoe rasstoyanie okulyara. Prakticheski eto znachit, chto chem bol'she fokusnoe rasstoyanie ob®ektiva i chem men'she fokusnoe rasstoyanie okulyara, tem bol'she uvelichenie teleskopa.
Kak vybrat' uvelichenie teleskopa? Konechno, kazhdyj staraetsya "vyzhat'" iz teleskopa vse, chto tot mozhet. Na pervyj vzglyad dostatochno imet' ob®ektiv s bol'shim fokusnym rasstoyaniem, a okulyar s kroshechnym, i my poluchim kakoe ugodno bol'shoe uvelichenie. Na dele eto ne tak. Linza nashego teleskopa stradaet razlichnymi nedostatkami -- aberraciyami. Iz-za svoego nesovershenstva ona vnosit oshibki i iskazheniya v izobrazhenie predmetov. Luchshe vsego zametna tak nazyvaemaya hromaticheskaya aberraciya, kotoraya privodit k tomu, chto izobrazheniya zvezd okruzheny cvetnymi oreolami, a izobrazhenie Luny -- raduzhnoj kajmoj. |tot nedostatok mozhno umen'shit', esli zadiafragmirovat' ob®ektiv. V sluchae ochkovogo stekla s fokusnym rasstoyaniem 500 mm otverstie v kartonnom kruzhochke, kotoryj my ustanovim pryamo pered ob®ektivom, dolzhno imet' diametr okolo 10 mm. Dlya ob®ektiva s fokusnym rasstoyaniem 1000 mm eto otverstie mozhno uvelichit' do 45--20 mm. Mozhno takzhe vesti nablyudenie cherez cvetnoj svetofil'tr -- eto pomogaet znachitel'no umen'shit' vliyanie hromaticheskoj aberracii.
Nu, a esli nash ob®ektiv idealen s tochki zreniya aberracij? Togda predel'noe uvelichenie teleskopa ravno diametru ob®ektiva v millimetrah, umnozhennomu na 1,4. Ob®ektiv diametrom 40 mm mozhet dat® uvelichenie okolo 60 raz, no ne bol'she, tak kak pri dal'nejshem povyshenie uvelicheniya teleskopa stanovitsya zametnoj volnovaya priroda sveta. V rezul'tate dazhe ideal'nyj ob®ektiv pokazhet vmesto zvezdy kruzhok, okruzhennyj odnim ili dvumya raduzhnymi kolechkami (ris. 7).
Ris. 7. Mikrofotografii dvuh otverstij v fol'ge, sdelannyh igloj i osveshchennyh szadi (a). Izobrazheniya etih otverstij, postroennye ideal'nym ob®ektivom s dovol'no bol'shogo rasstoyaniya (b). Primenenie eshche bol'shego uvelicheniya ne pokazhet real'noj formy otverstij.
Povyshaya uvelichenie teleskopa, my zametim, chto pri bol'shih uvelicheniyah pole zreniya teleskopa stanovitsya malen'kim, a yarkost' izobrazheniya padaet. Potomu v teh sluchayah, kogda trebuetsya bol'shoe pole zreniya ili bol'shaya yarkost', primenyayut malen'kie uvelicheniya. Minimal'noe uvelichenie teleskopa opredelyaetsya deleniem diametra ob®ektiva na 6 (sm. § 34). Dlya togo zhe 40-millimetrovogo ob®ektiva minimal'noe uvelichenie ravno primerno 7.
Teleskop s ochkovym steklom vmesto ob®ektiva pozvolit poluchit' uvelichenie okolo 25--30 raz. S takim uvelicheniem mozhno videt' pyatna na Solnce *), gory na Lune, sputniki YUpitera, kol'co Saturna i t. d.
*) Smotret' v teleskop na Solnce mozhno tol'ko cherez temnyj svetofil'tr, vrode teh, chto primenyayutsya pri elektrosvarke. Podrobnee ob etom sm. §62.
Hotya teleskop iz ochkovogo stekla vmesto ob®ektiva instrument malomoshchnyj, vse-taki horosho ego postroit', chtoby na praktike uyasnit' mnogie detali, kotorye nepreryvno budut vstrechat'sya i v rabote nad teleskopom-reflektorom. Dlya etogo ochkovuyu linzu (ob®ektiv) i okulyar nuzhno vstavit' v dve trubki podhodyashchego diametra. Trubki s treniem dolzhny vhodit' odna v druguyu. CHtoby linzy ne vyvalivalis', ih nuzhno pomestit' mezhdu vkleennymi v trubki kartonnymi kol'cami. Rasstoyanie mezhdu ob®ektivom i okulyarom ravno summe ih fokusnyh rasstoyanij. Napravlyaya teleskop na dalekij predmet, slegka vdvigaem ili vydvigaem okulyarnuyu trubku, dobivayas' rezkogo izobrazheniya.
CHemu ravno pole zreniya teleskopa? Ono zavisit ot tak nazyvaemogo sub®ektivnogo polya zreniya okulyara i uvelicheniya teleskopa i ravno
gde W -- pole zreniya teleskopa v uglovoj mere, w -- sub®ektivnoe pole zreniya okulyara, G -- uvelichenie teleskopa.
Pole zreniya okulyara mozhno grubo opredelit' sleduyushchim obrazom. Napravim okulyar na svetloe nebo, glyadya odnim glazom v okulyar, a vtorym pryamo na nebo, sovmestim nizhnyuyu granicu polya zreniya s gorizontom i grubo ocenim, na skol'ko gradusov podnimaetsya nad gorizontom verhnyaya granica.
Prezhde vsego potrebuetsya steklyannaya zagotovka. Perechislim glavnye trebovaniya, kotorym ona dolzhna otvechat'.
Steklo zagotovki ne dolzhno imet' vnutrennih napryazhenij i dolzhno byt' horosho otozhzheno. Poetomu sovershenno ne godyatsya zakalennye stekla, kotorye dovol'no chasto vstrechayutsya v vide kruglyh diskov. Na etih diskah est' pometka "zakaleno" ili "stalinit".
Vtoroe uslovie zaklyuchaetsya v tom, chtoby zagotovka imela dostatochnuyu tolshchinu. |to nuzhno potomu, chto tonkaya zagotovka pod dejstviem sobstvennogo vesa budet progibat®sya. Hotya velichina progiba i nevelika, no esli ona prevyshaet 0.00007 mm, eto mozhet skazat'sya na kachestve izobrazheniya. V tabl. 1 privoditsya minimal'naya tolshchina zagotovok dlya zerkal razlichnyh diametrov.
T a b l i c a 1
|
Diametr zagotovki, mm |
80 |
110 |
140 |
160 |
180 |
200 |
250 |
300 |
|
Tolshchina zagotovki, mm |
5 |
7 |
12 |
16 |
20 |
24 |
36 |
50 |
Tolshchina ukazana s uchetom togo, chto v hode shlifovki centr zagotovki stanet ton'she na 1-2 mm dlya zerkal diametrom do 180 mm i primerno na 3 mm dlya zerkal bol'shego diametra. Krome togo, chisla tabl. 1 spravedlivy tol'ko dlya sluchaya, kogda zerkalo opiraetsya na tri ravnoudalennye tochki, lezhashchie na okruzhnosti, radius kotoroj na 10% men'she radiusa zagotovki.
V teh sluchayah, kogda zagotovka opiraetsya (razgruzhaetsya) na 6 ili 9 tochek, tolshchina zagotovki mozhet byt' znachitel'no men'she (tabl. 2 -- razgruzka na 6 tochek i tabl. 3 -- razgruzka na 9 tochek). Znacheniya tolshchiny zdes' takzhe neskol'ko preuvelicheny.
T a b l i c a 2
|
Diametr zagotovki, mm |
140 |
160 |
180 |
200 |
250 |
300 |
|
Tolshchina zagotovki, mm |
8 |
9 |
11 |
14 |
20 |
27 |
T a b l i c a 3
|
Diametr zagotovki, mm |
100 |
180 |
200 |
250 |
300 |
|
Tolshchina zagotovki, mm |
8 |
10 |
11 |
17 |
23 |
Naskol'ko tochno nuzhno soblyudat' privedennye velichiny tolshchin? Tolshchinu mozhno umen'shit' na 5-- 10%, a uvelichit' v 1,5--2 raza. Slishkom tolstye zagotovki ne stoit brat' potomu, chto steklo imeet maluyu teploprovodnost' i pri perepadah temperatury vozduha temperatura vnutrennih i vneshnih chastej zerkala vyravnivaetsya ochen' medlenno. |to privodit k tomu, chto zagotovka korobitsya i zerkalo daet plohoe izobrazhenie do teh por, poka temperatury ne vyrovnyayutsya. Luchshe vsego vybrat' special'nuyu opticheskuyu zagotovku, illyuminator sudna, tolstostennoe okno vakuumnoj kamery ili chto-nibud' i etom rode.
Otlichnoe zerkalo mozhno sdelat', ispol'zovav v kachestve zagotovki kondensornuyu linzu ot fotouvelichitelya ili drugogo proekcionnogo pribora. V etom sluchae uglublenie nuzhno budet vyshlifovat' na ploskoj storone plosko-vypukloj linzy.
Mozhno vyrezat' krugluyu zagotovku iz kuska vitrinnogo ili drugogo dostatochno tolstogo stekla. Delaetsya eto tak. Na rovnuyu dosku kladetsya list stekla, kotoryj prizhimaetsya tremya derevyannymi plankami. |ti planki ustanavlivayutsya v vide treugol'nika, koncy kotorogo svisayut so stekla i mogut byt' pribity k doske. V etot treugol'nik dolzhno vhodit' trubchatoe sverlo. Sverlom mozhet sluzhit' konservnaya banka, kastryulya s nezaval'covannym kraem i t. p. Sverlo vstavlyaetsya mezhdu plankami tak, chtoby ono moglo legko vrashchat'sya v treugol'nike, no ne boltat'sya. (ris. 8). K dnu banki pribivaetsya palka - ruchka, s pomoshch'yu kotoroj my budem vrashchat' sverlo to v odnu storonu, to v druguyu. Vyrezanie vedetsya s pomoshch'yu grubogo abraziva (nazhdachnogo poroshka). On nas'shaetsya na steklo i obil'no smachivaetsya vodoj. CHtoby po mere uglubleniya sverla v steklo, abraziv mog
Ris. 8- Prisposoblenie dlya vyrezaniya krugloj zagotovki iz tolstogo lista stekla.
1 -- cveplo, 2 -- steklo.
provalivat'sya v kanavku, v rabochej chasti sverla vyrezayutsya treugol'nye prorezi. Glubina prorezej dolzhna nemnogo prevyshat' tolshchinu stekla. Vokrug sverla na stekle nado sdelat' plastilinovyj bortik, kotoryj budet uderzhivat' vodu i ostatki razdroblennogo abraziva.
Nasypav na steklo nazhdachnyj poroshok i obil'no smochiv steklo vodoj, vstavlyaem v treugol'nik sverlo, sil'no ego prizhimaem k steklu i nachinaem vrashchat'. V nachale vyrezaniya budet slyshen gromkij hrust abraziva, kotoryj postepenno stihnet. |to ne oznachaet, chto nuzhno podsypat' novogo abraziva. Na stekle vozle sverla lezhit eshche mnogo abraziva, poetomu podol'em vody, kotoraya chastichno smoet abraziv v kanavku pod sverlo. Lish' posle togo, kak podlivanie vody ne budet privodit' k vozobnovleniyu hrusta, dobavlyaem eshche abraziv. CHerez chas-dva zagotovka tolshchinoj 8--10 mm i diametrom okolo 120 mm budet vyrezana.
Esli tolshchina vitrinnogo stekla nedostatochna, mozhno skleit' kancelyarskim (silikatnym) kleem (zhidkim steklom) dva diska odinakovogo diametra. Oba diska obyazatel'no dolzhny byt' vyrezannymi iz odnogo kuska stekla, chtoby mozhno bylo byt' uverennym, chto temperaturnyj koefficient oboih kuskov v tochnosti odinakov. V protivnom sluchae pri perepade temperatur zerkalo budet korobit'sya. Kraj takogo kleenogo zerkala dolzhen byt' zamazan tonkim sloem
T a b l i c a 4
|
Srednij razmer zeren (v mm) |
Oboznachenie v sisteme GOSTa |
Oboznachenie v anglijskoj sisteme |
|
|
0,35-0,25 |
No 25 |
No 70 |
|
|
0.25--0.20 |
No 20 |
No 80 |
|
|
0,20--0,12 |
No 12 |
No 120 |
|
|
0. 12--0,08 |
No 8 |
No 180, |
ili trehminutnik |
|
0,08--0,06 |
No 6 |
No 280, |
ili pyatiminutnik |
|
0,04 |
M40 |
- |
10-minutnik |
|
0,028 |
M28 |
No 325, |
ili 15-minutnik |
|
0,02 |
M20 |
No 400, |
ili 30-minutnik |
|
0,014 |
M14 |
No 600, |
ili 60-minutnik |
|
0,01 |
M10 |
- |
120-minutik |
|
0,007 |
M7 |
- |
240-miiutnik |
nerastvorimogo v vode kleya (naprimer, epoksidnogo), tak kak zhidkoe steklo "boitsya vody. Posle vyrezaniya diska na ego krayah nado sdelat' faski -- stochit' nazhdachnym kamnem s vodoj eti kraya pod uglom 450. SHirina faski dolzhna byt' 1,5--2 mm.
Teper' prigotovim kol'cevoj shlifoval'nik dlya gruboj obdirki zerkala. Ego diametr dolzhen byt' paven primerno polovine diametra zagotovki ili nemnogo men'she. Odin iz torcov kol'ca, otrezannogo ot podhodyashchej tolstostennoj metallicheskoj truby, dolzhen byt' horosho obrabotan, luchshe na tokarnom stanke. |to budet rabochij torec shlifoval'nika.
Dlya gruboj i tonkoj shlifovki potrebuyutsya shlifpoposhki (abrazivy). V tabl. 4 privedeny razmery zeren razlichnyh nomerov abrazivov. Tak kak na protyazhenii mnogih let dejstvovala anglijskaya sistema oboznacheniya abrazivov, i ih nazvaniya figuriruyut v knige M. S. Navashina n drugih avtorov, v nashej tablice privedeny razmery abrazivov po novoj sisteme oboznachenij GOSTa i po staroj anglijskoj sisteme.
Poroshki mozhno popytat'sya priobresti v opticheskih, zerkal'nyh masterskih ili v metalloobrabatyvayushchih cehah zavodov, gde oni primenyayutsya dlya dovodki metallicheskih detalej. Esli zhe dostat' ne udalos', to ih mozhno poluchit' prokalivaya na plitke abrazivnye krugi. Svyazka, kotoroj skleeny zerna abraziva, razrushaetsya, i krug rassypaetsya. Mozhno zamachivat' nazhdachnuyu shkurku v kipyatke i sobirat' abraziv na dne banki. Poluchennye takim obrazom zerna nado rassortirovat'. Dlya grubyh poroshkov primenim obychnye sita, proseivaya cherez nih poroshok. Nomer shlifporoshka po GOSTu oznachaet srednij razmer zerna dannoj frakcii v sotyh dolyah millimetra. Kak opredelit' razmer otverstij v site? Polozhite setku sita na millimetrovuyu linejku i posmotrite v lupu. Razmer yachejki netrudno ocenit' na glaz. Slishkom vysokaya tochnost' ne nuzhna. Kak pronumerovat' abraziv? Voz'mem tri sita s yachejkami 0,35; 0,25; 0,20 mm. Proseem poroshok skvoz' pervoe sito s yachejkami v 0,35 mm. Ostavshijsya na setke poroshok vybrosim. Provalivshijsya poroshok proseem skvoz' sito s yachejkami 0,25 mm. Vse, chto ostanetsya na site s yachejkami 0,25 mm, nazovem nomerom 25. Provalivshijsya poroshok proseem cherez sito s yachejkami 0,20 mm. Ostatok na site nazovem No 20. Takim obrazom, nomer poroshka prisvaivaetsya po situ, na kotorom on ostaetsya.
Samye chastye sita mogut byt' sdelany iz metallicheskih setok dlya maslyanyh fil'trov. Odnako poroshki razmerom 0,06--0,04 mm proseivayutsya s trudom. Poetomu men'shie po krupnosti abrazivy razdelim inym sposobom -- otmuchivaniem. Snachala opishem process v tom vide, v kotorom on primenyalsya prezhde v professional'nom proizvodstve.
V banku vysotoj 100 sm nalivayut chistuyu prokipyachennuyu vodu. Nasypayut v nee poroshok, predstavlyayushchij soboj smes' zeren razlichnyh razmerov (nomerov). Vzbaltyvayut poroshok, chtoby on okazalsya vzveshennym v vode. Dayut vode uspokoit'sya, a poroshku osest' na dno. CHerez 3 minuty ostorozhno slivayut vodu v druguyu banku toj zhe vysoty, v nee dolivayut chistoj vody do verhu i dayut vzvesi otstoyat'sya 10 minut. To, chto ostanetsya vo vtoroj banke, nazyvayut 3-minutnikom. To, chto ne uspelo osest', slivayut v pervuyu banku, predvaritel'no vymyv ee. |toj porcii dayut otstoyat'sya 30 minut. Poroshok, ostavshijsya posle otstaivaniya nazyvayut 10-minutnikom i t. d.
Lyubitelyu slozhno najti banku vysotoj 100 sm. Poetomu voz'mem banku vysotoj primerno 30 sm (no ne nizhe!) i proporcional'no sokratim vremya otstaivaniya. V etom sluchae 10-minutnik, naprimer, poluchitsya posle otstaivaniya v techenie 10 minut vmesto 30, 60-minutnik -- posle otstaivaniya 60 minut i t. d.
Dlya togo chtoby vo vremya sliva vody ne vzbaltyvat' vodu i ne podnimat' osadok so dna, vodu luchshe slivat' s pomoshch'yu rezinovoj trubki -- sifona, kak eto delayut shofery, slivaya benzin iz baka.
Frakcii, sobrannye so dna, vzboltaem eshche raz, dav osest' na dno sluchajnym krupnym chasticam. Esli otmuchivat' odin poroshok, mozhno poluchit' vsego odin-dva nomera, tak kak drugih nomerov v nem mozhet prosto ne okazat'sya. Poetomu nado prigotovit' snachala neskol'ko abrazivov razlichnyh nomerov, no obyazatel'no odnogo materiala, a uzhe potom zanyat'sya otmuchivaniem. Nel'zya smeshivat', skazhem, nazhdak i karbid bora.
Lyubitel' mozhet primenit' bolee krutuyu "lestnicu" nomerov abrazivov, chem ukazano v tabl. 4. Dostatochno imet' No 20, No 8, M40, M20 i M10. Mozhno ispol'zovat' i drugie nomera, no vazhno, chtoby pri perehode k novomu nomeru razmer ego zeren umen'shalsya primerno vdvoe.
Dlya tonkoj shlifovki nuzhno prigotovit' metallicheskij ili plastmassovyj disk togo zhe diametra, chto i zerkalo. Plastmassa dolzhna horosho "derzhat'" formu, eto mozhet byt' pleksiglas ili tekstolit. Tolshchina etih diskov dolzhna byt', ta zhe, chto i dlya zerkala pri razgruzke na tri tochki.
Krome etih diskov, potrebuetsya nemnogo epoksidnoj smoly, kotoruyu mozhno kupit', v hozyajstvennyh magazinah kak epoksidnyj klej. Kstati govorya, epoksidnaya smola nam prigoditsya i pri postrojke truby teleskopa, poetomu nado zapasti ee 2--3 nabora obshchim vesom okolo 500 g.
Dlya polirovki potrebuetsya prigotovit' iz bituma i kanifoli polirovochnuyu smolu. Togo i drugogo potrebuetsya primerno po 0,5 kg. O sposobe prigotovleniya polirovochnoj smoly budet rasskazano nizhe.
Polirovka vedetsya krokusom ili poliritom, prichem polirit poliruet primerno vdvoe bystree krokusa. I to i drugoe mozhno popytat'sya dostat' v zerkal'nyh ili opticheskih masterskih. Krokus mozhno prigotovit' samostoyatel'no. Goridzh Selbi [15] predlagaet neskol'ko sposobov polucheniya krokusa. Vot dva prostyh.
1. ZHeleznyj kuporos prokalivaetsya na plitke s vydeleniem okisi zheleza:
4FeSO4 +O2--> 2Fe2O3 + 4SO3.
Produkt poliruet medlenno.
2. Gidroksnd zheleza Fe(ON)2 mozhet byt' poluchen iz profil'trovannyh rastvorov zheleznogo kuporosa i
gidroksida ammoniya NN4ON. Vypadayushchij v osadok, gidroksid zheleza fil'truetsya, promyvaetsya, vysushivaetsya i prokalivaetsya, kak v pervom sluchae. Produkt poliruet horosho. V oboih sluchayah poluchaetsya krasnyj krokus. Reaktivy mozhno popytat'sya dostat' v himicheskih laboratoriyah shkol i drugih uchrezhdenij.
Ris. 9 Prostoj stanok dlya shlifovki i polirovki zerkala
Rassmotrim ustrojstvo prostejshego shlifoval'nogo stanka (ris. 9). K rabochemu stolu (luchshe k kvadratnoj doske-osnovaniyu) pribita odnim gvozdem v centre kvadratnaya, vos'miugol'naya ili kruglaya doska, kotoraya mozhet s treniem povorachivat'sya vokrug osi -- gvozdya. Nachertim na nej okruzhnost' s centrom na osi i diametrom neskol'ko bol'she zerkala. Prib'em tri derevyannye probki, vysota kotoryh na 2--3 mm men'she vysoty zagotovki. |ti probki-upory dolzhny uderzhivat' zerkalo vo vremya shlifovki na doske. Zerkalo dolzhno vkladyvat'sya mezhdu nimi s nebol'shim zazorom. V odin zazor vstavlyaetsya derevyannyj klin, kotoryj prizhimaet zerkalo k dvum drugim uporam, i teper' zerkalo sovershenno nepodvizhno. Esli zhe nam nuzhno ego snyat', dostatochno vynut' klin. Zerkalo luchshe ulozhit' na tri kartonnye, fetrovye ili kozhanye prokladki *).
*) Dlya obrabotki zerkala mozhno vospol'zovat'sya takzhe special'nym stanochkom, predlozhennym L[. M. SHemyakinym. Opisanie stanochka mozhno najti v dopolneniyah k knige M. S. Navashina "Teleskop astronoma-lyubitelya" (3-e izd., pererab. i dop,-- M.: Nauka, 1975) libo v stat'e A. N. Pod®yapol'skogo, M. M. SHemyakina i G. V. SHuvaeva "Izgotovlenie samodel'nogo teleskopa-reflektora", pomeshchennoj v "Astronomicheskom kalendare" na 1980 god. (Prim. red.)
7. OBDIRKA ZERKALA
Ustanoviv zagotovku na shlifoval'nom stanke, nasyplem na nee primerno s polovinu chajnoj lozhki
Ris. 10. Obdirka 110- millimetrovogo zerkala kol'com na povorotnom stanke.
grubogo abraziva No 25--No 20 i smochim ego vodoj. Vzyav v pravuyu ruku kol'cevoj shlifoval'nik i priderzhivaya levoj rukoj dosku, provedem pervyj shtrih kol'com (ris. 10). Nachinaem shtrih s kraya zagotovki i vedem kol'co do drugogo ee kraya, sledya za tem, chtoby shlifoval'nik vyhodil za kraj zagotovki ne bolee chem na 5 mm. Sdelav dva-tri shtriha, povernem dosku s zagotovkoj primerno na 15--300, posle chego snova sdelaem 2--3 shtriha (ris. 11). Obdirku vedem s bol'shim davleniem na shlifoval'nik. Polnyj shtrih -- dvizhenie ot odnogo kraya do drugogo zajmet primerno polsekundy. Dlya zerkala diametrom okolo 150 mm skorost' obdirki sostavit primerno 120 shtrihov v minutu, Povorachivaya stolik s zakreplennoj na nem zagotovkoj zerkala na 300 posle kazhdyh dvuh shtrihov, my povernem ego polnost'yu na 3600 za 12 sekund. |to vpolne podhodyashchaya skorost' vrashcheniya zagotovki pri ruchnoj obrabotke.
Ris. 11. Dvizhenie kol'ca otnositel'no zerkala.
Vskore posle nachala obdirki gromkij hrust smenitsya na legkoe shipenie. |to znachit, chto abraziv izmel'chilsya, i ego nado zamenit' na novuyu porciyu. Ravnomerno raspredeliv abraziv po poverhnosti, snova smochim ego, ne skupyas' na vodu. Vo vremya obdirki abraziv srabatyvaetsya dovol'no bystro i rashoduetsya ego sravnitel'no mnogo. Dovol'no skoro zagotovka pokroetsya dostatochno tolstym sloem srabotannogo abraziva, kotoryj budet meshat'. Sotrem tryapkoj srabotannyj abraziv i prodolzhim obdirku.
Esli cherez 20--30 minut nepreryvnoj raboty snyat' zagotovku i k matovoj poverhnosti prilozhit' metallicheskuyu linejku s rovnym bez zazubrin kraem, to mozhno zametit', chto mezhdu linejkoj i zerkalom obrazovalsya prosvet. Linejka opiraetsya na kraya zagotovki, a centr zagotovki zametno "provis". |to oznachaet, chto poverhnost' zagotovki prinimaet vognutuyu formu. Teper' nado zamerit' fokusnoe rasstoyanie etogo, poka eshche ochen' nesovershennogo, zerkala. Obil'no smochim zerkalo vodoj i poprobuem pojmat' solnechnyj zajchik ot smochennoj poverhnosti. Povernem zerkalo mokroj (rabochej) storonoj k Solncu, primerno perpendikulyarno k padayushchim lucham. Na stenu, gde raspolozheno okno, napravim zajchik, i, priblizhaya ili udalyaya zerkalo ot steny, postaraemsya dobit'sya togo, chtoby zajchik stal kak mozhno men'she i yarche. Dobivshis' naimen'shego diametra zajchika, izmerim rasstoyanie ot zerkala do steny s pomoshch'yu dostatochno dlinnoj, razdelennoj na santimetry palki. |to
Ris. 12. Opredelenie radiusa krivizny mokrogo zerkala.
i budet fokusnoe rasstoyanie zerkala. V hode tonkoj shlifovki i polirovki eto fokusnoe rasstoyanie mozhet slegka izmenit'sya, no v osnovnom ono zadaetsya vo vremya obdirki. CHem bol'she glubina vognutoj poverhnosti zerkala (eta glubina v centre zagotovki nazyvaetsya strelkoj krivizny), tem koroche fokusnoe rasstoyanie. Kstati govorya, radius krivizny zerkala v dva raza bol'she ego fokusnogo rasstoyaniya.
V pasmurnye dni postupim inache: ryadom s yarkoj lampoj ustanovim ekran tak, chtoby on byl zashchishchen ot pryamogo sveta lampy. Ustanavlivaem zerkalo tak, chtoby zajchik sveta padal na ekran (ris. 12). Priblizhaya ili udalyaya zerkalo ot ekrana, dobivaemsya togo, chtoby zajchik sveta stal malen'kim i prinyal formu voloska lampy. Dobivshis' maksimal'noj rezkosti, izmerim rasstoyanie ot zerkala do ekrana. Esli ekran i lampa odinakovo udaleny ot zerkala, to eto rasstoyanie i est' radius krivizny zerkala, kotoryj v svoyu ochered' raven dvum fokusnym rasstoyaniyam. Delim rasstoyanie ot zerkala do ekrana popolam i poluchaem velichinu fokusnogo rasstoyaniya zerkala.
Fokusnoe rasstoyanie mozhno izmerit' i drugim sposobom. Izmerim prosvet mezhdu zerkalom i pryamolinejnym kraem metallicheskoj linejki (strelku krivizny). Dlya etogo narezhem neshirokie (5 mm) poloski bumagi, naprimer tetradnoj. Slozhim 20--30 polosok stopkoj i izmerim tolshchinu stopki, plotno szhav ee. Razdeliv tolshchinu stopki na chislo bumazhek, poluchim tolshchinu kazhdoj bumazhki. Podkladyvaya bumazhki v centre zerkala, budem vremya ot vremeni prikladyvat' linejku do teh por, poka linejka ne lyazhet plotno na bumazhki. Posle etogo, umnozhiv chislo polosok na tolshchinu odnoj poloski, poluchim velichinu strelki progiba poverhnosti zerkala, a zatem i fokusnoe rasstoyanie po formule
gde R -- radius krivizny zerkala, D -- diametr zerkala, h -- strelka krivizny.
Esli na pervyh porah tochnost' opredeleniya fokusnogo rasstoyaniya opisannym metodom priblizitel'no ravna tochnosti "mokrogo" metoda i sostavlyaet primerno 
mm, to pri perehode k tonkoj shlifovke tochnost' neposredstvennogo izmereniya fokusa smochennogo zerkala rezko vozrastaet. Na poslednih stadiyah shlifovki eta tochnost' sostavlyaet 
mm.
Prezhde vsego vvedem novoe ponyatie: otnositel'noe otverstie. Otnositel'nym otverstiem ob®ektiva (zerkala ili linzy) nazyvaetsya otnoshenie diametra ob®ektiva k ego fokusnomu rasstoyaniyu. Otnositel'noe otverstie vsegda vyrazhaetsya drob'yu s edinicej v chislitele, naprimer 1/3, 1/10, 1/6,5 i t. d. Mezhdu prochim, znacheniya "diafragmy", nanesennye na opravu fotoob®ektiva,-- eto znamenateli otnositel'nyh otverstij ob®ektiva. Esli "diafragma" ravna 2,8, to otnositel'noe otverstie ob®ektiva ravno 1/2,8. V astronomicheskoj optike "diafragma" nazyvaetsya otnositel'nym fokusnym rasstoyaniem ili "otnositel'nym fokusom". Naprimer, esli fokusnoe rasstoyanie nashego zerkala ravno 1200 mm, a ego diametr raven 150 mm, to otnositel'noe otverstie ravno 1/8, a otnositel'nyj fokus 8.
CHem men'she otnositel'noe otverstie, tem men'she skazyvaetsya na kachestve izobrazheniya sfericheskaya aberraciya zerkala, kotoraya sostoit v tom, chto luchi parallel'nogo puchka sveta posle otrazheniya ot sfericheskoj poverhnosti ne sobirayutsya v odnu tochku, tak kak fokusnoe rasstoyanie central'noj chasti sfericheskogo zerkala bol'she fokusnogo rasstoyaniya krajnih zon. |ta raznica obychno nevelika, no ee dostatochno, chtoby zametno portit' izobrazhenie (ris. 13).
Sfera
Ris. 13. Otrazhenie puchka parallel'nyh luchej ot sfericheskogo i parabolicheskogo zerkala.
Sovershenno svobodno ot sfericheskoj aberracii paraboloidal'noe zerkalo. Paraboloid vrashcheniya imeet na krajnih zonah men'shuyu, chem v centre, kriviznu. Blagodarya etomu fokusnoe rasstoyanie krajnih zon neskol'ko bol'she, chem u sfericheskogo zerkala. No sdelat' paraboloidal'noe zerkalo slozhnee.
Vprochem, pri dostatochno malyh otnositel'nyh otverstiyah sfericheskaya aberraciya tak mala, chto izobrazhenie prakticheski ne iskazhaetsya, i takoe zerkalo mozhet byt' nazvano ideal'nym. Tabl. 5 daet naimen'shij otnositel'nyj fokus V sfericheskogo zerkala dlya vybrannogo diametra D, pri kotorom izobrazheniya stanovyatsya ideal'nymi. Razumeetsya, mozhno vybrat' otnositel'nyj fokus eshche bol'she (a otnositel'noe otverstie men'she), i izobrazheniya budut ostavat'sya po-prezhnemu ideal'nymi, no nel'zya vybirat' otnositel'nyj fokus men'she, chem ukazano v tablice.
T a b l i c a 5
|
D |
70 |
100 |
130 |
150 |
200 |
250 |
300 |
|
V |
6,30 |
7,05 |
7,70 |
8,08 |
8,89 |
9,58 |
10,18 |
V tabl. 6, naoborot, pokazana zavisimost' diametra zerkala ot vybrannogo otnositel'nogo fokusa.
T a b l i c a 6
|
V |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
10 |
|
D |
7,7 |
18,2 |
35,5 |
63,3 |
97,4 |
145,4 |
284,0 |
Takim obrazom, nashe 150-millimetrovoe zerkalo dolzhno imet' otnositel'nyj fokus ne menee 8,08. Inache govorya, ego fokusnoe rasstoyanie dolzhno byt' v 8,08 raza bol'she diametra. Netrudno podschitat', chto fokusnoe rasstoyanie zerkala ne dolzhno byt' koroche 1212 mm. Konechno, net nuzhdy vyderzhivat' etu velichinu s vysokoj tochnost'yu. Dostatochno prinyat' fokusnoe rasstoyanie ravnym 1200 mm ili 1300 mm. Ostanovimsya, naprimer, na pervoj velichine. Proveryaya fokusnoe rasstoyanie u smochennogo vodoj zerkala, ostanovim obdirku, kogda fokusnoe rasstoyanie stanet priblizitel'no ravnym vybrannomu. Luchshe, esli ono budet na 2--3 sm bol'she, tak kak v hode tonkoj shlifovki ono neskol'ko umen'shitsya.
Dlya tonkoj shlifovki nuzhen shlifoval'nik. Proshche vsego ego sdelat', podobrav metallicheskij ili plastmassovyj krug teh zhe, chto i zerkalo, diametra i tolshchiny. Krome togo, potrebuetsya primerno 50-- 60 ml epoksidnoj smoly. Dlya izgotovleniya shlifoval'nika polozhim zerkalo na gorizontal'nuyu poverhnost' rabochej storonoj vverh (ris. 14).
Ris. 14. Zerkalo s bumazhnym bortikom pered izgotovleniem shlifoval'nika.
Kruzhok polietilena eshche ne ulozhen na zerkalo.
Sdelaem bortik iz tolstoj bumagi, kotoryj dolzhen pripodnimat'sya nad kraem zerkala na 2,5-- 3 mm. Prostranstvo mezhdu bortikom i faskoj na zerkale zadelaem plastilinom, predvaritel'no skatav ego tonkim zhgutikom. Vazhno, chtoby v plastiline ne okazalos' yamok, lezhashchih nizhe poverhnosti zerkala. V eti yamki zatechet smola, obrazovav vystupy, kotorye potom ne dadut "styanut'" shlifoval'nik s zerkala. Obil'no smazhem zerkalo maslom so vseh storon (mozhno primenit' lyuboe maslo, v tom chisle podsolnechnoe ili slivochnoe). Poverh smazannoj poverhnosti ulozhim kruglyj list polietilena togo zhe, chto i zerkalo, diametra.
Nuzhno prosledit' za tem, chtoby mezhdu kraem polietilena i bortikom ne bylo bol'shih shchelej, kuda mozhet zatech' smola. Poetomu shchel' mezhdu bumazhnym bortikom i polietilenom luchshe zadelat' plastilinom, kak i fasku. Smazhem maslom i bortik. Vse eti mery neobhodimy dlya togo, chtoby epoksidnaya smola ne prikleilas' k zerkalu. V nebol'shoj posudine razvedem smolu, tshchatel'no peremeshav sobstvenno smolu-kompaund i otverditel'.
Ris. 15. Kanavki na poverhnosti epoksidnoj smoly. Poverhnost' smoly uzhe prishlifovana k zerkalu.
Posle tshchatel'nogo peremeshivaniya smoly vyl'em ee na polietilen. Zalivaem do teh por, poka smola ne podnimetsya do kraya bortika. Nel'zya peremeshivat' smolu uzhe na polietilene, tak kak ona mozhet podtech' pod nego. Posle etogo kladem na poverhnost' smoly prigotovlennuyu metallicheskuyu ili plastmassovuyu plastinu. Dlya togo chtoby smola luchshe prikleilas' k metallu, s poverhnosti metalla nado udalit' sledy zhira, dlya chego ee nado tshchatel'no proteret' acetonom ili spirtom i sil'no pocarapat'.
Ostavim disk na smole i dadim ej zatverdet'. Obychno na eto uhodit 8--12 chasov. Dlya vernosti snimem shlifoval'nik s zerkala cherez sutki.
Posle togo kak my snimem s zerkala shlifoval'nik i polietilen, my uvidim poverhnost', dalekuyu ot ideal'noj sfery. Na poverhnosti smoly budut vidny nebol'shie yamki i bugorki, kotorye, vprochem, v osnovnoj svoej masse budut soshlifovany i ne pomeshayut rabote shlifoval'nika.
Dlya togo chtoby abrazivnyj poroshok legche raspredelyalsya po vsej poverhnosti shlifoval'nika, nado nozhovkoj po metallu propilit' v smole kanavki (ris. 15) cherez 30--40 mm. Kanavki pomogayut bystromu peremeshcheniyu abrazivnoj suspenzii i ravnomernomu ee raspredeleniyu na poverhnosti shlifoval'nika, Krome togo, kanavki polezny eshche i potomu, chto v nih provalivayutsya sluchajnye krupnye zerna abraziva, ne uspevaya pocarapat' poverhnost' zerkala. Esli kanavok net, eto zerno budet katat'sya mezhdu shlifoval'nikom i zerkalom do teh por, poka ne razrushitsya. V etom sluchae ono uspeet prochertit' dlinnuyu carapinu.
Poluchiv nuzhnoe nam uglublenie, my dolzhny sgladit' matovost' na poverhnosti zerkala. |to delaetsya s pomoshch'yu bolee tonkih abrazivov. SHlifoval'nik teper' raspolagaetsya vnizu, a zerkalo naverhu. Vspomnim, chto epoksidnaya smola, kotoroj pokryt nash shlifoval'nik, myagche stekla, poetomu matovost' na zerkale poluchaetsya primerno vdvoe ton'she, chem pri shlifovke metallicheskim shlifoval'nikom. Nachinaya shlifovku na plastmassovom shlifoval'nike, primenim vse tot zhe abraziv No 25, sledya za tem, kak matovost' stanovitsya ton'she po mere shlifovki. Tol'ko horosho proshlifovav etim nomerom abraziva, perejdem k No 12, a zatem k No 6.
Voobshche nado stremit'sya k tomu, chtoby po mere umen'sheniya razmerov zeren ih diametry umen'shalis' vdvoe. Konechno, mozhno perejti k abrazivu, razmery zeren kotorogo men'she predydushchego v 1,4 raza, no krajne nezhelatel'no perehodit' cherez bolee krutuyu stupen'ku, kogda srednij razmer zeren frakcii men'she predydushchego v 3 ili 4 raza. V etom sluchae tozhe mozhno horosho proshlifovat' poverhnost', zatrativ bol'she, chem obychno, vremeni, no luchshe ne riskovat' tak kak mozhno ne zametit' melkih yamok, ostavshihsya ot predydushchego nomera abraziva. |ti yamki, esli ih mnogo, sil'no rasseivayut svet i snizhayut kontrast izobrazheniya v teleskope. Poetomu luchshe pri perehode k sleduyushchemu nomeru abraziva priderzhivat'sya umen'sheniya razmera zeren v 2 ili 1,4 raza.
Ris. 16. Dvizhenie shlifoval'nika i zerkala pri shlifovke.
SHlifporoshki No 25, No 12, No 6 nanosim na shlifoval'nik chajnoj lozhechkoj, a vodu rukoj, smachivaya v vode pal'cy i bryzgaya na shlifoval'nik. Mikroporoshki M28, M20, M14 i t. p. nanosim inache. Nasyplem v myagkuyu plastmassovuyu butylochku s zavinchivayushchejsya kryshkoj mikroporoshok. Nal'em kipyachenoj vody i, vzboltav abrazivnuyu suspenziyu, dadim ej otstoyat'sya i sol'em izlishek vody. Sdelaem v kryshke tolstoj igloj. otverstie diametrom okolo 1 mm. Eshche luchshe, esli kryshka snabzhena trubochkoj, kak, naprimer, u butylochek dlya benzina k zazhigalkam.
Vzbaltyvaem abrazivnuyu suspenziyu, naklonyaem butylochku otverstiem vniz i, nazhimaya na stenki, vydavlivaem strujkoj suspenziyu na shlifoval'nik. Vzbaltyvat' suspenziyu nado ne do dna, tak kak na dne butylki byvayut sluchajnye krupnye chastichki, kotorye mogut pocarapat' zerkalo.
Vo vremya shlifovki primenyaem tol'ko central'nyj shtrih (kogda centr zerkala dvizhetsya po diametru shlifoval'nika) so smeshcheniem centra zerkala na 1/3 diametra. Vynos delaem vsegda v odnu storonu, naprimer ot sebya. Sdvinuv takim obrazom zerkalo, vozvrashchaem ego obratno. Posle dvuh-treh shtrihov povorachivaem stolik s ukreplennym na nem shlifoval'nikom na 300 i odnovremenno povorachivaem zerkalo pravoj rukoj v protivopolozhnuyu storonu primerno na polovinu ugla povorota shlifoval'nika. Posle etogo delaem eshche 2--3 shtriha. Vprochem, ne obyazatel'no vyderzhivat' takuyu posledovatel'nost' shtrihov i povorotov. Vazhnee drugoe -- shlifovka dolzhna idti ravnomerno po raznym azimutam, zerkalo dolzhno sdvigat'sya v srednem na 1/3 diametra, no ne bol'she (ris. 16). Nekotorye lyubiteli shlifuyut, sdvigaya zerkalo v obe storony na 1/3 radiusa zerkala. SHtrihi dlinnee 1/3 radiusa privodyat k tomu, chto na krayu zerkala poyavlyaetsya "zaval", umen'shenie krivizny krajnej zony zerkala ili, chto odno i to zhe, uvelichenie radiusa krivizny. |tot defekt v sil'no utrirovannom vide pokazan na ris. 17,a. SHtrihi koroche 1/4 diametra privodyat k poyavleniyu zonal'nyh oshibok, a takzhe "podvernutogo kraya", kogda v centre krivizna men'she, chem na krayah (ris. 17, b),
Ris. 17. Naibolee chasto vstrechayushchiesya oshibki poverhnosti vognutogo zerkala:
zaval kraya (a) i podvernutyj kraj (b).
CHtoby proverit', imeet li zerkalo eti otstupleniya ot sfery, promoem zerkalo i shlifoval'nik i vysushim ih. Prochertim na zerkale prostym karandashom neskol'ko diametral'nyh linij. Ostorozhno ulozhim zerkalo na suhoj shlifoval'nik i sdelaem neskol'ko shtrihov. V sluchae zavala karandashnye linii sotrutsya na srednih zonah, a pri podvernutom krae - na krayu i v centre.
Nel'zya zloupotreblyat', etimi ispytaniyami, tak kak na suhom bez abraziva shlifoval'nike zerkalo mozhet legko pocarapat'sya. Poetomu k etim issledovaniyam pribegnem tol'ko v tom sluchae; kogda zerkalo pri dvizhenii po shlifoval'niku nachinaet "ceplyat'sya". |to ukazyvaet na vozmozhnyj zaval kraya. Esli zhe zerkalo dvizhetsya slishkom legko i kak by stremitsya soskol'znut' so shlifoval'nika, to eto ukazyvaet na vozmozhnyj podvernutyj kraj.
Esli obnaruzhen zaval kraya, ukorotim shtrih do 1/4--1/5 diametra, esli podvernutyj kraj -- uvelichim shtrih do 2/5 diametra.
Nado izbegat' bystryh i rezkih dvizhenij; oni dolzhny byt' plavnymi, a chisto polnyh shtrihov ne dolzhno prevyshat' dvuh v sekundu pri diametre zerkala 150 mm.
Skorost' shlifovki prezhde vsego zavisit ot abraziva, kotorym ona vedetsya. Tabl. 7 pokazyvaet otnositel'nuyu tverdost' razlichnyh estestvennyh i iskusstvennyh materialov, primenyaemyh v kachestve shlifuyushchih abrazivov.
Vo vremya obdirki starayutsya primenit' samye tverdye materialy. Te zhe materialy primenyayutsya pri gruboj shlifovke. Na poslednih stadiyah shlifovki
T a b l i c a 7
|
Naimenovanie materiala |
Otnositel'naya tverdost' |
Naimenovanie materiala |
Otnositel'naya tverdost' |
|
Kvarcevyj pesok Nazhdak Korund |
1.0 1,4 2,0 |
Karbid kremniya Karbid bora Almaz |
2,9--3,3 4,8--4,9 10,0 |
primenyayutsya neskol'ko bolee myagkie abrazivy, naprimer korund. Iz elektrokorunda prigotavlivayutsya mikroporoshki ot M40 i mel'che.
Konechno, my ne mozhem rasschityvat' na to, chto udastsya dostat' iskusstvennyj almaz, no mozhno postarat'sya dostat' karbid kremniya ili karbid bora, razumeetsya, neskol'kih nomerov.
Vo-vtoryh, bol'shoe vliyanie na skorost' shlifovki, vprochem, kak i polirovki, okazyvaet davlenie na zerkalo, Schitaetsya [12], chto nailuchshee davlenie na instrument 800 g na 1 sm2.
Odnako dlya togo, chtoby nashe 150-millimetrovoe zerkalo, imeyushchee ploshchad' 177 sm3, podvergnut' takomu davleniyu, nado postavit' na nego gruz massoj bolee 140 kg. Ni professionaly, ni lyubiteli ne ispol'zuyut optimal'noe v smysle skorosti shlifovki davlenie i obychno ogranichivayutsya davleniem okolo 5 kPa (50 G/sm2). Dlya togo chtoby sozdat' takoe davlenie na shlifoval'nike, nado postavit' na zerkalo gruz massoj okolo 9 kg. Prakticheski v lyubitel'skoj praktike primenyayutsya eshche men'shie davleniya, tak kak trudno peredvigat' zerkalo, esli na nem stoit tyazhelyj gruz, Poetomu 150-millimetrovoe zerkalo nagruzhaetsya gruzom massoj 2--3 kg, i udel'noe davlenie sostavlyaet 1--1,5 kPa ili 10-- 15 G/sm2.
Nuzhno pomnit' eshche ob odnom obstoyatel'stve, kotoroe prinuzhdaet izbegat' bol'shih davlenij pri obrabotke astronomicheskih zerkal. Rech' idet o deformaciyah zagotovki pri bol'shih nagruzkah, chto mozhet privesti k grubym oshibkam na poverhnosti zerkala. Poetomu na poslednih stadiyah tonkoj shlifovki primem davlenie 1--1,5 kPa kak optimal'noe i ne budem namnogo prevyshat' etu velichinu.
Na odnorodnosti matirovaniya skazyvaetsya prodolzhitel'nost' shlifovki odnim nomerom abraziva. Ochevidno, chto chem dol'she my shlifuem odnim nomerom, tem ravnomernee budet matirovanie. Odnako prodolzhitel'naya shlifovka uvelichivaet veroyatnost' popadaniya krupnyh zeren, kotorye mogut pocarapat' poverhnost' zerkala. Poetomu neobhodimo vybrat' nekuyu optimal'nuyu prodolzhitel'nost', kogda matovost' ot predydushchego abraziva sovershenno yavno soshlifovana. Dlya elektrokorunda eta prodolzhitel'nost' sostavlyaet primerno 15--20 minut, esli kazhdyj posleduyushchij nomer imeet zerna v 1,4 raza men'she zeren predydushchego nomera. Esli "lestnica"" nomerov "kruche" i kazhdyj posleduyushchij abraziv mel'che predydushchego v 2 raza, vremya shlifovki nado uvelichit', do 1--1,5 chasa. Pri etom imeetsya v vidu, chto udel'noe davlenie sostavlyaet 1-- 1,5 kPa. Uvelichenie davleniya privodit k pryamo proporcional'nomu uvelicheniyu skorosti soshlifovyvaniya stekla i, znachit, k obratno proporcional'nomu sokrashcheniyu vremeni shlifovki odnim nomerom abraziva. Poetomu vo vremya obdirki i na pervyh stadiyah shlifovki nado primenyat' kak mozhno bol'shee davlenie, pomnya, chto dazhe usilie na zerkale v 10 kG privedet k udel'nomu davleniyu vsego okolo 6 kPa (60 G/sm2).
Dolgoe vremya schitalos', chto na pozdnih stadiyah shlifovki davlenie dolzhno byt' rezko umen'sheno. iz-za opasnosti poyavleniya carapin. Issledovaniya poslednih let pokazyvayut, chto chislo carapin sovershenno ne zavisit ot davleniya [12].
Po mere togo kak steklo soshlifovyvaetsya, a abraziv izmel'chaetsya, na poverhnosti shlifoval'nika sobiraetsya bol'shoe kolichestvo shlama (otrabotannogo abraziva i izmel'chennogo stekla), kotoryj sam prakticheski ne prinimaet uchastiya v processe shlifovaniya, no ochen' meshaet shlifovke svezhim abrazivom, tak kak zerkalo "plavaet" na etom sloe shlama i nedostatochno prizhimaetsya k shlifoval'niku. CHtoby etogo izbezhat', neobhodimo svoevremenno ubrat' shlam. Dlya etogo dostatochno vremya ot vremeni (cherez 2 - 3 porcii abraziva dobavlyat' mnogo vody, kotoraya smoet otrabotannyj shlam, i on po kanavkam v shlifoval'nike stechet na ee kraya. Odnako cherez nekotoroe vremya nuzhno zerkalo polnost'yu otmyt' ot shlama. CHashche vsego eta procedura sovpadaet s myt'em zerkala i shlifoval'nika pered perehodom na bolee melkij abraziv.
Samoe nepriyatnoe v hode tonkoj shlifovki -- carapiny i ostatki matovosti ot predydushchih nomerov abraziva. Poetomu, prezhde chem perehodit' na bolee melkij abraziv, nuzhno vnimatel'no osmotret' matovuyu poverhnost' zerkala v koso padayushchem solnechnom svete ili svete sil'noj lampy, starayas' rassmotret' vozmozhnye yamki--"tochki", kotorye vydelyayutsya na rovnom fone matovoj poverhnosti, kak yarkie blestki.
Pri rassmatrivanii otrazheniya v matovoj poverhnosti zerkala bol'shogo ne slishkom yarkogo ob®ekta, naprimer okna dnem (pri kosom padenii sveta na zerkalo), nado obrashchat' vnimanie na to, chto nekotorye uchastki zerkala mogut imet' bolee matovuyu poverhnost', chem ostal'nye. Odnako nado pomnit', chto vid poverhnosti zavisit i ot ugla padeniya sveta: pri bolee skol'zyashchem padenii poverhnost' blestit bol'she. Pokachivaya zerkalo, vnimatel'no vyiskivaem matovost' v vide kol'ca ili pyatna v centre, koncentrichnogo s kraem zerkala. |ta matovaya zona govorit o tom, chto delo ne v kosom padenii sveta, a dejstvitel'no v ostatkah matovosti posle gruboj shlifovki.
Horoshie rezul'taty mozhno poluchit', rassmatrivaya poverhnost' zerkala v sil'nuyu lupu, a eshche luchshe -- v mikroskop s uvelicheniem 50--100 raz. Imeya slabyj ob®ektiv ot kakogo-nibud' starogo mikroskopa i okulyar, mikroskop mozhno sdelat' samomu. Ustanoviv ego na prostom shtative iz tolstoj provoloki, mozhno poluchit' prekrasnyj instrument (ris. 18).
Ris. 18. Mikroskop dlya osmotra shlifovannoj poverhnosti zerkala.
Konechno, nevozmozhno osmotret' vsyu poverhnost' zerkala v mikroskop; dostatochno osmotret' neskol'ko zon. Dlya etogo nado ot samogo kraya zerkala projtis'. vdol' radiusa zerkala do samogo centra. V teh sluchayah, kogda na fone melkogo matirovaniya vidny krupnye yamki, nado osmotret' etu zonu vnimatel'nee, dvigayas' po okruzhnosti vdol' zony.
Kak ocenit' razmer popadayushchihsya yamok? Dlya etogo v fokal'nuyu ploskost' okulyara nado vvesti konchik tonkoj provoloki. Fokal'naya ploskost' raspolozhena tam, gde ustanovlena tak nazyvaemaya polevaya diafragma okulyara; u obychnyh okulyarov k mikroskopu eta diafragma ustanovlena mezhdu linzami. Poetomu okulyar nado razobrat', vyvintiv odnu iz linz. Vprochem, v nekotoryh mikroskopah primenyayutsya okulyary s polevoj diafragmoj, raspolozhennoj pered perednej (ne glaznoj) linzoj. Togda ustanovit' provolochku voobshche ne sostavit truda. Nado dobit'sya, chtoby provolochka byla vidna rezko odnovremenno s matovoj poverhnost'yu zerkala.
Sleduyushchij shag zaklyuchaetsya v tom, chto nado izmerit' diametr polya zreniya mikroskopa v prostranstve predmetov. Dlya etogo budem rassmatrivat' millimetrovuyu linejku v mikroskop. Predpolozhim, chto v pole zreniya vidno odnovremenno 1,5 deleniya. |to znachit, chto pole zreniya mikroskopa sostavlyaet 1,5 mm v diametre. Dopustim, provolochka vidna takoyu razmera, chto ee tolshchina sostavlyaet 1/40 diametra polya zreniya. |to znachit, chto v prostranstve predmetov provolochka proeciruetsya razmerom 1,5 : 40=0,04 mm ili 40 mkm.
Kak ocenivat' razmer yamok? Glyadya v mikroskop, sravnivaem razmer yamki s vidimoj tolshchinoj provolochki. Predpolozhim, chto yamka imeet razmer okolo 1/3 tolshchiny provolochki, znachit, nastoyashchij diametr yamki raven 40 mkm : 3 =13 mkm
Poluchiv razmer yamki, my mozhem reshit', kakim obrazom ee mozhno soshlifovat'.
Praktika pokazyvaet, chto pri shlifovke s davleniem okolo 1 kPa (10 G/sm2) yamka soshlifovyvaetsya za 15--20 min, esli shlifovka vedetsya abrazivom so srednej velichinoj zerna togo zhe razmera, chto i diametr yamki. V nashem primere yamka budet soshlifovana za 15--20 minut mikroporoshkom M14.
Ne nuzhno dumat', chto dlya ocenki kachestva poverhnosti zerkala obyazatel'no nuzhen mikroskop. Bol'shinstvo lyubitelej obhoditsya lupoj. No mikroskop pozvolyaet prosto i bystro reshat' vopros ob ustranenii yamok ili carapin.
Nado srazu skazat', chto universal'nogo sredstva polnost'yu izbezhat' carapin net. Problema carapin nastol'ko slozhna, chto dazhe v professional'nom proizvodstve sushchestvuyut dopuski, pozvolyayushchie schitat' poverhnost' sovershennoj, esli na nej est' nekotoroe chislo nebol'shih carapin. GOST predusmatrivaet dlya astronomicheskih ob®ektivov i zerkal klass chistoty VII. |to oznachaet, chto dopuskaetsya nekotoroe chislo carapin shirinoj ne bolee 0,1 mm, esli ih summarnaya dlina ne prevyshaet dvuh diametrov ob®ektiva, V nashem sluchae GOST dopuskaet neskol'ko carapin obshchej dlinoj okolo 300 mm. Na opticheskih detalyah razmerom s nashe zerkalo ne uchityvayutsya odinochnye tochki, esli ih diametr ne prevyshaet 1,0 mm, a chislo ne bol'she 0,5 D (D -- diametr zerkala v mm). Na nashem zerkale mozhet byt' ne bolee 75 tochek diametrom do 1 mm.
Voobshche zhe carapin i tochek mozhno v znachitel'noj stepeni izbezhat', esli v osnovu polozhit' princip:
"Vo vsem absolyutnaya chistota i akkuratnost'". S etoj cel'yu ne meshaet lishnij raz zalit' abrazivy vodoj, vzboltat' i dat' otstoyat'sya.
Dlya banochek, gde hranyatsya mikroporoshki, ni v koem sluchae nel'zya primenyat' steklyannye probki. Probki dolzhny byt' korkovye ili plastmassovye.
Dlya vzmuchivaniya abrazivov nado primenyat' tol'ko horosho otstoyavshuyusya svezhevskipyachennuyu vodu.
V znachitel'noj stepeni pri rabote pomogayut kanavki na shlifoval'nike, kuda krupnye chasticy provalivayutsya, ne prichiniv vreda.
Na rabochem meste ne dolzhno byt' nichego lishnego. Dlya togo chtoby otrabotannyj abraziv ne skaplivalsya na stole, nado pochashche snimat' i myt' kleenku, kotoroj zastelen stol i na kotoroj ustanovlen stanok. Mnogie lyubiteli ispol'zuyut vmesto kleenki stopu staryh gazet, gryaznye gazety snimayut i vybrasyvayut pri perehode k bolee melkomu abrazivu.
CHasto v tolshche stekla popadayutsya melkie puzyr'ki. Oni ne strashny. No esli takoj puzyrek raspolozhen v neposredstvennoj blizosti k poverhnosti zerkala, on mozhet v hode shlifovki vskryt'sya. V etom sluchae yamku nado rashlifovat' s pomoshch'yu melkogo abraziva i gvozdya, ustanoviv gvozd' v yamku i vrashchaya ego pal'cami. |to ustranit eshche odnu opasnost'--skaplivanie v yamke otrabotannogo abraziva. Rasshlifovannaya yamka prakticheski ne meshaet rabote zerkala. U 2,6-metrovogo teleskopa Krymskoj astrofizicheskoj observatorii odno iz vspomogatel'nyh zerkal imeet dva rasshlifovannyh puzyr'ka diametrom primerno 6--7 mm.
Vo vremya tonkoj shlifovki chrezvychajno melkij otrabotannyj abraziv slipaetsya v prochnye komochki. |ti komochki sobirayutsya na krayu shlifoval'nika, gde otrabotannyj abraziv bystro sohnet. Popav mezhdu zerkalom i shlifoval'nikom komochek ne mozhet bystro razrushit'sya i nekotoroe vremya kataetsya po poverhnosti zerkala, proizvodya carapiny. |ti carapiny v mikroskope vyglyadyat ne tak, kak obychnye, obrazovannye krupnymi zernami abraziva Esli poslednie ostavlyayut carapiny, napominayushchie ovragi s rvanymi krayami i ochen' nerovnym dnom, to carapiny ot slipshihsya komochkov imeyut sovershenno ploskoe dno. Sozdaetsya vpechatlenie, chto chast' matovoj poverhnosti osela na nekotoruyu glubinu. CHtoby izbezhat', etih carapin, nado ne davat' vysyhat' abrazivu na krayu shlifoval'nika. Dlya etogo kraj shlifoval'nika vremya ot vremeni nado smachivat' vodoj, sledya za tem, chtoby on ostavalsya vsegda mokrym.
Pri rassmatrivanii otshlifovannoj poverhnosti ili v processe polirovki inogda mozhno zametit', chto odna iz zon yavno huzhe otshlifovana i imeet bolee grubuyu matovost'. |ta zona obychno raspolagaetsya v tom meste, gde dobavlyalsya abrazivnyj poroshok. Voznikaet matovost' ot togo, chto na etoj zone abraziv vsegda krupnyj, eshche ne uspevshij razrushit'sya, togda kak na drugie zony on popadaet zametno izmel'chennym. CHtoby predotvratit' eto, nado nanosit' abraziv ne tol'ko na etoj zone, no i na samom krayu, i na central'nyh zonah.
Opasno ostavlyat' na shlifoval'nike malo abraziva. SHlifovka s nedostatochnym kolichestvom abraziva--takzhe odna iz prichin poyavleniya carapin. Osobenno opasno klast' zerkalo na shlifoval'nik bez abraziva. Zdes' dazhe samaya melkaya sorinka mozhet ostavit' rokovoj sled.
Kanavki na shlifoval'nike, zashchishchaya zerkalo ot carapin vo vremya shlifovki, mogut stat' istochnikom carapin pri peremene nomera abraziva: poetomu myt' shlifoval'nik nado osobenno tshchatel'no, luchshe vsego so shchetkoj.
V hod shlifovki vremya ot vremeni polezno smachivat' zerkalo vodoj i opredelyat' ego fokusnoe rasstoyanie, a, sledovatel'no, radius krivizny. My pomnim, chto fokusnoe rasstoyanie ravno polovine radiusa krivizny.
Davno zamecheno, chto esli dve ploskie steklyannye plastiny dolgo shlifovat' odna o druguyu, to verhnyaya plastina stanovitsya vognutoj, a nizhnyaya -- vypukloj. U professional'nyh optikov est' vyrazhenie "plan poshel na radius". |to znachit, chto ploskaya poverhnost' stala priobretat' kriviznu. Mezhdu prochim, na protyazhenii mnogih let eto svojstvo shlifuemyh poverhnostej ispol'zovalos' dlya togo, chtoby pridat', zerkalu vognutost', a steklyannomu shlifoval'niku vypuklost'. Teh, kogo eto zainteresuet, otsylaem k knige M. S. Navashina "Teleskop astronoma-lyubitelya",
Nas sejchas interesuet tol'ko vozmozhnost' izmenyat' radius krivizny zerkala. Pri shlifovke plastmassovym shlifoval'nikom postoyannoe polozhenie zerkala sverhu privodit k tomu, chto ego radius krivizny, a znachit, i fokusnoe rasstoyanie postepenno umen'shayutsya. Naprimer, pri obrabotke avtorom zerkala diametrom 160 mm mikroporoshkami M40, M28, M20, M14 v techenie treh chasov fokusnoe rasstoyanie zerkala umen'shilos' s 1000 mm do 940 mm.
CHtoby uvelichit' fokusnoe rasstoyanie, nuzhno zerkalo i shlifoval'nik pomenyat' mestami zerkalo polozhit' na stol, a shlifoval'nik sverhu. Menyaya polozhenie zerkala i shlifoval'nika, mozhno sohranyat' velichinu radiusa krivizny i fokusnogo rasstoyaniya, esli ono blizko k raschetnomu. Vprochem, nekotoroe izmenenie fokusnogo rasstoyaniya ne strashno, tak kak ot etogo tol'ko neskol'ko izmenitsya dlina truby. Edinstvennoe, za chem nado sledit',-- eto chtoby velichina otnositel'nogo fokusa ne umen'shalas' do velichin, znachitel'no men'shih, chem privedeny v tabl. 5. V protivnom sluchae u otpolirovannogo zerkala velichina sfericheskoj aberracii budet prevyshat' dopustimuyu.
CHem ton'she matovost', tem proshche i bystree idet polirovka. No pri ispol'zovanii slishkom melkih mikroporoshkov veroyatnost' vozniknoveniya carapin rezko vozrastaet. Na eto zhaluyutsya pochti vse lyubiteli. Poetomu ogranichim sebya mikroporoshkom M10. Na plastmassovom shlifoval'nike on daet ochen' tonkuyu matovost', kotoraya sootvetstvuet matovosti ot poroshka No 7 na metallicheskom ili steklyannom shlifoval'nike. V to zhe vremya mikroporoshok M10 eshche ne daet teh carapin, kotorye harakterny dlya nomerov M7 ili M5. Mozhno ostanovit'sya i na poroshke M14. Pri etom v dva raza uvelichitsya vremya polirovki.
Posle osmotra otshlifovannoj poverhnosti, kak bylo skazano vyshe, mozhno reshit'sya na perehod k polirovke, esli na matovoj poverhnosti zerkala net nedopustimyh defektov. Zdes', polezno eshche raz otmetit', chto otdel'nye carapiny ne skazyvayutsya na kachestve izobrazheniya, no set', mel'chajshih i mnogochislennyh carapin ochen' strashna. Otdel'nye tochki, hotya by i krupnye, ne strashny, v otlichie ot bol'shih ploshchadej s melkoj matovost'. Poetomu, esli na poverhnosti zerkala obnaruzheny mnogochislennye carapiny ili yamki, kotorye znachitel'no glubzhe osnovnoj matovosti, nado vozvratit'sya k shlifovke s bolee krupnym abrazivom, prezhde chem perejti k polirovke. Mozhno zatratit' mnogo chasov nepreryvnoj polirovki, no tak i ne spolirovat' yamok diametrom 30-40 mkm.
Polirovochnaya smola sostoit iz kamennougol'nogo peka (bituma, sapozhnogo vara), kanifoli i voska (bez kotorogo mozhno obojtis'). V tabl. 8 privedeny sostavlyayushchie polirovochnoj smoly v zavisimosti ot rabochej temperatury pomeshcheniya.
Na razostlannoj gazete razob'em pek (ili bitum) i kanifol' na kusochki razmerom v 0,5--1 sm, izmel'chim vosk. Peremeshaem v proporciyah, ukazannyh v
T a b l i c a 8
|
Marka smoly |
Kanifol', g |
Vosk, g |
Pek, g |
Rabochaya temperatura, S |
|
P10, 5 |
840 |
10 |
150 |
40--35 |
|
P10 |
700 |
10 |
290 |
35--30 |
|
P9, 5 |
600 |
10 |
390 |
30-25 |
|
P9 |
500 |
10 |
490 |
25-20 |
|
P8,5 |
380 |
10 |
610 |
23--20 |
|
P8 |
150 |
10 |
840 |
20--15 |
tablice, i vsyplem v metallicheskuyu banochku, v kotoroj budem varit' smolu. Smes' dolzhna nagrevat'sya na medlennom ogne, i pri varke nel'zya dopuskat', chtoby smola zakipela. Tshchatel'no peremeshaem massu palochkoj. Snachala na palochke nalipnet pochti vsya smola, no po mere postepennogo razogrevaniya ona ravnomerno zapolnit banku. Posle poluchasovogo nagrevaniya i pomeshivaniya smolu mozhno schitat' gotovoj. Teper' iz smoly nado ustranit' vozmozhnye tverdye krupinki. Dlya etogo smolu nado procedit' cherez marlyu.
Esli shlifovka shla na dostatochno tverdom shlifoval'nike, to polirovka proizvoditsya na otnositel'no myagkom poliroval'nike. Sushchestvuet dovol'no mnogo sposobov izgotovleniya poliroval'nikov -- naneseniya smoly na metallicheskuyu osnovu. My opishem tri iz nih.
Pervyj napominaet izgotovlenie shlifoval'nika iz epoksidnoj smoly. Na licevuyu poverhnost' zerkala kladem paru krugov iz promokatel'noj ili drugoj myagkoj poristoj bumagi, kotoraya dolzhna zashchitit' zerkalo ot rezkogo peregreva v moment vylivaniya na nego smoly. Poverh promokatel'noj bumagi ukladyvaem krug iz alyuminievoj fol'gi, kotoruyu mozhno kupit' v hozyajstvennyh magazinah.
Vokrug zerkala sdelaem bortik iz mokroj tolstoj bumagi v dva sloya vysotoj v 5 mm nad poverhnost'yu zerkala. Teper' vylivaem na fol'gu razogretuyu do konsistencii smetany smolu. Kogda uroven' smoly vyrovnyaetsya s verhnim kraem bortika, polozhim na smolu podogretyj metallicheskij disk, proterev ego predvaritel'no skipidarom, i ostavim ostyvat' na smole. Tolshchina sloya smoly dolzhna byt' okolo 5 mm.
CHerez 10 minut smola dostatochno zatverdeet, i my smozhem snyat' osnovanie poliroval'nika vmeste so smoloj. Perevernem ego smoloj vverh i udalim fol'gu, kotoraya snimaetsya ochen' legko (ris. 19, a).
Okonchatel'nuyu formu poliroval'niku my pridadim na otshlifovannoj poverhnosti zerkala, no snachala nuzhno izgotovit' kanavki, naznachenie kotoryh stanet yasnym neskol'ko pozzhe.
Dlya izgotovleniya kanavok na zhalo elektropayal'nika prikrutim tolstoj mednoj provolokoj nakonechnik iz zhesti (ris. 19, b). Narezhem poloski gazety dlinoj primerno 150 mm i shirinoj 20 mm. Smochim i ulozhim ih na poverhnost' smoly parallel'no drug drugu s intervalom 5 mm. Na kraya banki so smoloj ustanovim poliroval'nik vertikal'no, rabochej storonoj k sebe i poloskami vertikal'no. Podvedem nakonechnik payal'nika k odnomu iz promezhutkov mezhdu poloskami gazety i nachnem prorezat' goryachim nakonechnikom kanavku, vedya payal'nik snizu vverh i kasayas' ego zhalom metallicheskogo diska (ris. 19, b). Rasplavlennaya smola po zhelobku nakonechnika budet stekat' vniz v banochku so smoloj. Prorezav ryad kanavok v odnom napravlenii, ukladyvaem mokrye poloski gazety v perpendikulyarnom napravlenii k uzhe prorezannym kanavkam i prorezaem vtoroj ryad kanavok.
Ris. 19. Izgotovlenie poliroval'nika: a) Sdiranie fol'gi s zatverdevshej smoly posle gruboj otlivki poliroval'nika, b) nakonechnik payal'nika, v) prorezanie kanavok na smole payal'nikom, g) poliroval'nik posle okonchatel'noj formovki na mokrom zerkale.
Obratite vnimanie na nesimmetrichnoe raspolozhenie kanavok otnositel'no centra poliroval'nika, otmechennogo kruzhkom. Glubina kanavok dolzhna ravnyat'sya tolshchine sloya smoly, tak, chtoby kazhdyj kvadratik dejstvoval kak malen'kij samostoyatel'nyj poliroval'nik. Vazhno prosledit', chtoby vse kvadratiki byli akkuratnymi i odinakovymi. No vazhno takzhe i to, chtoby v celom setka kanavok ne byla simmetrichnoj. Dlya etogo nado, chtoby s centrom poliroval'nika ne sovpadali kanavka i centr kvadratika (ris. 19, g).
Posle togo kak vse kanavki prorezany, otformuem poliroval'nik okonchatel'no. Nagreem ego v teploj (50--600) vode, smochim teploj vodoj zerkalo i, ulozhiv teplyj poliroval'nik na stanok, a poverh nego zerkalo (ris. 9), nachnem "polirovku" bez krokusa, delaya eto tochno tak zhe, kak i pri shlifovke. Slishkom bol'shih davlenij zdes' ne nuzhno, tak kak kanavki mogut iskrivit'sya. Nasha zadacha dobit'sya togo, chtoby vnachale nerovnaya i dovol'no matovaya poverhnost' smoly stala rovnoj i zerkal'no blestyashchej (ris. 19, g). Nuzhno prosledit' za tem, chtoby na poverhnosti kvadratikov ne bylo yamok ot melkih puzyr'kov vozduha, kotorye popadayut mezhdu steklom i smoloj. Odin-dva puzyr'ka ne strashny, no setochka melkih puzyr'kov na toj ili inoj zone nepremenno privedet k zonal'noj oshibke. Vprochem, pri opisannom sposobe polucheniya poliroval'nika etot defekt vstrechaetsya ochen' redko.
Esli na poliroval'nike obrazovalsya skol, nuzhno derzha kusok smoly nad skolom, podnesti k nemu nagretyj nakonechnik payal'nika i dat' kaple smoly stech' v yamku skola. Posle togo kak yamka zapolnitsya smoloj, mokrym pal'cem grubo podravnyaem smolu i zanovo otformuem zerkalo. Nado pomnit', chto vo vremya formovki poliroval'nika zerkalo dolzhno postoyanno byt' mokrym, inache ono mozhet nakrepko prikleit'sya k smole, i togda pridetsya nagrevat' poliroval'nik i snimat' zerkalo vmeste so smoloj. Esli takoe sluchitsya, to sdirat' smolu so stekla mozhno tol'ko derevyannoj palochkoj, chtoby ne pocarapat' zerkalo. Zatem ostatki smoly nado steret' vatkoj, smochennoj v benzine ili kerosine, i posle etogo vymyt' zerkalo vodoj s mylom.
Vtoroj sposob izgotovleniya poliroval'nika takzhe provoditsya v dva priema: otlivka s izgotovleniem kanavok i formovka.
Otlivku vedem na rezinovyj kovrik s vzaimno peresekayushchimisya rebrami. |ti rebra dolzhny imet' v sechenii formu trapecii ili, kak skazal by litejshchik, oni dolzhny imet' "konusnost'". Ukladyvaem kovrik na zerkalo rebrami vverh. Prigotavlivaem 2--3 sm3 (odin naperstok) smesi vody i krokusa.
Ris. 20. Otlivka poliroval'nika na kovrike. Izlishki smoly skalyvayutsya mokrym nozhom. Formovka proizvoditsya na mokrom zerkale.
Smes' dolzhna byt' dostatochno gustoj. S pomoshch'yu kisti zakrashivaem krokusom tu chast' kovrika, kotoraya lezhit na zerkalo. Posle togo kak krokus nemnogo podsohnet, vylivaem na kovrik smolu tak, chtoby ona zapolnyala yamki, podnimayas' do urovnya reber. Dlya luchshego prilipaniya metalla k smole protrem ego skipidarom. Vprochem, mozhno obojtis' i bez etogo. Ukladyvaem podogretyj metallicheskij krug na smolu i daem smole zatverdet'. CHerez 10 minut snimaem poliroval'nik s kovrika (ris. 20). Posle zatverdeniya smoly nagrevaem poliroval'nik v teploj vode i formuem mokrym zerkalom okonchatel'no.
Risunok reber na rezinovom kovrike mozhet byt' razlichnym: rebra mogut peresekat'sya pod pryamym uglom, pod uglom 600, obrazovyvat' shestiugol'nye yachejki i t. p. Vazhno tol'ko, chtoby ves' risunok byl odnoobraznym po vsej poverhnosti.
Tretij sposob zaklyuchaetsya v tom, chto smola vylivaetsya na fol'gu ili mokryj pergament (mozhno na kal'ku). Poka ona myagka, mokroj derevyannoj linejkoj provodim sistemu vzaimno perpendikulyarnyh kanavok, podpravlyaya ih, esli oni zaplyvayut. Dadim smole okonchatel'no zatverdet'. Posle etogo snimem sloj s fol'gi ili pergamenta i razlomim smolu na kvadratiki, kak shokoladnuyu plitku.
Teper' eti kvadratiki nado ulozhit' na podogretuyu i protertuyu skipidarom (dlya luchshego scepleniya) osnovu poliroval'nika -- metallicheskij krug. ZHelatel'no, chtoby eta osnova imela vypukluyu formu togo zhe radiusa krivizny, chto i zerkalo. |to nuzhno dlya togo, chtoby sloj smoly imel na vsej ploshchadi poliroval'nika primerno odinakovuyu tolshchinu. Kstati, eto zhelatel'no i dlya poliroval'nikov, opisannyh vyshe. K etomu est' dva prostyh puti. Vo-pervyh, mozhno prigotovit' poliroval'nik neposredstvenno na vypuklom shlifoval'nike ili sdelat' eshche odin disk s epoksidnym sloem po radiusu krivizny zerkala. Vtoroj put' zaklyuchaetsya v tom, chto alyuminievuyu plastinu otnositel'no nebol'shoj tolshchiny (dlya 150-millimetrovogo zerkala ona dolzhna imet' tolshchinu 10--12 mm) kladem na rovnuyu poverhnost' peska i s siloj tyazhelym molotkom b'em v centr kruga, postoyanno proveryaya, kak vedet sebya obratnaya storona diska. Takim obrazom, mozhno poluchit' zagotovku podhodyashchej krivizny. (varvarskij metod, odnako ;-) )
Posle formovki poliroval'nika perehodim k polirovke zerkala. Vo vremya polirovki zerkalo dolzhno prinyat' zerkal'nyj blesk, i vsyakie sledy yamok matovosti dolzhny spolirovat'sya. Krome togo, vo vremya polirovki zerkalu budet pridana tochnaya sfericheskaya forma.
Polirovka vo mnogom napominaet shlifovku. SHtrihi imeyut tu zhe, chto i pri tonkoj shlifovke, dlinu. Rabota proizvoditsya s toj zhe skorost'yu. Davlenie na zerkalo dolzhno byt' dostatochno bol'shim, chtoby udel'noe davlenie sostavlyalo okolo 1 kPa (10 G/sm2). Na pervyh stadiyah polirovki, kogda forma zerkala eshche daleka ot ideal'noj, davlenie mozhno uvelichit' v 2--3 raza protiv ukazannogo. No po mere togo, kak matovost' budet spolirovyvat'sya, davlenie pridetsya snizit'.
Vremya ot vremeni, cherez 8--10 minut, nanosim na smolu vlazhnyj polirit. Nado zametit', chto polirit spolirovyvaet steklo vdvoe bystree, chem krokus, poetomu zhelatel'no dostat' imenno polirit, a ne krokus. No u krokusa drugie preimushchestva: ego mozhno prigotovit' samomu, krome togo, on daet poverhnost' neskol'ko luchshego, chem pri rabote s poliritom, kachestva.
V hode polirovki chistota rabochego mesta i instrumenta neobhodimy v eshche bol'shej stepeni. Polirit, kak i mikroporoshki, nanosim iz plastmassovoj butylochki.
Nuzhno vnimatel'no sledit' za vlazhnost'yu poliroval'nika, dobavlyaya vremya ot vremeni neskol'ko kapel' vody. Polirita trebuetsya gorazdo men'she, chem abraziva pri tonkoj shlifovke.
Dlya protiraniya zerkala luchshe vsego primenyat' gigroskopicheskuyu vatu, bumazhnye polotenca ili chistye nosovye platki.
Poblizosti nado povesit' termometr dlya kontrolya temperatury pomeshcheniya i, sledovatel'no, rabochej temperatury smoly. Nepodaleku dolzhny nahodit'sya chasy dlya togo, chtoby zapisyvat' vremya kazhdoj operacii. Voobshche, vo vremya polirovki ochen' vazhno vesti zhurnal, tak kak chislo razlichnyh situacij gorazdo bol'she, chem vo vremya shlifovki, i vazhno ne dopuskat' povtoreniya odnih i teh zhe oshibok.
Posle etih predvaritel'nyh zamechanij perejdem k opisaniyu samogo processa polirovki. Obil'no obryzgaem poliroval'nik poliritom: esli nado, dobavim eshche nemnogo vody i ostorozhno polozhim zerkalo na poverhnost' smoly. Skvoz' steklo vidno, chto znachitel'naya chast' poverhnosti zerkala ne prikasaetsya k smole, v etih mestah vidny bol'shie i melkie vozdushnye polosti. Ostorozhno, bez nazhima, sdelaem neskol'ko krugovyh dvizhenij, chtoby polnost'yu vydavit' vozduh v kanavki. Sovmestim centry zerkala i poliroval'nika i plotno prizhmem zerkalo k smole. V nachale polirovki, tak zhe kak i posle pereryvov bol'she 1--2 chasov, pri snyatom zerkale, smola uzhe ne povtoryaet v tochnosti formu zerkala, tak kak ona hotya i medlenno, no techet. Poetomu kazhdyj raz posle pereryva na chas i bolee ili v nachale raboty na novom poliroval'nike ego nado otformovat'. Na 5--10 minut ostavim zerkalo na poliroval'nike, nagruziv ego nebol'shim (1--2 kg) gruzom.
Dav poliroval'niku otformovat'sya, snimem gruz i nachnem polirovku, dvigaya zerkalo i vrashchaya stolik v tochnosti, kak i pri shlifovke. Mozhet byt', v nachale polirovki zerkalo budet ceplyat'sya za smolu i ego dvizheniya budut neplavnymi. |to skoree vsego proishodit iz-za togo, chto forma zerkala poka eshche daleka ot ideal'noj sfery. Veroyatnee vsego, ono imeet v centre "yamu", a ego kraya "zavaleny". V sil'no utrirovannom vide takoe zerkalo pokazano na ris. 17, a.
Samoe prostoe sredstvo protiv zavala na krayu zaklyuchaetsya v sokrashchenii dliny shtriha do 1/5 diametra. Poliruem, primenyaya etot shtrih, minut 20--30, mozhet byt', chas i vozvrashchaemsya k normal'nomu shtrihu. Skoree vsego, polirovka teper' pojdet normal'no, no esli zerkalo prodolzhaet ceplyat', to eto mozhet oznachat', chto smola slishkom myagka. Strashnogo v etom nichego net, tak kak my mozhem dobavit' v nee kanifoli, konechno, predvaritel'no sbiv smolu molotkom s metallicheskogo kruga i rasplaviv. Myagkaya smola voobshche privodit k zavalu kraya, tak kak vedushchij perednij kraj zerkala vo vremya ego dvizheniya po smole slegka zaryvaetsya v smolu i spolirovyvanie zdes' idet bystree. Tverdaya smola, naprotiv, pochti ne privodit k zavalu, tak kak horosho sohranyaet formu, no polirovka na nej idet gorazdo medlennee, chem na myagkoj, a carapiny poyavlyayutsya gorazdo legche.
V staryh rukovodstvah ukazyvaetsya na to, chto polirovka dolzhna idti bez davleniya na zerkalo. V dejstvitel'nosti eto ne sovsem tak. My uzhe upominali, chto carapiny voznikayut primerno odinakovo bystro i pri polirovke s davleniem i bez davleniya. Vazhnee drugoe: sil'noe davlenie privodit k deformacii zerkala i k oshibkam na ego poverhnosti. Poetomu, poka idet grubaya polirovka, naznachenie kotoroj spolirovat' matovost' posle tonkoj shlifovki, my mozhem primenyat' davlenie do 2--3 kPa (20--30 G/sm2) i bol'she. Kogda my perejdem k figurizacii, davlenie mozhno umen'shit' do 0,5--1 kPa (5--10 G/sm2).
Dobivshis' plavnosti dvizheniya, prodolzhaem polirovku. Skvoz' steklo vidno, kak po kanavkam begayut puzyr'ki vozduha v smesi polirita s vodoj. Esli vse pojdet horosho, poverhnost' zerkala polnost'yu otpoliruetsya za 5--10 chasov nepreryvnoj polirovki. Odnako nado byt' gotovym k tomu, chto tonkaya shlifovka byla ne vpolne kachestvennoj, i togda polirovka mozhet rastyanut'sya na 20--30 chasov, eto tozhe ne slishkom mnogo. Vo vsyakom sluchae, u nachinayushchih lyubitelej takoe vremya ne schitaetsya slishkom bol'shim.
CHerez chas raboty snimem zerkalo i vnimatel'no osmotrim ego. Ono uzhe dovol'no horosho otrazhaet predmety, no chast' ego poverhnosti ostaetsya poka bolee matovoj, chem ostal'naya. Obychno eto byvaet na krayu zerkala ili na nekotoroj srednej zone. |ti matovye zony govoryat o tom, chto poverhnost' zerkala ne vpolne sfericheskaya. V mikroskop vidno, chto bol'shie ploshchadki stekla uzhe polnost'yu otpolirovany, no chast' poverhnosti zanimayut yamki matovoj poverhnosti. Projdemsya vzglyadom po radiusu zerkala. Esli ostatki matovosti zanimayut primerno vezde odinakovuyu ploshchad', delo idet horosho. Esli v otnositel'no matovyh uchastkah zerkala ploshchad' yamok zanimaet vsyu poverhnost', a polirovannyh uchastkov net ili pochti net, prodolzhim polirovku eshche 1--2 chasa i snova osmotrim zerkalo v mikroskop vdol' radiusa. Esli matovye uchastki ne poliruyutsya, nuzhno vozvratit'sya k tonkoj shlifovke. Teper' stanovitsya yasno, pochemu ne sledovalo polirovochnuyu smolu nalivat' na shlifoval'nik. Otlozhiv poliroval'nik v storonu, mozhno vernut'sya k shlifovke. My znaem, kak ocenit' razmer yamok v pole zreniya mikroskopa i kak podobrat' podhodyashchij dlya shlifovki abraziv. Razumeetsya, nado orientirovat'sya po samym bol'shim yamkam, kotorye vstrechayutsya dostatochno chasto. Otdel'nye, dazhe ochen' glubokie, yamki mozhno ne prinimat' vo vnimanie.
Vprochem, budem smotret' v budushchee s bol'shej veroj v uspeh, tak kak opisannaya nepriyatnost' vstrechaetsya otnositel'no redko, i neravnomernaya vnachale polirovka postepenno stanovitsya vse luchshe.
Dadim neskol'ko dopolnitel'nyh sovetov. Kogda zerkalo prodolzhaet dolgo ceplyat'sya za smolu, mozhno pribegnut' k dovol'no effektivnomu sredstvu. Razogreem poliroval'nik v teploj vode, polozhim na smolu kusok smochennogo v vode tyulya, raspravim ego i prizhmem zerkalom. Ostavim zerkalo na poliroval'nike do ego ostyvaniya. Snyav zerkalo i tyul', uvidim, chto na poverhnosti kazhdoj fasetki poyavilas' setochka melkih kanavok. Teper' kazhdaya iz etih kroshechnyh fasetok rabotaet kak samostoyatel'nyj poliroval'nik, i polirovka idet chrezvychajno ravnomerno po vsem zonam zerkala. Byvaet dostatochno odin raz otformovat' etu setku kanavok i dat' im svobodno zaplyt' v hode polirovki.
Pri ruchnoj polirovke s dostatochnym davleniem steklo tipa kron -- naibolee rasprostranennyj material lyubitel'skih zerkal -- spolirovyvaetsya so skorost'yu 2--3 mkm v chas. Dlya uvelicheniya skorosti polirovki v 1,5 raza mozhno vmesto vody primenyat' 1%-nyj vodnyj rastvor hlornogo zheleza, hlornogo cinka ili azotnokisloj medi.
Preryvaya polirovku na neskol'ko chasov, luchshe vsego ostavit' zerkalo na poliroval'nike, predvaritel'no podmazav ego poliritom s vodoj. Esli dopolnitel'no obmotat' zerkalo i poliroval'nik mokrym polotencem, mozhno ostavit' zerkalo na poliroval'nike na sutki. Esli poliroval'nik vmeste s zerkalom polozhit' v tazik s vodoj, chtoby oni polnost'yu pogruzilis' v vodu, mozhno ih ne vynimat' 2--3 dnya. Esli vse-taki posle togo, kak oni budut vynuty, zerkalo i poliroval'nik ne raz®edinyayutsya, nuzhno ih slegka nagret' v teploj vode, a potom podstavit' zerkalo pod struyu holodnoj vody. Nado sledit' za tem, chtoby, vo-pervyh, perepad temperatury byl ne slishkom velik i, vo-vtoryh, chtoby vnezapno otdelivsheesya zerkalo ne vyskol'znulo iz ruk. Vse eti raboty nado provodit' pryamo u samogo dna vodoprovodnoj rakoviny.
V hode polirovki zerkalo dolzhno ne tol'ko sovershenno osvobodit'sya ot matovosti, no i priobresti opticheski tochnuyu formu. Dlya kontrolya formy poverhnosti zerkala primenyayut tenevoj metod Fuko.
Uil'yam Gershel', tak zhe kak i drugie teleskopostroiteli teh vremen, polirovali svoi zerkala v znachitel'noj stepeni vslepuyu. Udachnoe zerkalo bylo vo mnogom delom sluchaya, tak kak do serediny XIX v. u teleskopostroitelej ne bylo nadezhnogo metoda kontrolya formy zerkal. Lish' v 1859 g. velikij francuzskij fizik Leon Fuko predlozhil genial'nyj metod kontrolya vognutyh opticheski tochnyh poverhnostej. |tot metod stol' zhe izyashchen po svoej idee, skol' chuvstvitelen i nadezhen na praktike. Ego sut' svoditsya k sleduyushchemu.
Leon Fuko (1819--1868),
Bliz centra krivizny O (na udvoennom fokusnom rasstoyanii) vognutogo zerkala (ris. 21) ustanavlivaetsya kroshechnyj, no yarkij istochnik sveta ("iskusstvennaya zvezda") M. |toj zvezdoj mozhet sluzhit' malen'kaya (0,1--0,3 mm) dyrochka v kusochke alyuminievoj fol'gi, kotoroj oborachivayut lampochku karmannogo fonarika. Lampochka mozhet byt' vstavlena v patron ot elochnoj girlyandy ili prosto pripayana k provodam, vedushchim k batarejke. Tak kak "iskusstvennaya zvezda" ustanovlena vblizi centra krivizny zerkala (chut' sboku ot osi zerkala), zerkalo stroit ee izobrazhenie takzhe vblizi centra krivizny, no po druguyu ot osi storonu. Esli pozadi izobrazheniya "iskusstvennoj zvezdy" pomestit' glaz, chtoby ves' puchok sveta "provalilsya" v zrachok, my uvidim, chto zerkalo ravnomerno po vsej poverhnosti zalito svetom "zvezdy".
Ris. 21. Vid tenevoj kartiny na zerkale pri razlichnom polozhenii nozha. 1 -- nozh tochno v centre krivizny sfericheskogo zerkala, 2 - polozhenie nozha pered centrom krivizny, 3 - polozhenie nozha za centrom krivizny.
|to i ponyatno: ved' v etot moment vse bez isklyucheniya luchi "zvezdy", otrazhennye zerkalom, soberutsya v zrachke. Predstavim sebe, chto my ispytyvaem ideal'noe sfericheskoe zerkalo. |to znachit, chto luchi, otrazhennye kazhdym uchastkom zerkala, kazhdoj ego zonoj, vse soberutsya v tochke fokusa*
*) Pri opisanii metoda Fuko slovom "fokus" oboznachaetsya fokus sfericheskoj volny, raspolozhennyj v centre krivizny sfery, a ne glavnyj fokus zerkala.
Ostorozhno vvedem neprozrachnyj ekranchik s ostrym (bez zazubrin) kraem (naprimer lezvie bezopasnoj britvy) v vershinu konusa luchej, chtoby perekryt' izobrazhenie "zvezdy". Odnovremenno smotrim na zerkalo, chtoby ono ostavalos' ravnomerno osveshchennym.
Esli lezvie vvodit' ochen' ostorozhno, chtoby ono perekrylo tol'ko chast' izobrazheniya "zvezdy", zerkalo pomerknet lish' otchasti, no takzhe po vsej poverhnosti odnovremenno. Vazhno ponyat', chto v postroenii kazhdogo uchastka izobrazheniya "zvezdy", dazhe esli eto izobrazhenie difrakcionnoe, uchastvuet vsya poverhnost' ideal'nogo sfericheskogo zerkala. Imenno poetomu, kakuyu by chast' izobrazheniya my ni perekryli, zerkalo budet gasnut' odnovremenno po vsej poverhnosti.
Teper' neskol'ko izmenim opyt. Vvedem lezvie, kotoroe prinyato nazyvat' nozhom Fuko, v konus luchej do ih peresecheniya v fokuse. Nozh raspolozhen v etom sluchae na 1--2 sm blizhe k zerkalu. |to polozhenie nazyvaetsya predfokal'nym. Esli teper' my posmotrim na zerkalo (konechno, ostavlyaya glaz vse tak zhe v puchke sveta), to uvidim, chto chast' zerkala pogasla, togda kak drugaya chast' ego po-prezhnemu osveshchena lampoj. Esli nozh vveden sprava, to pogasnet pravaya chast'. |to proishodit potomu, chto nozh peresek chast' puchka, idushchuyu ot pravoj chasti zerkala.
Eshche raz izmenim nash eksperiment. Vvedem nozh v puchok pozadi izobrazheniya "zvezdy". Teper' pri vvedenii nozha sprava gasnet levaya chast' zerkala. |to proishodit potomu, chto posle peresecheniya v tochke luchi, idushchie s levoj storony zerkala, okazyvayutsya sprava ot opticheskoj osi.
Sformuliruem vazhnoe pravilo: esli nozh vvoditsya v puchok sprava v predfokal'nom polozhenii, to gasnet pravaya chast' zerkala. Esli nozh vvoditsya v puchok sprava v zafokal'nom polozhenii, to gasnet levaya chast' zerkala.
Inache govorya, v predfokal'nom, polozhenii ten' nozha na zerkale dvizhetsya v tu zhe storonu, chto i nozh, a v zafokal'nom polozhenii ten' dvizhetsya navstrechu nozhu.
Teper' sosredotochim vse vnimanie. Dopustim, chto zerkalo -- ne ideal'naya sfera, a imeet zaval na krayu i yamu v centre. V etom sluchae radius krivizny central'noj chasti koroche radiusa krivizny kraya zerkala. |to oznachaet, chto i fokusnoe rasstoyanie centra koroche fokusnogo rasstoyaniya kraev; fokus nekotoroj promezhutochnoj zony okazhetsya gde-to mezhdu fokusami centra i kraya.
"Pojmaem" glazom puchok chut' dal'she fokusov vseh zon i snova vvedem nozh v rajone fokusa promezhutochnoj zony. Ochevidno, chto dlya krajnej zony polozhenie nozha okazhetsya predfokal'nym, i na krayu zerkala ten' razmestitsya sprava. Dlya central'noj zony eto zhe polozhenie nozha okazhetsya zafokal'nym, i v centre zerkala ten' raspolozhitsya sleva ot vertikal'noj osi simmetrii.
Na promezhutochnoj zone, v fokuse kotoroj nahoditsya nozh, my uvidim "poluten'", kogda poverhnost' gasnet lish' otchasti.
Okinuv vzglyadom vse zerkalo, my uvidim, chto zerkalo sejchas napominaet ne to lunnyj krater (kak kazhetsya avtoru knigi), ne to bublik (kak kazhetsya drugim lyubitelyam). My yavno vidim "yamu" v centre i "val" na srednej zone togda, kak kraj zerkala "opushchen" ili "zavalen".
Zadacha optika sostoit v tom, chtoby, rassmatrivaya tenevoj "rel'ef", reshit', kak nuzhno izmenit' hod polirovki, chtoby snivelirovat' "bugry", "yamy", "kanavki", "valiki" i poluchit' "ploskij" tenevoj rel'ef. Imenno ploskij tenevoj rel'ef sootvetstvuet ideal'noj sfere.
Ris. 22. Prostaya oprava zerkala dlya tenevyh ispytanij.
Prezhde chem my pristupim na praktike k pervym tenevym ispytaniyam zerkala, nado izgotovit' prostoe prisposoblenie, bez kotorogo ispytaniya prevratyatsya v nastoyashchuyu pytku. |to oprava dlya zerkala. Ona sluzhit dlya togo, chtoby uderzhivat' zerkalo v vertikal'nom polozhenii, i pozvolyaet naklonyat' ego v nebol'shih predelah (ris. 22). Dve vzaimno perpendikulyarnye doski skrepleny tak, chto nizhnij kraj vertikal'noj doski slegka vystupaet. Na svobodnom konce gorizontal'noj doski privernem paroj korotkih shurupov ili prib'em gvozdyami 3--millimetrovuyu plastinu iz stali ili latuni; esli plastina iz alyuminiya, to ona dolzhna byt' potolshche.
V plastine prosverlim otverstie i narezhem rez'bu. V eto otverstie vvernem vint, kotoryj propustim naskvoz' cherez dosku. Teper' nashe prisposoblenie opiraetsya na kraya vertikal'noj doski i na konchik vinta. Vrashchaya vint v tu ili inuyu storonu, my smozhem v nebol'shih predelah naklonyat' vertikal'nuyu dosku, a vmeste s nej i zerkalo. V vertikal'nuyu dosku vob'em dva gvozdya, k kotorym privyazhem shirokuyu tes'mu. Dlina tes'my dolzhna byt' takoj, chtoby zerkalo, vlozhennoe v nee, okazalos' primerno v seredine doski. CHtoby zerkalo ne oprokidyvalos', v torce doski vob'em eshche po gvozdiku, k kotorym privyazhem rezinku. |ta rezinka budet prizhimat' zerkalo k doske. Itak, v nashem rasporyazhenii okazalas' dovol'no udobnaya oprava zerkala, kotoraya pozvolit vam slegka ego naklonyat' i povorachivat'.
Prezhde vsego nemnogo usovershenstvuem iskusstvennuyu zvezdu. V trubku diametrom okolo 10 mm vstavim patronchik ot elochnoj girlyandy tak, chtoby vvernutaya lampochka okazalas' v samom nachale trubki. Dalee ustanovim zerkalo v oprave na ustojchivyj stol i otmerim ot ego poverhnosti vdol' opticheskoj osi (osi simmetrii zerkala) dva ego fokusnyh rasstoyaniya. Dlya fokusnogo rasstoyaniya 1200 mm eto sostavit 2400 mm. V etoj tochke, kotoraya yavlyaetsya centrom krivizny poverhnosti zerkala, ustanovim trubku s lampochkoj, chtoby ona osveshchala zerkalo. Zatemnim komnatu shtorami ili zajmemsya etim vecherom v neosveshchennoj komnate. Povorachivaya i naklonyaya zerkalo, a takzhe peredvigaya vpravo ili vlevo lampochku, dob'emsya togo, chtoby izobrazhenie voloska lampochki okazalos' ryadom s samoj lampochkoj. Dlya etogo ryadom s trubkoj ustanovim belyj ekran shirinoj 4--5 sm i vysotoj 10--15 sm s nebol'shim otverstiem v verhnej chasti diametrom 5--6 mm. Kogda izobrazhenie voloska lampochki okazhetsya na ekrane, dvigaya ekran vzad i vpered, dob'emsya togo, chtoby izobrazhenie voloska okazalos' dostatochno rezkim. Naklonyaya zerkalo i peremeshchaya ekran, dob'emsya togo, chtoby izobrazhenie voloska "provalivalos'" v otverstie. Raspolozhivshis' szadi ekrana, budem smotret' cherez otverstie na zerkalo. My uvidim skvoz' otverstie izobrazhenie voloska, kotoroe "visit" v nem. Ne teryaya eto izobrazhenie iz vidu, budem priblizhat' postepenno glaz k otverstiyu v ekrane. Pri etom my zametim, chto vidimye razmery voloska rastut. Priblizhaem glaz do teh por, poka yarkoe izobrazhenie ne zapolnit vsyu poverhnost' zerkala. |to oznachaet, chto izobrazhenie voloska okazalos' na hrustalike glaza i vse bez isklyucheniya luchi, otrazhennye zerkalom, sobirayutsya v glazu. Voobshche zhe volosok lampochki --slishkom grubyj ob®ekt dlya takih ispytanij. Poetomu prodolzhim usovershenstvovanie iskusstvennoj zvezdy. Sdelaem k nashej trubke
Ris. 23. Prostoj tenevoj pribor.
1 -- iskusstvennaya zvezda, 2 -- transformator, 3 -- ekran,
4 -- lezvie britvy; 5 -- osnovanie.
s lampochkoj kryshku s otverstiem okolo 1--1,5 mm v diametre (ris. 23 sleva). S vnutrennej storony prikleim k kryshke kusochek fol'gi, v kotorom igloj protknem kroshechnoe otverstie diametrom primerno 0,1--0,3 mm. CHtoby otverstie ne poluchilos' slishkom bol'shim, polozhim kusochek fol'gi na steklo i prikosnemsya k nej igloj. Snyav kryshku my rabotaem s voloskom lampy, nadev ee -- so "zvezdoj".
Mnogo vremeni, osobenno u nachinayushchih, tratitsya na to, chtoby pojmat' glazom izobrazhenie iskusstvennoj zvezdy i dobit'sya togo, chtoby vsya poverhnost' zerkala byla ravnomerno zalita svetom. Mne horosho izvestno, chto mnogie nachinayushchie lyubiteli nastol'ko izmatyvayutsya poiskami "zvezdy", chto na sobstvenno ispytaniya nozhom Fuko u nih ne ostaetsya sil. Zdes' ya hochu obratit' vnimanie na to, chto ispytaniya bez pomoshchi nozha sovershenno bessmyslenny.
My vveli v tradicionnuyu shemu Fuko "zvezdu" so s®emnoj kryshkoj i belyj vertikal'nyj ekran s otverstiem, chtoby znachitel'no oblegchit' poiski izobrazheniya "zvezdy".
Kstati govorya, nozh Fuko mozhno krepit' pryamo na otverstii, chtoby on delil ego popolam, kak pokazano na risunke. Togda rabota eshche bol'she uprostitsya.
Pojmav zrachkom izobrazhenie voloska lampochki, nadevaem kryshku so "zvezdoj" i, dobivshis' togo, chtoby vse zerkalo bylo zalito svetom, vvodim lezvie
Ris. 24. "CHtenie" tonevoj kartiny.
Pri vvedenii nozha sprava zerkalo imeet takoj tenevoj rel'ef, kak esli by ono bylo osveshcheno lampoj sleva. Nizhe pokazany vidimyj rel'ef (a) i dejstvitel'naya figura zerkala -- silovaya liniya (b) Krivizny sil'no preuvelicheny
nozha v puchok sveta, derzha nozh v 1--4 sm ot glaza i bez napryazheniya glyadya na zerkalo, no ne na nozh!
Dogovorimsya, chto vsegda budem vvodit' nozh sprava nalevo, hotya v bol'shinstve rukovodstv predlagaetsya vvodit' ego s obratnoj storony. My otstupaem ot etoyu potomu, chto v protivnom sluchae pri nablyudenii pravym glazom meshaet nos i ochen' trudno razmestit' glaz blizko k lezviyu. Est' i vtoraya prichina. Sam Fuko vvodil nozh takzhe sprava nalevo, o chem mozhno sudit' po risunkam tenevyh kartin, kotorye ostalis' posle ego smerti [26]. D. D. Maksutov, sudya po konstrukcii tenevogo pribora, opisannogo v ego monografii [3], takzhe predpochital dvizhenie nozha v etom napravlenii. Nam vazhno eto dlya togo, chtoby v dal'nejshem special'no ne ogovarivat' napravlenie dvizheniya nozha.
Rassmotrim snova tenevuyu kartinu zerkala s zavalom na krayu i s yamoj v centre. Kstati govorya, eto odna iz samyh rasprostranennyh oshibok poverhnosti zerkala. Predstavim na minutku, chto pered nami ne kusok stekla, a gipsovaya model' rel'efa, kotoruyu osveshchaet sboku kosym svetom nastol'naya lampa. Lampa raspolozhena vsegda tak, chto ee svet napravlen na zerkalo-model' navstrechu dvizheniyu nozha (ris. 21 i 25). Poskol'ku my uslovilis', chto nozh vsegda dvizhetsya sprava nalevo, voobrazhaemaya lampa vsegda budet osveshchat' voobrazhaemuyu gipsovuyu model' sleva. Netrudno videt', chto zerkalo imeet imenno yamu (a ne bugor) v centre i zavalennyj kraj.
Legko dogadat'sya, chto esli na takom zerkale spolirovat' valik, napominayushchij bublik, to my poluchim sovershenno odinakovye radiusy krivizny i fokusnye rasstoyaniya dlya vseh zon, i tenevoj rel'ef prevratitsya v "ploskij".
Kakim by ni byl rel'ef v nachale ispytaniya, nasha zadacha prevratit' ego v ploskij. A vse "valiki" i "bugry" oznachayut, chto v dannoj zone radius krivizny bol'she nekotorogo srednego, "yamy" zhe i "kanavy" oznachayut, chto zdes' radius krivizny koroche.
Osoboe vnimanie nuzhno obratit' na to, chto chuvstvitel'nost' metoda maksimal'na tol'ko v tom sluchae, kogda nozh raspolozhen vblizi centra krivizny zerkala, kogda tochki shozhdeniya luchej ot odnih zon blizhe nozha, a ot drugih -- dal'she. V etom sluchae na chasti zon ten' nadvigaetsya navstrechu nozhu, na drugih zonah -- v tom zhe napravlenii, chto i nozh. Tol'ko v takom polozhenii tenevoj metod imeet tu chuvstvitel'nost', o kotoroj my govorili.
CHtoby byt' uverennym v tom, chto nozh nahoditsya imenno v takom polozhenii, postupim sleduyushchim
Ris. 25. Tenevoj pribor i tenevaya kartina pri gorizontal'nom raspolozhenii nozha.
a) Stojka nozha s grubym vertikal'nym peremeshcheniem nozha. b) Dlya tonkogo peremeshcheniya nozha po vertikali chut' koso ustanovlennoe lezvie peremeshchaetsya gorizontal'no.
Ris. 26. Izmenenie vida tenevoj kartiny pri peremeshchenii nozha vdol' osi zerkala.
a) Predfokal'noe polozhenie, b) polozhenie vblizi fokusa, v) zafokal'noe polozhenie, g) tenevoj rel'ef.
obrazom. Snachala pomestim nozh v predfokal'nom polozhenii dlya vseh zon, tak chto na vseh zonah ten' budet dvigat'sya v tom zhe napravlenii, chto i nozh (ris. 26, a). Ne vyvodya nozha iz puchka luchej, ili, chto vse ravno, ne teryaya teni nozha na zerkale, nachnem otodvigat' nozh ot zerkala. Granica teni budet stanovit'sya vse menee rezkoj, i pri malejshem poperechnom dvizhenii ona budet shodit' s zerkala. |to i ponyatno: po mere togo kak nozh priblizhaetsya k vershine konusa luchej, poperechnoe sechenie konusa stanovitsya vse men'she i men'she, i nozh
ochen' legko vyhodit za ego predely. Provedem nozh eshche dal'she ot zerkala, poka ten' ne okazhetsya na vseh zonah na protivopolozhnoj storone zerkala. Teper' pri poperechnom dvizhenii nozha ona dvizhetsya navstrechu nozhu (ris. 26, v), eto znachit, chto nozh okazalsya dal'she fokusov vseh zon.
Nachnem snova priblizhat' nozh k zerkalu. Ten' stanovitsya vse bolee nerezkoj, ee granica -- poluten'-- zapolnyaet vse bol'shuyu ploshchad'. Nakonec, my uvidim, chto poluten' razbezhalas' po nekotorym zonam, togda kak; ten' zapolnila drugie zony (ris. 26, b).
Pri poperechnom dvizhenii nozha tenevaya kartina nemnogo menyaetsya (ris. 27). Poetomu, chtoby dobit'sya naibolee vernogo predstavleniya o tenevoj kartine, a zaodno dobit'sya maksimal'noj chuvstvitel'nosti, budem starat'sya, chtoby summarnaya ploshchad' teni, dvigayushchejsya v tom zhe napravlenii chto i nozh, priblizitel'no ravnyalas' ploshchadi tenej, dvizhushchihsya navstrechu nozhu (ris. 27, b).
Kogda nozh nahoditsya vblizi tochka fokusa, on peresekaet ochen' tonkij puchok sveta. Sechenie puchka stanovitsya vse men'she po mere togo, kak poverhnost' zerkala priblizhaetsya k sfere. CHtoby sdelat' vvedenie nozha v puchok sveta bolee plavnym, dostatochno
Ris. 27. Izmenenie tenevoj kartiny pri peremeshchenii nozha poperek osi zerkala.
a) Nozh kosnulsya puchka, b) nozh v naivygodnejshem polozhenii, v) nozh perekryl znachitel'nuyu chast' puchka.
nazhimat' na kraj osnovaniya tenevogo pribora. V rezul'tate nozh chut'-chut' naklonitsya v tu zhe storonu i plavno vojdet v puchok,
Pristupaem k bezuslovno samoj interesnoj chasti izgotovleniya astronomicheskogo zerkala: figurizacii -- pridaniya ego poverhnosti strogo sfericheskoj formy s tochnost'yu, o kotoroj ne raz govorili. Imenno sejchas my smozhem prodemonstrirovat', na chto sposoben optik v sravnenii s rabochim, obrabatyvayushchim metall. Imenno sejchas my postaraemsya poluchit' (i navernyaka poluchim) tochnost' ne nizhe 0,05 mkm, a mozhet byt', i vyshe.
Est' mnogo faktorov, vliyayushchih v hode polirovki na formu zerkala. |to dlina shtriha, ego forma, skorost' peremeshcheniya zerkala po poverhnosti poliroval'nika, neodnorodnost' smoly, nalichie yamok na poverhnosti smoly; eto i special'nye metody vozdejstviya na formu zerkala -- podrezka, formovka poliroval'nika i dr. Rezul'taty bol'shinstva etih metodov trudno vosproizvodimy. Poluchiv odnazhdy horoshij rezul'tat, my ne smozhem ego poluchit' vo vtoroj raz, kak by ni staralis'. Naibolee razumnyj sposob upravlyat' processom - svesti k minimumu chislo nepostoyannyh faktorov, ostaviv 2-3, kotorymi pol'zovat'sya vsegda, i poluchit' maksimal'nyj opyt ih primeneniya. Ostal'nye faktory dolzhny ostavat'sya neizmennymi na protyazhenii vsego processa figurizacii. Rassmotrim osnovnye iz etih faktorov. Forma shtriha - luchshe pryamolinejnaya s central'nym polozheniem poliroval'nika v nachale shtriha. Krivolinejnyj shtrih privedet k zavalu kraya. SHtrih po horde takzhe privodit k zavalu. Dlina shtriha dolzhna sostavlyat' okolo 1/3 diametra zerkala pri smeshchenii vsegda v odnu storonu. Uvelichennyj shtrih privodit k zavalu na krayu, ukorochennyj--k podvernutomu krayu. Tak kak ispravlenie zavala gorazdo slozhnee, chem podvernutogo kraya, mnogie lyubiteli pri polirovke perehodyat na shtrih okolo 1/4 diametra.
Bol'shuyu rol' igraet tverdost' smoly. Tverdost' zavisit ot soderzhaniya kanifoli i ot rabochej temperatury poliroval'nika. Slishkom myagkaya smola poliruet bystree, no na nej legko voznikaet zaval kraya. Tverdaya smola pozvolyaet bystree poluchit' sferu, no veroyatnost' carapin pri polirovke tverdoj smoloj vozrastet.
Neodnorodnost' smoly privodit k poyavleniyu zonal'nyh oshibok v vide "valikov" i "kanav". Neodnorodnost' mozhet byt' rezul'tatom plohogo peremeshivaniya smoly vo vremya varki ili v rezul'tate neravnomernogo nagreva vo vremya raboty. Obychno krajnie zony razogrevayutsya sil'nee central'nyh i slegka "prosedayut".
Takoj faktor, kak neodnorodnost' poverhnosti poliroval'nika, poyavlyaetsya, naprimer, vo vremya ego formovki, kogda smola slishkom razmyagchena i kroshechnye puzyr'ki vozduha, okazavshiesya mezhdu zerkalom i poliroval'nikom, vydavlivayut na poverhnosti smoly yamki, kotorye v dal'nejshem dovol'no trudno ustranit'. Dlya togo chtoby ustranit' yamki, rassypannye po poverhnosti poliroval'nika, otformuem poliroval'nik s kuskom tyulya, kak eto opisano na vyshe. V hode polirovki setka melkih kanavok zaplyvaet.
Eshche odna nepriyatnost' mozhet zaklyuchat'sya v tom, chto kanavki na poverhnosti poliroval'nika raspolozheny simmetrichno otnositel'no centra poliroval'nika. |to privodit k tomu, chto na odnih zonah spolirovyvanie idet bystro, na drugih medlenno. V rezul'tate poyavlyayutsya zonal'nye oshibki. Na formu zerkala vozdejstvuem sleduyushchimi sposobami:
1. Obnaruzhiv na zerkale vo vremya tenevyh ispytanij "yamu" ili "kanavku", otmechaem sootvetstvuyushchuyu zonu na poliroval'nike i "oslablyaem" ee, soskobliv nebol'shie uchastki smoly vdol' etoj zony. |ta procedura nazyvaetsya "podrezkoj" poliroval'nika (ris. 28, g - 2, 4, 6, 7, 8, 10). Glubina soskoblennyh uchastkov -- okolo 0,5 mm. Prodolzhim polirovku. Ochevidno, chto oslablennye zony poliroval'nika budut polirovat' medlennee, poetomu ostal'nye zony opustyatsya do urovnya "dna kanavki". Poliruya na podrezannom poliroval'nike, nado kontrolirovat' poverhnost' na tenevom pribore kazhdye 10--15 minut, tak kak podrezka -- sredstvo dovol'no sil'noe. Nezadolgo do polnogo ischeznoveniya kanavki zanovo otformuem poliroval'nik, pomnya, chto posle ustraneniya podrezki poliroval'nik nekotoroe vremya prodolzhaet "po inercii" rabotat' v tom zhe rezhime. Mozhno postupit' inache. Vyrezat' iz vatmana kol'co togo zhe diametra i neskol'ko men'shej shiriny, chto i "kanavka". Razogret' poliroval'nik v teploj vode, ulozhit' na nego smochennoe vodoj kol'co i otformovat' vse vmeste (ris, 28, d -- 2, 4, 6, 7, 8, 10). Na poverhnosti poliroval'nika poyavitsya uglublenie, kotoroe ne budet polirovat' voobshche. Osobenno horosho tak ustranyayutsya yama v centre i zaval na krayu. Nezadolgo do polnogo ischeznoveniya kanavki zanovo formuem poliroval'nik zerkalom.
2. V teh sluchayah, kogda my imeem delo s "bugrami" i "valikami", luchshe primenit' mestnuyu retush' -- spolirovyvanie bugra malen'kim poliroval'nikom. |tot poliroval'nik mozhet byt' kuskom metalla ili plastmassy, na kotoruyu nakleen kusochek fetra, vojloka, tverdoj reziny ili kozhi. Diametr poliroval'nika dolzhen sostavlyat' 1/2--1/3 shiriny "valika". V prostejshem sluchae eto mozhet byt' prosto palec. Smachivaem poverhnost' zerkala vdol' valika, nabiraem na palec polirit ili smazyvaem poliritom poliroval'nik i nachinaem petleobraznymi dvizheniyami
Ris, 28. Zonal'nye oshibki zerkala i, sposoby ih ustraneniya. a) Tenevaya kartina Fuko, b) tenevaya kartina Ronki (sm § 29), v) tenevoj rel'ef, g) podrezka poliroval'nika i mestnaya retush', d) special'naya formovka poliroval'nika. 1 - ideal'naya sfera s "ploskim" tenevym rel'efom, a - zaval kraya, a - podvernutyj kraj, 4 - yama v centre, 5 - bugor v centre, 6 - yama v centre i zaval kraya, 7 - podvernutyj kraj i bugor i centre, 8 - kanavka, 9 - valik, 10 - yama v centre i kanavka.
polirovat' s bol'shim davleniem (ris, 28, g -- 3, 5, 9). Vazhno ni v koem sluchae ne vyhodit' za predely zony, kotoruyu my poliruem. Retush' idet bystro. Opasnost' spolirovat' bol'she, chem nado, ochen' velika. Poetomu zerkalo nado kontrolirovat' vo vremya mestnoj retushi kazhdye 1--3 minuty, esli retushiruetsya central'nyj valik ili zona nebol'shogo diametra, i kazhdye 3--5 minut pri spolirovyvanii zony na krayu.
Vmesto vysokogo valika posle retushi poluchaetsya massa melkih mestnyh oshibok na protyazhenii vsej zony. Po absolyutnoj velichine oni gorazdo mel'che valika. CHtoby ih ustranit', prodolzhim polirovku na smolyanom poliroval'nike, predvaritel'no otformovav ego.
Esli zerkalo imeet bol'shoe chislo (3--6) zonal'nyh oshibok, mozhno primenit' polirovku po horde (1/3 diametra ot centra), Takaya polirovka vedet k bystromu spolirovyvaniyu zonal'nyh oshibok, no chrevata vozniknoveniem zavala na krayu, Poetomu posle 3--5 minut polirovki po horde vozvrashchaemsya na 15--30 minut k polirovke cherez centr, proveryaya posle kazhdogo seansa polirovki po horde zerkalo na tenevom pribore i obrashchaya bol'shoe vnimanie na kraj zerkala.
Tak kak zaval kraya voznikaet pochti pri lyubom narushenii rezhima polirovki, predusmotrim nebol'shuyu, no nadezhnuyu meru dlya ego preduprezhdeniya. Na zone primerno v 3--5 mm shirinoj na samom krayu poliroval'nika rezko rasshirim kanavki, oslabiv pa etoj zone poliroval'nik (ris, 28, d - 2). Posle etogo vozmozhno poyavlenie podvernutogo kraya, no eta oshibka ustranyaetsya ochen' legko prostym uvelicheniem dliny shtriha. Odnako, do vozniknoveniya podvernutogo kraya poliruem obychnym obrazom.
Process figurizacii i tenevyh ispytanij trudno razdelit' na sostavlyayushchie -- eto edinyj tvorcheskij process, gde reshayushchuyu rol' chasto igrayut ne tol'ko znaniya, no i intuiciya. Voobshche, etot process nastol'ko interesen sam po sebe, chto avtor, naprimer, chasto ne toropitsya s okonchaniem, probuya rabotat' i tak i etak, nahodya bol'shoe udovol'stvie v processe figurizacii, hotya, sporu net, vid sovershenno ploskoj tenevoj kartiny--zrelishche potryasayushchee.
V processe polirovki, po slovam Dzh. Matt'yusona [22], "vsegda est' element mistiki". Otchasti eto ob®yasnyaetsya tem, chto process polirovki vo mnogom nedostatochno izuchen, no otchasti i tem, chto masteru samomu chasto hochetsya nemnogo mistiki, kogda figurizaciya perestaet byt' prosto tehnologiej, a stanovitsya v znachitel'noj stepeni iskusstvom. Ne zrya D. D. Maksutov [3] govoril, chto optik predpochitaet "koldovat'" nad samodel'noj smoloj poliroval'nika, ne doveryaya zavodskoj smole. (Pravda, esli vam predstavitsya vozmozhnost' priobresti zavodskuyu poliroval'nuyu smolu, nado eto sdelat'). Neredko uspeh dela reshaet tvorcheskij poryv, i chtoby dlya tvorchestva ostavalos' pobol'she vremeni, nado predupredit' prichiny, kotorye yavno privodyat k nepriyatnostyam.
Vibraciyu zerkala i tenevogo pribora ot prohodyashchego po ulice transporta i hod'by po komnate mozhno v znachitel'noj mere snizit', esli i zerkalo, i tenevoj pribor budut ustanovleny na "opticheskoj skam'e". |to mozhet byt' tolstaya doska dlinoj nemnogo bolee radiusa krivizny zerkala. Eshche luchshe, esli eto budet korob iz otnositel'no tonkih (40--45 mm) dosok. Konechno, takoe prisposoblenie trudno derzhat' v kvartire, no kruzhok teleskopostroeniya prosto obyazan imet' horoshuyu opticheskuyu skam'yu. Nado skazat', chto vredny ne voobshche vibracii, a vibracii tenevogo pribora otnositel'no zerkala. Ih-to i mozhno v znachitel'noj stepeni snizit', primeniv edinoe osnovanie.
Turbulenciya -- vihreobraznye dvizheniya vozduha takzhe sil'no meshayut, zatushevyvaya podlinnuyu tenevuyu kartinu. Mozhno prodelat' takoj opyt: na fone horoshego sfericheskogo zerkala pomestit' ruku. Glyadya na nee s pomoshch'yu pribora Fuko, my legko uvidim strui teplogo vozduha, kotorye podnimayutsya nad chernym siluetom ruki. Nado postarat'sya razmestit' vsyu ustanovku v storone ot otopitel'nyh batarej, okon i drugih istochnikov skvoznyakov. Esli eto sdelat' trudno, mozhno puchok luchej pomestit' v podhodyashchuyu trubu, zakrytyj korob ili pod odeyalo, poveshennoe na dve rejki.
V hode polirovki zerkalo nagrevaetsya neravnomerno eto sluzhit istochnikom drugih oshibok. Posle okonchaniya polirovki pered nachalom tenevyh ispytanij nado dat' zerkalu "otstoyat'sya", chtoby vsya ego massa priyala temperaturu okruzhayushchego vozduha. 150-mil-limetrovoe zerkalo trebuet primerno pyatiminutnogo otstaivaniya. Na poslednih stadiyah polirovki 300-millimetrovoe zerkalo avtora otstaivalos' 15--20minut. Tak kak poverhnostnaya yarkost' tenevoj kartiny nevelika, ispytaniya nado provodit' v temnote. Odnako polnaya temnota nezhelatel'na, poetomu nado pozabotit'sya o slabom osveshchenii, kotoroe pozvolilo by legko orientirovat'sya, no ne meshalo by chteniyu tenevyh kartin.
Difrakcionnye otkloneniya luchej na krayu zerkala mogut byt' prinyaty za zaval na krayu. V dejstvitel'nosti eta uzkaya (2--3 mm) svetlaya poloska -- proyavlenie volnovoj prirody sveta. Ona vidna i na svetloj i na tenevoj storonah zerkala i etim otlichaetsya ot zavala. Vprochem, esli ona vidna tol'ko s odnoj storony, mozhno ustanovit' na fone zerkala karandash parallel'no nozhu i, rassmatrivaya difrakciyu na krayu karandasha i sravnivaya ee so svetloj poloskoj na krayu zerkala, reshit', chto zhe eto v dejstvitel'nosti. Itak, my izlozhili dostatochno svedenij dlya togo, chtoby chitatel' mog samostoyatel'no izgotovit' sfericheskoe zerkalo dlya svoego teleskopa. Esli na zerkale viden sovershenno ploskij rel'ef -- zerkalo pervoklassnoe, esli edva zametnye priznaki tenevogo rel'efa -- ono takzhe pervoklassnoe. My pomnim, chto pri predfokal'nom i zafokal'nom polozheniyah nozha ten' na zerkale raspolagaetsya s odnoj storony zerkala, sprava ili sleva. V promezhutke mezhdu etimi polozheniyami na zerkale viden tenevoj rel'ef. Nazovem polozhenie nozha, kogda on iz predfokal'nogo polozheniya perehodit v polozhenie, pri kotorom na zerkale stanovitsya viden tenevoj rel'ef, kriticheskim predfokal'nym polozheniem nozha, a analogichnoe polozhenie nozha mezhdu zafokal'nym polozheniem i polozheniem, kogda poyavlyaetsya tenevoj rel'ef,-- kriticheskim zafokal'nym polozheniem. Ris. 29 pokazyvaet seriyu tenevyh kartin, na kotoroj vidno postepennoe izmenenie tenevogo rel'efa po mere prodvizheniya nozha vdol' opticheskoj osi. Kriticheskie polozheniya nozha -- a i d. Nazovem otrezok opticheskoj osi mezhdu kriticheskimi polozheniyami nozha prodol'noj aberraciej zerkala.
|ta aberraciya vyzvana oshibkami zerkala. Na praktike eto oznachaet, chto kogda my ostorozhno peremeshchaem nozh vdol' opticheskoj osi, naprimer, udalyaya ot zerkala, i pri etom prohodim oba kriticheskih polozheniya, to dlina peremeshcheniya nozha, kogda ten' nozha sprava
Ris. 29. Ispytanie parabolicheskogo zerkala po zonam. a) Kriticheskoe predfokal'noe polozhenie nozha. Poluten' zanimaet central'nuyu zonu zerkala, b) peremeshchenie nozha na 0,25 ot velichiny prodol'noj aberracii zerkala, diametr poluteni raven 50% diametra zerkala, v) peremeshchenie nozha na 0,5 velichiny prodol'noj aberracii, diametr poluteni -- 70% diametra zerkala, g) peremeshchenie nozha na 0,75 prodol'noj aberracii zerkala, diametr poluteni--87% diametra zerkala, d) kriticheskoe zafokal'noe polozhenie nozha, poluten' lezhit na krayu zerkala, e) maska iz provoloki, nadevaemaya na zerkalo dlya razmetki poslednego na zony (sm. § 28).
polnost'yu peremestitsya na levuyu chast' zerkala, i est' prodol'naya aberraciya zerkala. Esli prodol'naya aberraciya sfericheskogo zerkala v silu nalichiya zonal'nyh oshibok ravna dlya 150--180-millimetrovogo zerkala 2--2,5 mm, to zerkalo mozhno schitat' vpolne horoshim. Pravda, nado utochnit', chto v etom sluchae dopuskayutsya oshibki v storonu zavala kraya, no ne v storonu podvernutogo kraya.
Vazhno otmetit', chto zerkalo dolzhno imet' obyazatel'no plavnuyu formu bez rezko vyrazhennyh zon i "perelomov".
V ideale zerkalo dolzhno imet' parabolicheskuyu formu, no esli otstupleniya sfery ot paraboloida ne prevyshayut 1/8 dliny volny sveta, to takaya sfera rabotaet tochno kak paraboloid. Paraboloid imeet kriviznu, men'shuyu na krayah, chem v centre. |to oznachaet, chto pri ispytanii tenevym priborom, kogda "zvezda" i nozh raspolozheny v centre krivizny, tenevaya kartina dlya paraboloida dolzhna imet' takoj zhe vid, kak dlya zerkala s zavalom na krayu (sm, ris. 29, v). |tot zaval -- ne lyuboj, a sovershenno tochno rasschitannyj. Raznica polozhenij centrov krivizny central'noj i krajnej zon ravna
gde D -- diametr zerkala v millimetrah, a R -- radius krivizny. Dlya nashego zerkala eti velichiny ravny 150 mm i 2400 mm sootvetstvenno. Prodol'naya aberraciya etogo paraboloida pri ispytanii iz centra krivizny ravna 2,3 mm. V predfokal'nom kriticheskom polozhenii nozha na tenevoj kartine viden "bugor" s ploskoj vershinoj -- pravuyu chast' zanimaet na vseh zonah ten', a na central'noj zone poluten'. Po mere peredvizheniya nozha dal'she ot zerkala stanovitsya viden zaval, napominayushchij bublik. |tot "bublik" luchshe vsego viden, kogda nozh nahoditsya mezhdu dvumya kriticheskimi polozheniyami, tochno poseredine. Ego "vershina", odnako, yavno smeshchena so srednih zon blizhe k krayu zerkala. Raschety pokazyvayut, chto pri polozhenii nozha tochno poseredine mezhdu kriticheskimi polozheniyami "vershina" "bublika" nahoditsya na rasstoyanii 0,7 radiusa zagotovki zerkala, v nashem sluchae dlya 150-millimetrovogo zerkala "vershina" raspolozhena na rasstoyanii 53 mm ot ego centra. Nakonec, kogda nozh podojdet k zafokal'nomu kriticheskomu polozheniyu, vsya ten', krome obodka poluteni, na krayu zerkala, zajmet polozhenie na levoj storone zerkala.
Esli nam udastsya iskusstvenno iskazit' ploskij rel'ef tak, chtoby on prinyal formu plavnogo bez "perelomov" (rezko vyrazhennyh zon) "bublika", to eto budet oznachat', chto nam udalos' iz sfery poluchit' paraboloid. Eshche raz napomnim, chto ne lyuboj zaval, a tol'ko plavnyj "bublik" s "vershinoj" na rasstoyanii 0,7 radiusa ot centra zagotovki zerkala i s zadannoj prodol'noj aberraciej i est' paraboloid.
Ris. 30. Tenevye rel'efy odnogo i togo zhe parabolicheskogo zerkala pri razlichnyh polozheniyah nozha. Bukvennye oboznacheniya te zhe, chto i na ris. 29.
CHtoby poluchit' plavnuyu yamu v centre i "opustit'" kraya, nado uvelichit' kriviznu v centre zerkala, chtoby ona postepenno umen'shalas' pri perehode ot centra k krayu (ris. 30). Dlya togo chtoby poluchit' takuyu yamu, est' neskol'ko sposobov.
1.Najdem kvadratik na poliroval'nike, centr kotorogo lezhit primerno na zone 0,7r Soskoblim ego na tolshchinu 0,5 mm. Kazhdye 10 minut kontroliruem zerkalo na tenevom pribore (ris. 31, a).
2. Rasshirim kanavki na krayu, no ostavim ih netronutymi v centre do zony 0,3, kak pokazano na ris. 31, b. Kazhdye 10 minut kontroliruem zerkalo.
3. Soskoblim tonkij sloj (0,5 mm) smoly nebol'shimi uchastkam v srednem po 1--2 sm2 s takim raschetom, chtoby poliroval'nik bolee vsego okazalsya oslablennym na zone 0,7. V central'noj zone i na samoj krajnej zone ostavlyaem poliroval'nik netronutym (ris. 31, v). Poliruem na podrezannom poliroval'nike i kontroliruem zerkalo tenevym priborom kazhdye 15 minut.
4. V bumazhnom kruge, naruzhnyj diametr kotorogo na 15--20 mm bol'she diametra poliroval'nika, vyrezhem zvezdu, kak pokazano na ris. 31, g. Smochim krug vodoj i nalozhim na podogretyj v vode poliroval'nik. Posle etogo formuem poliroval'nik zerkalom, polozhiv zerkalo na smolu, a na zerkalo gruz. Posle 3--5 minut takoj formovki snimaem gruz i v techenie 5--10 minut "poliruem" bez krokusa, ne snimaya kruga. Posle etogo krug snimaem. Na poverhnosti poliroval'nika vydavitsya zvezda. Ona i sdelaet uglublenie v centre zerkala.
Pri polirovke na podrezannom ili otformovannom poliroval'nike vozmozhny zonal'nye oshibki.
Ris. 31. Sposoby vozdejstviya poliroval'nikom na zerkalo vo vremya parabolizacii.
a) Podrezka kvadratika na 70%-noj zone, b) rasshirenie kanavok na krayu, v) podrezka 70%-noj zony, g) formovka zvezdy.
Esli eto "valik", spoliruem ego mestnoj retush'yu. Esli "kanava", uvelichim podrezku etoj zony.
Issleduya zerkalo s pomoshch'yu tonevogo pribora, nado tshchatel'no sledit' za kraem, tak kak sejchas legko prosmotret' nepredusmotrennyj zaval kraya, kotoryj vyglyadit uzkoj poloskoj, rezko uvelichivayushchej radius krivizny krajnej zony. Dlya togo chtoby ego predupredit', rasshirim kanavki na zone shirinoj 3--5 mm na krayu poliroval'nika, kak eto ukazyvalos' ran'she.
Do sih por v kachestve istochnika sveta my ispol'zovali tochechnyj istochnik-- iskusstvennuyu zvezdu. Luchshe, odnako, primenit' uzkuyu shchel' (ris.32,a). Ee shirina okolo 0,1 mm, a dlina 2--4 mm. V prostejshem sluchae na alyuminirovannom kusochke stekla, ili
Ris. 32. Usovershenstvovanie tenevogo pribora. 1 -- lampochka, 2 -- kondensor, sobirayushchij svet lampy, 3 -- shchel', 4 -- ispytuemoe zerkalo, 5 -- izobrazhenie shcheli, 6 -- nozh Fuko, 7 -- okno, 8 -- izobrazhenie okna.
na stekle, pokrytom neprozrachnym lakom, provodim lezviem britvy carapinu. |ta shchel' daet gorazdo bol'she sveta, i yarkost' tenevogo rel'efa sil'no vozrastaet. Nozh v etom sluchae dolzhen byt' raspolozhen strogo parallel'no shcheli. Harakter tenevoj kartiny ot etogo nikak ne menyaetsya.
Mozhno vmesto shcheli ispol'zovat' svetyashchijsya kvadratik ili pryamougol'nichek -- matovoe steklo, osveshchennoe szadi lampoj i ogranichennoe maskoj primerno 3 H 3 mm (ris. 32, b). V etom sluchae lovim glazom izobrazhenie svetyashchegosya okna i vvodim nozh parallel'no odnoj iz storon izobrazheniya. V tot moment, kogda nezakrytoj ostanetsya tol'ko uzen'kaya shchel', glaz uvidit na ekrane kontrastnuyu tenevuyu kartinu.
Ispytaniya paraboloida trebuyut plavnogo peremeshcheniya nozha i zamerov polozheniya nozha ili, inache, zamerov prodol'nyh aberracij razlichnyh zon zerkala. V prostejshem sluchae perednij kraj ploshchadki, na kotoroj ukreplen nozh, dolzhen imet' ostryj srez. Pri dvizhenii nozha ploshchadka peremeshchaetsya po listu millimetrovki, i lyubitel' delaet ostro ottochennym karandashom pometki na bumage.
V bolee sovershennom pribore nozh peremeshchaetsya po napravlyayushchej, a ego peremeshcheniya izmeryayutsya chasovym (diskovym) indikatorom ili noniusnym ustrojstvom, naprimer shtangencirkulem.
Esli nozh i iskusstvennaya zvezda otstoyat daleko ot opticheskoj osi zerkala i, sledovatel'no, drug ot druga, to izobrazhenie "zvezdy" budet otyagoshcheno aberraciyami, nazyvaemymi komoj i astigmatizmom. Ne vdavayas' v podrobnosti, otmetim, chto eto privedet k uslozhneniyu tenevoj kartiny dazhe na ideal'nom zerkale. Poetomu nado stremit'sya k tomu, chtoby rasstoyanie
Tablica 9
|
2f |
D |
|||
|
110 |
150 |
200 |
250 |
|
|
3000 |
53 |
37 |
27 |
22 |
|
2700 |
45 |
32 |
23 |
18 |
|
2400 |
38 |
26 |
20 |
16 |
|
2100 |
30 |
21 |
16 |
13 |
|
1800 |
24 |
17 |
13 |
10 |
|
1500 |
18 |
12 |
10 |
8 |
mezhdu nozhom i "zvezdoj" v proekcii na zerkalo bylo kak mozhno men'she. Robert Mejdzhi rasschital [20] predel'nye rasstoyaniya mezhdu "zvezdoyu" i nozhom, pri kotoryh tenevaya kartina eshche ne iskazhaetsya. |ti dannye privedeny v tabl. 9, v kotoroj po gorizontali otlozheny diametry D zerkal, a po vertikali -- radiusy krivizny 2f (i to i drugoe v millimetrah).
Kak vidno iz tablicy, chem svetosil'nee zerkalo i chem men'she ego fokusnoe rasstoyanie, tem blizhe drug k drugu dolzhny nahodit'sya nozh i "zvezda". Dlya bol'shih zerkal, imeyushchih, kak pravilo, bol'shoe otnositel'noe otverstie (malyj otnositel'nyj fokus) nozh i "zvezda" raspolozheny gak blizko, chto ih prihoditsya ustanavlivat' na edinom osnovanii. V etom sluchae, pri peremeshchenii nozha peremeshchaetsya i "zvezda" (ris. 33). Esli my dvigaem nozh k zerkalu, k zerkalu zhe dvizhetsya i "zvezda". No eto oznachaet, chto po mere togo, kak "zvezda" priblizhaetsya k zerkalu, izobrazhenie "zvezdy" s takoj zhe skorost'yu udalyaetsya ot zerkala. Takim obrazom, nozh vstrechaet izobrazhenie "zvezdy" so
Ris. 33. Sovershennyj tenevoj pribor.
1 -- osvetitel' s kondensorom, 2 -- shchel' i nozh, 3 -- vint vertikal'nogo dvizheniya, 4 -- vint prodol'nogo dvizheniya, 5 -- chasovoj (diskovyj) indikator.
skorost'yu v dva raz bol'shej, chem v sluchae s nepodvizhnoj "zvezdoj". Za to zhe vremya on prohodit rasstoyanie v dva raza men'shee, i otschet budet v dva raza men'she. Poetomu nam vsegda nado imet' v vidu, kak ustroen tenevoj pribor: podvizhna ili nepodvizhna ego "zvezda". V nashem pervom tenevom pribore "zvezda" ostavalas' nepodvizhnoj. Otchasti eto ob®yasnyaetsya tem, chto v etom sluchae v dva raza legche snimat' otschet, a s drugoj storony, dopustimoe rasstoyanie mezhdu nozhom i "zvezdoj" dostatochno veliko. V sluchae nashego 150-millimetrovogo zerkala, naprimer, ono ne dolzhno byt' bol'she 26 mm.
Odnako prodol'naya aberraciya parabolicheskogo zerkala pri ispytanii iz centra krivizny tenevym priborom s sovmeshchennymi "zvezdoj" i nozhom vdvoe men'she:
V ideale rasstoyanie mezhdu, shchel'yu i nozhom dolzhno byt' ravno nulyu. Na pervyj vzglyad tehnicheski eto sdelat' nevozmozhno. Odnako v Novosibirskom klube postroen podobnyj tenevoj pribor (ris. 34).
Ris. 34. Osvetitel'naya sistema sovershennogo tenevogo pribora: 1--lampochka, 2-kondensor, 3 - nozh , 4 - vtoraya shchechka shcheli, 5 - prizhimnye plastinki
Zdes' svet 6-vol'tovoj lampochki 1 s pomoshch'yu kondensora 2 fokusiruetsya na krae nozha 3 (lezvii britvy), ustanovlennogo pod uglom 45º k osi kondensora. |tot kraj sluzhit odnovremenno odnoj iz shchechek shcheli. Vtoraya shchechka 4 -- takzhe lezvie britvy Dlya regulirovki shiriny shcheli oba oblomka lezviya prizhimayutsya s pomoshch'yu dvuh metallicheskih plastin 5 i vintov. Posle regulirovaniya vinty fiksiruyut lezviya.
Vazhno, chtoby nozh neskol'ko vystupal nad vtoroj shchechkoj, kak eto pokazano na ris. 34.
Esli v centre krivizny central'noj zony parabolicheskogo zerkala pomestit' "zvezdu" i s pomoshch'yu nozha poluchit' tenevuyu kartinu, ona uzhe ne budet imet' ploskij rel'ef.
V teh sluchayah, kogda zerkalo imeet nebol'shoe otnositel'noe otverstie i nebol'shoj diametr, dostatochno ispytat' ego v oboih kriticheskih polozheniyah nozha i, ustanoviv nozh tochno v promezhutochnom polozhenii, ubedit'sya v tom, chto "vershina" "bublika" lezhit na zone 70% radiusa zagotovki zerkala (sm. ris. 29, a, v, d).
V predfokal'nom kriticheskom polozhenij nozha na zerkale dolzhna byt' vidna poluten', zanimayushchaya ego central'nuyu chast', togda kak pravaya chast' zerkala pokryta rezkoj ten'yu. Otodvigaya nozh ot zerkala, my vidim, kak poluten' rasshiryaetsya, zanimaya vse bol'shuyu chast' zerkala; a ee seredina nachinaet temnet'. Nastupaet moment, kogda ten' nozha v centre raspolozhena sleva -- dlya central'noj zony my uzhe proshli tochku fokusa, i nozh nahoditsya v zafokal'nom polozhenii dlya etoj zony (ris. 29, b). Vneshnyaya zona pokryta ten'yu s pravoj storony -- dlya vneshnej zony my eshche ne proshli tochku fokusa. V nekotoroj promezhutochnoj zone vidna poluten'. Nozh nahoditsya tochno v fo-kuse imenno etoj zony. Dob'emsya togo, chtoby granicy teni sprava i sleva prohodili tochno cherez centr zerkala i sluzhili prodolzheniem odna drugoj. Krome togo, dob'emsya, chtoby ploshchad' tenej sprava i sleva byla primerno odinakovoj. V etot moment nozh nahoditsya tochno poseredine mezhdu kriticheskimi polozheniyami. Esli nashe zerkalo -- paraboloid, to poluten' budet raspolozhena na zone 70% (ris. 29, v).
Itak prezhde vsego izmerim prodol'nuyu aberraciyu zerkala. Ona dolzhna byt' ravna
esli istochnik sveta ("zvezda") nepodvizhen, i
esli "zvezda" dvizhetsya vmeste s nozhom.
Naprimer, dlya nepodvizhnoj "zvezdy" 200-millimetrovyj paraboloid s fokusnym rasstoyaniem 1200 mm (radius krivizny raven 2400 mm) imeet prodol'nuyu aberraciyu, ravnuyu 4,17 mm, a dlya podvizhnoj "zvezdy" -- 2,09 mm.
Zatem dob'emsya togo, chtoby v polozhenii, kogda sprava i sleva ploshchadi tenej priblizitel'no ravny i granica tenej prohodit tochno po diametru zerkala, "vershina" "bublika" nahodilas' na zone 70%, a prodol'naya aberraciya ravna polovine vychislennoj.
Esli "vershina" "bublika" raspolozhena blizhe k centru zerkala, a prodol'naya aberraciya uzhe ravna polovine vychislennoj, nado spolirovat' zonu s radiusom primerno 0,5.
Esli "vershina" "bublika" lezhit blizhe k krayu zerkala, nado uglubit' central'nuyu chast' zerkala primerno do zony 0,5 i neskol'ko opustit' zonu s radiusom 0,8--0,9. Dlya uverennogo zamera radiusa zon sognem iz myagkoj provoloki tolshchinoj 1--1,5 mm "masku", kak pokazano na ris. 29, e.
Vmesto nozha Vasko Ronki predlozhil ispol'zovat' reshetku, predstavlyayushchuyu soboj seriyu tesno raspolozhennyh parallel'nyh neprozrachnyh linij i promezhutkov mezhdu nimi. Reshetka Ronki obychno imeet zashtrihovannuyu chast' 5X5 ili 10 H 10 mm. Na kazhdyj millimetr prihoditsya po 5 linij i promezhutkov.
Esli reshetku Ronki raspolozhit' v predfokal'nom polozhenii na rasstoyanii 20--25-mm ot kriticheskogo polozheniya, to, rassmatrivaya zerkalo skvoz' reshetku (tak zhe, kak eto mm delali s nozhom), my uvidim na zerkale seriyu vertikal'nyh polos (esli, konechno, i sama reshetka ustanovlena, vertikal'no). Na ideal'noj sfere vidim sovershenno pryamolinejnye teni. Esli zhe zerkalo imeet oshibki, linii iskrivlyayutsya. Kak "chitat'" tenevuyu kartinu Ronki?
Priblizim reshetku k fokusu. Ochevidno, chto shodyashchijsya puchok sveta budet peresekat' men'she polos reshetki, i na zerkale my takzhe vidim men'she polos, hotya oni budut vidny v bol'shem masshtabe. Pri udalenii reshetki ot tochki fokusa chislo tenej na zerkale rastet, no masshtab, v kotorom vidna reshetka, umen'shaetsya. Sformuliruem pravilo: chem blizhe k fokusu zerkala ili odnoj zony nahoditsya reshetka, tem krupnee na zerkale ili na etoj zone vidny teni reshetki.
Teper' yasno, chto esli zony zerkala imeyut razlichnye radiusy krivizny i fokusnye rasstoyaniya, teni reshetki na etih zonah budut vidny v razlichnom masshtabe i sami linii iskrivyatsya.
Ris. 28, b pokazyvaet, kak vyglyadyat tenevye kartiny Ronki. Zametim, chto pri perehode ot predfokal'nogo polozheniya reshetki k zafokal'nomu kartina polos menyaetsya. |to netrudno ponyat', no dlya togo, chtoby v dal'nejshem ne putat'sya, budem schitat', chto reshetka vsegda raspolozhena v predfokal'nom polozhenii. Interesna forma polos na paraboloide. |ti iskrivlennye linii sami yavlyayutsya parabolami (v pervom priblizhenii). Esli by my mogli na glaz tochno ocenivat' kriviznu etih linij, to problema izgotovleniya paraboloida svelas' by k polucheniyu na tenevoj kartine linij tochno opredelennoj krivizny. Odnako glaz ne v sostoyanii tak tochno ocenit' kriviznu parabol. V to zhe vremya on legko ocenivaet s bol'shoj tochnost'yu pryamolinejnost' pryamyh linij. |tim i vospol'zovalsya |rik Mobsbi. On predlozhil [21] iskrivit' linii reshetki Ronki tak, chtoby oni byli vygnuty v obratnuyu storonu na velichinu, kotoruyu mozhno zaranee vychislit'. Togda na tenevoj kartine paraboloida my uvidim pryamye linii.
Ne vdavayas' v podrobnosti, opishem metod izgotovleniya reshetki Ronki--Mobsbi, kak eto delaet sam Mobsbi, lish' neznachitel'no vidoizmeniv ego.
Osnovnaya ideya svoditsya k tomu, chto na liste vatmana v masshtabe 100: 1 vycherchivaetsya reshetka, a potom peresnimaetsya fotoapparatom na vysokokontrastnuyu melkozernistuyu plenku s umen'sheniem v 100 raz.
Na liste vatmana vychertim pryamougol'nik s gorizontal'noj storonoj 50 mm i vertikal'noj 71,5 mm (ris. 35). Provedem dve vzaimno perpendikulyarnye osi simmetrii. Iz verhnih uglov pryamougol'nika nado provesti k nizhnim dve paraboly, vershiny kotoryh otstoyat ot vertikal'nyh storon na velichinu r:
gde u -- radius krajnej zony, ili poludiametr zerkala, R -- radius krivizny zerkala pri vershine.
Predpolozhim, chto nam nado ispytat' zerkalo diametrom 200 mm i radiusom krivizny 2800 mm (fokusnoe rasstoyanie ravno 1400 mm), togda u3 = 106, R2 = 7,84 * 106 i r = 6,6 mm. Na etu velichinu dolzhny otstoyat' vershiny parabol ot vertikal'nyh storon pryamougol'nika. Dlya togo chtoby vychertit' eti paraboly uverenno, nado najti eshche neskol'ko tochek, soedinyaya kotorye my i poluchim paraboly s nuzhnoj tochnost'yu.
Mobsbi predlagaet takoj put' vychislenij s pomoshch'yu tablicy (tabl. 10) V pervoj stroke zapisyvaem desyatichnye drobi ot 0 do 1,0, vo vtoroj -- chislennye znacheniya etih dolej, vyrazhennye v mm, dlya chego chisla pervoj stroki umnozhim na 35,75. V tret'ej stroke --
Ris. 35. Reshetki Ronki -- Mobsbi. a) Vycherchivanie parabol, b) vid ispytatel'noj setki, soderzhashchej nozh Fuko, parabolicheskuyu reshetku Ronki--Mobsbi i tradicionnuyu reshetku Ronki, v) shema ispytanij.
kvadraty velichin pervoj stroki. |ti stroki odinakovy dlya vseh zerkal bez isklyucheniya i potomu ih mozhno otpechatat' v bol'shom kolichestve na pishushchej mashinke.
V chetvertoj stroke zapisyvayutsya proizvedeniya chisel tret'ej stroki na r=6,6 mm. Primer rascheta tochek paraboly dlya 200-millimetrovogo zerkala dan v privodimoj tablice. Znacheniya chisel okrugleny s dostatochnoj dlya praktiki tochnost'yu.
Teper' nanosim nuzhnye tochki na chertezh (ris. 35, a). Prezhde vsego na vertikal'nye storony pryamougol'nika nanesem velichiny iz 2-j stroki, otkladyvaya eti chisla verh i vniz ot gorizontal'noj osi simmetrii. Zatem ot etih tochek vnutr' pryamougol'nika otkladyvaem sootvetstvuyushchie chisla iz 4-j stroki. Delaem etu rabotu s takoj tshchatel'nost'yu, na kakuyu tol'ko sposobny. Posle naneseniya vseh tochek soedinyaem ih plav-
T a b l i c a 10
|
0,0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
0,0 |
3,6 |
7,2 |
10,8 |
14,4 |
18,0 |
21,6 |
25,2 |
28,8 |
32,4 |
36 |
|
0,0 |
0,01 |
0,04 |
0,09 |
0,16 |
0,25 |
0,36 |
0,49 |
0,64 |
0,81 |
1,00 |
|
0,0 |
0,07 |
0,26 |
0,59 |
1,06 |
1,65 |
2,38 |
3,23 |
4,22 |
5,35 |
6,6 |
noj krivoj bez perelomov. Luchshe vsego vospol'zovat'sya lekalom.
Teper', ustanoviv centr cirkulya v centre pryamougol'nika, provedem okruzhnost' radiusom 35,75 mm. Konechno, na praktike etot radius mozhno vzyat', ravnym 36 mm. Posle togo kak figura vycherchena, tshchatel'no obvedem ee tush'yu. Vertikal'nuyu os' simmetrii provedem zhirnoj liniej tolshchinoj v 1,5--2 mm. Takoj zhe tolshchiny budut i paraboly. Okruzhnost' provedem liniej v 1 mm ili nemnogo men'she. Pryamougol'nik i drugie vspomogatel'nye linii sotrem.
Teper' etu okruzhnost' nado peresnyat' na plenku "Mikrat" ili druguyu melkozernistuyu i kontrastnuyu plenku s umen'sheniem v 100 raz. Dlya togo chtoby poluchit' masshtab 1 : 100, nado raspolozhit' chertezh na rasstoyanii, ravnom 101 fokusnomu rasstoyaniyu ot ob®ektiva fotoapparata. Naprimer, esli fokusnoe rasstoyanie ob®ektiva ravno 50 mm, to rasstoyanie do chertezha sostavit 5050 mm (5 m 50 mm) *).
*) eto rasstoyanie nuzhno otkladyvat' ot chertezha do tak nazyvaemoj glavnoj ploskosti ob®ektiva, no ee polozhenie obychno neizvestno. Poetomu rasstoyanie mozhno izmeryat' ot chertezha do ploskosti fotoplenki; togda otkladyvaetsya 102 fokusnyh rasstoyaniya ob®ektiva.
Ob®ektiv fotoapparata dolzhen byt' zadiafragmirovan do znacheniya 8 ili 11. Prezhde chem diafragmirovat' ob®ektiv, ego nado tshchatel'no sfokusirovat' na chertezh. Esli ne udalos' dostat' plenku "Mikrat", mozhno vospol'zovat'sya plenkoj "ZT-8" ili "Dubl'-pozitiv", kotorye mozhno dostat' na kino- i telestudiyah ili kinokopiroval'nyh fabrikah. Mnogie narodnye kinostudii i kinokruzhki imeyut takie plenki. Esli zhe ni togo, ni drugogo dostat' ne udalos', mozhno ispol'zovat' obrashchaemuyu plenku (obyazatel'no cherno-beluyu) nebol'shoj chuvstvitel'nosti, naprimer "OCH-22", kotoraya obrabatyvaetsya s obrashcheniem. Ostal'nye plenki obrabatyvayutsya takzhe s obrashcheniem. Dlya etogo pervoe proyavlenie delaetsya v pozitivnom (dlya fotobumag) proyavitele v techenie 4 minut. Ostal'naya obrabotka vedetsya v strogom sootvetstvii s rezhimom obrashcheniya, rekomenduemym fabrikoj plenok*).
*) Mozhno obojtis' bez obrashcheniya, zafiksirovav plenku srazu posle proyavleniya, odnako zernistost' izobrazheniya v etom sluchae budet bol'she, krome togo, poluchennoe negativnoe izobrazhenie nado otpechatat' kontaktno na pozitivnuyu plenku, chtoby poluchit' pozitiv reshetki.
Itak, my peresnyali chertezh i proyavili plenku. Ustanavlivaem reshetku v predfokal'nom polozhenii, peremeshchaem ee (ris. 35, v), poka ne uvidim na zerkale ee ten'. Priblizhaya ili udalyaya reshetku i dvigaya ee v napravleniyah vverh -- vniz, vpravo -- vlevo, ustanavlivaem reshetku tak, chtoby ten' okruzhnosti reshetki lezhala tochno na okruzhnosti zerkala. Togda vertikal'naya os' simmetrii budet prohodit' tochno po vertikal'nomu diametru zerkala, a paraboly budut raspolozheny na nekotorom rasstoyanii ot kraya zerkala. Nasha zadacha -- dobit'sya togo, chtoby parabolicheskie linii na zerkale vyglyadeli pryamymi. |to budet oznachat', chto nashe zerkalo -- paraboloid.
Ogromnoe preimushchestvo metoda Ronki -- Mobsbi zaklyuchaetsya v tom, chto ne nuzhny izmereniya prodol'nyh aberracij, i tenevoj pribor mozhet imet' dovol'no primitivnuyu mehanicheskuyu chast'. Tak kak paraboloid pri ispytaniyah metodom Ronki -- Mobsbi napominaet sferu, u kotoroj net prodol'nyh aberracij. |tot metod nazyvaetsya "nul'-testom".
No pri ispytaniyah tradicionnym metodom Ronki teni linij lish' v pervom priblizhenii yavlyayutsya parabolami, poetomu metod Mobsbi prigoden dlya otnositel'no dlinnofokusnyh zerkal s bol'shim otnositel'nym fokusom. Tak, 110-millimetrovoe zerkalo dolzhno imet' otnositel'nyj fokus 4 ili bol'she, 150-milli-metrovoe--5 i bolee, 200-millimetrovoe-- 6, 250-millimetrovoe -- 7, 300-millimetrovoe -- 8 i bolee.
Esli opticheski tochnaya poverhnost' otstupaet ot zadannoj formy ne bolee chem na 1/8 dliny volny sveta, to ona mozhet schitat'sya sovershennoj. 1/8 dliny volny sveta -- eto 0,00056 mm : 8 = 0,00007 mm = 0,07 mkm *).
*) 0,56 mkm -- dlina volny, k kotoroj bolee vsego chuvstvitelen glaz.
Otstuplenie paraboloida ot blizhajshej sfery sravneniya sostavlyaet
gde D -- diametr, a V -- otnositel'nyj fokus zerkala. Naprimer, zerkalo diametrom 250 mm i s fokusnym rasstoyaniem 1500 mm imeet otnositel'nyj fokus 6 i posle parabolizacii otstupaet ot blizhajshej sfery sravneniya na 0,00028 mm, ili na 0,28 mkm. Dopustimoe otstuplenie sostavlyaet 0,07 mkm, ili 25% ot velichiny parabolizacii. Znachit, vypolnyaya parabolizaciyu, my mozhem nemnogo ne doparabolizovat' ili pereparabolizovat' zerkalo, esli prodol'naya aberraciya zerkala ne budet otlichat'sya bolee chem na 25% ot vychislennoj velichiny. Inache govorya, v nashem primere s 250-millimetrovym zerkalom, prodol'naya aberraciya kotorogo ravna 5,2 mm **), zerkalo mozhet imet' aberraciyu v predelah ot 6,5 do 3,9 mm.
**) Prodol'naya aberraciya v etom primere vychislena iz rascheta, chto istochnik sveta nepodvizhen.
Esli pri parabolizacii prodol'naya aberraciya ne budet vyhodit' za eti predely, to zerkalo budet rabotat' bezuprechno.
V tabl. 11 privedeny predely oshibok prodol'noj aberracii pri parabolizacii dlya zerkal s razlichnym diametrom i fokusnym rasstoyaniem. Oshibki vyrazheny v procentah, esli prinyat', chto v ideale prodol'naya aberraciya sostavlyaet100%.
V teh sluchayah, kogda oshibka prodol'noj aberracii v tablice sostavlyaet 100% i bolee, zerkalo mozhet imet' prodol'nuyu aberraciyu ravnoj nulyu (byt' sferoj) ili byt' giperboloidom s aberraciej v dva raza
Tablica 11
|
V |
D |
|||||
|
80 |
110 |
160 |
200 |
250 |
300 |
|
|
3 4 5 6 7 8 9 10 12 |
9,8 23 61,9 128,6 - - - - - |
7 16,7 32,4 56,0 88,8 132,1 - - - |
4,9 11,5 22,4 88,7 61,4 92,1 132,1 - - |
3,9 9,1 17,9 30,8 49,0 72,9 104,5 - - |
3,1 7,3 14,3 24,8 39,3 58,8 83,3 114,8 - |
2,6 6,1 12,0 20,7 32,9 49,0 70,0 96,0 166,7 |
bol'she vychislennoj. Otsyuda stanovitsya ponyatnym, pochemu, govorya o dopustimyh oshibkah 150-millimet-rovogo sfericheskogo zerkala, my nazvali dopustimoj prodol'nuyu aberraciyu 2--2,5 mm. Eshche raz napomnim, chto dlya sfery eta oshibka mozhet byt' dopustimoj tol'ko v storonu plavnogo paraboloida -- "bublika". Oshibki takogo roda v storonu podvernutogo kraya dlya sfery nedopustimy.
Obychno lyubiteli ne ogranichivayutsya ispytaniyami tol'ko odnogo vida. V nashem sluchae takzhe bylo by horosho proverit' zerkalo kak s pomoshch'yu reshetki Ronki -- Mobsbi, tak i izmereniem prodol'nyh aberracij s pomoshch'yu nozha Fuko.
ZERKALO ILI PRIZMU?
Diagonal'noe zerkalo teleskopa N'yutona mozhno podobrat' iz staryh opticheskih detalej. U nas dolzhna byt' uverennost' v tom, chto zerkalo izgotovleno s dostatochnoj tochnost'yu. |ta tochnost' mozhet byt' neskol'ko nizhe tochnosti glavnogo zerkala, tak kak diagonal'noe zerkalo raspolozheno znachitel'no blizhe k fokusu, a chem blizhe k fokal'noj ploskosti diagonal'noe zerkalo, tem s men'shej tochnost'yu ono mozhet byt' izgotovleno. V predele, kogda zerkalo lezhit neposredstvenno v fokal'noj ploskosti, ego poverhnost' mozhet byt' kak ugodno netochnoj.
Dlya bol'shinstva sluchaev n'yutonovskogo teleskopa ploskoe zerkalo raspolagaetsya v 4--5 raz blizhe k fokusu, chem glavnoe zerkalo. Poetomu tochnost' izgotovleniya ego poverhnosti mozhet byt' raza v 2 men'she,
Ris. 36. Graficheskoe opredelenie razmerov diagonal'nogo zerkala. Obratite vnimanie na to, chto centr ellipticheskogo zerkala ne sovpadaet s opticheskoj os'yu.
chem tochnost' poverhnosti glavnogo zerkala. Takim obrazom, poverhnost' etogo zerkala ne dolzhna uklonyat'sya ot ploskosti bol'she chem na 1/4 dliny volny sveta. No eto vse ravno dostatochno bol'shaya tochnost', i obychnye bytovye zerkala dlya nashih celej ne godyatsya.
Ideal'noe zerkalo dolzhno byt' ellipticheskim. Kakie razmery ono dolzhno imet'?
Pole zreniya teleskopa obychno sostavlyaet 1--1,5º. Pri fokusnom rasstoyanii 1200 mm linejnyj poperechnik polya zreniya budet raven 20--30 mm. Dlya togo chtoby puchok sveta, idushchij ot zvezdy, lezhashchej na krayu polya zreniya, ne srezalsya kraem diagonal'nogo zerkala, nado imet' zerkalo sootvetstvuyushchih razmerov.
Dlya ih opredeleniya vychertim na millimetrovke v natural'nuyu velichinu opticheskuyu shemu teleskopa, na kotoruyu nanesem glavnoe zerkalo, poperechnik polya zreniya l, vyrazhennyj v millimetrah, i otmetim polozhenie tochki pereloma opticheskoj osi (ris. 36). CHerez etu tochku pod uglom 45º provedem pryamuyu -- eto sechenie ploskosti zerkala. Posle etogo soedinim kraya glavnogo zerkala s krayami polya zreniya pryamymi liniyami. Peresechenie etih krajnih luchej s vspomogatel'nym zerkalom dast krajnie tochki bol'shoj osi vspomogatel'nogo zerkala. Bol'shuyu os' opredelim pryamym zamerom s pomoshch'yu linejki. Malaya os' ravna bol'shoj osi, delennoj na 1,4. Velichiny osej mozhno poluchit' i raschetom. Pri etom razmer maloj osi opredelyaetsya po formule
gde D -- diametr glavnogo zerkala, f ' -- ego fokusnoe rasstoyanie, l -- linejnyj poperechnik polya zreniya, D -- rasstoyanie tochki peresecheniya opticheskoj osi s diagonal'nym zerkalom ot fokal'noj poverhnosti.
Opredeliv velichinu maloj osi zerkala, umnozhim ee na 1,4 i poluchim velichinu bol'shoj osi zerkala.
Esli my ispol'zuem prizmu, to razmery ee gipotenuzy (dlinnaya gran', srezannaya pod uglom 45º) dolzhny byt' ne men'she bol'shoj osi ellipticheskogo zerkala.
Vprochem, esli razmery zerkala neskol'ko men'she, chem sleduet iz nashih rassuzhdenij, bol'shoj bedy ne budet. Srezanie krajnih luchej privedet na krayu k nebol'shoj potere rezkosti, kotoraya prakticheski ne budet zametna glazu, i neznachitel'nomu padeniyu yarkosti, kotoroe takzhe prakticheski budet nezametno. Odnako esli zerkalo chereschur malo, to eto ravnosil'no tomu, chto umen'shilsya diametr glavnogo zerkala.
Mozhno neskol'ko uvelichit' razmery i prizmy i zerkala, esli eti razmery ne budut prevyshat' 1/4-- 1/3 diametra glavnogo zerkala. Tak, naprimer, mozhno vmesto ellipticheskogo zerkala vzyat' pryamougol'noe ili krugloe. Diametr kruglogo zerkala dolzhen byt' raven bol'shoj osi ellipsa. Togda chast' etogo kruglogo zerkala voobshche ne budet rabotat', no eto ne strashno, tak kak kolichestvo sveta, ekraniruemogo nerabochimi chastyami, neveliko.
Dlya nashih celej prigodny tol'ko zerkala s naruzhnym alyuminirovaniem, togda kak v bytu primenyayutsya zerkala s vnutrennim alyuminirovaniem. CHtoby razobrat'sya, gde alyuminirovanie naruzhnoe, a gde vnutrennee, ostorozhno kosnemsya konchikom karandasha poverhnosti zerkala. Esli v moment soprikosnoveniya konchik karandasha v konchik ego otrazheniya soprikasayutsya, to eto znachit, chto alyuminirovanie naruzhnoe. Esli mezhdu konchikami est' nekotoroe rasstoyanie, to alyuminirovanie vnutrennee.
Dlya togo chtoby ne uslozhnyat' sebe rabotu, budem delat' krugloe zerkalo. V etom sluchae, buduchi ustanovlennym pod uglom 45º k opticheskoj osi glavnogo zerkala, ono budet proecirovat'sya na nego v vide ellipsa.
SHlifovka ploskosti malo chem otlichaetsya ot shlifovki sfery. Nachinaem srazu s abraziva M40--M28. Esli shlifovka vedetsya na ploskom plastmassovom shlifoval'nike, nado vremya ot vremeni zerkalo i shlifoval'nik menyat' mestami, chtoby predotvratit' poyavlenie u zerkala krivizny. Dlya ispytaniya ego poverhnosti dostatochno dovol'no grubyh metodov issledovaniya. Rassmatrivaya zerkalo pod ostrym uglom, kladem na dal'nij ego kraj sharik ot sharikopodshipnika (ris. 37, a). Esli otrazhenie sharika vytyanuto vertikal'no, znachit, zerkalo vognutoe, i ego nado nekotoroe vremya (5--15 min) shlifovat' v polozhenii "zerkalo vnizu"; esli otrazhenie splyusnuto, to zerkalo vypukloe i dolzhno shlifovat'sya v polozhenii "zerkalo sverhu". Tak, chereduya polozhenie zerkala i shlifoval'nika i postoyanno sledya za kachestvom matovoj poverhnosti, perehodim k abrazivam M20, M14, M10.
Polirovka vedetsya na ploskom poliroval'nike. Smola formuetsya tak zhe, kak i prezhde. V hode polirovki, vozmozhno, poverhnost' zerkala nachnet priobretat' kriviznu; eto budet zamecheno vo vremya okulyarnyh ispytanij. Obshchaya krivizna poverhnosti ispravlyaetsya tak zhe, kak i pri shlifovke, izmeneniem polozheniya zerkala i poliroval'nika. Zonal'nye oshibki ispravlyayutsya ili podrezkoj, ili formovkoj poliroval'nika, ili mestnoj retush'yu, kak i pri polirovke glavnogo zerkala.
Ispytaniya vedem po sheme, predlozhennoj anglijskim lyubitelem A. Kommonom (ris. 37, b). Dlya etogo nam potrebuetsya vognutoe zerkalo vysokogo kachestva, naprimer glavnoe sfericheskoe zerkalo dlya teleskopa, kotoroe my izgotovili. Esli zhe my ego parabolizovali, mozhno ispol'zovat' ego central'nuyu chast', kotoraya s dostatochnoj stepen'yu tochnosti yavlyaetsya sfericheskoj.
Ris. 37. Izgotovlenie ploskogo zerkala.
a) Kontrol' matovoj poverhnosti na kriviznu, b) shema okulyarnyh ispytanij, v) vid svetyashchejsya tochki v predfokal'nom (1), fokal'nom (2), zafokal'nom (3) polozheniyah okulyara; z--zerkalo, f.p.-- forma poliroval'nika dlya ispravleniya defekta.
Svet ot "iskusstvennoj zvezdy" (ona na risunke ne pokazana) padaet na diagonal'noe zerkalo i otrazhaetsya na sfericheskoe. Posle otrazheniya ot sfericheskogo zerkala svet posledovatel'no popadaet vnov' na diagonal'noe zerkalo i zatem v okulyar. Na ris. 37, v pokazany izobrazheniya svetyashchejsya tochki pri rassmatrivanii ee v okulyar. Uslovimsya dlya opredelennosti, chto my vsegda budem nachinat' etu okulyarnuyu probu s rassmatrivaniya predfokal'nogo izobrazheniya "zvezdy" i, postepenno udalyayas', perehodit' k zafokal'nomu. Togda, esli predfokal'noe izobrazhenie "zvezdy" vyglyadit vertikal'nym shtrihom, a zafokal'noe -- gorizontal'nym, my imeem delo s vognutoj poverhnost'yu vmesto ploskosti. Zerkalo neobhodimo polozhit' vniz i polirovat' v polozhenii "zerkalo vnizu". Esli predfokal'noe izobrazhenie "zvezdy" -- gorizontal'nyj shtrih, a zafokal'noe -- vertikal'nyj, zerkalo imeet vypuklost', i ego nado polirovat' v polozhenii "zerkalo vverhu". V sluchae, kogda ispytyvaetsya krugloe sovershenno ploskoe zerkalo, ustanovlennoe pod uglom 45º k osi vognutogo zerkala, zafokal'nye i predfokal'nye izobrazheniya svetyashchejsya tochki vyglyadyat ellipsami, a fokal'noe izobrazhenie -- tochkoj.
Esli krivizna zerkala dostatochno velika i ne ustranyaetsya etim sposobom, nado podrezat' poliroval'nik, kak pokazano na ris. 37, v (f. p.). Posle okonchaniya polirovki i figurizacii zerkalo gotovo k alyuminirovaniyu.
Proshche vsego alyuminirovat' zerkala v masterskih bytovyh zerkal, kotorye est' prakticheski na kazhdom mebel'nom kombinate.
Prezhde vsego zerkalo nado otmyt' ot sledov smoly. Krupnye chasticy smoly skalyvayutsya derevyannoj zaostrennoj palochkoj. Kogda s etimi kusochkami smoly budet pokoncheno, protiraem zerkalo vatkoj, smochennoj kerosinom ili benzinom. Kerosin rastvoryaet smolu, i ona vpityvaetsya vatoj. Pravda, znachitel'naya chast' smoly razmazyvaetsya po zerkalu. Poetomu posle grubogo myt'ya zerkalo neobhodimo promyt' eshche raza dva kerosinom.
Pered alyuminirovaniem zerkalo nado promyt' pod kranom s hozyajstvennym mylom. Luchshe vsego obil'no namylit' ruki i myt' imi poverhnost' zerkala. Posle etogo zerkalo nuzhno postavit' pod struyu vody i smyt' rukami myl'nuyu penu. Pri etom nuzhno byt' krajne ostorozhnym, chtoby ne vyronit' zerkalo iz namylennyh ruk. Luchshe vsyu rabotu provodit' pryamo u samogo dna vodoprovodnoj rakoviny.
Posle myt'ya nado postavit' zerkalo na rebro, i dat' vode stech'. Ostavshiesya na poverhnosti kapli vody sleduet ubrat' ugolkom promokatel'noj bumagi. Pered alyuminirovaniem dostatochno zerkalo promyt' medicinskim spirtom i, ne dav spirtu vysohnut', oblit' zerkalo distillirovannoj vodoj.
Ni v koem sluchae nel'zya davat' polirovat' zerkalo krokusom pered samym alyuminirovaniem, kak eto delaetsya v zerkal'nyh masterskih s bytovymi zerkalami. Gruboe polirovanie, ne opasnoe dlya bytovogo zerkala, mozhet stoit' slishkom dorogo v sluchae s opticheski tochnym zerkalom.
Pri lyuboj vozmozhnosti nado pokryt' zerkalo alyuminievym sloem s zashchitnym pokrytiem, kak eto delaetsya v opticheskih masterskih, tak kak prochnost' pokrytiya stanovitsya v desyatki raz vyshe.
V literature mozhno najti opisanie sposobov serebreniya zerkal. K sozhaleniyu, serebrenie daet slishkom neustojchivyj sloj, kotoryj nado vozobnovlyat' 2--3 raza v god. Krome togo, v svyazi s ostrym deficitom serebra vo vsem mire, dostat' nuzhnoe dlya etogo azotnokisloe serebro prakticheski nevozmozhno. Professionaly takzhe ne primenyayut serebrenie astronomicheskih zerkal.
Napravim binokl', podzornuyu trubu ili samodel'nyj teleskop iz ochkovyh stekol na dnevnoe nebo, raspolozhivshis' s teleskopom v komnate. Esli k okulyaru podnesti listok beloj bumagi, to mozhno zametit' na nem svetlyj kruzhok. Priblizhaya ili udalyaya list bumagi ot okulyara, dob'emsya maksimal'noj rezkosti kruzhka. Teper' ustanovim pered ob®ektivom kakoj-nibud' predmet, naprimer karandash; na fone svetlogo kruzhka poyavitsya ten' karandasha. Esli na ob®ektiv nadet' kvadratnuyu diafragmu, kruzhok prevratitsya v svetlyj kvadratik, esli diafragma treugol'naya -- v svetlyj treugol'nichek. Netrudno dogadat'sya, chto svetloe pyatnyshko pozadi okulyara -- izobrazhenie ob®ektiva, postroennoe okulyarom.
Ob®ektiv ili zerkalo teleskopa prinyato nazyvat' vhodnym zrachkom, a ego izobrazhenie, postroennoe okulyarom,-- vyhodnym zrachkom. Posmotrim, kak izmenitsya vid vyhodnogo zrachka, esli slabyj okulyar zamenit' sil'nym. Menyaya slabyj (dlinnofokusnyj) okulyar na sil'nyj (korotkofokusnyj), my izmenim masshtab izobrazheniya, kotoroe stroitsya okulyarom. Korotkofokusnyj okulyar postroit izobrazhenie mel'che. Znachit, diametr vyhodnogo zrachka umen'shitsya. |to umen'shenie budet proporcional'no umen'sheniyu fokusnogo rasstoyaniya okulyara. Vmeste s tem po mere umen'sheniya fokusnogo rasstoyaniya okulyara vozrastet uvelichenie truby. I naoborot, esli sil'nyj okulyar smenit' na dlinnofokusnyj, vyhodnoj zrachok vozrastet v diametre, a uvelichenie teleskopa umen'shitsya. Takim obrazom, my prishli k ochen' vazhnomu vyvodu: chem bol'she uvelichenie teleskopa, tem men'she diametr vyhodnogo zrachka, i naoborot, chem men'she uvelichenie teleskopa, tem bol'she vyhodnoj zrachok.
Mozhno zapisat' formulu uvelicheniya teleskopa:
gde D-- svetovoj (ili dejstvuyushchij) diametr ob®ektiva ili zerkala, dzr -- diametr vyhodnogo zrachka, f' i f -- fokusnye rasstoyaniya ob®ektiva i okulyara sootvetstvenno.
Astronomy govoryat o bol'shih ili malyh vyhodnyh zrachkah teleskopa, chto sootvetstvuet malym ili bol'shim uvelicheniyam. Kakovy predely razmerov vyhodnyh zrachkov i, sledovatel'no, kakovy predely uvelichenij teleskopa? Nachnem s togo, chto glaz nablyudatelya dolzhen byt' sovmeshchen s vyhodnym zrachkom teleskopa -- tol'ko v etom sluchae nablyudatel' vidit polnost'yu pole zreniya teleskopa. V etom netrudno ubedit'sya. Dostatochno podnesti k glazam, skazhem, binokl' i zametit' granicy polya zreniya. Teper' nachnem ponemnogu otdalyat' ot glaz binokl'. My srazu zhe zametim, kak rezko umen'shaetsya pole zreniya. To zhe proizojdet, esli glaz raspolozhit' blizhe k okulyaru, chem vyhodnoj zrachok. Pravda, v bol'shinstve prakticheskih konstrukcij vyhodnoj zrachok lezhit blizko k glaznoj linze okulyara, i poetomu pridvinut' glaz k okulyaru blizhe, chem vyhodnoj zrachok, ne vsegda vozmozhno.
Teper' predstavim, chto my ustanovili ochen' dlinnofokusnyj okulyar, i vyhodnoj zrachok stal dostatochno bol'shim. Naprimer, fokusnoe rasstoyanie ob®ektiva ravno 500 mm, diametr 50 mm, fokusnoe rasstoyanie okulyara 100 mm; znachit, uvelichenie teleskopa sostavit 5 raz, a diametr vyhodnogo zrachka-- 10 mm. Izvestno, chto diametr zrachka cheloveka dazhe v polnoj temnote ne prevyshaet 6--8 mm. Primem maksimal'nyj diametr zrachka ravnym 6 mm. Raspolozhiv ego v rajone vyhodnogo zrachka teleskopa, my sovershenno yavno "srezhem" chast' svetovogo potoka, tak kak ego diametr sostavlyaet 10 mm. |to ravnosil'no tomu, chto pered Ob®ektivom ustanovili diafragmu, kotoraya ogranichila ego dejstvuyushchee otverstie. Razumeetsya, astronom menee vsego zainteresovan v umen'shenii diametra ob®ektiva, a potomu i ispol'zovanie vyhodnyh zrachkov bolee diametra zrachka glaza bessmyslenno. Zametim, chto vyhodnye zrachki teleskopa, ravnye zrachku glaza nablyudatelya v temnote, sootvetstvuyut minimal'nomu uvelicheniyu teleskopa, kotoroe prinyato nazyvat' rav-nozrachkovym uvelicheniem. Ne vdavayas' v podrobnosti, otmetim, chto ravnozrachkovye uvelicheniya primenyayutsya pri nablyudeniyah protyazhennyh ob®ektov s maloj poverhnostnoj yarkost'yu: tumannostej, komet, galaktik, sharovyh skoplenij i pr. Dlya nekoego srednego nablyudatelya diametr vyhodnogo zrachka vybiraetsya ravnym b mm, poetomu minimal'noe (ravnozrachkovoe) uvelichenie teleskopa ravnyaetsya diametru ob®ektiva (zerkala), delennomu na 6 mm, o chem my uzhe upominali. Maksimal'noe uvelichenie, ili minimal'nyj zrachok vyhoda, opredelyaetsya volnovoj prirodoj sveta. Zdes' my opyat' vynuzhdeny obojti molchaniem dovol'no interesnuyu, no uvy, dovol'no slozhnuyu dlya nachinayushchego lyubitelya temu. Ogranichimsya sleduyushchim: pri zrachkah vyhoda, ravnyh 0,7--0,5 mm, svetyashchayasya tochka, kakovoj predstavlyaetsya nam zvezda, prinimaet formu yarkogo yadryshka, okruzhennogo kroshechnymi raduzhnymi kolechkami. |to yadryshko i kolechki ne imeyut nikakogo otnosheniya k dejstvitel'noj prirode zvezdy i obuslovleny difrakciej (otkloneniem) luchej sveta vblizi opravy ob®ektiva. Dal'nejshee uvelichenie ne imeet smysla (sm. ris. 7). Takim obrazom, maksimal'noe uvelichenie teleskopa ravno diametru ob®ektiva, delennomu na 0,5--0,7 ili, chto vse ravno, umnozhennomu na 1,4--2 *).
*) Strogo govorya, difrakcionnaya kartina stanovitsya uzhe . zametkoj normal'nomu glazu pri vyhodnom zrachke 0,7 mm. Odnako neredko primenyayut bol'shie uvelicheniya. |to ob®yasnyaetsya tem, chto ochen' chasto glaz nablyudatelya otyagoshchen defektami, naprimer astigmatizmom, chto i zastavlyaet primenyat' uvelicheniya pri vyhodnom zrachke 0,5 mm i dazhe inogda 0,3 mm.
Itak, s teleskopom mozhno primenyat' lyubye uvelicheniya, esli vyhodnye zrachki ne vyhodyat iz predelov 6--0,7 mm S b0-millimetrovym ob®ektivom minimal'noe, ravnozrachkovoe uvelichenie budet 10-kratnym. Nablyudaya slabuyu tumannost', my ne smozhem primenit' bol'shoe uvelichenie, tak kak po mere rosta uvelicheniya vidimaya yarkost' tumannosti upadet, i glaz perestanet ee razlichat'. CHto zhe delat', esli my hotim poluchit' bol'shee uvelichenie? Edinstvennoe sredstvo -- uvelichit' diametr ob®ektiva. 180-millimetrovyj ob®ektiv pozvolit nam rassmatrivat' etu tumannost' uzhe s uvelicheniem v 30 raz, i ona budet imet' tu zhe poverhnostnuyu yarkost'.
S drugoj storony, esli kakaya-to podrobnost' na poverhnosti YUpitera vidna, naprimer, pri uvelichenii tol'ko v 200 raz, to 60-millimetrovyj teleskop okazhetsya bespoleznym, tak kak ego maksimal'noe uvelichenie ravno 120. V etom sluchae nuzhen teleskop diametrom 100--150 mm.
Prezhde vsego nuzhno stremit'sya dostat' okulyary ot podzornyh trub, binoklej, teodolitov, nivelirov i t. p. Neskol'ko huzhe rabotayut s zerkal'nym teleskopom okulyary ot mikroskopov. Vprochem, popadayutsya i zdes' okulyary takih konstrukcij, kotorye horoshi i v kombinacii s zerkalom. Esli ne udastsya najti gotovye okulyary, mozhno vospol'zovat'sya korotkofokusnym fotoob®ektivom ili ob®ektivami ot 16- i 8-millimetrovoj kinokamer. Dlya togo chtoby chitatel' imel vozmozhnost' orientirovat'sya v okulyarah zavodskogo izgotovleniya, privedem kratkuyu harakteristiku professional'nyh okulyarov.
Okulyar Gyujgensa (ris. 38, a). |tot okulyar sostoit iz dvuh ploskovypuklyh linz, obrashchennyh k glazu ploskimi storonami. Esli fokusnye rasstoyaniya linz oboznachit' f1 (perednej) i f2 (zadnej), a rasstoyanie mezhdu nimi D, to fokusnoe rasstoyanie okulyara ravno
Otnoshenie fokusnogo rasstoyaniya perednej linzy, rasstoyaniya mezhdu linzami i fokusnogo rasstoyaniya vtoroj linzy obychno ravno f1: D : f2 = 4 : 3 : 2 ili f1: D : f2 =3:2:1.
Ris. 38. Tipy okulyarov i dejstvie linzy Barlou.
a) Okulyar Gyujgensa, b) okulyar Ramsdena, v) okulyar Kel'nera, g) okulyar |rfle, d) simmetrichnyj okulyar, e) dejstvie linzy Barlou, zh) ee ustanovka.
Okulyarom Gyujgensa snabzhayutsya mikroskopy. Otlichitel'naya osobennost' okulyara Gyujgensa zaklyuchaetsya v tom, chto diafragma polya zreniya D raspolozhena mezhdu linzami. |ta diafragma raspolozhena tochno v fokal'noj ploskosti vtoroj linzy, ee naznachenie sostoit v tom, chtoby rezko ochertit' granicy polya zreniya. CHtoby ubedit'sya v etom, dostatochno zaglyanut' v okulyar. My uvidim rezko ogranichennyj krug, slegka okrashennyj v golubovatyj cvet. |ta cvetnaya kajma -- rezul'tat dejstviya hromaticheskoj aberracii, kotoraya v okulyare ispravlena nedostatochno.
Okulyar Ramsdena (ris. 38, b). |tot okulyar takzhe sostoit iz dvuh ploskovypuklyh linz. No zdes' oni raspolozheny vypuklymi storonami drug k drugu. Fokusnye rasstoyaniya linz okulyara Ramsdena obychno odinakovy, a rasstoyanie mezhdu linzami ravno 0,7f. V etom sluchae formula fokusnogo rasstoyaniya okulyara uproshchaetsya:
f= 0,77f.
Okulyar Ramsdena, tak zhe kak i okulyar Gyujgensa, prinadlezhit k chislu nedorogih okulyarov, u kotoryh aberraciya ispravlena ne polnost'yu. Vprochem v bol'shinstve sluchaev eti okulyary dostatochno horoshi, i oni shiroko primenyayutsya kak lyubitelyami, tak i professionalami. Polozhitel'nym svojstvom okulyara Ramsdena yavlyaetsya to, chto ego polevaya diafragma vynesena za predely sistemy i nahoditsya pered linzoj, v fokal'noj ploskosti okulyara. V etom meste legko mozhno raspolozhit' krest nitej, prostejshij mikrometr i t. p.
Okulyar Kel'nera (ris. 38, v). |tot okulyar predstavlyaet soboj usovershenstvovannyj okulyar Ramsdena. Vmesto odinochnoj glaznoj linzy zdes' stoit ahromatizirovannaya linza, skleennaya iz polozhitel'noj linzy iz stekla marki "kron" i otricatel'noj iz stekla marki "flint". V rezul'tate hromaticheskaya aberraciya u okulyara Kel'nera men'she, chem u okulyara Ramsdena. Okulyar Kel'nera primenyaetsya ochen' shiroko: v binoklyah, podzornyh trubah, nekotoryh tipah mikroskopov i t. d. |to, pozhaluj, samyj rasprostranennyj okulyar.
Okulyar |rfle (ris. 38, g). Esli vmesto odnoj glaznoj linzy okulyara Kel'nera postavit', dve odinakovye ahromaticheskie linzy, to poluchitsya odin iz shirokougol'nyh okulyarov |rfle. Ih pole zreniya sostavlyaet 55--60º; (u okulyarov Gyujgensa, Ramsdena i Kel'nera pole zreniya 40--45º.
Simmetrichnyj okulyar (ris. 38, d). |tot okulyar -- naibolee sovershennyj iz chisla otnositel'no nedorogih. On sostoit iz dvuh odinakovyh ahromaticheskih linz, obrashchennyh drug k drugu kronovymi (polozhitel'nymi) linzami. Pole zreniya okulyara 50º. V nekotoryh sluchayah my mozhem okazat'sya v zatrudnitel'nom polozhenii. Dlya nashego 150-millimetrovogo zerkala s fokusnym rasstoyaniem 1200 mm maksimal'noe uvelichenie sostavit 300. Dlya togo chtoby poluchit' eto uvelichenie, nado vzyat' okulyar s fokusnym rasstoyaniem 1200:300=4 mm. |to dovol'no redkij okulyar. Edva li nam udastsya ego dostat'. Poetomu my pribegnem k hitrosti.
Esli pered samym fokusom zerkala ustanovit' nebol'shuyu otricatel'nuyu linzu, ona umen'shit shodimost' puchka, i luchi peresekutsya dal'she ot zerkala. V etom sluchae govoryat ne o glavnom fokusnom rasstoyanii zerkala, a ob ekvivalentnom fokusnom rasstoyanii sistemy zerkalo -- rasseivayushchaya linza. Esli ekvivalentnoe fokusnoe rasstoyanie v tri raza bol'she glavnogo, to nam potrebuetsya okulyar s fokusnym rasstoyaniem ne 4, a 12 mm. Ego gorazdo legche dostat'. Rasseivayushchaya linza, o kotoroj idet rech', nazyvaetsya linzoj Barlou i ochen' shiroko primenyaetsya v praktike lyubitelej, a otchasti i professionalov. Na ris. 38, e pokazano dejstvie linzy Barlou s linzovym ob®ektivom, a na ris. 38, zh --ee ustanovka v trubke.
Na ris. 39 pokazany konstrukcii oprav okulyarov. Pervyj iz nih -- okulyar Ramsdena (ris. 39, a) -- sobran v kartonnoj trubke 1, kotoraya mozhet byt' podobrana ili skleena iz bumagi. Poperek etoj trubki na kleyu namotano 2--3 sloya bumagi 2 dlya togo, chtoby okulyar, postavlennyj v fokusirovochnuyu trubku, ne provalivalsya v nee. Linzy razdeleny i uderzhivayutsya trubkami-vkladyshami 3. Dlya togo chtoby opredelit' polozhenie polevoj diafragmy 4, nado, glyadya v okulyar, ostorozhno vvesti s protivopolozhnoj storony konchik karandasha. Polozhenie, v kotorom konchik karandasha viden otchetlivo, ukazhet polozhenie fokal'noj ploskosti, a znachit, i diafragmy. Diafragma uderzhivaetsya pruzhinyashchim kol'com 5.
Korpus okulyara Kel'nera (ris. 39, b) vytachivaetsya iz alyuminiya. Vnutri korpus rassverlivaetsya stupenyami s pomoshch'yu podhodyashchih sverl. Glaznaya linza uderzhivaetsya kolechkom 1, zastoporennym vintami 2. Polevaya diafragma uderzhivaetsya kol'com 3.
Tretij okulyar -- simmetrichnyj; on snabzhen krestom-setkoj 1, kotoraya mozhet podsvechivat'sya lampochkoj 2 (ris. 39, v), tak kak na chernom fone neba krest
Ris. 39. Konstrukcii oprav okulyarov.
a) Okulyar Ramsdena. 1-- kartonnaya trubka, 2 -- sloi bumagi, 3 -- trubki-vkladyshi, 4 -- polevaya diafragma, 5 -- pruzhinyashchee kol'co. b) Okulyar Kel'nera. 1-- kolechko, 2--vint, 3 --kol'co. v) Simmetrichnyj okulyar. 1 -- setka, 2 -- lampochka. 3 -- svetofil'tr, 4 -- diafragma, 5 -- trubka.
ne viden. Svetofil'tr oranzhevogo cveta 3 pozvolyaet chetko vydelit' setku na fone neba. Dlya togo chtoby svet lampy ne zasvechival opravu iznutri i ne meshal nablyudeniyam, ustanavlivaetsya diafragma 4, pozvolyayushchaya osveshchat' tol'ko seredinu setki. Trubka 5, v kotoroj ustanovlena lampochka, vvorachivaetsya v opravu na rez'be, kotoraya na trubke narezaetsya lerkoj, a v otverstii opravy okulyara--metchikom M8--M10.
V kachestve patrona horosho vzyat' patron ot elochnoj girlyandy. Dlya pitaniya lampochki mozhno ispol'zovat' batarejku, no luchshe -- transformator. V cep' lampy nado vklyuchit' reostat dlya togo, chtoby mozhno bylo regulirovat' osveshchennost' vplot' do samoj slaboj, kogda vedushchaya zvezda slishkom slaba, a krest svetitsya slishkom yarko i slepit glaz.
Kak my uzhe govorili, u bol'shinstva sil'nyh okulyarov vyhodnye zrachki raspolozheny ochen' blizko k glaznoj linze, i pri nablyudenii v takoj okulyar prihoditsya priblizhat' glaz tak blizko k okulyaru, chto resnicy i dazhe rogovica glaza prikasayutsya k poverhnosti stekla, chto vyzyvaet boleznennye oshchushcheniya. Otodviganie zhe glaza privodit k potere znachitel'noj chasti polya zreniya. Bol'shuyu pomoshch' zdes' mozhet okazat' linza Barlou, tak kak s nej budet rabotat' bolee slabyj okulyar.
Kak opredelit' polozhenie linzy Barlou? Prezhde vsego nuzhno otmetit', chto otricatel'nye linzy ne imeyut dejstvitel'nogo fokusa, kak linzy polozhitel'nye, i poetomu dlya nih vvedeno ponyatie mnimogo fokusa. Esli rasseyannye otricatel'noj linzoj luchi prodolzhit' nazad, to oni peresekutsya v nekotoroj tochke |ta tochka i nazyvaetsya mnimym fokusom, tak kak zdes' net nikakogo izobrazheniya. Rasstoyanie etoj tochki ot linzy nazyvaetsya fokusnym rasstoyaniem linzy, i pered nim vsegda stavyat znak minus. |to fokusnoe rasstoyanie (obyazatel'no so znakom minus!) mozhno podstavlyat' v lyubye formuly i v dal'nejshem operirovat' s nim tak zhe, kak i s fokusnymi rasstoyaniyami polozhitel'nyh linz.
Zadadimsya uvelicheniem linzy Barlou. Obychno ono vybiraetsya v predelah 2--3h. Dopustim, chto my ostanovilis' na uvelichenii 3x. |to znachit, chto vmeste s linzoj Barlou nashe zerkalo budet imet' ekvivalentnoe fokusnoe rasstoyanie v tri raza bol'she. Dlya zerkala s fokusnym rasstoyaniem 1200 mm ekvivalentnoe fokusnoe rasstoyanie budet ravno 3600 mm.
Teper' dlya polucheniya maksimal'nogo uvelicheniya (300h ) nam potrebuetsya okulyar s fokusnym rasstoyaniem ne 4 mm, a 3600 mm : 300 = 12 mm.
Zadadimsya fokusnym rasstoyaniem linzy Barlou, naprimer 30 mm, i zapishem formulu slozheniya fokus
nyh rasstoyanij linz dlya nashego sluchaya
gde f1 --fokusnoe rasstoyanie glavnogo zerkala teleskopa, f2 -- fokusnoe rasstoyanie linzy Barlou, D -- rasstoyanie mezhdu zerkalom i linzoj Barlou. Reshaya eto uravnenie otnositel'no D, poluchim
Velichina 1180 mm oznachaet, chto rasstoyanie linzy ot fokal'noj ploskosti zerkala ravno 20 mm v storonu zerkala. Teper' my vidim, chto dlinu okulyarnoj trubki nado uvelichit' v G -- 1 raz, gde G -- uvelichenie linzy Barlou. Tak, esli uvelichenie linzy Barlou ravno trem, to rasstoyanie mezhdu starym i novym polozheniyami fokal'noj poverhnosti budet v dva raza bol'she, chem rasstoyanie ot linzy Barlou do starogo polozheniya fokal'noj poverhnosti. V nashem primere rasstoyanie ot linzy do fokusa ravno 20 mm, znachit, dlinu okulyarnoj trubki nado uvelichit' na 40 mm.
Priblizim linzu k zerkalu na 2,5 mm tak, chtoby novoe rasstoyanie mezhdu linzami i zerkalom stalo 1177,5 mm, ili, chto vse ravno, linza otodvinetsya ot fokal'noj ploskosti na 2,5 mm. Podschet pokazhet, chto v etom sluchae ekvivalentnoe fokusnoe rasstoyanie fsist uvelichilos' do 4800 mm ili v 4 raza. Teper' dlya polucheniya maksimal'nogo uvelicheniya s nashim 150-millimetrovym zerkalom nuzhen okulyar s fokusnym rasstoyaniem 16 mm. Mozhno postupit' tak: rasschitat' 3-- 4 razlichnyh polozheniya linzy Barlou dlya togo, chtoby, imeya odin okulyar, poluchit' neskol'ko razlichnyh uvelichenij.
V kachestve primera s nashim zerkalom, 16-milli-metrovym okulyarom i linzoj vyberem chetyre uvelicheniya--300, 240, 190, i 150. Dlya 150-millimetrovogo zerkala etim uvelicheniyam budut sootvetstvovat' vyhodnye zrachki diametrom 0,5; 0,625; 0,75; 1,0 mm. |ta posledovatel'nost' samyh sil'nyh uvelichenij teleskopa trebuet ochen' korotkofokusnyh okulyarov. S linzoj zhe Barlou i odnim okulyarom s fokusnym rasstoyaniem 16 mm mozhno poluchit' chetyre uvelicheniya plyus eshche odno, kogda okulyar primenyaetsya bez linzy Barlou -- v 75 raz.
Esli zhe ispol'zovat' eshche i okulyar s fokusnym rasstoyaniem, naprimer, 50 mm, to mozhno poluchit' takoj ryad uvelichenij bez linzy i s linzoj, peremeshchaemoj na te zhe otrezki vdol' opticheskoj osi: 24 raza (zrachok vyhoda 6,25 mm), 48 raz (zrachok 3,12 mm), 57,5 raza (zrachok 2,6 mm), 72 raza (zrachok 2,1 mm), 96 raz (zrachok 1,56 mm). Takim obrazom, dostatochno imet' vsego dva okulyara i odnu linzu Barlou, chtoby poluchit' prakticheski ves' nabor uvelichenij, interesuyushchij lyubitelya astronomii.
Linza Barlou ustanavlivaetsya v trubke, dlina kotoroj sootvetstvuet minimal'nomu uvelicheniyu. K etoj trubke imeyutsya neskol'ko trubok-vkladyshej, kotorye vstavlyayutsya vmesto okulyara, kogda neobhodimo poluchit' bol'shee uvelichenie, a okulyar vstavlyaetsya uzhe vo vkladysh. Poznakomivshis' s metodikoj rascheta linzy Barlou, chitatel' smozhet bez osobogo truda vychislit' vse neobhodimye parametry linzy Barlou i ee trubki-opravy *).
*) Nuzhno, odnako, pomnit', chto odinochnaya linza Barlou stradaet hromaticheskoj aberraciej. Dlya rezkogo umen'sheniya hromatizma linza Barlou dolzhna byt' skleena iz dvuh linz -polozhitel'noj iz stekla F2 i otricatel'noj iz stekla K8. Otricatel'naya linza (K8) dvoyakovognutaya, oba radiusa krivizny ravny okonchatel'nomu fokusnomu rasstoyaniyu dvuh linya, delennomu na 2. Tak, esli fokusnoe rasstoyanie nuzhnoj nam linzy Barlou ravno 40 mm, to obe poverhnosti otricatel'noj linzy imeyut radius krivizny 20 mm. Polozhitel'naya linza (F2) -- ploskovypuklaya. Radius krivizny vypukloj poverhnosti raven radiusu otricatel'noj linzy. V nashem sluchae on raven 20 mm. Posle izgotovleniya linzy nuzhno slozhit' vmeste i vstavit' v opravu, no luchshe ih skleit' kanadskim bal'zamom ili bal'zaminom.
V tom sluchae, kogda u chitatelya net vozmozhnosti podobrat' gotovyj okulyar, mozhno izgotovit' linzy dlya nego samostoyatel'no. Oni izgotavlivayutsya iz vitrinnogo stekla tolshchinoj 7--10 mm. Po svoim opticheskim svojstvam ono blizko k steklu K8.
Poznakomimsya s konstruktivnymi elementami okulyara Ramsdena. Dve ego linzy imeyut sovershenno odinakovye radiusy krivizny i v nashem sluchae odinakovye diametry. (Strogo govorya, glaznaya linza okulyara dolzhna byt' neskol'ko men'she polevoj, no eto neobyazatel'noe uslovie, i poetomu radi prostoty izgotovleniya my sdelaem obe linzy odnogo diametra.) Predpolozhim, nam nado otshlifovat' linzy dlya okulyara, imeyushchego fokusnoe rasstoyanie 30 mm. |to slabyj okulyar. S linzoj Barlou on mozhet dat' srednie uvelicheniya. Luchshe nachinat' so slabyh okulyarov, tak kak sil'nye okulyary potrebuyut dovol'no melkih linz, a k ih izgotovleniyu nado perehodit', imeya uzhe nekotoryj opyt.
Fokusnoe rasstoyanie kazhdoj iz linz ravno f == 2R, gde R -- radius vypukloj poverhnosti. Fokusnoe rasstoyanie ploskovognutoj linzy Barlou chislenno takzhe ravno 2R.
Nachnem s togo, chto opredelim fokusnoe rasstoyanie kazhdoj iz linz. Dlya etogo ekvivalentnoe fokusnoe rasstoyanie nashego okulyara, ravnoe 30 mm, razdelim na 0,77 (sm. § 35), poluchim 38,9 mm, t. e. radius krivizny raven 19,5 mm. |tu velichinu mozhno vyderzhat' s tochnost'yu do 1 mm, poetomu fokusnoe rasstoyanie mozhet poluchit'sya v predelah 29--31 mm. |to sovershenno ne strashno.
V professional'nom proizvodstve dlya shlifovki vypuklyh poverhnostej primenyayutsya vognutye shlifoval'niki. Lyubitel', imeyushchij dostup k tokarnomu stanku, mozhet bez osobogo truda izgotovit' metallicheskie shlifoval'nichki, no my opishem bolee prostoj sposob v usloviyah lyubitelya -- shlifovku na steklyannom shlifoval'nike.
Vo vseh sluchayah u okulyara Ramsdena diametry linz sostavlyayut primerno 0,8 fokusnogo rasstoyaniya okulyara . Odnako po prichinam, kotorye budut ob®yasneny neskol'ko pozzhe, zagotovku dlya linzy nuzhno brat' procentov na 20 bol'she, chem okonchatel'nyj diametr linzy. |to oznachaet, chto diametr zagotovki dlya linzy okulyara Ramsdena dolzhen byt' raven ego fokusnomu rasstoyaniyu, v nashem sluchae 30 mm.
Dlya opredeleniya tolshchiny zagotovki nachertim poperechnoe sechenie linzy na millimetrovke v masshtabe 2:1, t. e. v dva raza bol'she natural'nyh razmerov, i izmerim maksimal'nuyu tolshchinu linzy, pribaviv 1 mm (tolshchina linzy na krayu). Ona ravna 8 mm. |to tolshchina obychnogo vitrinnogo stekla.
Zagotovki dlya linz vysverlivaem s pomoshch'yu trubchatogo sverla vruchnuyu ili na sverlil'nom stanke s minimal'noj skorost'yu shpindelya. Na ris. 40, a pokazany detali prisposoblenij dlya etih celej. Sverlenie proizvoditsya v tochnosti tak zhe, kak i vyrezanie
Ris. 40. Izgotovlenie melkih linz.
a) Vysverlivanie zagotovki. 1 -- sverlo, 2--patron sverlil'nogo stanka, 3--kusok stekla, 4--plastilinovyj bortik. b) SHlifovka linzy na tokarnom stanke. 1 -- zagotovka, 2 -- steklyannyj shlifoval'nik, 3--opravka iz katushki dlya nitok. v) Opravka dlya shlifoval'nika. 1 -- steklo, 2 -- smola, 3 -- opravka.
zagotovki dlya osnovnogo zerkala. Nado pomnit', chto bol'shie skorosti vrashcheniya shpindelya sverlil'nogo stanka mogut stat' prichinoj ser'eznyh nepriyatnostej, esli sverlo i ego hvostovik okazhutsya ne vpolne soosnymi. V etom sluchae centrobezhnye sily tak veliki, chto sverlo mozhet otlomit'sya ot hvostovika i s bol'shoj skorost'yu otletet' v storonu. Poetomu massa sverla dolzhna byt' minimal'noj. Dlya etogo minimal'noj dolzhna byt' vysota ego stenok, na 2--3 mm bol'she
tolshchiny stekla, na kotorogo vyrezaetsya zagotovka. Tolshchina cilindricheskih stenok dolzhna byt' 0,5-- 1 mm, a osnovaniya ("dna") cilindra--3-- 4 mm. Diametr hvostovika dolzhen byt' maksimal'no vozmozhnym dlya patrona, v kotorom on budet zazhimat'sya, Tak zhe, kak i v sluchae vyrezaniya zagotovki osnovnogo zerkala, na rabochem krayu sverla nozhovkoj dolzhny byt' sdelany 3--4 propila dlya togo, chtoby abraziv legche provalivalsya v proshlifovannuyu kanavku.
Pri vyrezanii primenyaetsya grubyj abraziv (No 10--20) s obiliem vody, kotoraya pomogaet abrazivu provalivat'sya v kanavku, a otrabotannomu shlamu podnimat'sya naverh. CHtoby voda ne rastekalas', a abraziv ne razbrasyvalsya v storony, vokrug rabochego mesta na stekle delaetsya plastilinovyj bortik dostatochnoj vysoty -- 2--3 sm. CHtoby s protivopolozhnoj storony stekla ne bylo bol'shih skolov, k kusku vitrinnogo stekla smoloj podkleivaetsya tonkij list stekla.
Dlya kontrolya krivizny poverhnosti neobhodimo izgotovit' shablon. V sluchae dostatochno bol'shih linz, kak, naprimer, nasha, mozhno akkuratno vychertit' ostro zatochennym gvozdem, vstavlennym v cirkul', dugu neobhodimogo radiusa na kuske zhesti. Posle etogo akkuratno vyrezaetsya rabochaya chast' shablona i podravnivaetsya polukruglym nadfilem. Mozhno vytochit' na tokarnom stanke ploskoe kol'co s vnutrennim radiusom, ravnym radiusu linzy i razrezat' na 3--4 shablona.
Vytochim ili podberem opravku dlya krepleniya na nej zagotovki linzy. Opravka imeet formu cilindra, kotoryj vstavlyaetsya v patron tokarnogo stanka (ris. 40, b) ili krepitsya perehodnoj muftoj na verhnej chasti shpindelya sverlil'nogo stanka. K torcu prikleivaetsya zagotovka. CHtoby zagotovka imela dostatochno zhestkoe osnovanie, v opravke nuzhno protochit' uglublenie, v kotoroe budet zalivat'sya smola, togda kak zagotovka lyazhet na bortik etogo uglubleniya. Dlya togo chtoby vo vremya prikleivaniya izbytok smoly mog vytech', v bortike nadfilem nado propilit' 3--4 radial'nye kanavki.
Nagreem opravku na elektroplitke i, polozhiv v uglublenie na torce kusochek smoly, podozhdem, poka on rasplavitsya. Teper' snimem opravku, ustanovim ee na rovnuyu poverhnost' stola i polozhim na smolu zagotovku. Izbytok smoly vytechet cherez kanavki i zagotovka plotno lyazhet na bortik uglubleniya.
Teper' nuzhno sdelat' opravku (ris. 40, v) dlya shlifoval'nika. Ona vyglyadit tochno tak zhe, no, krome togo, dolzhna legko vrashchat'sya vokrug svoej osi, kogda ee derzhish' v rukah. S etoj cel'yu cilindr opravki nadevaetsya na druguyu trubku podhodyashchego diametra, trushchiesya chasti pri etom dolzhny byt' smazany maslom. Eshche luchshe esli cilindr opravki budet vrashchat'sya v sharikopodshipnikah. U kazhdogo lyubitelya mozhet najtis' gotovoe prisposoblenie podobnogo roda. Tak zhe, kak i zagotovka linzy, steklyannyj shlifoval'nik predstavlyaet soboj kruglyj kusok stekla etogo zhe, chto i zagotovka dlya linzy, diametra i tolshchinoj na 1--2 mm bol'she*).
*) Ob izgotovlenii metallicheskih shlifoval'nikov sm. Prilozhenie 1
SHlifoval'nik nakleivaetsya na torec opravki. Ustanavlivaem opravku s zagotovkoj linzy v patron tokarnogo stanka. Vklyuchaem stanok so skorost'yu okolo 300 ob/min (5 ob/s), nanosim na zagotovku abraziv No 20 ili No 10, podvodim seredinu shlifoval'nika k krayu zagotovki linzy pod nekotorym uglom i nachinaem shlifovku, delaya nebol'shie kachatel'nye dvizheniya shlifoval'nikom po radiusu zagotovki. Dovol'no bystro kraj zagotovki linzy nachnet soshlifovyvat'sya, a v centre shlifoval'nika obrazuetsya uglublenie. Ochen' bystro uglublenie rasprostranitsya pochti do samogo kraya. Kogda vsya poverhnost' linzy primet vypukluyu formu i kusochek nesoshlifovannogo v centre stekla ischeznet, proverim kriviznu linzy shablonom, prilozhiv shablon vognutoj storonoj k vypukloj poverhnosti linzy. Esli krivizna linzy ravna ili nemnogo men'she, perehodim k mikroporoshku M40. Esli krivizna prevyshaet kriviznu shablony, linzu i shlifoval'nik nado pomenyat' mestami, i shlifovku vesti s davleniem na kraya shlifoval'nika.
Posle okonchaniya shlifovki poroshkom M40 perehodim k poroshku M20 i na nem zakanchivaem shlifovku linzy. Teper' nalivaem nemnogo smoly na shlifoval'nik i, smochiv linzu vodoj, formuem na nej poliroval'nik. Pri takih bol'shih skorostyah patrona tokar-
nogo stanka ili shpindelya sverlil'nogo stanka polirovka idet ochen' bystro, no vmeste s tem smola bystro razogrevaetsya i stanovitsya slishkom myagkoj.
Dlya etih celej prigotovim smolu potverzhe (dobaviv v nee kanifoli do 70--80% po ob®emu) i kazhdye 2--3 minuty formuem poliroval'nik, davaya ostyt' i linze.
Vtoruyu poverhnost' linzy shlifuem, prikleiv ee k opravke vypukloj storonoj. SHli-foval'nikom mozhet
Ris. 41. Kruglenie linzy.
sluzhit' metallicheskij prutok diametrom 30 mm s ploskim torcom i vrashchayushchijsya v opravke tak zhe, kak i steklyannyj shlifoval'nik. SHlifovku mozhno nachinat' s poroshka M20. Dobivshis' togo, chtoby na ploskoj storone linzy ne ostalos' nesoshlifovannyh uchastkov, srazu perehodim k polirovke. Razumeetsya, shlifovka i polirovka ploskoj storony vedutsya cherez centr s normal'nym vynosom. Nekotoraya vypuklost', obrazovavshayasya pri etom, nam ne strashna.
Ne vdavayas' v podrobnosti, otmetim, chto tochnost' izgotovleniya linz dlya okulyara znachitel'no nizhe, chem tochnost' zerkala, poetomu vsyu rabotu mozhno vesti bez strogogo kontrolya krivizny poverhnosti. Odnako dlya linz okulyara chrezvychajno vazhno, chtoby na nih ne bylo sledov matovosti i carapin. |to otnositsya ko vsej poverhnosti obeih storon polevoj (pervoj) linzy i osobenno k central'noj chasti glaznoj (vtoroj) linzy.
Steklyannyj shlifoval'nik, imeyushchij ploskovognutuyu formu, my ispol'zuem v kachestve linzy Barlou, konechno, otpolirovav ego poverhnosti.
Teper' nado vypolnit' kruglenie i centrovku linz. Delo v tom, chto vo vremya shlifovki linza mogla prinyat' formu, kogda ee opticheskaya os' ne sovpadaet s os'yu cilindra zagotovki. Na ris. 41 vnizu vidno, chto nado soshlifovat' zashtrihovannuyu chast' nashej linzy, i togda geometricheskaya i opticheskaya osi sovpadut. Nagreem opravku linzy, ustanovim ee v patron tokarnogo stanka i budem ego vrashchat' ot ruki, nablyudaya za blikami na poverhnosti linzy ot lampochki. Esli eti bliki sovershenno nepodvizhny, os' patrona
Ris. 42. Vertikal'nyj shpindel' dlya shlifovki melkih linz. 1 -- linza na opravke, 2 -- shpindel', 3 -- shkiv, 4 -- motor, 5 -- tazik
stanka i opticheskaya os' linzy sovpadayut, chto nam sejchas i nado, no esli bliki sovershayut vrashchatel'nye dvizheniya vmeste s vrashcheniem patrona, to nado neskol'ko peremestit' linzu na opravke, poka ne zatverdela smola. Opyt bystro podskazhet, v kakom napravlenii nado dvigat' linzu, chtoby bliki ostanovilis'. Dobivshis' etogo, dadim smole zatverdet' i pristupim k krugleniyu. Esli sejchas vklyuchit' stanok (s prezhnej skorost'yu), odin iz kraev linzy budet "bit'". Esli k krayu podvesti kusochek 2-millimetrovoj latuni ili stali, kak pokazano na ris. 41 vverhu, linza budet odnim kraem stuchat' po nemu. Podmazhem abrazivom No 10--20 kusok latuni i, ostorozhno podvedya latunnuyu plastinku na supporte, nachnem soshlifovyvat' kraj linzy. Vremya ot vremeni budem izmeryat' shtangencirkulem diametr linzy. Kak tol'ko on stanet ravnym 27 mm, prekratim kruglenie i izgotovim faski. Dlya etogo nuzhny takoj zhe kusochek latuni i abraziv. Latun' dolzhna byt' ustanovlena v supporte
pod uglom 45º k krayu linzy. Polumillimetrovye faski predohranyat linzu ot skolov.
Voobshche govorya, dazhe nebol'shoj kruzhok teleskopostroeniya ili lyubitel', imeyushchij navyki v rabote s metallom, mogut postroit' prostoj stanok dlya shlifovki linz -- tak nazyvaemyj vertikal'nyj shpindel' (ris. 42). ZHelatel'no predusmotret' vozmozhnost' perevodit' vertikal'nyj shpindel' v gorizontal'noe polozhenie, kogda neobhodimo sdelat' kruglenie. V prostejshem sluchae ves' stanok, vypolnennyj v vide yashchika, mozhet ustanavlivat'sya nabok.
Sopromat -- soprotivlenie materialov --nauka o nagruzkah, dejstvuyushchih na konstrukcii, i o soprotivlenii konstrukcij etim nagruzkam. Nauka eta dovol'no slozhnaya i trebuet znaniya vysshej matematiki. Odnako my postaraemsya ostat'sya vernymi svoemu principu ob®yasnyat' vse "na pal'cah". Rassmotrim rabotu konstrukcij s kachestvennoj storony.
Zachem my vveli paragraf o sopromate v knigu o teleskopostroenii? Delo v tom, chto teleskop daet bol'shie uvelicheniya, i eto, krome polozhitel'noj storony, imeet i otricatel'nuyu: vmeste s uvelicheniem vidimyh razmerov predmetov uvelichivaetsya i drozhanie izobrazheniya iz-za drozhaniya instrumenta v rukah, ot vetra, ot sluchajnyh prikosnovenij k nemu i t. p. Na pervyj vzglyad eti drozhaniya nastol'ko maly, chto o nih voobshche ne stoit govorit'. No esli vspomnit', chto pri uvelichenii, naprimer, v 100 raz vo stol'ko zhe uvelichivaetsya drozhanie izobrazheniya ob®ekta v pole zreniya, to stanet yasno, chto eto ne pustyak. V samom dele, drozhanie izobrazheniya predmeta s vidimoj amplitudoj v 10' uzhe meshaet nablyudat' melkie detali. Esli pri uvelichenii v 100 raz izobrazhenie predmeta v okulyare drozhit s razmahom v 10', to v dejstvitel'nosti drozhanie teleskopa v 100 raz men'she.
|to znachit, chto on drozhit s razmahom v 6". Esli truba 150-millimetrovogo teleskopa s fokusnym rasstoyaniem 1200 mm ukreplena v seredine, to ee konec pri etom drozhit s razmahom 0,02 mm. Dve sotyh millimetra, i my uzhe ne mozhem rassmatrivat' melkie detali! A chto zhe budet pri bol'shem uvelichenii? Drozhanie
ploho skonstruirovannoj i vypolnennoj montirovki, ravno kak i truby teleskopa,--delo slishkom ser'eznoe: pover'te opytu lyubitelya, ne raz terpevshego neudachi.
Nachnem s togo, chto na kazhduyu konstrukciyu -- prostuyu ili slozhnuyu -- vsegda dejstvuet dva tipa nagruzok: poleznye nagruzki i reakcii samoj konstrukcii, stremyashchejsya uravnovesit' poleznye nagruzki. Naprimer, na ris. 43, a pokazana balka, opertaya na dve opory po koncam. V seredine proleta na nee dejstvuet
Ris. 43. Izgibayushchij moment balki.
a) Shema sil, b) epyura (grafik) izgibayushchih momentov, v) racional'nye formy balok.
sosredotochennaya sila. Esli by na balku dejstvovala tol'ko eta sila, to balka nachala by ravnouskorennoe dvizhenie vdol' etoj sily, na samom zhe dele balka nepodvizhna; eto znachit, chto kakie-to sily prepyatstvuyut ee dvizheniyu, oni uravnoveshivayut vertikal'nuyu silu. |timi (v dannom sluchae dvumya) silami yavlyayutsya reakcii opor. Na verhnih risunkah legko videt', chto takoe reakciya opor. Zdes' poleznye sily -- ves gruzov shtangi--dejstvuyut na balku (perekladinu
Ris. 44. Rabota konsolej, balok i sterzhnevyh sistem.
a), v), d) i e) Sosredotochennye sily, b) i g) ravnomerno raspredelennaya nagruzka.
shtangi); dve opory (ruki atleta) soprotivlyayutsya dejstviyu sil. |to i est' reakciya opor. Reakciya opor pozvolyaet shtange ostavat'sya v ravnovesii, no esli sily
sportsmena sdadut, t. e. reakciya opor stanet men'she poleznoj nagruzki, shtanga nemedlenno upadet.
Summa proekcij vseh vertikal'nyh sil na vertikal'nuyu pryamuyu dolzhna byt' ravna nulyu, esli vsem silam, dejstvuyushchim vniz, pripisat' znak plyus, a silam, dejstvuyushchim vverh,-- znak minus. Tol'ko togda balka budet ostavat'sya v pokoe. V pervom sluchae na risunke sleva poleznaya nagruzka -- sosredotochennaya sila -- uravnoveshena dvumya reakciyami opor. Vo vtorom reakciej opor--muskul'noj siloj atleta--uravnovesheny dve poleznye sily. Kogda nagruzki simmetrichny, reakcii opor ravny, v protivnom sluchae ta iz opor okazyvaet bol'shee soprotivlenie, vozle kotoroj sosredotocheno bol'she sil. Ris. 44 pokazyvaet primery poleznyh nagruzok i reakcij opor.
V rezul'tate dejstviya neskol'kih sil na balku ona izgibaetsya. Balka soprotivlyaetsya etomu izgibu -- v nej voznikayut vnutrennie napryazheniya, prepyatstvuyushchie dal'nejshemu izgibu.
CHem blizhe k seredine balki dejstvuet sila, tem bol'she izgibayushchij moment. Konechno, moment zavisit eshche i ot velichiny sily. CHem blizhe k oporam dejstvuet sila, tem men'she izgibayushchij moment. Rassmotrim drugoj element, chasto vstrechayushchijsya v montirovkah teleskopov -- konsol' (ris. 44, a, b) Konsol' -- eto sterzhen', odin konec kotorogo svoboden, a vtoroj prochno zazhat (zadelan) v kakuyu-to nepodvizhnuyu oporu. Esli nagruzit' konsol', vse reakcii sosredotochatsya v edinstvennoj opore. Odna iz reakcij budet sila, napravlennaya navstrechu poleznoj sile ili gruppe sil, i ee velichina budet ravna algebraicheskoj summe (summe s uchetom znakov) vseh poleznyh sil. Vtoraya reakciya opory -- krutyashchij moment, kotoryj stremitsya povernut' konsol' navstrechu vrashcheniyu, vyzyvaemomu siloj. Na nashem risunke krutyashchij moment sily dejstvuet po chasovoj strelke i stremitsya oprokinut' konsol'. Reaktivnyj moment, prilozhennyj k balke so storony opory, dejstvuet protiv chasovoj strelki i stremitsya uderzhat' konsol' v pokoe. Skol'ko by sil ni bylo prilozheno k konsoli, reakciya vsegda budet sostoyat' iz sily i krutyashchego momenta. Pod dejstviem vneshnih sil konsol' izgibaetsya. V kazhdom sechenii konsoli vnutrennie napryazheniya protivostoyat izgibayushchemu momentu. |tot moment,
Ris. 45. Rabota tonkogo sterzhnya na szhatie (a) i rastyazhenie (b), (v) poperechnyj izgib balki i racional'nye secheniya balok.
a znachit, i vnutrennie napryazheniya, minimalen na konce konsoli i maksimalen vozle samoj opory. Esli u balki, nagruzhennoj odnoj siloj, "opasnoe" sechenie raspolozheno v rajone prilozheniya sily, to u konsoli prakticheski vo vseh sluchayah opasnoe sechenie lezhit vozle opory, poetomu chashche vsego konsol' imeet sechenie, kotoroe monotonno vozrastaet ot konca konsoli k opore.
Izgib, kotoryj my rassmotreli, nazyvaetsya poperechnym. No vozmozhen eshche prodol'nyj izgib. Naprimer, na tonkuyu i dlinnuyu palochku ustanovili bol'shoj gruz. Palochka stremitsya izognut'sya, ona teryaet ustojchivost' (ris. 45, a). Esli ee nemnogo podderzhat', ne davaya izgibat'sya, to ona mozhet vyderzhat' znachi
tel'no bol'shij gruz, no esli ona ne imeet dopolnitel'nyh opor po dline, ona teryaet ravnovesie i izgibaetsya. S drugoj storony, esli na etoj palochke tot zhe gruz podvesit', chtoby ona rabotala na rastyazhenie (ris. 45, b), a ne na szhatie, kak do sih por, to ona vyderzhit i znachitel'no bol'shuyu nagruzku. Takim obrazom, dlinnye i tonkie sterzhni ploho rabotayut na szhatie, no vpolne horosho na rastyazhenie.
Teper' rassmotrim formu poperechnogo secheniya balok. Vo vremya poperechnogo izgiba s nagruzkoj, dejstvuyushchej vertikal'no vniz, verhnij poyas balki szhimaetsya, togda kak nizhnij rastyagivaetsya (ris. 45, v). Srednie zhe sloi deformiruyutsya malo. Vnutrennie napryazheniya v balke pryamougol'nogo secheniya raspredelyayutsya sleduyushchim obrazom: vdol' osi simmetrii usiliya ravny nulyu i proporcional'no vozrastayut po mere prodvizheniya k krajnim (verhnemu i nizhnemu) poyasam, dostigaya maksimuma kak raz na samyh vneshnih sloyah. Ochevidno, chto srednie sloi balki rabotayut s bol'shoj nedogruzkoj. Poetomu mozhno vmesto pryamougol'nogo secheniya vybrat' takoe, gde ploshchad' poperechnogo secheniya srednih sloev budet men'she. Odnim iz samyh rasprostranennyh sechenij podobnogo roda yavlyaetsya dvutavr (ris. 45, g). Pochti analogichnym obrazom rabotaet i shveller (ris. 45, d). Vspomnim, chto tonkie sterzhni, k kotorym mozhno otnesti i dvutavr so shvellerom, ploho rabotayut na szhatie i horosho na rastyazhenie. Vspomnim takzhe, chto izgibaemaya balka rabotaet svoimi verhnimi sloyami na szhatie, a nizhnimi na rastyazhenie, konechno, esli sila dejstvuet vertikal'no sverhu vniz. Teper' yasno, chto u dvutavra mozhno rezko umen'shit' sechenie nizhnego poyasa i sohranit' prezhnim sechenie verhnego. V predele my poluchim novoe sechenie -- tavr (ris. 45, zh). Esli podobnuyu operaciyu prodelat' i so shvellerom, poluchitsya ugolok (Ris. 45, e). Sushchestvuyut ravnobokie i neravnobokie ugolki. U poslednih odna iz polok v sechenii dlinnee. Podcherknem, chto vse eti elementy horosho rabotayut tol'ko v polozheniyah, ukazannyh na ris. 45, g, d,e, zh sverhu.
ZHestkost' gorizontal'nogo sterzhnya, nagruzhennogo vertikal'nymi silami, proporcional'na pervoj stepeni shiriny ego secheniya i tret'ej stepeni vysoty
Ris. 46. ZHestkost' sterzhnej razlichnogo secheniya. a) Izmenenie massy pri odinakovoj zhestkosti, 6) izmenenie zhestkosti pri odinakovoj masse, v) izmenenie massy pri odinakovoj zhestkosti.
etogo secheniya. Naprimer, uvelichenie shiriny pryamougol'nogo brusa v dva raza uvelichit ego zhestkost' tozhe v dva raza. Uvelichenie zhe vysoty brusa v dva raza uvelichit ego zhestkost' v 8 raz (ris. 46, a). Pri
etom podrazumevaetsya, chto vse sily dejstvuyut vertikal'no. Esli oni dejstvuyut gorizontal'no, to zhestkost' proporcional'na kubu shiriny. CHtoby ne bylo putanicy, schitaetsya, chto vysota secheniya sterzhnya imeet to zhe napravlenie, chto i napravlenie sil. Togda uvelichenie vysoty vsegda znachitel'no vygodnee uvelicheniya shiriny. V etom smysle neravnobokij ugolok vygodnee ustanavlivat' tak, chtoby ego bol'shaya polka byla vertikal'noj (ee napravlenie sovpadaet s napravleniem sil).
Bol'shoj interes predstavlyayut polye secheniya (ris. 46, b, v), tak kak pri odinakovoj ploshchadi secheniya polye elementy soprotivlyayutsya znachitel'no luchshe sploshnyh. Na atom osnovanii sushchestvuet dazhe mnenie, chto truba "rabotaet" luchshe, chem sploshnoj sterzhen' togo zhe diametra. |to lozhnoe mnenie. Esli naruzhnyj diametr truby i sterzhnya odinakovy, to sterzhen' "rabotaet" luchshe. No esli my neskol'ko uvelichim diametr truby protiv diametra sploshnogo sterzhnya, no pri etom ploshchad' secheniya voz'mem dlya truby men'she (na dele eto oznachaet, chto na trubu pojdet men'she materiala, i ona budet legche), to mozhno dobit'sya togo, chto oni budut rabotat' odinakovo horosho, a my, primeniv trubu, sekonomim material i dob'emsya znachitel'nogo oblegcheniya. To zhe samoe mozhno skazat', sravnivaya sploshnoj brus s polym korobom (ris. 46, b).
V nekotoryh sluchayah vygodnee vmesto sploshnogo secheniya vzyat' otdel'nye sterzhni v samyh napryazhennyh poyasah (pravaya kolonka na ris. 44). Tak, konsol' prevrashchaetsya v kronshtejn (ris. 44, a, b), a balka -- v ploskuyu fermu (ris. 44, v -- e). Konsol' imeet rastyagivaemyj verhnij i szhimaemyj nizhnij poyasa, poetomu vygodno nizhnij poyas delat' iz dostatochno tolstogo sterzhnya, a verhnij -- iz tonkoj truby, nazyvaemoj rastyazhkoj ili vantoj.
Ochen' interesnaya sistema -- ferma. Ona predstavlyaet soboj kombinaciyu sterzhnevyh treugol'nikov, postroennyh tak, chto odna iz storon treugol'nika sluzhit osnovaniem drugogo treugol'nika. Pri etom lyubye nagruzki, prilozhennyj, v vershinah treugol'nikov, vyzyvayut v sterzhnyah tol'ko rastyazhenie ili szhatie i nikogda izgib. |to pozvolyaet primenit' znachitel'no bolee tonkie sterzhni, chem v sploshnyh balkah pri toj zhe zhestkosti. Nagruzhenie sterzhnya v seredine ego proleta v fermah neracional'no i nikogda ne primenyaetsya.
Zdes' nuzhno ogovorit'sya, chto eto otnositsya tol'ko k sluchayu, kogda sterzhni soedineny mezhdu soboj sharnirami, kak, naprimer, pokazano na ris. 44. Na praktike vmesto sharnirov chasto primenyayut zhestkoe soedinenie sterzhnej. V etom sluchae ferma rabotaet neskol'ko inache, no v osnovnom ona ostaetsya fermoj s ee osnovnymi svojstvami.
Na ris. 47 pokazany razlichnye sluchai, kogda razomknutye konstrukcii vygodno zamenit' zamknutymi, a pryamougol'niki iz sterzhnej -- sistemoj treugol'nikov.
Ris. 47. "Razomknutye" i "zamknutye" sistemy.
Prezhde chem perejti k opisaniyu montirovok teleskopov, neobhodimo kratko rasskazat' o nebesnyh koordinatah.
Nebesnaya sfera -- voobrazhaemaya poverhnost', ne imeyushchaya opredelennogo radiusa. My vidim etu sferu iznutri, i ee centr nahoditsya tochno tam, gde raspolozhen nablyudatel'.
Rassmotrim osnovnye tochki i krugi nebesnoj sfery (ris. 48), dlya chego vydelim iz dvuh sfer, izobrazhennyh na risunke, naruzhnuyu. Tochki peresecheniya
voobrazhaemoj osi vrashcheniya nebesnoj sfery s samoj sferoj nazyvayutsya polyusami. Severnyj polyus mira (R) viden v severnom polusharii Zemli, yuzhnyj (R') -- v yuzhnom. Bliz Severnogo polyusa raspolozhena Polyarnaya zvezda. Bliz YUzhnogo net skol'ko-nibud' zametnoj zvezdy.
Ris. 48. Podvizhnaya i nepodvizhnaya ekvatorial'nye sistemy koordinat.
Nepodvizhnaya sistema nanesena na naruzhnuyu sferu, podvizhnaya -- na vnutrennyuyu. Gorizont i meridian, ne uchastvuyushchie v sutochnom vrashchenii, na podvizhnuyu sferu naneseny shtrihovymi liniyami.
Vysotu polyusa mira nad gorizontom mozhno izmeryat' v gradusah, ona ravna geograficheskoj shirote mesta nablyudenij (j).
Bol'shoj krug sfery, prohodyashchij cherez tochku severa (S, polyus (R), zenit (Z) i tochku yuga (YU), nazyvaetsya nebesnym meridianom. Meridian delit nebo na dva polushariya -- vostochnoe i zapadnoe.
Liniya peresecheniya ploskosti zemnogo ekvatora s nebesnoj sferoj nazyvaetsya nebesnym ekvatorom. Kazhdaya tochka ekvatora udalena ot polyusa na 90º. Malye krugi, ploskosti kotoryh parallel'ny ploskosti ekvatora i vdol' kotoryh proishodit sutochnoe dvizhenie svetil, nazyvayutsya sutochnymi parallelyami.
|kvator prohodit cherez tochki vostoka (V) i zapada (Z). V yuzhnoj chasti neba on maksimal'no podnimaetsya nad gorizontom. Tochka peresecheniya ekvatora s meridianom podnimaetsya nad gorizontom na vysotu 90º-j.
Dlya uverennogo poiska svetil, osobenno slabyh i nevidimyh nevooruzhennym glazom, sozdany sistemy nebesnyh koordinat. My rassmotrim tol'ko dve iz nih -- nepodvizhnuyu (pervuyu) ekvatorial'nuyu (naruzhnaya sfera na ris. 48) i podvizhnuyu (vtoruyu) ekvatorial'nuyu (vnutrennyaya sfera). Razdelenie sfery na dve -- uslovnoe, nuzhnoe dlya togo, chtoby yasnee razlichat' obe sistemy.
V obeih sistemah koordinat odna koordinata obshchaya. |ta koordinata ukazyvaet kratchajshee na nebesnoj sfere rasstoyanie svetila ot nebesnogo ekvatora. Ona nazyvaetsya skloneniem svetila (d).
Esli svetilo lezhit na ekvatore, ego sklonenie ravno 0º. Sklonenie severnogo polyusa +90º, yuzhnogo --90º. Sklonenie zvezdy Deneb (a Lebedya) ravno 44º55', sklonenie zvezdy Rigel' (b Oriona) ravno --8º19'.
Vtoraya koordinata v kazhdoj sisteme svoya. V pervoj sisteme (naruzhnaya sfera na ris. 48) -- eto chasovoj ugol (t). CHasovoj ugol izmeryaetsya ot meridiana do svetila. Po mere vrashcheniya nebesnoj sfery chasovoj ugol svetila nepreryvno menyaetsya, poetomu ego udobno izmeryat' v chasah, minutah i sekundah (ch, m, s ili latinskimi bukvami h, m, s) ot meridiana po hodu vrashcheniya nebesnoj sfery (po chasovoj strelke). Kazhdyj chas chasovogo ugla raven 15º v uglovoj mere. Predpolozhim, sejchas meridian peresekaet Kapella (a Voznichego), i ee chasovoj ugol raven nulyu. CHerez chas chasovoj ugol Kapelly stanet 1h (15º), eshche cherez poltora chasa 2h 30m (37º,5). |ta sistema udobna dlya snabzheniya teleskopa koordinatnym krugom po chasovomu uglu, no neudobna dlya sostavleniya katalogov i zvezdnyh atlasov. Dlya katalogov prinyata vtoraya (podvizhnaya) sistema koordinat (vnutrennyaya sfera na ris. 48). Sklonenie zdes' opredelyaetsya tak zhe, kak i v pervoj sisteme, a vmesto chasovogo ugla sluzhit pryamoe voshozhdenie (a), kotoroe otschityvaetsya ot tak nazyvaemoj tochki vesennego ravnodenstviya do svetila protiv vrashcheniya nebesnoj sfery (protiv chasovoj strelki). Tak kak tochka vesennego ravnodenstviya (g) uchastvuet v sutochnom vrashchenii nebesnoj sfery, vsya sistema koordinat okazyvaetsya podvizhnoj otnositel'no nablyudatelya, no
nepodvizhnoj otnositel'no zvezd. Pryamoe voshozhdenie otschityvaetsya takzhe v chasah, minutah i sekundah. Esli sejchas meridian peresekaet svetilo s pryamym voshozhdeniem 0h0m, to chas spustya ego peresechet svetilo s pryamym voshozhdeniem 1h0m.
Interesno, chto, tak nazyvaemye zvezdnye sutki nachinayutsya v moment, kogda meridian peresekaet tochka vesennego ravnodenstviya g V etot moment zvezdnoe vremya vsegda ravno 0h. Znachit, pryamoe voshozhdenie svetil, peresekayushchih v dannyj moment meridian, ravno zvezdnomu vremeni v dannyj moment. Naprimer, esli sejchas meridian peresekaet Vega (a Liry), pryamoe voshozhdenie kotoroj ravno 18h34m, to zvezdnoe vremya ravno 18 ch 34 min. |to ochen' udobno, tak kak, vzglyanuv na chasy, idushchie po zvezdnomu vremeni, my mozhem srazu uznat' pryamoe voshozhdenie svetil, prohodyashchih meridian. Predpolozhim, sejchas 5 ch zvezdnogo vremeni. |to znachit, chto meridian prohodyat zvezdy s pryamym voshozhdeniem 5h. No nam nado najti slabuyu galaktiku, pryamoe voshozhdenie kotoroj 3h. Tak kak pryamoe voshozhdenie otschityvaetsya protiv vrashcheniya nebesnoj sfery, nam nado povernut' teleskop k zapadu ot meridiana na 2h. No etomu sootvetstvuet chasovoj ugol 2h. Znachit, ustanoviv na koordinatnom kruge teleskopa chasovoj ugol 2h, my privedem galaktiku v pole zreniya.
Zvezdnye sutki--vremya polnogo obrashcheniya Zemli otnositel'no zvezd -- na 4 minuty koroche solnechnyh. Delo v tom, chto blagodarya obrashcheniyu Zemli vokrug Solnca my vidim, kak ono postepenno peremeshchaetsya sredi sozvezdij. Kazhdye sutki ono peremeshchaetsya priblizitel'no na 1º k vostoku, dvigayas' v tom zhe napravlenii, chto i Zemlya, pri vrashchenii vokrug osi. Poetomu solnechnye sutki na 4 minuty dlinnee zvezdnyh. My zhivem po solnechnomu vremeni, no teleskop povorachivat' za zvezdami nado so skorost'yu odin oborot za zvezdnye sutki. |to i vynuzhdaet nas mirit'sya s nekotorymi neudobstvami. O tom, kak perenesti grazhdanskoe vremya, po kotoromu my zhivem, v zvezdnoe, mozhno prochest' v sootvetstvuyushchih rukovodstvah [23, 24].
Itak, chtoby najti na nebe zvezdu, kotoruyu my ne vidim prostym glazom, ili esli i vidim, no ne mozhem ee vydelit' sredi miriad zvezd, nuzhno vospol'zovat'sya koordinatnymi krugami teleskopa i koordinatami zvezdy, kotorye mozhno najti v katalogah ili na podrobnyh kartah, a dlya slabyh planet (Uran, Neptun) i asteroidov -- v astronomicheskom kalendare. Koordinaty komet publikuyutsya v kometnyh cirkulyarah. Vo vseh etih sluchayah my mozhem putem neslozhnyh vychislenij po pryamomu voshozhdeniyu opredelit' chasovoj ugol svetila.
Kazhdyj teleskop snabzhaetsya shtativom, pozvolyayushchim napravlyat' teleskop v lyubuyu tochku nebesnoj sfery i zakreplyat' ego v etom polozhenii. Tak kak nebesnaya sfera sovershaet sutochnoe dvizhenie, shtativy teleskopov, nazyvaemye montirovkami, neredko snabzhayutsya chasovymi privodami, kotorye chashche vsego predstavlyayut soboj elektromotorchik moshchnost'yu v 7--15 vatt, kotoryj cherez sistemu shesteren vrashchaet ves' teleskop so skorost'yu odin oborot v sutki.
Bol'shinstvo zemnyh zritel'nyh trub snabzhaetsya tak nazyvaemymi azimutal'nymi montirovkami. Azimutal'naya montirovka imeet dve osi -- vertikal'nuyu i gorizontal'nuyu. Na ris. 49 pokazany neskol'ko azimutal'nyh montirovok dlya nebol'shih teleskopov.
Pervaya montirovka (a) predstavlyaet soboj obrazec chrezvychajnoj ustojchivosti i prostoty. Ee nizhnij konec opiraetsya na dva rolika, katyashchiesya po kusku gladkoj doski. U okulyarnogo konca -- dve ruchki, svyazannye s rolikami sterzhnyami. Vrashchaya ruchku, my zastavlyaem vrashchat'sya roliki, a teleskop medlenno povorachivaetsya po gorizontali. Dlya grubogo navedeniya po vysote vydvigaem dve nozhki, a dlya tonkogo vrashchaem vint, kotoryj podnimaet ili opuskaet verhnij konec. |ta montirovka predlozhennaya v proshlom veke A. Holkombom, v nashe vremya perezhivaet svoe vozrozhdenie. Ona prigodna dlya vizual'nyh nablyudenij, osobenno komet i ob®ektov Mess'e, i fotograficheskih nablyudenij Solnca.
Vtoraya montirovka (b) prednaznachena dlya reflektorov, s pomoshch'yu kotoryh vedutsya tol'ko vizual'nye nablyudeniya tumannostej, skoplenij, galaktik i komet. |ta dovol'no prostaya montirovka delaetsya iz mnogoslojnoj fanery (8--10 mm) s nebol'shim ispol'zo
vaniem metallicheskih detalej. Ona podrobno opisana nizhe (§ 53). |to tak nazyvaemaya azimutal'naya vilka.
Ris. 49. Azimutal'nye montirovki a) Montirovka Holkomba, b) azimutal'naya vilka, v) kometoiskatel' Bredfilda.
Na ris. 49 v izobrazhen kometoiskatel' - korotkofokusnyj refraktor izvestnogo lovca komet Bredfilda (Avstraliya). |to takzhe vilka, no s nebol'shimi izmeneniyami. Predydushchaya montirovka prednaznachena dlya teleskopov s otnositel'nym otverstiem 1/4--1/6. Montirovka Bredfilda mozhet primenyat'sya s teleskopami, imeyushchimi dlinnye truby. Dlya etogo ee konsoli neskol'ko otognuty v storonu, a dlya protivodejstviya drozhaniyu imeetsya sterzhen', kotoryj pri navedenii teleskopa na svetilo otkreplyaetsya, a zatem zakreplyaetsya.
Vse opisannye montirovki stradayut tem nedostatkom, chto nablyudatel', sledyashchij za sutochnym dvizheniem svetila, vynuzhden povorachivat' vremya ot vremeni teleskop srazu po dvum koordinatam. |to prihoditsya delat' tem chashche, chem bol'she uvelichenie teleskopa.
Esli vertikal'nuyu os' azimutal'noj montirovki naklonit' na ugol, ravnyj shirote mesta nablyudenij, i napravit' ee na polyus mira, to ona stanet parallel'noj zemnoj osi (napravlenie, ukazannoe strelkoj na ris. 50). Povorachivaya teleskop tol'ko vokrug etoj osi, my smozhem uderzhivat' svetilo neopredelenno dolgo v pole zreniya teleskopa. |ta os' nosit nazvanie polyarnoj osi, a vsya montirovka -- polyarnoj ili ekvatorial'noj.
Razumeetsya, vse iz perechislennyh ranee montirovok mozhno prevratit' v ekvatorial'nye, esli ih vertikal'nye osi naklonit', kak bylo skazano. Konechno, nesimmetrichnye montirovki potrebuyut protivovesa, kotoryj budet uravnoveshivat' trubu otnositel'no polyarnoj osi. CHashche vsego protivoves ustanavlivaetsya na prodolzhenii osi, perpendikulyarnoj k polyarnoj i nazyvaemoj os'yu sklonenij. Povorachivaya teleskop vokrug polyarnoj osi, my izmenyaem chasovoj ugol, a pri povorote vokrug osi sklonenij izmenyaem sklonenie.
Na ekvatorial'noj "nemeckoj" montirovke krepyatsya nebol'shie teleskopy. Montirovka asimmetrichnaya i trebuet protivovesa, kotoryj dlya nebol'shih teleskopov neznachitel'no uvelichivaet ves vsej ustanovki (ris. 50, a, b). Podrobnee o montirovke my rasskazhem nizhe.
"Nemeckaya" montirovka imeet tot nedostatok, chto pri prohozhdenii svetila cherez meridian v rajone ot zenita do tochki severa truba svoim nizhnim koncom upiraetsya v kolonnu. Teleskop prihoditsya "perekladyvat'", povernuv na 180º po skloneniyu i na 12 ch po pryamomu voshozhdeniyu. Posle etogo nablyudeniya mozhno prodolzhat'. CHtoby izbezhat' etogo, kolonnu izgibayut
Ris. 50. Nemeckie montirovki.
a) Montirovka s reguliruemym naklonom polyarnoj osi, b) montirovka so skladnym shtativom iz 10-millimetrovoj fanery, v) montirovka iz tolstyh vodoprovodnyh trub, g) montirovka s opushchennym protivovesom.
pod uglom, ravnym shirote mesta, ili uvelichivayut dlinu polyarnoj osi i opuskayut oporu (ris. 50, v, g).
Esli polyarnuyu os' udlinit' i operet' na dve opory, montirovku mozhno sdelat' znachitel'no zhestche. Takaya montirovka nazyvaetsya anglijskoj (ris. 51,a,b).
CHem bol'she ves teleskopa, tem bol'she dolzhen byt' protivoves i tem bol'she progibaetsya polyarnaya os'. Mozhno "razdvoit'" polyarnuyu os', prevrativ ee v yarmo
(Ris.51, v )
Truba krepitsya na poluosyah, a yarmo vrashchaetsya na dvuh podshipnikah, ustanovlennyh na dvuh oporah - severnoj i yuzhnoj. YArmo delaet nedostupnoj polyarnuyu oblast' neba. |to ne ochen' strashno, tak kak v okolopolyarnoj oblasti malo interesnyh ob®ektov. Odnako mozhno preodolet' etot nedostatok yarma, neskol'ko iskriviv ego dve dlinnye balki. Os' sklonenij neskol'ko peremestitsya s polyarnoj osi, i teleskop mozhno budet napravit' na polyus mira, no eto daetsya cenoj ustanovki protivovesa (ris. 51, g).
CHtoby ostavit' yarmo simmetrichnym i izbezhat' primeneniya protivovesa, pri stroitel'stve 5-metrovogo teleskopa observatorii Maunt Palomar bylo resheno severnyj podshipnik yarma vypolnit' v vide podkovy, v kotoruyu pogruzhaetsya teleskop vo vremya nablyudenij okolo polyusa mira*). |ta podkova v lyubitel'skih montirovkah kataetsya na dvuh nebol'shih rolikah, kak eto pokazano na ris. 52, a.
*) |tot tip montirovki predlozhil v nachalo veka hudozhnik, polyarnyj issledovatel' i lyubigel' teleskopostroeniya Rassel Porter. Kogda v 30-e gody on byl privlechen k stroitel'stvu 5-metrovogo teleskopa observatorii Maunt-Palomar, on primenil etot tip montirovki dlya teleskopa-giganta. Porter predlozhil mnogochislennye varianty ustojchivyh i udobnyh i rabote montirovok [14].
Podshipniki poluosej osi sklonenij mozhno ustanovit' na podkove, kak eto sdelano u 4-metrovyh teleskopov observatorij Kitt Pik i Serro Tololo. V etom sluchae udaetsya svesti k minimumu progiby vsej montirovki i pri tom zhe vese dobit'sya bol'shej zhestkosti (ris. 52, b).
Esli podkovu snabdit' konsolyami, chtoby nizhnyaya chast' truby svobodno prohodila, ne zadevaya ploskosti podkovy, to podkovu mozhno zamenit' sploshnoj shajboj, kak eto sdelano u 2,6-metrovnh teleskopov Krymskoj astrofizicheskoj observatorii i Byurakanskoj observatorii. Polyarnoj os'yu zdes' sluzhit sobstvenno shajba, kotoraya v lyubitel'skih montirovkah, kak i podkova, kataetsya po dvum rolikam i fiksirovana v centre korotkoj os'yu (ris. 52, v).
Esli shajbu zamenit' na poperechnuyu balku, nazyvaemuyu traversoj, i obychnuyu polyarnuyu os', poluchitsya montirovka, nazyvaemaya vilochnoj (ris. 52, g). |to, pozhaluj, naibolee rasprostranennaya u professional'nyh teleskopov montirovka. Obychno k chislu ee dostoinstv prichislyaetsya otsutstvie protivovesa. |to dejstvitel'no preimushchestvo, esli dlina trubi ne slishkom velika. V protivnom sluchae konsoli vilki stanovyatsya slishkom dlinnymi i nezhestkimi, a esli my nagruzim nizhnij konec trubi, chtoby priblizit' centr mass truby k ee nizhnemu koncu i tem samim
ukorotit' konsoli, to my lishim montirovku ee glavnogo preimushchestva: ona stanovitsya tyazheloj.
Mnogoobrazie montirovok dlya teleskopov ne ischerpyvaetsya opisannymi. Sushchestvuet dovol'no mnogo montirovok special'nogo naznacheniya, a takzhe raznovidnostej opisannyh. Odnako na etom, pozhaluj, nuzhno ostanovit'sya i perejti k konstruktivnym resheniyam otdel'nyh uzlov mehaniki teleskopa.
Esli zerkalo s opravoj ustanovleno vnutri truby, to ono dostatochno zashchishcheno. Poetomu oprava mozhet byt' dovol'no prostoj i legkoj (ris. 53). Ona sostoit iz opornoj plastiny 3, kotoraya v treh tochkah krepitsya k trube s pomoshch'yu ugolkov 4. |ta plastina neset
Ris. 53. Konstrukciya opravy zerkala.
1--zerkalo, 2--plastina-oprava zerkala, 3--opornaya plastina, 4--ugolok, 5--vinty, 6 -- rezinovaya trubka, 7--gajka, 8--barashek, 9 -- vozvratnaya pruzhina, 10 -- kruzhki iz fetra, kartona i t. p.
na sebe druguyu plastinu 2, kotoraya sluzhit sobstvenno opravoj zerkala. Zerkalo 1 uderzhivaetsya tremya vintami 5 diametrom 6--8 mm. Dlya togo chtoby pri rezkom ohlazhdenii noch'yu zerkalo ne okazalos' zazhatym etimi vintami, mezhdu nimi i zerkalom nado ostavit' zazor okolo 0,5 mm. Eshche luchshe na eti vinty nadet' rezinovye ili plastmassovye trubki 6. |ti trubki budut kompensirovat' razlichie v temperaturnyh deformaciyah stekla i metalla opravy. V etom sluchae zazora mezhdu trubkami i zerkalom mozhno ne ostavlyat', odnako nado prosledit', chtoby zerkalo ne okazalos' zazhatym.
Zerkalo opiraetsya na tri "tochki". |ti "tochki" v dejstvitel'nosti predstavlyayut soboj tri kruzhka iz fetra, tolstoj kozhi, vojloka, tolstogo kartona 10. Diametry etih kruzhkov dolzhny sostavlyat' 1/8--1/10 diametra zerkala. Oni prikleivayutsya k plastine kakim-nibud' sinteticheskim kleem, naprimer epoksidnoj smoloj. Zerkalo ukladyvaetsya na eti kruzhki, i chtoby ono ne vypalo pri sluchajnom oprokidyvanii opravy, ego fiksiruyut tremya special'nymi shirokimi gajkami 7, kotorye navinchivayutsya na tri vinta, uderzhivayushchie zerkalo. Schitaetsya, chto zerkalo dolzhno nemnogo "igrat'" v oprave. Dlya etogo dostatochno, chtoby mezhdu zerkalom i uderzhivayushchej ego detal'yu byl zazor okolo 0,2--0,3 mm.
Dlya tochnoj ustanovki zerkala otnositel'no osi truby i drugih opticheskih detalej ono vmeste s opravoj dolzhno v nebol'shih predelah naklonyat'sya (yustirovat'sya). S etoj cel'yu nasha oprava i snabzhena vintami 5, barashkami 8 i vozvratnymi pruzhinami 9, nadetymi na eti vinty. V opornoj plastine 3 prosverlivayutsya gladkie otverstiya, a v oprave 2 -- otverstiya s rez'boj. Pri navinchivanii barashka ugol opravy opuskaetsya, a pri vyvinchivanii vozvratnaya pruzhina podnimaet ego vverh. Blagodarya etomu mehanizmu mozhno legko i s vysokoj tochnost'yu ustanovit' (ot®yustirovat') zerkalo v teleskope.
Esli zerkalo tonkoe, ego nado razgruzit' ne na tri tochki, a na shest'. |to delaetsya pri pomoshchi V-obraznyh koromysel (ris. 54, a, b, v). Kazhdoe plecho koromysla sluzhit odnoj "tochkoj". Togda zerkalo kladetsya na vse tri ravnoudalennyh koromysla, oni legko ustanavlivayutsya tak, chto na kazhdoe iz plech prihoditsya sovershenno odinakovaya nagruzka. |to nam i nado. Vazhno tol'ko, chtoby ot nagruzki koromysla ne deformirovalis'. Dlya 150-millimetrovogo zerkala nuzhno vzyat' stal' ili latun' tolshchinoj 1,5--2 mm ili alyuminij -- 3 mm. Ostal'nye razmery mozhno vzyat' s ris. 54, g. Pri perehode k bol'shemu zerkalu eti razmery nuzhno proporcional'no uvelichit', a tolshchinu mozhno ostavit' toj zhe. ZHestkost' koromysla uveli
chim dobavleniem odnoj "tyagi", kak pokazano na ris. 54, b. Mozhno otlit' koromysla s rebrami zhestkosti iz alyuminiya, silumina i t. p. (ris. 54, v). O tom, kak eto sdelat' v lyubitel'skih usloviyah, rasskazano nizhe.
Bol'shoe dostoinstvo opisannyh oprav sostoit v tom, chto zerkalo v nih obduvaetsya vozduhom so vseh
Ris. 54. Oprava s razgruzkoj na shest' tochek.
storon. |to oznachaet, chto ono skoree prinimaet temperaturu okruzhayushchego vozduha pri rezkih ee perepadah, naprimer kogda teleskop vynosyat na ulicu.
|ti opravy primenyayutsya v podavlyayushchem bol'shinstve teleskopov Novosibirskogo kluba im. D. D. Maksutova, inogda s neznachitel'nymi izmeneniyami. Oni horosho rabotayut v teleskopah diametrom po krajnej mere do 300--350 mm. Tol'ko vmesto pruzhin v sluchae tyazhelyh zerkal primenyayutsya vozvratnye vinty, kotorye ustanovleny v otverstiyah s rez'boj v opornoj plastine i svoim verhnim koncom upirayutsya v nizhnyuyu chast' opravy. Prezhde chem opustit' kraj opravy, nado oslabit' etot vozvratnyj vint, a potom prityanut' opravu barashkom. Dlya pod®ema kraya opravy nado oslabit' barashek i pripodnyat' opravu vozvratnym vintom. Analogichnye opravy primenyayutsya mnogimi zarubezhnymi firmami v serijnyh lyubitel'skih teleskopah N'yutona diametrom do 300--320 mm.
Diagonal'noe zerkalo ili prizma v sisteme N'yutona ustanavlivaetsya vnutri truby na verhnem ee konce. V nebol'shom teleskope diametrom do 140--150 mm luchshe vsego primenit' stojku, vyrezannuyu iz latunnoj ili stal'noj plastiny tolshchinoj 1,5--2 mm, ili zhe alyuminievoj do 3 mm. Alyuminij dlya etih celej nado brat' myagkij, chtoby on legko gnulsya bez izlomov pod uglom 90º. Stojka vyrezaetsya nozhnicami po metallu i potom gnetsya, kak pokazano na ris. 55, a. Zerkalo tyl'noj storonoj prikleivaetsya k stojke na kartonnoj ili kozhanoj prokladke dlya kompensacii razlichnyh dlya stekla i metalla temperaturnyh deformacij. Mozhno ego prikleit' myagkim kleem tipa "germetik", no tol'ko v central'noj chasti, a ne po vsej poverhnosti. V etom sluchae mozhno obojtis' bez prokladki.
Prizma vkleivaetsya nerabochimi treugol'nymi matovymi ploskostyami. Nuzhno sledit', chtoby klej ne popadal na rabochie, otpolirovannye grani prizmy. Osobenno opasen kancelyarskij klej, posle kotorogo na poverhnosti polirovannogo stekla ostayutsya matovye neudalyaemye pyatna. Voobshche zhe kancelyarskij klej horosho skleivaet metall so steklom, bumagoj i steklo s bumagoj. Pravda, cherez 3--4 mesyaca klej razrushaetsya. Poetomu ego mozhno primenyat' dlya vremennyh soedinenij. Mezhdu prizmoj i stojkoj dolzhny byt' prokladki iz bumagi ili tonkogo kartona tolshchinoj 0,5--1 mm.
YUstiruetsya takaya oprava izgibaniem stojki, esli nado zerkalo smestit' k opticheskoj osi glavnogo zerkala, peremeshcheniem vdol' osi v prodolgovatyh otverstiyah dlya vintov, krenyashchih stojku k stenke truby, podkladyvaniem shajb mezhdu stenkoj truby i osnovaniem stojki dlya naklona, pod®ema ili opuskaniya zerkala. Oprava so stojkoj zarekomendovala sebya
ochen' horosho, ona prosta v izgotovlenii i udobna v rabote.
Dlya teleskopov diametrom bol'she 200 mm luchshe primenit' sistemu rastyazhek, tak kak tolshchina stojki
Ris 55 Oprava na stojke dlya 45 gradusnoj prizmy i oprava na rastyazhkah dlya diagonal'nogo zerkala.
1-vint s barashkami, 2 - yustirovochnye vinty, 3 - vint s vozvratnoj pruzhinoj, 4 --lapki.
budet uvelichivat'sya proporcional'no kvadratu ee dliny. Tak, dlya 300-millimetrovogo glavnogo zerkala tolshchinu stojki pridetsya uvelichit' s 1,5 mm do 6 mm. Ris. 55, b poyasnyaet ustrojstvo rastyazhek i opravy.
Rastyazhki rabotayut tol'ko na rastyazhenie i potomu mogut byt' tonkimi. Dlya teleskopa diametrom 200-250 mm oni mogut imet' tolshchinu 0,5--0,7 mm. Ih mozhno sdelat' iz zhesti ili krovel'noj stali. Rastyazhki dolzhny byt' horosho natyanuty. Na koncah kazhdoj iz nih krepyatsya dlinnye vinty-shpil'ki 1, kotorye vstavlyayutsya v otverstiya v trube tak, chto ih koncy okazyvayutsya snaruzhi. Na eti koncy navorachivayutsya gajki, imi rastyazhki i natyagivayutsya.
Konstrukciya opravy yasna iz risunka. Vintami s barashkami 1 oprava krepitsya k trube. Ee yustirovka proizvoditsya tremya yustirovochnymi vintami 2 i odnim vintom 3 s vozvratnoj pruzhinoj. Pruzhinu mozhno ubrat' i stoporit' opravu etim central'nym vintom.
Zerkalo krepitsya k srezannoj pod uglom 45º chasti opravy chetyr'mya lapkami iz 1-millimetrovoj latuni ili stali 4, kotorye privorachivayutsya k oprave nebol'shimi vintami.
Sredi nablyudatelej, rabotayushchih s teleskopom, mogut okazat'sya ne tol'ko lyudi s normal'nym zreniem, no i blizorukie i dal'nozorkie. Dlya blizorukogo glaza okulyar prihoditsya neskol'ko priblizit' k zerkalu, dlya dal'nozorkogo -- otodvinut'. Velichinu, na kotoruyu nado peremestit' okulyar, mozhno opredelit' po formule
gde D--chislo dioptrij blizorukogo ili dal'nozorkogo glaza (dlya blizorukogo eta velichina beretsya so znakom "minus", dlya dal'nozorkogo--so znakom "plyus"), f -- fokusnoe rasstoyanie okulyara v millimetrah. Naprimer, blizorukost' nablyudatelya --3 dioptrii, fokusnoe rasstoyanie okulyara 40 mm. Peremeshchenie okulyara sostavit
CHem bol'she blizorukost' (ili dal'nozorkost') nablyudatelya, tem bol'she pridetsya peredvigat' okulyar. Naoborot, chem men'she fokusnoe rasstoyanie okulyara, tem
men'she nado ego peredvigat' pri toj zhe blizorukosti. Po privedennoj formule chitatel' bez truda opredelit, naskol'ko emu pridetsya peredvigat' okulyar, a znachat, i smozhet vychislit' neobhodimuyu dlinu okulyarnoj trubki.
Est' eshche neskol'ko prichin, po kotorym prihoditsya peredvigat' okulyar, dobivayas' nailuchshej fokusirovki. Pri izmeneniyah temperatury vozduha iz-za temperaturnyh deformacij zerkala ego radius krivizny i fokusnoe rasstoyanie izmenyayutsya, poetomu trebuetsya nekotoraya perefokusirovka okulyara. Perefokusirovka trebuetsya i pri smene okulyarov iz-za nebol'shih oshibok v razmerah ih oprav. Pri nablyudenii zemnyh predmetov, kogda rasstoyanie do predmeta ne ravno "beskonechnosti", prihoditsya slegka vydvigat' okulyar; etot effekt uzhe horosho zameten pri fokusnom rasstoyanii zerkala 1000 mm i rasstoyanii do ob®ekta menee 1,5--2 km.
Ishodya iz etih predposylok, vyberem prostejshuyu konstrukciyu fokusirovochnogo ustrojstva (ris. 56, a). Ono sostoit iz dvuh trubok: nepodvizhnoj 1, kotoraya krepitsya neposredstvenno k trube teleskopa, i podvizhnoj 2, kotoraya s treniem, no plavno peremeshchaetsya v pervoj. Trubki eti mozhno podobrat', vytochit' ili skleit' iz vatmana epoksidnoj smoloj. |tot material po svojstvam napominaet plastmassu. Trubki skleivayutsya na bolvankah podhodyashchih diametrov. Tolshchina stenok 1,5--2 mm.
Bol'shuyu po diametru trubku vkleivayut v krugloe otverstie v stenke truby teleskopa, kotoroe snachala vysverlivaetsya po okruzhnosti drel'yu, a potom obrabatyvaetsya polukruglym napil'nikom. CHtoby sklejka byla prochnoj, smochim v epoksidnoj smole zhgutik iz vaty, sledya za tem, chtoby vata polnost'yu propitalas' smoloj, i prokonopatim etim zhgutikom mesto sklejki, chtoby obrazovalsya plotnyj shov. Posle zatverdevaniya smoly obrabatyvaem shov napil'nikom.
Vstavim men'shuyu trubku v pervuyu i stanem, slegka povorachivaya ee, vdvigat' ili vydvigat'. CHtoby trubka ne provalivalas' v nepodvizhnuyu, na krayu podvizhnoj nado sdelat' bortik. V sluchae bumazhno-kleevoj trubki eto mozhet byt' neskol'ko sloev bumazhnoj poloski, nakleennoj na kraj trubki. Okulyar vstavlyaetsya v podvizhnuyu trubku takzhe na trenii.
Mozhno neskol'ko usovershenstvovat' eto ustrojstvo, esli na naruzhnoj trubke prosverlit' seriyu odinakovyh otverstij vdol' spiral'noj linii, a potom raspilit' ih nadfilem, chtoby poluchilsya krivolinejnyj napravlyayushchij paz odinakovoj shiriny. V pod-
vizhnoj trubke sverlitsya otverstie i narezaetsya metchikom rez'ba dlya vinta M4--M6. Vstaviv vint v napravlyayushchuyu shchel', vvernem ego v otverstie s rez'boj v podvizhnoj trubke. Vedya za vint 3, mozhno s udobstvom peremeshchat' podvizhnuyu trubku. Vmesto standartnogo vinta luchshe sdelat' special'nyj povodok. Dlya
etogo na sterzhne podhodyashchego diametra narezaem lerkoj rez'bu na dlinu chut' bol'she tolshchiny stenki podvizhnoj trubki. Ostal'nuyu chast' sterzhnya ostavlyaem gladkoj.
Esli vy imeete dostup k tokarno-vintoreznomu stanku, mozhno i podvizhnuyu trubku snabdit' rez'boj s shagom okolo 2 mm (Ris. 56, b). Rez'bu luchshe sdelat' odnozahodnuyu: tak i proshche i udobnee. V etom sluchae nepodvizhnaya trubka dolzhna byt' snabzhena flancem 5, s pomoshch'yu kotorogo ona krepitsya k trube teleskopa. Podvizhnaya trubka snabzhaetsya valikom s nakatkoj 4. Dlya togo chtoby okulyar nadezhno derzhalsya na svoem meste, nado na konce podvizhnoj trubki sdelat' propily, kak pokazano na ris. 56, a, v, i neskol'ko podognut' vnutr' obrazovavshiesya koncy.
Budet horosho, esli udastsya dostat' staroe fokusirovochnoe ustrojstvo mikroskopa s kremal'eroj: special'noj zubchatoj grebenkoj, po kotoroj katitsya zubchatoe koleso s tem zhe shagom zub'ev *). Na valu etogo kolesa ustanovlena ruchka -- shturval'chik, kotoruyu nablyudatel' vrashchaet. Zubchatoe koleso tolkaet grebenku, a ta v svoyu ochered' zastavlyaet podvizhnuyu trubku s okulyarom peredvigat'sya vdol' osi. § 37).
Esli u vas est' dostup k frezernomu stanku, mozhno grebenku narezat' pryamo na podvizhnoj trubke. Dlya etogo, vytochiv i tshchatel'no podognav podvizhnuyu trubku k nepodvizhnoj, ustanavlivaem podvizhnuyu trubku v tiskah frezernogo stanka perpendikulyarno k diskovoj fasonnoj zuboreznoj freze i nachinaem posledovatel'no narezat' zub za zubom, peremeshchaya karetku s tiskami vdol' osi trubki kazhdyj raz na velichinu shaga, kotoryj nado predvaritel'no zamerit' na special'no podobrannoj shirokoj shesterenke, kotoraya budet sluzhit' v okonchatel'no sobrannom uzle. Detali etogo ustrojstva horosho vidny na ris. 55, v.
Dlina podvizhnoj trubki dolzhna byt' takoj, chtoby pri samom bol'shom vydvizhenii ona na 1,5 svoego diametra ostavalas' v nepodvizhnoj trubke.
Vnutrennij diametr podvizhnoj trubki vybiraetsya iz rascheta, chtoby stenki trubki ne srezali konusa luchej. Priblizitel'no etot diametr mozhno opredelit', esli k diametru konusa luchej v tom sechenii ego, gde on vhodit v trubku, pribavit' linejnyj poperechnik polya zreniya. Esli pri opredelenii razmerov diagonal'nogo zerkala my dopuskali nekotoroe vin'etirovanie puchka na krayu, to v sluchae s okulyarnoj trubkoj vin'etirovanie dolzhno byt' isklyucheno, tak kak kraj trubki raspolozhen slishkom blizko k fokal'noj poverhnosti i granicy srezaemoj chasti slishkom rezki. Poetomu vin'etirovanie luchshe vsego polnost'yu isklyuchit'.
V mnogochislennyh rukovodstvah po lyubitel'skomu teleskopostroeniyu postoyanno ukazyvaetsya na to, chto bol'shaya massa teleskopa -- zalog ego vysokoj zhestkosti. |ta tendenciya, do sih por shiroko bytuyushchaya v lyubitel'skoj srede, privodit prosto k kur'eznym posledstviyam. Skladyvaetsya vpechatlenie, chto chasto lyubiteli sorevnuyutsya v tom, komu udalos' sdelat' teleskop samoj bol'shoj massy. Izvestny 150-millimetrovye reflektory massoj 500--800 kg. Ih truby-- neredko stal'nye cilindry s tolshchinoj stenok 3--5 mm! Dlya sravneniya ukazhem, chto gramotno skonstruirovannaya i snabzhennaya rebrami zhestkosti truba 600--700-millimetrovogo teleskopa obychno imeet tolshchinu stenok 2--3 mm. Eshche bolee razitel'nye rezul'taty my vidim, kogda professional'nyj konstruktor, kompleksno podhodya k zadache, ne tol'ko "vyzhimaet" maksimum vozmozhnogo iz mehanicheskoj chasti teleskopa, no eshche i vybiraet racional'nuyu opticheskuyu shemu. Tak, naprimer, teleskop sistemy SHmidta -- Kassegrena "Silestron-14", imeyushchij dejstvuyushchee otverstie diametrom 350 mm i ekvivalentnoe fokusnoe rasstoyanie 3500 mm, nastol'ko legok, chto ego perenosit odin chelovek! Pravda, opticheskaya sistema SHmidta-- Kassegrena slishkom slozhna dlya nachinayushchego lyubitelya, zato vpolne v ego silah proyavit' maksimum osmotritel'nosti pri vybore mehanicheskih konstrukcij uzlov teleskopa, chtoby pri maksimal'noj i vpolne razumnoj zhestkosti poluchit' minimal'nuyu
massu teleskopa. Krome chisto esteticheskoj storony etoj inzhenernoj zadachi, est' eshche i utilitarnaya storona dela: bol'shinstvo lyubitelej ne imeet postoyannoj observatorii i vynuzhdeno vynosit' teleskop na ploshchadku chashche vsego v odinochestve.
Iz sushchestvuyushchego mnogoobraziya konstrukcij truby teleskopa vyberem krugluyu trubu. Opisannaya v knige M. S. Navashina i drugih rukovodstvah "chikinskaya doska" slishkom primitivna i trebuet nenamnogo men'she truda, chem opisannaya zdes' kruglaya truba. Kvadratnaya truba, sdelannaya iz dereva, slishkom tyazhela, a sdelannaya iz metalla (naprimer, alyuminiya) slishkom trudoemka pri posredstvennyh kachestvah. Fermy, v tom chisle ferma Serryur'e [1], i predvaritel'no napryazhennaya ferma A. N. Pod®yapol'skogo [4, 6] slishkom trudoemki i racional'ny tol'ko dlya sravnitel'no bol'shih teleskopov, kogda drugogo razumnogo resheniya prosto net. Pri diametre zerkala do 300--400 mm i ee dline do 2--2,5 m net smysla otkazyvat'sya ot krugloj tonkostennoj truby.
Zametim, chto mnogie zarubezhnye firmy na protyazhenii uzhe dvuh desyatiletij vypuskayut takie truby podobnyh razmerov, skleennye iz steklotkani, a, nachinaya s konca 70-h godov, mnogie iz nih pereshli na bumazhno-kleevye truby kak eshche bolee racional'nye. Dlya teleskopov ukazannyh razmerov zhestkost' etih trub vpolne dostatochna, a massa nesoizmerimo men'she massy metallicheskih.
Esli diametr truby nebol'shoj, podberem bolvanku iz dereva, metallicheskuyu ili asbocementnuyu trubu s naruzhnym diametrom, ravnym vnutrennemu diametru truby teleskopa. |tot poslednij dolzhen byt' na 25-- 30 mm bol'she diametra zerkala, no esli razmery opravy vynuzhdayut vzyat' bol'shij diametr, znachit, nado ego uvelichit'. Na etu bolvanku plotno namatyvaem dva sloya gazetnoj bumagi, i chtoby ona ne razmatyvalas', "prihvatyvaem" kancelyarskim kleem ili izolentoj. Posle etogo smazyvaem gazetu kakim-nibud' maslom, chtoby ona vposledstvii ne prilipla k epoksidnoj smole.
Prigotovim 150--200 g epoksidnoj smoly. Oborachivaem bolvanku odnim sloem vatmana bez smoly i posle etogo namazyvaem polosu shirinoj 200--300 mm vdol' truby smoloj na vnutrennej storone bumagi. Namazyvat' luchshe vsego shirokoj lopatkoj v vide shpatelya, postoyanno sledya za tem, chtoby sloj smoly byl odinakovoj tolshchiny i bez neodnorodnostej. Nuzhno, chtoby vatman namatyvalsya sovershenno rovno, ne perekashivayas' pri namotke. Posle primerki namatyvaem smazannuyu chast' na bolvanku i namazyvaem eshche 200--300 mm. Namatyvaya vatman, ochen' vazhno sledit' za tem, chtoby mezhdu sloyami ne obrazovyvalos' pustot. Esli eto proizoshlo, nuzhno postarat'sya vydavit' vozduh, razglazhivaya list. Esli eto ne pomogaet, nado lezviem britvy nadrezat' "puzyr'" i vydavit' vozduh v razrez, razgladiv bumagu.
Smola bystro tverdeet, poetomu ne nuzhno gotovit' ee bolee 200 g. Kogda smola konchaetsya, ochen' vazhno ochistit' posudu, ne ostaviv tverdeyushchej smoly, tak kak v sleduyushchej porcii smoly budut popadat'sya tverdye komochki, kotorye trudno ustranit'.
Obychno shirina lista vatmana nedostatochna dlya polnoj dliny truby, v etom sluchae skleivaem dve truby dlinoj v shirinu vatmana i polovinnoj tolshchiny. Posle zatverdevaniya obeih polovinok sostavlyaem ih torcami i navorachivaem list vatmana na styk. Dlya luchshej stykovki trub ochishchaem kraya ot naplyvov smoly i koso namotavshihsya kraev truby. Navernuv srednyuyu chast' truby, navorachivaem bumagu na ee koncy. SHirina etih polos, razumeetsya, men'she polnoj shiriny bumagi. Podobnym obrazom postupaem, esli dlina bolvanki mala. Nuzhno sledit' za tem, chtoby shvy vsegda byli "v razbezhku" -- ne sovpadali odin s drugim. Vazhno, chtoby bumaga ili steklotkan' ne prosto skleivalis', a horosho propityvalis' na vsyu tolshchinu lista. Tol'ko v etom sluchae poluchaetsya dostatochno odnorodnaya i prochaya massa. Poetomu nuzhno, chtoby smola byla ne slishkom gustoj. Esli ona gusta, mozhno dobavit' plastifikatora ili prosto acetona. Aceton nalivaetsya v posudu, kuda nalozhena gustaya smola bez otverditelya i ostavlyaetsya do polnogo rastvoreniya smoly. Obychno na eto trebuetsya okolo sutok.
Obshchaya tolshchina stenok truby 150-millimetrovogo reflektora dolzhna byt' 3--4 mm, esli truba skleena iz vatmana i 2--3 mm, esli iz steklotkani. Raschety pokazyvayut, chto zhestkost' na prodol'nyj izgib 200-millimetrovoj truby (dlya 150--170-millimetrovogo
zerkala) pri tolshchine bumazhnyh stenok 3--4 mm s epoksidnoj smoloj ne nizhe, chem zhestkost' na izgib sploshnogo stal'nogo sterzhnya diametrom okolo 65 mm. Na pervyj vzglyad etot rezul'tat kazhetsya sovershenno bessmyslennym. CHut'e podskazyvaet nam, chto stal'noj sterzhen' dolzhen byt' znachitel'no zhestche bumazhnogo. No esli vspomnit', chto sejchas rech' idet tol'ko o zhestkosti pri prodol'nom izgibe truby ot sovershenno ravnomerno raspredelennoj po nej nagruzki, to takoj rezul'tat udivlyat' ne budet.
V dejstvitel'nosti na trubu dejstvuyut neskol'ko sosredotochennyh nagruzok: ves opravy i zerkala, opravy diagonal'nogo zerkala, okulyarnogo uzla i, nakonec, reakciya opory -- osi sklonenij, k kotoroj prikreplena truba. Esli na stenku tonkostennoj truby vozdejstvovat' bol'shoj sosredotochennoj nagruzkoj, naprimer prosto sil'no nadavit' rukoj, ona prognetsya, a mozhet i prolomit'sya. Dlya togo chtoby etogo ne sluchilos', nado vvesti neskol'ko reber zhestkosti, kotorye, malo dobavlyaya v masse, znachitel'no uvelichat zhestkost' pri sosredotochennyh nagruzkah. |ti rebra mogut vyglyadet' kak dopolnitel'nye kol'ca iz metalla ili vse toj zhe bumagi ili steklotkani. Na ris. 57, a pokazana takaya truba v razreze. Snachala skleivayutsya kol'ca tolshchinoj primerno 4--5 mm i dlinoj po 100 mm dlya koncov truby i 200 mm dlya togo mesta, gde budet krepit'sya os' sklonenij. Potom na eti kol'ca navorachivayutsya sloi sobstvenno truby. Rebra zhestkosti mozhno navernut' i sverhu truby, no pri etom neskol'ko postradaet vneshnij vid teleskopa.
Esli avtoru knigi ne udalos' ubedit' chitatelya v celesoobraznosti bumazhno-kleevoj truby ili truby iz stekloplastika, on mozhet izgotovit' i metallicheskuyu trubu. Materialom zdes' budet sluzhit' listovaya, 0,5--0,8 mm, stal' ili listovoj alyuminij. Tolshchina sloya alyuminiya 0,8--1 mm. V kachestve reber zhestkosti mozhno ispol'zovat' tri starye alyuminievye kastryuli s nezaval'covannymi krayami, dno kotoryh vyrezaetsya s takim raschetom, chtoby ostavalsya vnutrennij bortik shirinoj okolo 15 mm dlya nizhnego konca truby, 10 mm dlya srednej chasti i okolo 5 mm dlya verhnej chasti (ris. 57, b). Vprochem, ot tret'ej kastryuli mozhno otkazat'sya, esli zaval'cevat' verhnij kraj truby. Delaetsya eto s pomoshch'yu ploskogubcev, kotorymi postepenno otgibaya naruzhu kraj na shirinu 8--10 mm, my obhodim vsyu okruzhnost' (ris. 56, g). Posle pervogo kruga, kogda kraj otognut na 40--45º, povtoryaem operaciyu, otgibaya kromku na 5--6 mm eshche
a)
v) g)
Ris. 57. Konstrukciya krugloj truby. a) Bumazhnaya truba, b) metallicheskaya truba, v) klepka, g) val'cevanie.
na 45º, nakonec, otgibaem kromku shirinoj okolo 2--3 mm eshche na 45º.
Prodol'nyj shov svernutogo v trubu lista sklepy vyem (ris. 57, v) ili soedinyaem boltami s gajkami. Kastryuli tak zhe priklepyvayutsya ili soedinyayutsya s truboj vintami. Nado obyazatel'no imet' v vidu, chto zhestkoj budet takaya truba, gde rebra zhestkosti (kastryuli bez dna) budut vstavleny v trubu s dostatochnym treniem tak, chtoby rebra slegka raspirali trubu.
Dazhe posle togo kak my vveli rebra zhestkosti, nado racional'no raspredelit' vneshnie nagruzki. Pod shlyapki vintov, kotorymi opornaya plastina
oprava zerkala krepitsya k trube, nado podlozhit' shajby, chtoby uvelichit' ploshchad' opory shlyapki. To zhe nado sdelat' vo vseh sluchayah, kogda shlyapka ili gajka opiraetsya neposredstvenno na bumagu ili steklotkan'.
Okulyarnaya trubka krepitsya k trube s pomoshch'yu flanca. Dlya togo chtoby ploskaya poverhnost' flanca sochlenyalas' s cilindrom truby, na trube nado sdelat' "priliv", imeyushchij ploskuyu poverhnost'. Vokrug kruglogo otverstiya dlya puchka luchej na stenke truby teleskopa sdelaem iz plastilina dva bortika -- odin po diametru otverstiya, a vtoroj- po naruzhnomu diametru flanca. Vysota bortika po vsej okruzhnosti dolzhna byt' odinakovaya i prevyshat' naibolee vysokuyu chast' gorizontal'no polozhennogo cilindra truby na 3-- 5 mm. Mezhdu dvumya bortikami nalivaem epoksidnuyu smolu. CHtoby v dal'nejshem smola ne rastreskalas', ee nado armirovat' s pomoshch'yu kusochkov lyuboj tkani, luchshe steklotkani. |ti kusochki pogruzhayutsya v smolu, smachivayutsya v nej i ukladyvayutsya mezhdu plastilinovymi bortikami. Posle togo kak vysota etogo sloya materii i smoly na 2--3 mm ne dojdet do kraya bortikov, ostanovimsya i, esli nado, nemnogo dol'em smoly, chtoby poverhnost' "priliva" stala sovershenno rovnoj. Ostorozhno polozhim trubu tak, chtoby "priliv" obrazoval poverhnost', perpendikulyarnuyu k opticheskoj osi okulyara. Posle zatverdevaniya smoly v "prilive", tak zhe kak i vo flance okulyarnoj trubki, sverlyatsya otverstiya dlya krepezhnyh boltikov, kotoryh dolzhno byt' 3 ili 4 (sm. ris. 56, a).
Mozhno postupit' i inache. Iz 2-millimetrovogo lista alyuminiya ili 1--1,5-millimetrovogo lista stali vyrezhem pryamougol'nik. Kraya ego sognem, kak pokazano na ris. 56, b, v. Sgibat' nuzhno v tiskah, postukivaya molotkom vozle mesta, gde plastina zazhata.
Posle sgibaniya nachertim chertilkoj okruzhnost' togo zhe diametra, chto i diametr okulyarnoj truby. Vysverlim drel'yu ili na sverlil'nom stanke central'nuyu chast' okruzhnosti i obrabotaem ee kraj polukruglym napil'nikom. Plastinku ukrepim vintami na trube, a k nej privernem flanec nepodvizhnoj trubki okulyarnogo uzla. Nesmotrya na kazhushchuyusya slabost'. takoj plastiny, uzel poluchaetsya ochen' zhestkim. Vazhno tol'ko, chtoby vse tri grani izognutoj plastiny byli prikrepleny vintami k trube, kak pokazano na ris. 56,b,v.
Iskateli (sm. § 59) chashche vsego krepyatsya dvumya razlichnymi sposobami. Naibolee rasprostranen sposob, kogda iskatel' vstavlyaetsya v dva kol'ca, ustanovlennyh na nekotorom rasstoyanii na trube. Trubka
a)
b)
Ris. 58. Kreplenie iskatelej.
iskatelya podderzhivaetsya v kazhdom iz kolen, tremya vintami. Vrashchaya golovki vintov, my mozhem naklonyat' opticheskuyu os' iskatelya v tu ili inuyu storonu. Kol'ca so stojkami mogut byt' otlity iz alyuminiya ili vytocheny na tokarnom stanke, a dugi, s pomoshch'yu kotoryh oni krepyatsya k trube, mozhno vyrezat' i obrabotat' vruchnuyu iz 10-millimetrovogo alyuminiya. Na ris. 58, a pokazana forma stoek, blagodarya kotoroj nagruzka ot iskatelya horosho raspredelyaetsya na dovol'no bol'shuyu ploshchad'.
Vtoroj sposob neskol'ko napominaet yustirovochnoe prisposoblenie opravy glavnogo zerkala. Zdes' s pomoshch'yu treh vintov i vozvratnyh pruzhin yustiruyutsya dva diska, odin iz kotoryh zhestko ukreplen na trube, a vtoroj zhestko skreplen s iskatelem (ris. 58, b).
Teper', kogda dostroeny truba i opravy zerkala i prizmy, mozhno sobrat' teleskop i ot®yustirovat'
Ris. 59. YUstirovka teleskopa N'yutona.
ego. Kto-to sravnil refraktor s royalem, vsegda gotovym k rabote, a reflektor so skripkoj, kotoruyu pered igroj nado nastroit'. Odnako process yustirovki n'yutonovskogo teleskopa prost, i delat' eto trebuetsya 2-3 raza v god.
Rassmotrim process yustirovki (Ris. 59). Iz fokusirovochnoj trubki vynimaem okulyar i smotrim na prizmu, sledya za tem, chtoby verhnij i nizhnij kraya trubki byli vidny strogo koncentrichnymi -- eto vazhno na protyazhenii vsej yustirovki (ris. 59, a). Dal'she obratim vnimanie na polozhenie prizmy otnositel'no trubki. Esli centr prizmy ne sovpadaet s centrom trubki, privedem ee v nadlezhashchee polozhenie (ris. 59, b). Kak eto sdelat', skazano pri opisanii konstrukcii oprav prizmy i diagonal'nogo zerkala. Sleduyushchij shag -- tak naklonit' prizmu v oprave, chtoby otrazhenie glavnogo zerkala v nej stalo koncentrichnym (ris. 59, v). Nakonec, naklonyaya glavnoe zerkalo s pomoshch'yu yustirovochnyh vintov opravy, dob'emsya togo, chtoby i otrazhenie prizmy v glavnom zerkale stalo koncentrichnym so vsemi detalyami i ih otrazheniyami. V etot moment vse detali okazhutsya na edinoj opticheskoj osi teleskopa (ris. 59, g), a v centre otrazheniya prizmy budet vidno otrazhenie glaza nablyudatelya. V nekotoryh rukovodstvah rekomenduetsya oboznachit' centry glavnogo i vspomogatel'nogo zerkal (ili prizmy) perekrestiyami iz nitej. Odnako pri otnositel'nom otverstii 1/6--1/8 dostatochno toj tochnosti, s kotoroj eto sdelali my.
Dlya togo chtoby izbezhat' otrazhenij ot vnutrennih stenok truby i drugih detalej na puti puchka sveta, vse oni krasyatsya chernoj matovoj kraskoj, naprimer temperoj ili maslyanoj kraskoj, v kotoruyu dobavlen dlya matovosti skipidar.
Prostejshaya nemeckaya montirovka, tak zhe kak azimutal'naya, mozhet byt' sobrana iz vodoprovodnogo trojnika, neskol'kih obrezkov trub i pary stopornyh vintov (ris. 60). Dlya togo chtoby os' sklonenij vrashchalas' plavno, nado v trojnik 1 dobavit' paru mednyh ili latunnyh vtulok 2. Dlya etogo na koncah tolstostennoj mednoj ili latunnoj truby podhodyashchego diametra narezaem rez'bu na tokarnom stanke ili special'nym rez'bonarezatelem, kotoryj mozhno najti v lyuboj santehnicheskoj masterskoj. Posle narezaniya rez'b otrezaem kusochki etih trub s takim raschetom, chtoby posle togo kak koncy s rez'bami budut zavernuty v trojnik, vtulka na 2--4 mm vystupala iz trojnika, chtoby eti vtulki ne vyvorachivalis', ih mozhno "posadit'" na kakoj-nibud' klej. V tretij patrubok trojnika vstavim dlinnuyu trubku 3 -- eto budet polyarnaya os'.
Vo vtulki osi sklonenij vstavlyaem sobstvenno os'.
|to truba ili sterzhen' takoj dliny, chtoby na nem mozhno bylo ukrepit' kak teleskop 5, tak i protivoves 6. Tak kak zhelatel'no, chtoby ves protivovesa ne
byl slishkom bol'shim, nuzhno uvelichit' dlinu plecha, na kotorom krepitsya protivoves. Konechno, udlinenie eto nuzhno sdelat' v razumnyh predelah -- skazhem, dlina plecha osi, gde krepitsya protivoves, mozhet byt' na 30--50% bol'she dliny plecha, na kotorom krepitsya truba teleskopa.
K osi sklonenij nado zhestko prikrepit' trubu. Dlya etogo vytochim ili podberem flanec 7, v kotorom
Ris. 60. Uzel osej montirovki.
1--trojnik, 2--bronzovye vtulki, 3--vertikal'naya (ili polyarnaya) os', 4--gorizontal'naya os' (ili os' sklonenij), 5--truba teleskopa, 6 -- protivoves, 7 -- flanec, 8 -- bronzovye vtulki, 9 -- korpus vertikal'noj osi, 10--vint, preduprezhdayushchij vypadenie osi, 11--stopornye vinty (tormoza), 13 -- homut.
prosverlim otverstie togo zhe diametra, chto i os'. Luchshe, esli eto otverstie budet men'she na 0,1 mm. Togda, nagrev flanec do temperatury 100--150º, vstavim v nego os'. Posle ostyvaniya flanca ego razmery sokratyatsya, i on zhestko "syadet" na os'. Esli ne udastsya ustanovit' flanec na "goryachuyu" posadku, pridetsya v nem sdelat' dva otverstiya cherez 120º. V sootvetstvuyushchih mestah osi prosverlim otverstiya i narezhem v nih rez'bu. Posle etogo zakrepim flanec na osi s pomoshch'yu vintov. Dlya osi diametrom 25--30 mm nuzhno vzyat' vinty M6 -- M8. Mozhno plotno nasadit' flanec na os' s epoksidnoj smoloj ili prosto privarit' ego k osi. Esli chitatel' v sostoyanii naladit' u sebya lit'e alyuminiya v ego prostejshih formah, mozhno os' zalit' (zaformovat') v plastinu, k kotoroj krepitsya teleskop. O tom, kak eto sdelat', rasskazano dal'she.
Protivoves dolzhen legko i prosto zakreplyat'sya na osi, a v sluchae nuzhdy legko peremeshchat'sya vdol' osi dlya balansirovaniya. Krome togo, vazhno, chtoby vo vremya raboty protivoves sluchajno ne soskol'znul s osi, kogda etot konec napravlen vniz. CHtoby izbezhat' padeniya protivovesa, luchshe vsego na otrezke osi, gde on peremeshchaetsya, narezat' rez'bu. V centre zhe samogo protivovesa takzhe nado narezat' rez'bu. Teper' protivoves legko peremeshchaetsya po osi, a kontrgajka ego nadezhno fiksiruet. Mozhno i na gladkoj osi ustanovit' protivoves, kotoryj budet fiksirovat'sya nebol'shim vintom, a dlya togo chtoby protivoves ne upal, na konce osi ustanovim nebol'shoj vint, kotoryj zaderzhit ego, esli on soskol'znet.
Polyarnaya os' prochno vvorachivaetsya v srednij patrubok trojnika. Nizhnij konec osi vstavlyaetsya vo vtulki 8, plotno ustanovlennye v korpuse osi 9. Vtulki mogut byt' ustanovleny na "goryachej" posadke, vstavleny na kleyu ili fiksirovany vintami, prohodyashchimi skvoz' trubku -- korpus osi. Dlya togo chtoby osi ne vypadali iz korpusov, na koncah poslednih sleduet vvernut' po vintiku 10, kotorye vhodyat v pazy, protochennye v osyah.
Teper' polyarnuyu os' nado ustanovit' pod uglom k gorizontu, ravnym shirote mesta nablyudenij. Proshche vsego ee privarit' primerno pod etim uglom k vertikal'noj stojke, kotoraya budet sluzhit' osnovaniem montirovki. V odnom iz reflektorov-kometoiskatelej kluba im. D. D. Maksutova korpus polyarnoj osi byl prikreplen k stojke s pomoshch'yu epoksidnoj smoly i steklotkani. V stojke predvaritel'no byl sdelan srez pod uglom 55º k gorizontu. Posle etogo srez truby byl obrabotan napil'nikom tak, chtoby korpus polyarnoj osi lozhilsya na srez, kak v lozhe. Zatem byli narezany uzkie (25--30 mm) polosy, kotorye smachivalis' epoksidnoj smoloj, i korpus osi primatyvalsya imi k stojke. Posle zatverdevaniya smoly stekloplastik obrabatyvaetsya napil'nikom. Soedinenie osej
mozhno osushchestvit' takzhe s pomoshch'yu litejnoj tehniki (sm. § 51).
Ris. 61. Plastiny i homuty dlya krepleniya truby teleskopa k osi sklonenij.
Nakonec, rassmotrim prostoj sposob krepleniya truby teleskopa k osi sklonenij. Flanec, navarennyj ili privinchennyj k koncu osi sklonenij, imeet slishkom maluyu ploshchad', chtoby k nemu neposredstvenno mozhno bylo krepit' bumazhnuyu ili stekloplastikovuyu trubu. Poetomu k flancu prikrepim shest'yu vintami M6 -- M8 pryamougol'nuyu plastinu tolshchinoj 10--12 mm, a uzhe k nej trubu. CHtoby ploskuyu poverhnost' plastiny sochlenit' s cilindricheskoj truboj, nado na koncah plastiny ukrepit' paru dugoobraznyh detalej -- lozh (1 na ris. 64 ). |ti detali mozhno vypolnit' iz alyuminiya, stali, v krajnem sluchae i iz mnogoslojnoj fanery. Tolshchina dug -- 10--20 mm. S pomoshch'yu kleya i vintov M4 oni prikreplyayutsya k plastine. Tak kak v dal'nejshem oni budut rabotat' tol'ko na szhatie -- prizhimat'sya k plastine, smysla v osobo zhestkom ih kreplenii net. Posle zakrepleniya dug na plastine nado ukrepit' dva, a mozhno i odin homut, kotoryj budet prizhimat' trubu k plastine (ris. 61). |ti homuty delayutsya iz prochnyh remnej s pryazhkami ili iz 1--2-millimetrovogo metalla. Esli ih dva, to oni ustanavlivayutsya na koncah plastiny, esli odin -- v seredine. Metallicheskie homuty styagivayutsya vintami. Pri zatyagivanii homutov ne nuzhno opasat'sya prilagat' bol'shie usiliya. Bol'shoe usilie pri zatyagivanii sozdast predvaritel'noe napryazhenie v stenkah truby, a eto privedet k uvelicheniyu zapasa prochnosti i zhestkosti. |to usilie (szhatie) dejstvuet po okruzhnosti stenki truby, nikak ne izgibaya ee, a tol'ko szhimaya. Dlya etogo nuzhno, chtoby homuty i dugi, na kotoryh lezhit truba, ohvatyvali ves' perimetr truby ne ostavlyaya svobodnyh promezhutkov bolee 1--2 sm. V protivnom sluchae usiliya v homutah nado neskol'ko umen'shit', chtoby v svobodnyh, ne ohvachennyh homutami uchastkah truby stenku ne "vyperlo" i ona ne poteryala ustojchivosti. Vprochem, i pri nepolnom prilezhanii truby usiliya mogut byt' dostatochno bol'shimi. |to kreplenie gorazdo nadezhnee i zhestche, chem kreplenie truby vintami neposredstvenno k plastine ili lozham. Krome togo, ono pozvolyaet legko otdelyat' trubu ot montirovki, a eto vazhno pri perenose teleskopa. Ono takzhe pozvolyaet peremeshchat' trubu vdol' ee osi dlya balansirovki i povorachivat' vokrug osi, chtoby pridat' okulyaru zhelaemoe napravlenie (vbok, vverh i t. p.).
V teh sluchayah, kogda diametr zerkala bol'she 150 mm ili kogda po kakim-nibud' inym prichinam truba tyazhela, uzlu krepleniya truby nado pridat' bolee racional'nuyu formu. Prezhde vsego, kol'ca -- homuty, v kotoryh lezhit truba, pridetsya sdelat' zhestkimi -- litymi ili vyrezannymi iz metallicheskoj truby podhodyashchego diametra. Na odnoj storone homuta ustanovim sharnir, kak pokazano na ris. 62. Na drugoj storone homutov -- prilivy dlya krepleniya styagivayushchego vinta. ZHestkost' uzla dostigaetsya za schet racional'nogo napryazheniya v stenkah truby (szhatie bez izgiba).
Plastina osi sklonenij dlya zhestkogo krepleniya k osi dolzhna imet' priliv, kuda zapressovana os', i rebra zhestkosti, kotorye idut ot priliva k uglam plastiny i imeyut maksimal'noe sechenie okolo priliva i shodyat na net na koncah. Tolshchina plastiny i reber okolo 6--8 mm, esli truba imeet diametr do 200 mm i dlinu okolo 1500 mm. Tolshchina homutov 3-- 5 mi, a shirina 15--25 mm. Opisannaya konstrukciya plastiny znachitel'no zhestche predydushchej, no ee ves ostaetsya pochti neizmennym.
Ris. 63. Bolee zhestkaya konstrukciya krepleniya truby.
Rebristuyu plastinu mozhno bez poteri zhestkosti zamenit' cilindricheskoj. V etom sluchae ona vyrezaetsya avtogenom ili vysverlivaetsya drel'yu iz tolstostennoj truby. Priliv privarivaetsya, na nem sverlitsya otverstie, v kotorom narezaetsya rez'ba dlya stopornogo vinta, a os' sklonenij vvorachivaetsya na rez'be v priliv.
Na ris. 63, a pokazany nagruzki, dejstvuyushchie na osi ekvatorial'noj montirovki, i izgibayushchie momenty. Ishodya iz togo, chto po mere uvelicheniya izgibayushchego momenta nado uvelichivat' i sechenie osi, zdes'
a)
Ris. 63. Nagruzki na ekvatorial'nuyu montirovku. a) |pyury izgibayushchih momentov i b) racional'naya forma osej.
zhe privedeny i naibolee racional'nye s tochki zreniya progibov prodol'nye secheniya osej (ris. 63, b). Konechno, na praktike mozhno neskol'ko uprostit' secheniya i dazhe prosto vzyat' ih postoyannymi po vsej dline, no v etom sluchae nado pomnit', chto bez zametnogo uvelicheniya zhestkosti my znachitel'no uvelichivaem ves osi. Poskol'ku chasto osi delayutsya postoyannogo poperechnogo secheniya po vsej dline, to uvelichenie vesa osi ochen' zametno. Pravda, i k racional'nomu secheniyu nado podhodit' tvorcheski. Naprimer, sechenie osi sklonenij na konce protivovesa mozhet byt' vybrano men'she, chem na ostal'nyh uchastkah, tak kak progiby konca protivovesa ne tak vazhny, kak progiby na ostal'nyh uchastkah. Odnako chrezmernoe umen'shenie secheniya osi na konce protivovesa mozhet privesti k oshchutimym vibraciyam, kotorye budut peredavat'sya vsej montirovke.
V nekotoryh rukovodstvah rekomenduetsya podshipniki osej ustanovit' na pryamougol'nyh plastinah. V etom sluchae odna iz plastin, na kotoroj krepitsya polyarnaya os', ustanavlivaetsya naklonno k gorizontu, a vtoraya krepitsya k flancu na konce polyarnoj osi. Na pervyj vzglyad takaya konstrukciya mnogo proshche. Odnako eto kazhushchayasya prostota. Na dele eta konstrukciya bolee trudoemka, a samoe glavnoe, znachitel'no menee zhestkaya. Zamena trub v kachestve korpusov osej na plastiny privodit k uvelicheniyu vesa uzla v 4 raza pri toj zhe zhestkosti ili k potere zhestkosti v 20-- 25 raz pri tom zhe vese. Mozhno plastinu zamenit' shvellerom, no i v etom sluchae my proigraem v zhestkosti po sravneniyu s truboj.
Krome togo, v sluchae trubchatyh korpusov znachitel'no legche ustanovit' tormoza i mikrometricheskie klyuchi tonkih dvizhenij, a takzhe chasovoj mehanizm s chervyachnoj paroj.
Proshche vsego soedinit' korpus osi sklonenij i polyarnuyu os', privariv konec polyarnoj osi k korpusu osi sklonenij. Vazhno pri etom prosledit' za strogij perpendikulyarnost'yu obeih osej. Mozhno vypolnit' eto soedinenie s pomoshch'yu lit'ya (sm. nizhe).
No luchshe vsego vypolnit' etot uzel razbornym (ris. 64). Dlya etogo k bokovoj poverhnosti korpusa osi sklonenij 2 privarim krugluyu stal'nuyu plastinu 3 diametrom primerno na 50% bol'she diametra korpusa, a na polyarnoj osi vytochim ili privarim s posleduyushchej protochkoj flanec togo zhe diametra 4, chto i kruglaya plastina. Posle etogo polyarnaya os' cherez flanec krepitsya k krugloj plastine na korpuse osi sklonenij s pomoshch'yu vintov.
Ishodya iz raschetov i mnogoletnego opyta lyubitelej, mozhno rekomendovat' diametry dlya osi sklonenij i diametr na severnom podshipnike dlya polyarnoj osi ravnym 30 i 40 mm sootvetstvenno pri rasstoyanii mezhdu podshipnikami okolo 200--250 mm, esli rech' idet o 150-millimetrvom teleskope. Po mere uveli
cheniya diametra zerkala masshtab izobrazheniya uvelichivaetsya proporcional'no pervoj stepeni diametra zerkala. V to zhe vremya nagruzki i, v chastnosti, ves -- proporcional'ny 3-j stepeni. ZHestkost' zhe osej proporcional'na 4-j stepeni ih diametra (konechno pri odnom i tom zhe materiale). Takim obrazom, pri uvelichenii diametra zerkala nado proporcional'no uvelichit' i diametr osej. Naprimer, dlya zerkala diametrom 250 mm vyberem diametr osej 50 mm.
Ris. 64. |kvatorial'naya montirovka s sharikopodshipnikami.
1 -- plastina i lozhe dlya krepleniya truby 1 teleskopa, 2--korpus osi sklonenij, 3--plastina dlya krepleniya k polyarnoj osi, 4--flanec polyarnoj osi, 5 -- sharikopodshipniki.
Osi sovershennoj nemeckoj montirovki mozhno ustanovit' v sharikovyh podshipnikah, a podshipniki dolzhny byt' zapressovany v korpusah, imeyushchih formu trub. Dlya etogo koncy korpusov nado rastochit' s takim raschetom, chtoby vnutrennij diametr korpusa byl na 0,05 mm men'she naruzhnogo diametra podshipnika. Posle rastochki korpus nagrevaetsya do 100--150º i podshipniki zakladyvayutsya v korpus. Posle ostyvaniya korpusa podshipnik okazyvaetsya plotno sidyashchim na meste. Nuzhno prosledit' za tem, chtoby raznica v diametrah ne prevyshala 0,05 mm, inache podshipnik mozhet okazat'sya perezhatym i budet ploho rabotat'.
Luchshe, odnako, rastochit' korpus tak, chtoby podshipnik stanovilsya na mesto s treniem, no bez lyufta. V etom sluchae ves' uzel okazhetsya razbornym, no dlya togo, chtoby podshipniki ne vypadali, pridetsya sdelat' kolpachki, kotorye budut nadevat'sya na korpusa i uderzhivat' podshipniki ot vypadeniya. |ti kolpachki budut odnovremenno zashchishchat' podshipniki ot pyli i gryazi.
Izgibayushchij moment, a vmeste s nim i sechenie vilki vozrastayut po mere prodvizheniya ot koncov konsolej k ih osnovaniyu i dalee k seredine traversy -- k mestu, gde krepitsya polyarnaya os' (ris. 65, a). V sootvetstvii s etim rassmotrim razlichnye varianty konstrukcii vilki. Konechno, kak i prezhde, koe-gde my mozhem otstupit' ot principa naibol'shej vygody i, vozmozhno, kakie-to elementy budut rabotat' s nekotoroj nedogruzkoj. Odnako vezde, gde eto vozmozhno, nado starat'sya priderzhivat'sya optimal'noj formy vilki i osej.
Na ris. 65 pokazany neskol'ko variantov vilki. Na ris. 65, b pokazana vilka, svarennaya iz tolstostennyh trub. Ih diametr dlya 150-millimetrovogo teleskopa s 1200-millimetrovoj truboj sostavit 50--60 mm pri tolshchine stenok okolo 3 mm. Pravda, nado imet' v vidu, chto eto spravedlivo pri uslovii, chto centr tyazhesti truby smeshchen vniz i raspolozhen na rasstoyanii 1/3 dliny truby teleskopa ot nizhnego konca. V etom sluchae dlina konsolej sostavit primerno 450-- 500 mm. Esli dlina konsolej bol'she, zhelatel'no uvelichit' diametr traversy, kak pokazano na ris. 65, v. Dlya 250-millimetrovogo teleskopa diametr konsolej sostavit okolo 60--70 mm pri dline primerno 500-- 600 mm, a diametr traversy--80--100 mm.
Na ris. 65,g pokazana vilka, svarennaya iz shvellera. Dlya 150-millimetrovogo teleskopa s truboj 1200 mm podhodyashchim budet shveller No 6--7. Svarku mozhno zamenit' "kosynkami", s pomoshch'yu kotoryh skreplyayutsya traversa i konsoli. Kosynki priklepyvayutsya ili privorachivayutsya vintami.
Na ris. 65, d izobrazhena vilka s tavrovym secheniem konsolej i traversy. Sechenie udobno tem, chto ono legko mozhet byt' otlito iz silumina ili alyuminiya. V razdele, posvyashchennom lit'yu v lyubitel'skih usloviyah, podrobno rasskazano ob izgotovlenii modeli formy i otlivki vilki etogo secheniya.
Ris. 65. Vidy vilok
a) Optimal'naya, b, v) iz trub, g) iz shvellerov, d) litaya, e) svarnaya iz tonkih trub.
Vilku mozhno svarit' iz 25--30-millimetrovyh trub, kak pokazano na ris. 65, e.
V poslednie gody sredi lyubitelej teleskopostroeniya poluchili shirokoe rasprostranenie vizual'nye teleskopy N'yutona prostejshih konstrukcij, prednaznachennye dlya vizual'nyh nablyudenij komet, tumannostej, zvezdnyh skoplenij i galaktik. Neredko eti teleskopy dostigayut ogromnyh po lyubitel'skim masshtabam razmerov -- vplot' do 600 mm. V sushchnosti eto ogromnye podzornye truby. Delayutsya oni na ustanovke Dobsona, pokazannoj na ris. 49, b.
Dlya zhestkosti konsoli "shvacheny" s odnoj storony stenkoj. Poluosi -- metallicheskie diski, privernutye k stenkam kvadratnoj truby. Vyrezy na koncah konsolej okleeny fetrom. Po vysote teleskop vrashchaetsya na trenii. Vertikal'naya "os'" -- dve plastiny iz 10--20-millimetrovoj fanery s prokladkoj lista zhesti dlya luchshego skol'zheniya. Podobno povorotnomu stoliku dlya shlifovki obe plastiny v centre "shvacheny" boltom. Esli bol'shie teleskopy s uspehom rabotayut na takih montirovkah, to tem bolee sleduet rekomendovat' podobnuyu vilku dlya nebol'shih teleskopov nachinayushchih lyubitelej.
Poluosi osi sklonenij v vilochnoj montirovke luchshe ustanavlivat' na konsolyah, a podshipniki etih osej na trube. Bol'shoe znachenie pri ustanovke poluosej imeet to, chto oni dolzhny lezhat' strogo na odnoj pryamoj, yavlyayas' prodolzheniem odna drugoj. |to uslovie takzhe legche vypolnit' pri ustanovke poluosej na konsolyah, a ne na trube, kak eto do sih por chashche vsego delalos'. V etom sluchae na konsolyah krepitsya sploshnoj kruglyj sterzhen' ili truba. Posle togo kak koncy etoj truby nadezhno ustanovleny na svoe mesto i zakrepleny, vypilim nozhovkoj srednyuyu chast' etoj truby, ostaviv tol'ko poluosi. Posle etogo mozhno otvernus' poluosi ot konsolej i dopolnitel'no obrabotat', naprimer protochit' na tokarnom stanke torcy, otrezannye nozhovkoj, a potom ih legko ustanovit' na mesto bez opaseniya, chto oni okazhutsya ne na odnoj pryamoj.
Dlya pravil'noj ustanovki podshipnikov na trube vytochim ili podberem kruglyj sterzhen', kotoryj budet sluzhit' opravkoj, a na nego "posadim" podshipniki. Ustanovim podshipniki na trubu i nadezhno za
krepiv ih, uberem opravku (ris. 66). Luchshe vsego krepit' skol'zyashchie ili sharikovye podshipniki 2 k trube s pomoshch'yu trehgrannoj plastiny, napodobie togo, kak my krepili okulyarnyj uzel (sm. § 47). Dlya 150-millimetrovogo teleskopa dostatochno plastiny tolshchinoj 4--5 mm. Eshche raz podcherknem, chto zhestkosti takoj plastiny, esli ona zakreplena po perimetru, vpolne dostatochno. Podshipniki krepyatsya k plastine s
a)
Ris. 66. Poluosi osi sklonenij.
a) Vodilo s vintom i vozvratnoj pruzhinoj svyazany s truboj teleskopa, b) Baraban povorachivaetsya vmeste s truboj teleskopa, vodilo s vintom i vozvratnoj pruzhinoj svyazany s konsol'yu vilki. 1 -- nepodvizhnye capfy, 2--podshipniki (a--skol'zyashchij, b--sharikovyj, 3 -- homuty tormozov, 4 -- konsol' vilki, 5 -- baraban tormozov (a -- baraban nepodvizhen). Sm. takzhe ris. 67.
pomoshch'yu chasheobraznoj obojmy, a plastina -- k trube. Do okonchatel'noj ustanovki podshipniki ne snimaem s opravki.
Polyarnaya os' v ideale dolzhna imet' konicheskuyu formu s bol'shim diametrom v rajone traversy, tak kak imenno zdes' dejstvuet maksimal'nyj izgibayushchij moment. |to vynuzhdaet delat' severnyj podshipnik bol'shih razmerov. V nekotoryh sluchayah lyubiteli vmesto sharikovogo podshipnika berut tochenoe koleso, kotoroe katitsya po dvum rolikam, ustanovlennym na rasstoyanii okolo 120º po duge kolesa. Ochevidno, chto osi etih rolikov dolzhny imet' minimal'nyj progib. Dlya etogo oni dolzhny byt' dostatochnogo diametra i imet' minimal'nuyu dlinu. Vmesto rolikov mozhno vzyat' dva nebol'shih sharikovyh podshipnika. V etom sluchae diametr osi budet raven vnutrennemu diametru podshipnika. Osi rolikov imeyut na koncah flancy, s pomoshch'yu kotoryh krepyatsya k stanine montirovki. ZHestkost' osej rolikov mozhno uvelichit', esli ih operet' na dva konca (sm. ris. 87).
V teh sluchayah, kogda u lyubitelya est' vozmozhnost' ustanavlivat' teleskop stacionarno esli ne postoyanno, to hotya by na dlitel'noe vremya, mozhno primenit' anglijskuyu montirovku, yarmo s podkovoj ili bez nee.
Proshche vsego v kachestve polyarnoj osi anglijskoj montirovki primenit' korpus osi avtomobilya (sm. ris. 51, b). Togda na osi mozhno ustanovit' teleskop diametrom do 350--400 mm. Rasshirenie korpusa osi dlya ustanovki differenciala ispol'zuetsya v etim sluchae dlya ustanovki podshipnikov osi sklonenij.
Mozhno izgotovit' os' i kvadratnogo secheniya s malen'kimi poluosyami na koncah dlya ustanovki v podshipniki. V etom sluchae os' mozhet byt' sdelana iz 15--20-millimetrovyh dosok. Podshipnik osi sklonenij, raspolozhennyj ryadom s truboj teleskopa, krepitsya v seredine na polyarnoj osi, a dal'nij podshipnik--na vershine piramidy iz chetyreh sterzhnej. Za predelami etoj piramidy na osi ustanavlivaetsya protivoves. V kachestve polyarnoj osi mozhno ispol'zovat' tolstostennuyu trubu (ris, 51,a).
Os' mozhno zamenit' yarmom, kotoroe predstavlyaet soboj ramu iz korobchatyh sterzhnej. |ti sterzhni mogut byt' iz dereva, metallicheskogo prokata, luchshe vsego iz shvellera, trub diametrom 50--80 mm v zavisimosti ot vesa teleskopa i dliny yarma. Dlya 150-mil-limetrovogo teleskopa pri dline yarma bolee 700-- 800 mm diametr trub dolzhen byt' okolo 50 mm. Dlya 250-millimetrovogo teleskopa s yarmom dlinoj 1200 mm diametr trub okolo 70--80 mm.
Dlya togo chtoby sdelat' dostupnoj polyarnuyu oblast', mozhno severnyj verhnij podshipnik polyarnoj osi zamenit' na podkovu. Sredi metalloloma mozhno
najti diski diametrom do 400--500 mm. Dlya 150-millimetrovogo teleskopa dostatochno budet diska diametrom okolo 300 mm i tolshchinoj 10--20 mm. V etom diske vyrezaem avtogenom ili vysverlivaem s dal'nejshej obrabotkoj napil'nikom otverstie oval'noj formy tak, chtoby teleskop mog vhodit' v eto otverstie. |ta "podkova" ustanavlivaetsya s pomoshch'yu flancev ili privarivaetsya k balkam yarma. Katitsya ona po dvum rolikam, ustanovlennym pod uglom 120º.
Mozhno vygnut' balki yarma tak, chtoby poluosi sklonenij okazalis' vyshe matematicheskoj polyarnoj osi. V etom sluchae mozhno obojtis' bez podkovy, odnako potrebuetsya protivoves, kotoryj obychno ustanavlivaetsya na verhnem (severnom) konce yarma. Mozhno dlya bol'shej zhestkosti vmesto balok primenit' fermy i protivoves ustanovit' otnositel'no polyarnoj osi s protivopolozhnoj storony ot teleskopa. To, chto oprava zerkala okazyvaetsya mezhdu sterzhnyami fermy, ne strashno, tak kak okulyar teleskopa N'yutona raspolozhen na verhnem konce truby (ris. 51, g).
Posle navedeniya na ob®ekt teleskop dolzhen byt' zakreplen v etom polozhenii. Uchityvaya maloe pole zreniya pri bol'shih uvelicheniyah, zhelatel'no snabdit' teleskop mehanizmami tonkih dvizhenij na obeih osyah dlya plavnogo navedeniya na ob®ekt. Bol'shinstvo prostejshih teleskopov sistemy N'yutona, prednaznachennyh dlya vizual'nyh nablyudenij, snabzhayutsya tol'ko tormozami.
V prostejshem sluchae tormozom mozhet sluzhit' vint, upirayushchijsya pryamo v os'. Naprimer, v azimutal'noj montirovke iz trojnika i vodoprovodnyh kranov, postroennoj v klube im. Maksutova, vo vtulkah, nesushchih osi, sdelany otverstiya, v kotoryh narezana rez'ba. V eti otverstiya vvorachivayutsya stopornye vinty s mahovikami. Konechno, eto samoe prostoe prisposoblenie iz vsego, chto mozhno pridumat' (sm. ris. 60), i nazvat' ego sovershennym nel'zya, prezhde vsego, potomu, chto ot postoyannogo stoporeniya konec vinta delaet nebol'shie uglubleniya v osi, esli ee metall ne slishkom tverd, i postepenno os' perestaet byt' dostatochno gladkoj. Dalee, chasto trebuetsya zazhat' os' ne "namertvo", a tol'ko slegka pritormozit', chtoby teleskop mozhno bylo dovorachivat' s nekotorym usiliem. Kstati, chashche vsego tak i postupayut, esli teleskop ne snabzhen mehanizmami tonkih dvizhenij. Pri etom teleskop dvizhetsya ne ochen' plavno. Gorazdo luchshe tormozit' special'nym homutikom. Dlya etogo na konce korpusa osi delaetsya nadrez, kak
a)
Ris. 67. Prostye tormoza.
pokazano na ris. 67, a, i k krayam nadreza privarivaetsya ili privinchivaetsya para ushek 1. V odnom iz ushek delaetsya gladkoe otverstie, a vo vtorom -- otverstie s rez'boj. Teper', esli v eto otverstie vvernut' vint 2, to on mozhet ochen' ravnomerno s pomoshch'yu oblegayushchego os' homutika zazhat' ili tol'ko podtormozit' ee. Esli zhe os' nado ochen' sil'no zazhat', to opisannoe prisposoblenie sdelaet eto gorazdo luchshe prostogo vinta. Na ris. 67, b pokazan eshche odin variant tormozov.
Sleduyushchee usovershenstvovanie pozvolit vvesti v uzel mehanizm tonkih dvizhenij. Dlya etogo nado izgotovit' otdel'nyj homutik s dostatochno dlinnym rychagom. Na ris. 68, a pokazan mehanizm tonkih dvizhenij teleskopa "Al'kor", vypuskaemogo Novosibirskim priborostroitel'nym zavodom im. V.I. Lenina. Zdes' homutik 1 oblegaet trubchatyj korpus osi. Sto
pornyj vint 2 mozhet zatormozit' homutik. Teper', vrashchaya vint tonkih dvizhenij 3, my prityagivaem k rychagu 1 gajku-povodok 5, ukreplennuyu na trube teleskopa. Truba plavno i medlenno dvizhetsya k rychagu. Esli neobhodimo obratnoe dvizhenie, to, vyvorachivaya
Ris. 68. Konstrukciya mehanizma tonkih dvizhenij.
1 -- rychag-vodilo s homutikom, ohvatyvayushchim korpus osi, 2 -- vint homutika tormoza, 3 -- vint tonkih dvizhenij, 4 -- vozvratnaya pruzhina, 5 -- povodok, svyazannyj s truboj teleskopa.
vint, my daem vozmozhnost' pruzhine 4 tolkat' gajku, a vmeste s nej i trubu v obratnuyu storonu.
Zdes' vazhno sdelat' neskol'ko zamechanij. Vo-pervyh, pri zatyagivanii stopornogo vinta on smeshchaet rychag i trubu teleskopa. Poetomu posle grubogo navedeniya, kogda my pytaemsya zazhat' os', truba slegka naklonyaetsya i ob®ekt uhodit iz centra polya zreniya. CHtoby eti deformacii rychaga sdelat' men'she, nuzhno sil'no uvelichit' sechenie rychaga v ego nachale, chtoby deformirovalos' tol'ko ushko homutika. Imenno tak i postupili pri dorabotke opytnoj partii teleskopov "Al'kor". Drugoj put' zaklyuchaetsya v tom, chtoby perenesti razrez i stopornyj vint na druguyu ot rychaga storonu homutika, kak pokazano na ris. 68, b. V etom sluchae pri zatyagivanii rychaga voobshche ne proishodit smeshcheniya ob®ekta v pole zreniya.
Vo-vtoryh, dlya togo chtoby pri zazhime homutika ne prilagat' slishkom bol'shih usilij, nado sdelat' nadpil na kol'ce homutika na rasstoyanii primerno 120º ot korotkogo ushka homutika ili dva nadpila na rasstoyanii 120º ot ushek homutika v konstrukcii, kogda rychag nahoditsya na protivopolozhnoj storone. Krome togo, vazhno, chtoby zazor mezhdu protochennoj chast'yu korpusa i vnutrennej poverhnost'yu homutika byl minimal'nym.
V-tret'ih, dlya teleskopov poryadka 200--250 mm nado, chtoby homutik tormoza oblegal uzhe ne korpus osi, a special'nyj baraban, zhestko nasazhennyj na korpus (ris. 66, a, detal' 5). |tot baraban dolzhen imet' bol'shij, chem u korpusa, diametr. V etom sluchae teleskop mozhno budet horosho tormozit', ne prilagaya bol'shih usilij.
Mehanizm tonkih dvizhenij (ris. 68, a) prevoshodno rabotaet s vizual'nymi teleskopami, kogda nebol'shie netochnosti v dvizhenii sovershenno ne strashny. Inoe delo fotograficheskie raboty s dlitel'nymi ekspoziciyami i bol'shimi fokusnymi rasstoyaniyami. Do teh por, poka fokusnye rasstoyaniya ne prevyshayut 200--250 mm, mozhno pol'zovat'sya i tol'ko chto opisannym mehanizmom, no kogda fokusnoe rasstoyanie fotograficheskogo teleskopa dostigaet 500--1000 mm, etot mehanizm stanovitsya slishkom grubym. Pri popytkah povernut' vint tonkih dvizhenij krutyashchij moment iz-za treniya razlagaetsya na dve reaktivnye sily, odna iz kotoryh dejstvuet na trubu v napravlenii, perpendikulyarnom tomu dvizheniyu, kotoroe my hotim vyzvat'. V rezul'tate vedushchaya zvezda (sm. nizhe) prezhde, chem vernut'sya na perekrestie, snachala delaet dvizhenie v perpendikulyarnom napravlenii, a eto privodit k razmazyvaniyu izobrazhenij zvezd na fotoplenke.
Poetomu mehanizm tonkih dvizhenij sleduet usovershenstvovat' sleduyushchim obrazom. Kak pokazano na ris. 68, b, na konce rychaga teper' vvorachivaetsya mikrometrennyj vint 3, a na protivopolozhnoj stenke ukreplen patron s vozvratnoj pruzhinoj 4. V etom mehanizme povodok 5, zhestko skreplennyj s truboj teleskopa, okazyvaetsya zazhatym mezhdu vintom i patronom s vozvratnoj pruzhinoj. Na povodok dejstvuet tol'ko perpendikulyarnaya k ego rabochej poverhnosti sila, i truba teleskopa dvizhetsya strogo v odnoj ploskosti. Zvezda peremeshchaetsya vdol' pryamoj linii.
Nedostatok vinta s vozvratnoj pruzhinoj v tom, chto skorost' rychaga neravnomerna. Ona maksimal'na v srednem polozhenii i minimal'na v krajnih. |to malo skazyvaetsya, esli rabota vedetsya vruchnuyu, no stanovitsya sovershenno nedopustimym, esli vint vrashchaetsya motorom i vedet polyarnuyu os' za sutochnym vrashcheniem nebesnoj sfery. Ochevidno, chto skorost' dvizheniya teleskopa budet nepostoyannoj i mehanizm poteryaet smysl. Poetomu rychag s vintom prakticheski nikogda ne upotreblyalsya v kachestve chasovogo mehanizma dlya slezheniya za nebom. Odnako v 1978 g. Andre Gamon (Franciya) predlozhil [18] ustanovit' na vinte kulachok special'noj formy, kotoryj pozvolyaet kompensirovat' neravnomernost' hoda rychaga (ris. 69, a). Rychag 1 homutika, ohvatyvayushchego polyarnuyu os' 2, upiraetsya svoim koncom v kulachok 3, zhestko svyazannyj s gajkoj, kotoraya dvizhetsya vdol' vinta 4. |tot kulachok, ravno kak i konec rychaga, imeet formu special'noj krivoj, kotoruyu mozhno postroit' graficheski.
Dopustim, chto shag vinta sostavlyaet 1 mm i vint delaet odin oborot v minutu. Solnechnye sutki soderzhat 1440 minut, zvezdnye 1436 minut; znachit, dlya togo chtoby uglovaya skorost' rychaga sostavlyala 1 ob/sut, nuzhno okruzhnost' dlinoj 1440 mm ili 1436 mm razdelit' na 2p = 6,28. V etom sluchae dlina rychaga sostavit 229,2 mm dlya solnechnyh i 228,6 mm dlya zvezdnyh sutok. Na praktike mozhno vzyat' dlinu 229 mm i vo vremya raboty vremya ot vremeni vvodit' nebol'shie popravki v sutochnyj hod teleskopa.
Teper' na liste horoshej bumagi vychertim shemu mehanizma (ris. 69, b) v masshtabe 1:1. Dlya togo provedem pryamuyu h0R, kotoraya oboznachaet os' vinta, i dugu okruzhnosti s centrom v tochke O, raspolozhennoj na rasstoyanii 229 mm ot pryamoj h0R. Opustim perpendikulyar iz tochki O na pryamuyu h0R. Tochku peresecheniya perpendikulyara i pryamoj oboznachim h1. Na duge okruzhnosti otlozhim ot tochki h1 v obe storony dugi po 60º. Koncy dug oboznachim J i N. Delya dugi na chetvertye i vos'mye chasti, poluchim tochki a, b, s, d i 1, 2, 3, 4. Kazhdaya duga sostavit 7º,5, ili 1/48 polnoj okruzhnosti. Tak kak dlina okruzhnosti 1440 mm, to kazhdyj otrezok budet imet' dlinu 30 mm. Na pryamoj h0R otmetim tochki h0, A, V, S, h1 cherez 30 mm.
Ris. 69. Mehanizm tonkih dvizhenij i chasovogo privoda polyarnoj osi A. Gamona.
1 -- vodilo, 2 -- polyarnaya os', 3 -- gajka s kulachkom special'noj formy, 4 -- vint chasovogo privoda, 5 -- podshipnik vinta, 6 -- upornyj konus vinta tonkih dvizhenij, 7 -- vint tonkih dvizhenij, 8 -- vozvratnaya pruzhina, 9 -- shesternya na vyhodnom valu reduktora sinhronnogo elektrodvigatelya, 10 -- shesternya vinta chasovogo privoda.
Na kuske pleksiglasa tolshchinoj 0,5--1 mm razmerom okolo 100 H 200 mm provedem ostroj igloj pryamuyu liniyu i na nej otmetim tochku, kotoruyu nazovem F (ris. 69, v). Perevernem list pleksiglasa i nalozhim pleksiglas na shemu "b", chtoby liniya na pleksiglase tochno sovpala s liniej h0R na chertezhe, a tochka F s tochkoj h0. Tshchatel'no otmetim tochku h1. Ostorozhno peremestim pleksiglas vpravo, chtoby tochka F sovpala s tochkoj A, sledya za tem chtoby liniya na pleksiglase v tochnosti sovpadala s liniej h0R. Otmetim na pleksiglase tochku a krestikom. Peremestim tochku F v tochku V i otmetim na pleksiglase tochku b. Posledovatel'no peremeshchaya pleksiglas do sovmeshcheniya tochki F s tochkami S i h1, poluchim tochki s i d. Na pleksiglase poluchilas' cepochka tochek, idushchaya vniz ot pryamoj linii. Esli teper' tshchatel'no soedinit' eti tochki plavnoj krivoj, my poluchim formu rabochej poverhnosti kulachka pri rabote vinta na uchastke h0h1. Vyrezhem poluchivshuyusya figuru i tshchatel'no obrabotaem ee po namechennoj linii nadfilem. Prikrepim dvumya vintami pleksiglas k kusku latuni, stali ili tverdogo alyuminiya i obrabotaem kraj metalla, ispol'zuya pleksiglas v kachestve shablona.
Dlya ravnomernoj raboty mehanizma nado podobnym obrazom obrabotat' i konec rychaga. Vrezhem vtoroj list tonkogo pleksiglasa, razmerom 100 H 400 mm (ris. 69, g). Prochertim vdol' tonkuyu liniyu i vblizi ee konca prosverlim kroshechnoe otverstie o. S pomoshch'yu igly sovmestim etu dyrochku s tochkoj O na chertezhe, sledya za tem, chtoby ne bylo lyufta i pleksiglas ne boltalsya na osi. Dalee sovmestim liniyu na pleksiglase s liniej Oh1 i otmetim tochku h1; povernem pleksiglas, poka liniya na nem ne sovpadet s tochkoj 1, i otmetim v etom polozhenii tochku S. Zatem posledovatel'no perevodim liniyu na pleksiglase v tochki 2, 3, 4 i otmechaem sootvetstvuyushchie tochki. Soedinyaem eti tochki plavnoj krivoj, kotoraya predstavlyaet soboj rabochuyu krivuyu rychaga. Pri dvizhenii gajki sleva napravo snachala rabotaet krivaya na rychage, a kulachok rabotaet odnoj tochkoj (h1), a posle perehoda tochki x1 rabotaet krivaya kulachka, a rychag prikasaetsya k nej odnoj tochkoj, poetomu forma kulachka i rychaga vne vycherchennyh nami krivyh ne imeet bol'shogo znacheniya. Pri perevode krivoj rychaga s shablona v metall ne zabudem, chto tochka O -- centr polyarnoj osi teleskopa.
Nado skazat', chto slozhnost' etih postroenij na samom dele kazhushchayasya. Na praktike vse eto poluchaetsya dovol'no legko.
Duga ot tochki 4 do tochki d sostavlyaet 60º. |to znachit, chto, ustanoviv mehanizm na nachalo, mozhno vesti nablyudenie nepreryvno na protyazhenii 4 chasov.
Rassmotrim nekotorye drugie elementy mehanizma Gamona. Kak by tochno ni byla vypolnena rabota po pereneseniyu rabochih krivyh, kak by tochno ni rabotal elektrodvigatel' mehanizma, vse ravno pridetsya vremya ot vremeni v rabotu mehanizma vnosit' popravki. |to proishodit iz-za neznachitel'nyh progibov instrumenta, iz-za tak nazyvaemoj atmosfernoj refrakcii, v rezul'tate kotoroj luch sveta, prohodya skvoz' atmosferu, neskol'ko iskrivlyayutsya, i tem bol'she, chem nizhe nad gorizontom svetilo. |to privodit k tomu chto zvezda vidna neskol'ko vyshe, chem na samom dele. V rezul'tate po mere dvizheniya zvezdy ot gorizonta k meridianu, gde refrakciya minimal'na, skorost' etogo dvizheniya menyaetsya v nebol'shih predelah; nakonec, na neravnomernosti hoda skazyvaetsya i nestabil'naya chastota v seti peremennogo toka. Ishodya iz etogo, nado predusmotret' vozmozhnost' vnosit' popravki v rabotu mehanizma ot ruki po zhelaniyu nablyudatelya. V mehanizme Gamona eto dostigaetsya sleduyushchim obrazom. Glavnyj vint 4 (ris. 69, a) ustanovlen vo vtulke 5 sprava tak, chto on mozhet svobodno peremeshchat'sya vdol' osi. Vtoroj ego podshipnik predstavlyaet soboj tak nazyvaemuyu oporu na shpile. V konicheskuyu yamku na konce vinta upiraetsya konicheskij konec vtorogo vinta 7, kotorym upravlyayut ot ruki. Pri vvorachivanii etogo vtorogo vinta on tolkaet glavnyj vint vpravo, pri vyvorachivanii vozvratnaya pruzhina 2 cherez rychag vozvrashchaet vint s gajkoj vlevo. Dlya togo chtoby pri etom ne peremeshchat' elektrodvigatel', na ego valu ustanovlena ochen' shirokaya shesternya 9, sceplennaya s shesternej 10 na glavnom vinte.
Posle togo kak polnost'yu budet vybran hod glavnogo vinta, nuzhno otvesti elektrodvigatel' s reduktorom v storonu i, bystro vrashchaya vint za special'nuyu ruchku na ego shesterne v obratnuyu storonu,
vernut' gajku v ishodnoe polozhenie. Mozhno takzhe predusmotret' vmesto etogo razmykayushchuyusya gajku, kotoraya sostoit iz dvuh polovinok odnoj gajki, razrezannoj vdol' osi simmetrij. |ta gajka v nuzhnyj moment s pomoshch'yu neslozhnogo prisposobleniya mozhet byt' razomknuta, a posle ustanovki v ishodnoe polozhenie snova somknuta.
Esli prinyat' vo vnimanie, chto obychno dlya ustrojstva chasovogo mehanizma trebuetsya izgotovlenie chervyachnoj pary, sostoyashchej iz chervyachnogo vinta, kotoryj vedet tochno izgotovlennuyu chervyachnuyu shesternyu, to stanet yasno, chto mehanizm Gamona v lyubitel'skih usloviyah predstavlyaet soboj dovol'no izyashchnyj vyhod iz polozheniya.
V kachestve osnovnogo elementa chasovogo privoda obychno primenyaetsya chervyachnaya para (ris. 70), kotoraya predstavlyaet soboj vint 1, zaceplennyj s shesternej 2, imeyushchej zub'ya special'noj formy. Orientirovochno diametr chervyachnoj shesterni dolzhen byt' raven 1--1,5 diametra glavnogo zerkala.
V kachestve privoda luchshe vsego ispol'zovat' sinhronnye reaktivnye dvigateli tipa SD-2, SD-10 i t. p., kotorye obychno primenyayutsya v razlichnyh samopiscah i programmnyh ustrojstvah. |ti motory pitayutsya ot seti peremennogo toka napryazheniem 220 V, potreblyayut moshchnost' 7--15 Vt i imeyut skorost' vrashcheniya na vyhodnom valu vstroennogo reduktora 2 ob/min. V dal'nejshem my budem imet' v vidu podobnyj dvigatel'.
Esli chislo zub'ev shesterni 2 sostavlyaet 360, a vint vrashchaetsya so skorost'yu 1 oborot v 4 minuty, to shesternya sdelaet polnyj oborot za 1440 minut (86400 s), ili za odni solnechnye sutki. |to horosho dlya solnechnogo teleskopa, odnako teleskop, prednaznachennyj dlya nablyudeniya zvezd, dolzhen delat' polnyj oborot za zvezdnye sutki, kotorye primerno na 4 minuty koroche solnechnyh i ravny 86164,09 s. Poetomu na shesterne nado narezat' 359 zub'ev, chtoby teleskop, ne otstavaya, sledil za zvezdoj.
|ta nebol'shaya raznica malo daet o sebe znat' pri vizual'nyh nablyudeniyah, kogda dazhe pri bol'shom uvelichenii prihoditsya popravlyat' polozhenie teleskopa raz v odnu-dve minuty, no stanovitsya slishkom nepriyatnoj pri fotograficheskih nablyudeniyah s dlitel'nymi ekspoziciyami na astrografe s fokusnym rasstoyaniem 1 m i bolee. V etom sluchae popravki prihoditsya delat' kazhdye 3--4 s, chto prevrashchaet rabotu v prakticheski ruchnoe gidirovanie.
Ris. 70. CHasovoj privod 150-millimetrovogo teleskopa avtora s mehanizmom tonkih dvizhenij.
1 -- chervyachnyj vint, 2-- chervyachnaya shesternya, 3 -- polyarnaya os', 4 -- shesternya chervyachnogo vinta, 5 -- shesternya vyhodnogo vala reduktora sinhronnogo elektrodvigatelya, 6 -- elektrodvigatel' s vmontirovannym reduktorom, 7 -- homut, pritormazhivayushchij korpus dvigatelya, 8--ruchka mehanizma tonkih dvizhenij.
Zdes' my privodim tablicu iz stat'i |dvarda Fejdzhina [17], gde rasschitany razlichnye kombinacii shesteren i privedeny oshibki sootvetstvuyushchih mehanizmov. |ta tablica neskol'ko izmenena v predpolozhenii, chto dvigatel' delaet ne 1 ob/min, kak u Fejdzhina, a 2 ob/min, kak eto imeet mesto v nashem sluchae (tabl. 12). V pervoj kolonke privedeno peredatochnoe chislo mezhdu chervyachnoj shesterenkoj i vintom. Esli vint odnozahodnyj, to eto chislo ravno chislu zub'ev na shesterne. Vo vtoroj i tret'ej kolonkah privedeny otnositel'nye chisla zub'ev shesterni na valu vinta i valu dvigatelya sootvetstvenno. Naprimer, pri chisle zub'ev odnozahodnoj shesterni 169 peredatochnoe otnoshenie mezhdu vintom i valom dvigatelya sostavit 17/1. Znachit, na vinte pridetsya posta
vit', skazhem, shesternyu so 170 zub'yami, a na valu dvigatelya--s 10; umnozhiv eti chisla, naprimer, na 1,4 my poluchim dlya shesterni vinta 238, a dlya shesterni vala -- 14 zub'ev.
V teh sluchayah, kogda chislo zub'ev na odnoj iz cilindricheskih shesteren veliko, mozhno dobavit' eshche odnu paru shesteren s peredatochnym otnosheniem
T a b l i c a 12
|
CHislo zub'ev chervyachnoj shesterni |
Otnositel'noe chislo zub'ev |
Oshibka za zvezdnye sutki, s |
|
|
na valu chervyachnogo vinta |
na valu dvigatelya |
||
|
147 |
254 |
13 |
0,53 |
|
169 |
17 |
1 |
25,91 |
|
200 |
158 |
11 |
17,73 |
|
207 |
111 |
8 |
-0,34 |
|
221 |
13 |
1 |
25,91 |
|
252 |
57 |
5 |
19,91 |
|
254 |
147 |
13 |
0,53 |
|
255 |
214 |
19 |
-0,93 |
|
266 |
54 |
5 |
19,91 |
|
271 |
53 |
5 |
13,91 |
|
321 |
170 |
19 |
-0,93 |
|
333 |
69 |
8 |
-0,34 |
|
338 |
17 |
2 |
25,91 |
|
359 |
8 |
1 |
-4,09 |
|
378 |
38 |
5 |
19,91 |
|
381 |
98 |
13 |
0,53 |
|
399 |
36 |
5 |
19,91 |
|
414 |
111 |
16 |
--0,34 |
|
438 |
400 |
61 |
-0,16 |
|
476 |
356 |
59 |
--0,02 |
|
508 |
147 |
26 |
0,53 |
|
510 |
107 |
19 |
-0,93 |
|
527 |
109 |
20 |
0,41 |
2/1, 4/1 ili kakim-nibud' drugim, udobnym dlya lyubitelya.
CHtoby proverit' pravil'nost' rascheta, nuzhno umnozhit' peredatochnoe chislo chervyachnoj pary na otnoshenie mezhdu chislami zub'ev shesterni vinta 4 i shesterni vala 5 i umnozhit' na vremya odnogo oborota dvigatelya (0,5 min). Naprimer, dlya odnozahodnoj shesterni s chislom zub'ev 476 otnoshenie chisla zub'ev shesteren vinta i vala sostavit 356/59. Tak kak odin oborot val elektrodvigatelya delaet za 0,5 minuty, to proizvedenie budet ravno 476 H 356/59 H 0,5 = 1436,0677 min = 86 164,07 s,
t. e., mehanizm speshit na 0,02 s.
CHislo zub'ev 356 na shesterne vala vinta veliko, poetomu mozhno dobavit' eshche odnu paru shesteren. |ta para mozhet imet' otnoshenie 2/1, togda chislo zub'ev na shesterne vinta umen'shitsya do 178. Mozhno dopolnitel'nuyu paru vzyat' s peredatochnym chislom 4/1, togda chislo zub'ev na shesterne vinta sokratitsya do 89. My dali stol' podrobnoe opisanie reduktora mezhdu valom elektrodvigatelya i polyarnoj os'yu potomu, chto lyubitel' chashche vsego vynuzhden podbirat' shesterni iz staryh mehanizmov, i potomu iz bol'shogo chisla primerov emu legche najti podhodyashchij dlya nego variant.
CHervyachnaya para--odno iz samyh uyazvimyh mest s tochki zreniya zhestkosti montirovki v celom. Diametr chervyachnogo kolesa obychno nebol'shoj -- on raven chashche vsego diametru zerkala teleskopa ili na 10--25% prevyshaet ego. Vprochem, v professional'nyh montirovkah dlya lyubitelej diametr shesteren mozhet byt' men'she diametra zerkala v 1,5--2 raza. My, odnako, postaraemsya priderzhivat'sya pervogo varianta, osobenno esli teleskop prednaznachen dlya fotografirovaniya v glavnom fokuse.
Malyj radius opredelyaet plecho rychaga, kotoryj soprotivlyaetsya krutyashchemu momentu na polyarnoj osi. Dazhe esli teleskop ochen' horosho uravnoveshen otnositel'no polyarnoj osi, sluchajnye nagruzki ot vetra, prikosnoveniya i t. p. sozdayut znachitel'nye usiliya v meste zacepleniya chervyaka s shesternej i v podshipnikah chervyaka. Naprimer, esli dlina truby 150-millimetrovogo teleskopa sostavlyaet 1200 mm, a sama ona prikreplena k osi sklonenij v seredine, to, prilozhiv usilie na konce truby v 1 kg, my poluchim na vinte usilie v 8 kg, esli diametr shesterni 150 mm. Poetomu uzel chervyachnogo vinta dolzhen byt' skonstruirovan i izgotovlen s bol'shoj tshchatel'nost'yu.
Odin iz vozmozhnyh variantov chervyachnogo mehanizma sleduyushchij. Vint ustanovlen v nepodvizhnyh
podshipnikah, kotorye uderzhivayutsya nepodvizhnymi oporami. |ti opory dolzhny obespechivat' vysokuyu zhestkost' v napravlenii osi vinta. Poetomu luchshe vsego ih zaklyuchit' v kozhuh iz 4-millimetrovoj stali. |tot kozhuh budet zashchishchat' vint ot pyli i gryazi i ne dast vozmozhnosti oporam-podshipnikam naklonyat'sya v napravlenii osi vinta, t. e. v samom opasnom napravlenii. Razumeetsya, kozhuh dolzhen imet' vyrez dlya podvedeniya shesterni k chervyaku.
Tak kak vint ustanovlen na strogo opredelennom rasstoyanii ot shesterni i tak kak sama shesternya mozhet nemnogo "bit'" na polyarnoj osi v silu togo, chto slegka ekscentrichno vytochena ili nasazhena na os', vint i shesternyu nuzhno prishlifovat' drug k drugu. Dlya etogo ustanovim kakoj-nibud' dvigatel', kotoryj pridast vrashchenie vintu so skorost'yu 5--10 ob/s i podmazhem karborunda ili drugogo abraziva (naprimer, M40) s, kerosinom. Vo vremya prishlifovki takzhe snimutsya melkie nerovnosti na vinte i shesterne, ostavshiesya posle narezaniya zubcov i vinta. Konechno, takim obrazom mozhno ustranit' tol'ko ochen' nebol'shoe "bienie". SHesternya s grubym "bieniem" dlya etoj konstrukcii neprigodna. Posle prishlifovaniya v techenie 10--20 minut tshchatel'no promoem s mylom i vinty shesternyu, protrem, vysushim i smazhem ih maslom.
Opisannaya shesternya mozhet vrashchat'sya tol'ko ot vinta i potomu ee obychnaya skorost' slishkom mala dlya grubogo navedeniya. Mozhno postupit' tak, kak eto v poslednee vremya stali delat' dlya nebol'shih i umerennyh professional'nyh teleskopov (ris. 71, a): poslednyaya para shesteren mezhdu vintom i valom dvigatelya razmykaetsya, dvigatel' otvoditsya, a s protivopolozhnoj storony shesterni 3 vinta podvoditsya drugoj elektrodvigatel' 2 s shesternej na valu, no s bol'shim chislom oborotov. Nuzhno, chtoby posle etogo vint chervyachnoj pary 3 poluchil vrashchenie so skorost'yu primerno 5 ob/s. Togda teleskop budet povorachivat'sya vokrug polyarnoj osi so skorost'yu primerno 5--10º/s v zavisimosti ot chisla zub'ev chervyachnoj shesterni. Povorot na 180º budet sovershen za 20--40 s. Posle grubogo navedeniya motor 2 grubogo navedeniya otvoditsya ot shesterni 3 i odnovremenno zamykaetsya reduktor chasovogo dvigatelya. Ochevidno, chto motor grubogo navedeniya mozhet byt' asinhronnym, no obyazatel'no reversivnym (menyayushchim napravlenie vrashcheniya po zhelaniyu nablyudatelya). Eshche proshche dvigateli ustanovit' nepodvizhno, a perebrasyvat' "parazitnuyu" shesternyu. V staryh montirovkah firmy Karl Cejs sushchestvuet mehanizm zamykaniya chervyachnoj shesterni i polyar-
Ris. 71. Konstrukcii mehanizmov chasovogo privoda.
a) |kvatorial'naya montirovka "so skruchivaemoj polyarnoj os'yu". 1-- sinhronnyj elektrodvigatel' chasovogo privoda, 2 -- elektrodvigatel' grubogo navedeniya, 3-- shesternya chervyachnogo vinta, 4 -- chervyachnaya shesternya, 5 -- nepodvizhnaya chast' polyarnoj osi, 6 -- sharikopodshipnik, 7 -- podvizhnaya polyarnaya os', 8 -- os' sklonenij, 9 -- korpus osnovaniya staniny. b) |kvatorial'naya montirovka, 1 -- homutik tormoza, 2 -- polyarnaya os', 3 -- chervyachnaya shesternya, 4 -- vint tormoza, 5--chervyachnyj vint. v) CHervyachnaya para s zamykaemym vintom. 1-- chervyachnyj vint, 2--podshipniki vinta, 3--korpus vinta, 4--os', na kotoroj otvoditsya vint, 5 -- chervyachnaya shesternya, 6 -- pruzhina
osi (ris. 71,b). V svobodnom polozhenii shesternya 3, zamknutaya na vint 5, ostaetsya nepodvizhnoj idi dvizhetsya s sutochnoj skorost'yu a polyarnaya os' 2 svobodno, no bez lyuftov v nej povorachivaetsya. CHtoby zamknut' os' i shesternyu, na special'nye prilivy na shesterne i na osi, protochennye do sovershenno odinakovyh diametrov nadevaetsya homutik 1, kotoryj v nezamknutom polozhenii vrashchaetsya na etih prilivah. Esli zhe s pomoshch'yu zazhimnogo vinta 4 homutik zatyanut', to on odinakovo zazhmet i shesternyu i polyarnuyu os', posle chego oni vrashchayutsya vmeste.
Otkrepiv zazhimnoj vint, my smozhem svobodno povorachivat' teleskop vokrug polyarnoj osi, poka shesternya dvizhetsya, privodimaya vo vrashchenie chasovym mehanizmom dvigatelya. Navodya teleskop na ob®ekt, my snova zatyagivaem vintom homutik, i teper' polyarnaya os' dvizhetsya vmeste s shesternej.
V poslednie gody firma Karl Cejs vypuskaet lyubitel'skie teleskopy, snabzhennye chervyachnymi parami s zamykaemym vintom. Privedem v kachestve primera odnu iz novosibirskih konstrukcij podobnogo mehanizma (ris. 71, v). Zdes' vint 1 s podshipnikami 2 vstavlen v korpus 3, kotoryj na special'noj osi 4 mozhet, neskol'ko povorachivat'sya tak, chto vint vyhodit iz zacepleniya s shesternej 5. Special'naya pruzhina 6 podzhimaet korpus, i vint postoyanno nahoditsya v zaceplenii, dazhe esli shesternya imeet dostatochno bol'shoe "bienie". Dlya grubogo navedeniya nado ottyanut' vint i, kogda shesternya osvoboditsya, navesti teleskop. Posle etogo vint podvoditsya k shesterne.
Pri etom ne vsegda narezka vinta popadaet tochno v uglublenie mezhdu zub'yami shesterni. |to privodit k tomu, chto inogda vo vremya zamykaniya vinta teleskop mozhet smestit'sya v tu ili inuyu storonu na 0,5--1º v zavisimosti ot chisla zub'ev na chervyachnoj shesterne. Tak kak bol'shinstvo lyubitel'skih teleskopov imeyut iskateli, to eto ne strashno. Smeshchenie ob®ekta v pole zreniya iskatelya na 1º legko popravit' i privesti ob®ekt na perekrestie, nemnogo povernuv chervyachnyj vint. Osoboe vnimanie nado udelit' reduktoru mezhdu dvigatelem i chervyachnym vintom. Zdes' oshibka v narezke zub'ev shesteren ili ne koncentrichnaya posadka shesteren na osi privedet k periodicheskoj oshibke, i hod dvigatelya pridetsya ezheminutno korrektirovat'.
Poskol'ku chasovoj mehanizm privoditsya vo vrashchenie sinhronnym elektrodvigatelem so strogo postoyannoj skorost'yu, vazhno vvesti prisposoblenie, kotoroe pozvolilo by vnosit' nebol'shie izmeneniya, popravki.
Proshche vsego bylo by ustanovit' na osi chervyaka mehanizm tak nazyvaemogo konicheskogo differenciala: sistemy shesteren, pozvolyayushchie pri nepodvizhnom korpuse reduktora peredavat' vrashchenie bez izmeneniya skorosti, a pri vrashchenii korpusa uvelichivat' ili umen'shat' skorost' na vyhode mehanizma. My ne mozhem pozvolit' sebe podrobnoe opisanie etogo mehanizma i ego izgotovlenie, tak kak ego proshche podobrat' i na meste reshit', kak ego primenit' v konkretnom sluchae. Odna iz raznovidnostej differenciala -- ploskij differencial, ili planetarnaya sistema. |ta sistema sluzhit reduktorom s ogromnym peredatochnym chislom; vrashcheniem korpusa ili odnogo iz satellitov (melkih shesteren, obegayushchih dve bol'shie shesterni) mozhno uvelichivat' ili umen'shat' skorost' vrashcheniya na vyhode planetarnoj sistemy. Planetarnye sistemy s nebol'shim peredatochnym chislom primenyayutsya v elektrodrelyah.
Mozhno vypolnit' chervyachnuyu paru po sheme chervyachnogo differenciala (ris. 72). V etom sluchae vint 1 mozhet peremeshchat'sya v nebol'shih predelah vdol' sobstvennoj osi. Togda, ne ostanavlivaya chasovogo privoda, mozhno neskol'ko "podat'" chervyak v tu ili druguyu storonu, a vmeste s etim i slegka povernut' shesternyu. Analogichnoe ustrojstvo primeneno v mehanizme A. Gamona (sm. § 55).
Udobnoe reshenie bylo najdeno avtorom knigi dlya odnogo iz svoih teleskopov (sm. ris. 70). Zdes' vint 1 nepodvizhno zakreplen na osi. Dopolnitel'noe vrashchenie poluchaetsya za schet povorota korpusa elektrodvigatelya 6 vmeste so vstroennym reduktorom. Povorachivaya dvigatel' s pomoshch'yu ruchki 8 na nekotoryj ugol, my uvelichivaem ili umen'shaem skorost' vrashcheniya chervyachnogo vinta. Zdes' korpus dvigatelya ustanovlen v homute 7, kotoryj pritormazhivaet korpus, chtoby vklyuchennyj dvigatel' ne nachal vrashchat'sya v obratnuyu storonu. Prizhim reguliruetsya tak, chtoby dvigatel' vo vremya raboty ostavalsya nepodvizhnym, no ego bylo by netrudno povernut' rukoj.
Nakonec, vozmozhno nemehanicheskoe reshenie zadachi. Esli sinhronnyj dvigatel' pitaetsya ne ot seti,
Ris. 72. CHervyachnyj differencial.
1- chervyachnyj vint, 2 -- elektrodvigatel', 3 -- vint tonkih dvizhenij, 4--vozvratnaya pruzhina.
a ot generatora chastoty, to, menyaya generiruemuyu chastotu, mozhno izmenit' i skorost' vrashcheniya dvigatelya. Dlya prostoty mozhno postroit' generator vsego s dvumya chastotami: 50 i 100 Gc. Na pervoj chastote dvigatel' rabotaet v obychnom rezhime, a na vtoroj chastote, kogda nado uvelichit' skorost'. Esli zhe skorost' nado umen'shit', dvigatel' nenadolgo vyklyuchaetsya knopkoj, raspolozhennoj na nebol'shom perenosnom pul'te, kotoryj nablyudatel' vo vremya nablyudeniya derzhit v rukah. S etogo zhe pul'ta podaetsya komanda i dlya uvelicheniya skorosti. |to reshenie interesno tem, chto znachitel'no uproshchaetsya mehanicheskaya chast', tak kak otpadaet nuzhda v razlichnyh ruchkah i tyagah. Krome togo, rabotat' s takim pul'tom znachitel'no udobnee, chem s tradicionnymi mehanicheskimi konstrukciyami.
Esli teleskop ustanovlen stacionarno, imeet smysl snabdit' ego koordinatnymi krugami na obeih osyah. S pomoshch'yu krugov znachitel'no proshche nahodit' ob®ekty osobenno kogda oni slaby i ne mogut byt' vidny v iskatel'. Krug 1 (ris. 73) ustanavlivaetsya zhestko na osi 2, a na korpuse 3 osi ustanavlivaetsya ukazatel' 4. Mozhno sdelat', naoborot: na osi ustanovit' ukazatel', a na
Ris. 73. Kreplenie koordinatnogo kruga k osi.
1 -- koordinatnyj krug, 2 -- os', 3 -- korpus osi, 4- ukazatel'.
korpuse--krug. V kazhdom konkretnom sluchae mozhno etu zadachu reshit' po-raznomu, pomnya glavnym obrazom o tom, chtoby noch'yu pri slabom osveshchenii otschet na kruge mozhno bylo videt' s maksimal'nym udobstvom.
Krug sklonenij dolzhen byt' razdelen ot 0 do 90º i ot 0 do --90º. Kogda teleskop napravlen na polyus mira, ukazatel' dolzhen pokazyvat' 90º.Nado ne zabyvat' pri etom, chto ukazatel' ili sam krug dolzhny v nebol'shih predelah peremeshchat'sya i zakreplyat'sya, chtoby ego mozhno bylo ustanovit' sovershenno tochno. Takzhe nuzhno pomnit', chto vo vremya yustirovki glavnogo zerkala opticheskaya os' teleskopa neskol'ko smeshchaetsya v prostranstve predmetov; posle yustirovki ukazatel' nado slegka peremestit'. Vprochem, eti peremeshcheniya sostavlyayut ne bolee neskol'kih dolej gradusa.
Krug chasovyh uglov dolzhen byt' ustanovlen neposredstvenno na polyarnoj osi, chtoby on uchastvoval v dvizhenii kak vo vremya gruboj tak i vo vremya tonkoj navodki teleskopa.
Krug chasovyh uglov delitsya na 24 chasa, i melkie ego deleniya obychno sootvetstvuyut 5 minutam vremeni. "Nul'" ustanavlivaetsya tak, chtoby ukazatel' ostanavlivalsya naprotiv nego v polozhenii, kogda teleskop napravlen na meridian. Pri povorote teleskopa na 15º k zapadu ukazatel' dolzhen pokazyvat' 1h, pri povorote eshche na 15º--2h i t. d.
Kak razmestit' krugi? Krug sklonenij v prostejshem sluchae mozhno snabdit' poloskoj millimetrovki, nakleennoj na ego obod. Polosku voz'mem dlinoj 360 mm i razmesim ee tak chto kazhdomu gradusu budet sootvetstvovat' 1 mm. Na konce postavim "0", cherez 90 mm -- "900",eshche cherez 90 mm - "0" i nakonec-- "--900". Dlya togo chtoby dlina okruzhnosti v tochnosti ravnyalas' 360 mm, nado, chtoby diametr kruga byl raven 114,6 mm, no esli uchest' tolshchinu bumagi i sloj
Ris. 74. Razmetka koordinatnyh krugov.
a) S pomoshch'yu bol'shogo transportira i linejki, b) s pomoshch'yu cirkulya i linejki, v) razmetka na sverlil'nom stanke.
kleya, diametr osnovy kruga nado umen'shit' na 0,3 mm i sdelat' ravnym 114,3 mm. Razumeetsya, chto esli diametr kruga uvelichit' v dva raza, do 229,2 mm, to tochnost' otscheta vozrastet v dva raza. Mozhno, kak predlagal R. Porter [14], nanesti shtrihi na krug iz myagkogo alyuminiya vruchnuyu (ris. 74,a, b).
Esli vospol'zovat'sya sverlil'nym stankom, kak eto sovetuet Uilfred SHihen [19], mozhno izgotovit' krugi, kotorye budut malo otlichat'sya ot fabrichnyh (ris. 74, v). Tehnologiya ih izgotovleniya takova: na liste alyuminiya ili drugogo metalla tolshchinoj okolo 1 mm vyrezaem bol'shoj krug. Ego diametr vybiraem s takim raschetom, chtoby on ne zadeval za stojku stanka, kogda ustanovlen tak, kak pokazano na risunke. S pomoshch'yu bol'shogo shkol'nogo transportira razmechaem na krayu kruga gradusy ili minuty i chasy, esli eto krug chasovyh uglov. Dvumya-tremya vintami krepim etot krug k vytochennomu na tokarnom stanke koordinatnomu krugu teleskopa tak, chtoby oba kruga okazalis' strogo koncentrichnymi. Teper' s pomoshch'yu vinta, propushchennogo cherez centr kruga, prikreplyaem ego k dostatochno prochnoj metallicheskoj plastine, chtoby oba kruga mogli svobodno, no bez lyuftov vrashchat'sya vokrug etogo vinta. Plitu krepim k stanine sverlil'nogo stanka s pomoshch'yu strubciny ili drugim sposobom. Na stanke vozle kraya bol'shogo vspomogatel'nogo kruga delaem shtrih. Ustanoviv naprotiv etogo shtriha "nul'" na krayu vspomogatel'nogo kruga, my podgotovilis' k narezaniyu shtrihov na kruge teleskopa. Teper' vstavim v patron shtyr' so special'no zatochennym rezcom. SHpindel' stanka nado nadezhno zakrepit' (zaklinit'). Dejstvuya ruchkoj sverlil'nogo stanka, my mozhem opuskat' i podnimat' rezec strogo vertikal'no.
Podvodim rezec k krayu koordinatnogo kruga i primeryaem ego. Esli nuzhno, ustanavlivaem vse prisposoblenie otnositel'no rezca tochnee. Nakonec, proveriv polozhenie "nulya" na vspomogatel'nom kruge, otnositel'no shtriha na stanine, provodim pervyj shtrih; ego dlina dolzhna byt' okolo 10 mm. Posle etogo povorachivaem vspomogatel'nyj krug na 1º i provodim sleduyushchij shtrih dlinoj okolo 7 mm. Dlinu 7 mm imeyut "ryadovye" shtrihi, a 10 mm -- kazhdyj 5-j i 10-j).
Posle togo kak shtrihi budut narezany polnost'yu, snimaem koordinatnyj krug s vspomogatel'nogo i nanosim cifry. Ih mozhno napisat' nitroemal'yu, no nuzhno pomnit', chto dlya togo chtoby kraska derzhalas' horosho, ee nado nanosit' na metall, nagretyj do 80--100º. Tak kak pisat' kist'yu na nagretoj poverhnosti slozhno, mozhno napisat' na metalle pri komnatnoj temperature, a potom srazu zhe nagret'. Luchshe, odnako, otdat' krugi graveru. (Oni rabotayut, naprimer, v otdelah ili magazinah suvenirov.)
Ris. 75. Dioptr.
Pole zreniya teleskopa otnositel'no nebol'shoe. Dazhe pri minimal'nom uvelichenii ono obychno ne prevyshaet 1--1,5º. Poetomu dovol'no trudno navesti teleskop na ob®ekt, kogda etot ob®ekt neyarkij i nichem ne vydelyaetsya sredi drugih. Osobenno tyazhelo iskat' slabye tumannosti i skopleniya, otdel'nye (naprimer, peremennye) zvezdy ili slabye planety: Uran, Neptun i asteroidy. CHtoby oblegchit' zadachu, teleskopy snabzhayutsya iskatelyami.
V prostejshem variante eto mozhet byt' dioptr. Na ris. 75 vidno, chto vizirnaya liniya, soedinyayushchaya centry kruzhkov dioptra, mozhet neskol'ko naklonyat'sya otnositel'no osi teleskopa. |to nuzhno potomu, chto pri yustirovke teleskopa ego os' mozhet nemnogo smeshchat'sya. Poetomu posle kazhdoj yustirovki neobhodimo proverit' tochnost' ustanovki dioptra po dostatochno udalennym predmetam.
Luchshe, odnako, sdelat' iskatel' v vide nebol'shoj zritel'noj truby. V kachestve ob®ektiva luchshe upotrebit' ahromaticheskij ob®ektiv ot zritel'noj truby, teodolita ili binoklya. Vprochem, mozhno obojtis' sravnitel'no korotkofokusnoj ochkovoj linzoj. Ee opticheskaya sila dolzhna byt' v predelah 3--5 dioptrii. Esli vy uzhe znakomy s izgotovleniem linz, luchshe etu linzu izgotovit' samostoyatel'no. Ona dolzhna byt' nebol'shogo diametra, primerno 20--30 mm i byt' ploskovypukloj, a ne vypuklo-vognutoj, kak ochkovye stekla, tak kak v etom sluchae ee aberracii budut sil'no portit' izobrazheniya.
Vo vremya shlifovki linzy na stanke mozhno proveryat' ee fokusnoe rasstoyanie. Dlya etogo posle ocherednogo seansa shlifovki smachivaem linzu vodoj i opredelyaem ee fokusnoe rasstoyanie po Solncu. Dlya etogo nado ne zabyt' chtoby opravka, na kotoruyu nakleena linza, imela diametr na 25--30% men'she diametra linzy, dlya togo chtoby kraya poslednej mogli stroit' izobrazhenie Solnca.
V ostal'nom iskatel' napominaet malyj teleskop-refraktor. Ego uvelichenie dolzhno byt' blizko k ravnozrachkovomu i ne prevyshat' diametra ob®ektiva v millimetrah, delennogo na 4--6. Na trubku nuzhno nadet' i prikleit' dva metallicheskih kol'ca, v kotorye budut upirat'sya yustirovochnye vinty.
Naznachenie staniny -- uderzhivat' polyarnuyu os' teleskopa v strogo opredelennom polozhenii bez medlennyh smeshchenij i bez vibracij. Dlya togo chtoby predotvratit' vibracii, stanina ili kolonna teleskopa dolzhna byt' dostatochno zhestkoj.
V celom teleskop mozhno rassmatrivat' kak konsol' slozhnoj formy s "zashchemleniem" v ploskosti opiraniya staniny na fundament. Pri ravnomerno raspredelennoj nagruzke (naprimer, pri poryvah vetra) izgibayushchij moment vozrastaet sverhu vniz proporcional'no kvadratu dliny etoj konsoli (sm. ris. 44).
Poetomu zhestkost' vseh uzlov montirovki dolzhna vozrastat' proporcional'no kvadratu vysoty sverhu vniz. |to vynuzhdaet uvelichivat' secheniya detalej montirovki pri perehode ot truby teleskopa k osi sklonenij, k polyarnoj osi, k korpusu polyarnoj osi, k kolonne i oporam, ili k stanine, esli teleskop ne imeet kolonny.
V teh sluchayah, kogda teleskop snabzhen prisposobleniem dlya regulirovaniya naklona polyarnoj osi v bol'shih predelah, horosho snabdit' ego nebol'shim opornym sterzhnem (ris. 50, a), kotoryj vmeste s korpusom polyarnoj osi i kolonny obrazuet treugol'nik -- figuru, znachitel'no bolee zhestkuyu, chem prosto ugol "kolonna -- korpus osi". Snabdiv montirovku etim sterzhnem, my dob'emsya bol'shoj zhestkosti pri peremeshchenii osi v ploskosti meridiana. Odnako zhestkost' v perpendikulyarnom napravlenii, naprimer pri poryvah zapadnogo ili vostochnogo vetra, ne vozrastet. Edinstvennyj sposob poluchit' dostatochnuyu zhestkost' v etom napravlenii -- rezko uvelichit' tolshchi
nu plastin, svyazyvayushchih korpus polyarnoj osi i kolonny. Dlya 110-millimetrovogo teleskopa s fokusnym rasstoyaniem 1000--1200 mm tolshchina etih plastin, otlityh iz alyuminiya, mozhet byt' okolo 12--15 mm, dlya teleskopa diametrom 150 mm, osobenno esli eto fotograficheskij teleskop, tolshchina plastin dolzhna byt'
Ris. 76. Osnovanie montirovki teleskopa iz stal'nyh trub.
uvelichena do 30 mm. Vazhno takzhe otmetit', chto zhestkost' uzla vozrastaet, esli v odinakovoj mere umen'shitsya dlina etih plastin.
Diametr stal'noj truby kolonny takzhe imeet bol'shoe znachenie. Dlya vizual'nogo 110-millimetrovogo reflektora on dolzhen byt' okolo 60--70 mm. Dlya fotograficheskogo reflektora diametrom 150 mm diametr stal'noj truby -- kolonny dolzhen byt' uvelichen do 120 mm, V oboih sluchayah imeetsya vvidu, chto vysota kolonny sostavlyaet primerno 700-- 800 mm. Pri uvelichenii vysoty kolonny nado uvelichit' i ee diametr priblizitel'no proporcional'no kornyu kvadratnomu iz uvelicheniya vysoty. Naprimer, pri uvelichenii vysoty kolonny v 2 raza, ee diametr nuzhno uvelichit' v 1,4 raza.
Osobo opasnyj uzel -- mesto krepleniya nog kolonny k sobstvenno kolonne. Nogi obychno predstavlyayut soboj konsoli s bol'shim secheniem vozle kolonny. Zdes' nado pomnit' kak ob izgibe pri prostom naklone kolonny, tak i pri kruchenii kolonny vokrug ee osi. |ta deformaciya voznikaet, naprimer, v teh sluchayah, kogda sila (prikosnovenie nablyudatelya ili poryv vetra) dejstvuet gorizontal'no na trubu teleskopa, napravlennuyu pod nebol'shim uglom k gorizontu.
Odnako dlya teleskopov bolee 150 mm v diametre zhelatel'no isklyuchit' kolonnu, ustanoviv korpus polyarnoj osi pryamo na osnovanie (ris. 76). |to polezno dlya uvelicheniya zhestkosti, a takzhe i potomu, chto okulyarnyj uzel, raspolozhennyj na verhnem konce sravnitel'no dlinnoj truby, stanovitsya trudno dostupnym, kogda teleskop napravlen v zenit.
Primechatel'no, chto v etom sluchae regulirovka naklona polyarnoj osi mozhet byt' vypolnena v nebol'shih predelah (obychno neskol'ko gradusov). Ustrojstvo dlya naklona predstavlyaet soboj odin opornyj vint, kotoryj raspolagaetsya na yuzhnom konce staniny. Dlya togo chtoby ustanovit' polyarnuyu os' v ploskosti meridiana, nado, chtoby stanina mogla v nebol'shih predelah povorachivat'sya po azimutu. Dlya etogo dve severnye opory delayut v vide dvuh rolikov, osi vrashcheniya kotoryh peresekayutsya na opornom yuzhnom vinte. Mezhdu etimi rolikami na stanine pomeshchaetsya nebol'shaya konsol' dlinoj 30--50 mm. Na fundamente teleskopa ustanavlivayutsya dva vinta, mezhdu kotorymi i razmeshchaetsya eta konsol'. Vrashchaya vinty v tu ili inuyu storonu, my povorachivaem vsyu staninu s polyarnoj os'yu k zapadu ili vostoku.
O sposobah tochnoj ustanovki polyarnoj osi mozhno prochest' v instrukciyah dlya astronomicheskih nablyudenij.
Poslednee zveno mezhdu teleskopom i gruntom, na kotorom on stoit,-- fundament. Dlya nebol'shogo teleskopa na kolonne dostatochno zabetonirovat' ili vylozhit' kirpichom nebol'shuyu ploshchadku, na kotoruyu vo vremya nablyudenij stavitsya teleskop.
Mozhno i nebol'shoj teleskop sdelat' bez kolonny, ustanoviv ego na stanine, kotoraya na vremya nablyudenij pomeshchaetsya na betonnyj ili kirpichnyj stolb, zamenyayushchij kolonnu. Osobenno eto polezno dlya perenosnyh teleskopov, tak kak ves umen'shaetsya.
Nakonec, dlya bol'shih, osobenno fotograficheskih teleskopov fundament sovershenno neobhodim. Diametr fundamenta zavisit prezhde vsego ot vysoty ego vershiny nad urovnem zemli. Ne vdavayas' v podrobnosti, privedem tablicu s primernymi znacheniyami diametra kruglogo v sechenii fundamenta (v metrah) v zavisimosti ot ego vysoty i trebovanij k zhestkosti teleskopa v celom, kotoraya v svoyu ochered' zavisit ot dejstvuyushchego diametra zerkala i naznacheniya teleskopa (tabl. 13).
Luchshij material dlya fundamenta -- beton ili kirpichnaya kladka. Dlya nevysokih fundamentov s malymi diametrami mozhno s uspehom primenyat' kruglye asbocementnye ili stal'nye truby. Posle ustanovki truby na mesto ee nuzhno zapolnit' shchebnem ili
kirpichnym boem, zalivaya cherez kazhdye 25--30 sm cementno-peschanyj rastvor.
Glubina zakladki fundamenta zavisit ot sostava i sostoyaniya grunta. Na skal'nyh gruntah fundament mozhno ustanavlivat' pryamo na poverhnosti, snyav tol'ko sloj derna. Na peschanyh, supeschanyh, suglinistyh
T a b l i c a 13
|
Vysota fundamenta , m |
Fotografirovanie s okulyarnym uvelicheniem |
Vizual'nye nablyudeniya |
Fotografirovanie v n'yutonovskom fokuse |
|||
|
150 mm |
300 mm |
150 mm |
300 mm |
150 mm |
300 mm |
|
|
1 |
0,2 |
0,25 |
0,16 |
0,20 |
0,12 |
0,15 |
|
2 |
0,4 |
0,50 |
0,32 |
0,40 |
0,25 |
0,30 |
|
3 |
0,60 |
0,75 |
0,50 |
0,60 |
0,36 |
0,45 |
|
4 |
0,80 |
1,00 |
0,64 |
0.80 |
0,50 |
0,60 |
|
6 |
1,20 |
1,50 |
0,96 |
1,20 |
0,72 |
0,90 |
|
10 |
2,00 |
2,50 |
1,00 |
2,00 |
1,20 |
1,50 |
i glinistyh gruntah glubina zalozheniya fundamenta prinimaetsya na 10 sm nizhe glubiny promerzaniya grunta. Tak, v rajone Novosibirska ona sostavlyaet 2,2 m i 2,0 m i gorode i sel'skoj mestnosti sootvetstvenno; v Moskve glubina promerzaniya grunta sostavlyaet 1,4 m. Osobenno vazhno eto uslovie vypolnyat', esli grunty vlazhnye, glinistye (tak nazyvaemye puchinistye). V suhih gruntah, osobenno peschanyh i supeschanyh, vozmozhna men'shaya glubina zalozheniya fundamenta (v sootvetstvii s mnogoletnim opytom mestnogo stroitel'stva). Dlya togo chtoby predotvratit' neravnomernoe osedanie grunta pod tyazhest'yu fundamenta, nuzhno, chtoby nagruzka na grunt ne prevyshala dopustimuyu. CHtoby uznat' udel'nuyu nagruzku na kazhdyj kvadratnyj santimetr grunta, nado ves fundamenta s teleskopom razdelit' na ploshchad' osnovaniya fundamenta. Naprimer, teleskop vesit 50 kg, fundament teleskopa imeet vysotu 4 m pri diametre 0,6 m. Ob®em fundamenta 1,13 m2. Pri ob®emnom vese betona 1,6 t/m3 ves fundamenta sostavit 1,8 t. Ochevidno, chto pri takom massivnom fundamente vesom teleskopa mozhno prenebrech'. Razdeliv ves fundamenta na ploshchad' ego osnovaniya poluchaem davlenie na grunt, ono ravno 0,64 kg/sm2. Iz tabl. 14 (soprotivlenie grunta v kg/sm2) vidno, chto takoe davlenie dopustimo dazhe pri samom slabom grunte.
Odna iz samyh nepriyatnyh problem -- problema mikrovibracij grunta prezhde vsego ot prohodyashchego poblizosti transporta, rabotayushchih tyazhelyh mehanizmov i t. p. S etoj tochki zreniya spasenie sostoit v
T a b l i ca 14
|
Naimenovanie grunta |
Sostoyanie grunta |
|
|
tverdoe |
plastichnoe |
|
|
SHCHeben' kristallicheskih porod |
5 |
-- |
|
SHCHeben' osadochnyh porod |
3 |
-- |
|
Peski krupnye |
4 |
-- |
|
Peski melkie |
2,5 |
1,5 |
|
Peski pylevatye |
1,5 |
1,0 |
|
Supes' |
2,5 |
2,0 |
|
Suglinok |
2,0 |
1,0 |
|
Glina |
2,5 |
1,0 |
maloj vysote fundamenta. U 150-millimetrovogo teleskopa, ustanovlennogo na zhestkoj podstavke vysotoj 50 sm nad poverhnost'yu Zemli na rasstoyanii 200 m ot Transsibirskoj magistrali, vibraciya, vyzvannaya prohodyashchimi poezdami, byla ne bolee 2--3". Tot zhe teleskop, ustanovlennyj na polu 4 etazha u samoj steny, gde vibracii pola svedeny k minimumu, imel vibraciyu 20--30" ot poezdov, prohodyashchih na rasstoyanii 1 km. K sozhaleniyu, volnenie prizemnyh sloev vozduha sil'no portit izobrazheniya, i eto zastavlyaet podnimat' teleskop na vysotu hotya by 2-- 3 m ot poverhnosti Zemli. Takim obrazom, v vybore vysoty fundamenta teleskopa lyubitelyu vsegda prihoditsya idti na kompromiss.
Edva li najdetsya tehnicheskoe sredstvo, kotoroe prineslo astronomii v poslednie sto let bol'she informacii, chem fotografiya. Dazhe, nesmotrya na poyavlenie elektrofotometrii, radioastronomii i drugih sredstv, fotografiya prodolzhaet zanimat' osnovnoe mesto sredi sposobov registracii v astronomii. Poetomu bylo by nerazumno obhodit' storonoj eto sredstvo i lyubitelyu. Ved' v otlichie ot glaza, fotoemul'siya v sostoyanii nakaplivat' svet ot slabyh istochnikov, ona fiksiruet srazu bol'shoe chislo ob®ektov, popadayushchih i pole zreniya teleskopa, nakonec, ona sluzhit nadezhnym dokumentom, togda kak glaz, a pravil'nee skazat', mozg nablyudatelya vo vremya nablyudenij ochen' sub®ektiven.
Fotografiya, a znachit, i fotograficheskie sredstva dolzhny zanyat' dostojnoe mesto v arsenale lyubitel'skih sredstv. Krome togo, dazhe i dlya vizual'nyh nablyudenij takzhe stoit koe-chto dobavit' k osnovnomu teleskopu dlya rasshireniya nablyudatel'nyh vozmozhnostej lyubitelya. |tih prisposoblenij i priborov mozhno postroit' dovol'no mnogo, i lyubitel'-odinochka okazhetsya v zatrudnitel'nom polozhenii iz-za deficita vremeni. Poetomu bylo by horosho najti odnogo ili neskol'kih edinomyshlennikov dlya togo, chtoby dejstvovat' ob®edinennymi usiliyami. Kollektivu dazhe nachinayushchih lyubitelej po plechu izgotovlenie opisannyh nizhe priborov i prisposoblenij. Vse eto vmeste -- uzhe ne prosto lyubitel' i teleskop, eto astronomicheskaya observatoriya, kollektiv, rabotayushchij celeustremlenno i s bol'shoj pol'zoj.
Konechno, pri etom vstretitsya bol'she trudnostej organizacionnogo poryadka: naprimer, gde ustanovit' postroennye pribory; kak postroit' pust' neslozhnoe, no vse-taki pomeshchenie dlya teleskopa; kak pobedit' samogo lyutogo vraga astronomov XX veka -- gorodskoe osveshchenie po nocham, kotoroe prevratilo nekogda grandioznuyu kartinu mirozdaniya v zhalkuyu ee ten'. Odno iz vozmozhnyh reshenij -- kooperaciya gorodskih i sel'skih lyubitelej. U pervyh bol'she tehnicheskih vozmozhnostej, u vtoryh -- horoshee nochnoe nebo. No dazhe esli observatoriya raspolozhena v gorode, naprimer na ploskoj kryshe zdaniya, ona prineset gorazdo bol'she udovletvoreniya ee sozdatelyam, chem sluchajnye nablyudeniya vo dvore ili na balkone.
Poverhnostnaya yarkost' Solnca slishkom velika, chtoby na nego mozhno bylo smotret' neposredstvenno v okulyar. Izvesten sluchaj, kogda odin iz astronomov za neskol'ko sekund oslep na vsyu zhizn', nablyudaya Solnce v okulyar teleskopa. Vo mnogih rukovodstvah rekomenduetsya ispol'zovat' temnye svetofil'try, napodobie teh, chto primenyayutsya pri elektrosvarke. Prezhde chem nablyudat' s takim steklom v teleskop, nado skvoz' nego posmotret' na Solnce bez teleskopa. Solnce dolzhno byt' vidno sovershenno neyarkim diskom na udivlenie malyh razmerov. Odnako nado pomnit', chto nash teleskop sobiraet slishkom mnogo sveta i tepla, i kusochek stekla pomeshchennyj srazu za okulyarom v rajone vyhodnogo zrachka nemedlenno lopnet, kak eto odnazhdy sluchilos' u avtora knigi. CHtoby etogo izbezhat', nado na verhnij konec teleskopa nadet' diafragmu -- kryshku iz kartona ili drugogo materiala s nebol'shim (40--50 mm) kruglym otverstiem. Kstati govorya, otverstie diafragmy dlya teleskopa N'yutona raspolagaetsya asimmetrichno, chtoby v puchok proshedshego cherez otverstie sveta ne popali oprava diagonal'nogo zerkala i rastyazhki.
Nablyudeniya s temnym steklom interesny, kogda nuzhno rassmotret' melkie podrobnosti v pyatnah ili drugih detalyah. V teh sluchayah, kogda vazhno zarisovat' kartinu v celom, nablyudeniya luchshe provodit' na ekrane. Poverhnostnaya yarkost' Solnca dostatochna dlya
togo, chtoby, raspolozhiv pozadi okulyara list beloj bumagi, poluchit' na nem dostatochno bol'shoe, obychno 10--15 sm diametrom, izobrazhenie Solnca. Sfokusirovav izobrazhenie s pomoshch'yu okulyara, my mozhem rassmatrivat' ego na ekrane. Bolee togo, eto izobrazhenie mozhno pokazyvat' mnogim lyudyam odnovremenno i fotografirovat' ekran vmeste s izobrazheniem Solnca. Okulyar teleskopa N'yutona vynesen vbok i ekran dolzhen raspolagat'sya sboku na dlinnom (okolo 0,5 m)
Ris. 77. Solnechnyj proektor.
1 -- 45-gradusnaya prizma ili diagonal'noe zerkalo,
2 -- zatenyayushchij kozhuh, 3 -- ekran.
sterzhne. Esli zhe za okulyarom ustanovit' 45-gradus-nuyu prizmu ili ploskoe zerkalo, mozhno napravit' puchok vniz vdol' truby. |kran v etom sluchae raspolagaetsya v rajone osi sklonenij i mozhet byt' ukreplen na trube ili korpuse osi sklonenij.
K sozhaleniyu, pryamoj solnechnyj svet i rasseyannyj svet neba ochen' zasvechivaet ekran. CHtoby zashchitit' ekran ot pryamyh luchej Solnca, dostatochno na verhnem konce truby ukrepit' kusok kartona, ten' ot kotorogo padala by na ekran. No luchshe zashchitit' ego i ot rasseyannogo sveta neba. Dlya etogo nado snabdit' ekran yashchikom v vide piramidy, v osnovanii kotoroj nahoditsya ekran, a v vershine--okulyar (ris. 77). CHtoby mozhno bylo videt' izobrazhenie, v odnoj iz stenok nuzhno sdelat' dostatochno bol'shoe okno.
Menyaya okulyary, mozhno poluchit' izobrazheniya razlichnyh masshtabov. Obychnye, dazhe ochen' horoshie okulyary ploho rabotayut v kachestve proekcionnyh sistem, poetomu gorazdo luchshee izobrazhenie mozhno poluchit', primenyaya korotkofokusnye fotoob®ektivy. 50-milli-metrovyj fotoob®ektiv tipa "Industar-50" ili analogichnyj emu pri proekcionnom rasstoyanii 500 mm dast 9-kratnoe uvelichenie. |to znachit, chto esli diametr solnechnogo izobrazheniya v fokuse teleskopa s fokusnym rasstoyaniem 1200 mm raven 11 mm, to na ekrane diametr Solnca budet raven primerno 100 mm. Dlya izucheniya podrobnostej v pyatnah luchshe primenyat' ob®ektivy ot 16- i 8-millimetrovyh kinokamer. Fokusnye rasstoyaniya etih ob®ektivov primerno 10-- 20 mm, a masshtab izobrazheniya pri tom zhe proekcionnom rasstoyanii v 2,5--5 raz bol'she, chem u "Industara-50".
Samyj prostoj sposob fotografirovat' Solnce -- delat' snimok ekrana s solnechnym izobrazheniem. Tak kak fotoapparat nahoditsya ne tochno na osi, izobrazhenie Solnca poluchaetsya slegka splyusnutym. Luchshe, odnako, vmesto ekrana na shirokom konce svetozashchitnogo yashchika ustanovit' kassetu s fotoplastinkoj, a vsyu ustanovku snabdit' fotozatvorom dlya proizvodstva korotkih vyderzhek.
V nekotoryh instrukciyah rekomenduetsya zatvor ustanavlivat' v rajone vyhodnogo zrachka srazu zhe za okulyarom. Hotya s tochki zreniya svetotehniki eto reshenie razumno, vse-taki ustanavlivat' zatvor zdes' ne sleduet, tak kak v vyhodnom zrachke koncentriruetsya bol'shoe kolichestvo tepla. Luchshe snabdit' teleskop diafragmoj na verhnem konce truby, v kotoruyu vmontirovat' zatvor ot fotoapparatov "Fotokor", "Moskva" i t. p., vyvernuv iz korpusa linzy ob®ektiva. Dejstvuyushchee otverstie ob®ektiva "Fotokora" 30 mm, apparatov "Moskva" - 25 mm. |to i budet dejstvuyushchee otverstie nashego teleskopa v dannom sluchae (ris. 78, a).
YArkost' Solnca slishkom velika, i nedostatochno zadiafragmirovat' teleskop i primenit' malochuvstvitel'nuyu emul'siyu; nuzhno prinyat' eshche nekotorye mery dlya snizheniya kolichestva sveta, padayushchego na fotoplastinku. Luchshe vsego prizmu, otrazhayushchuyu svet posle okulyara nazad, perevernut', kak pokazano na ris. 78, b. V etom sluchae ot poverhnosti otrazhaetsya primerno 5% sveta i ego potok umen'sha
etsya v 20 raz. Eshche luchshe ustanovit' dve prizmy, kak pokazano na ris. 78, v. Kombinaciya iz dvuh prizm umen'shaet svetovoj potok v 400 raz.
V poslednem sluchae vyderzhka sostavit okolo 1/50 s, esli chuvstvitel'nost' emul'sii 1 ed. GOSTa (pozitiv-nye plastinki), diametr Solnca na ekrane 50 mm, dia-metr diafragmy ob®ektiva s vyvernutymi linzami,
Ris. 78. Prisposobleniya dlya fotograficheskih nablyudenij Solnca
a) Central'nyj zatvor s trosikom (linzy fotoob®ektiva vynuty), b) otrazhenie solnechnogo sveta ot gipotenuzy 45-gradusnoj prizmy v sluchae solnechnyh nablyudenij, v) otrazheniya ot dvuh prizm.
ustanovlennogo na kryshke teleskopa, 30 mm. Esli vam udalos' dostat' tol'ko odnu prizmu, pridetsya primenit' zheltyj ili oranzhevyj svetofil'tr, ustanovlennyj za okulyarom posle prizmy. Pozitivnye plastinki i plenki malo chuvstvitel'ny k zhelto-oranzhevomu svetu, no naskol'ko v kazhdom otdel'nom sluchae, skazat' trudno, poetomu pridetsya vyderzhku podobrat' opytnym putem.
Nado li govorit', chto pri ispol'zovanii fotoplastinok (ili plenok) dazhe maloj chuvstvitel'nosti svetozashchitnyj yashchik dolzhen byt' sovershenno svetonepronicaemym. Dlya etogo vse shcheli nuzhno prokleit' chernoj fotobumagoj iznutri, a snaruzhi vse shvy na uglah zadelat' alyuminievym ugolkom. CHtoby proverit' yashchik na svetozashchitu, v kassetnuyu chast' (luchshe ee vzyat' pryamo ot starogo "Fotokora") vstavim kassetu s plastinkoj, otkroem kassetu na 1--2 minuty posle etogo zakroem. Ochevidno, chto zatvor vse eto vremya dolzhen byt' zakrytym. Posle proyavleniya plastinki stanet yasno, propuskaet yashchik svet ili net.
Kak ni udoben teleskop, prednaznachennyj dlya nablyudeniya i fotografirovaniya Solnca na ekrane, vse-taki special'nyj teleskop mozhet stat' nastoyashchim centrom lyubitel'skih nablyudenij Solnca. V prostejshem vide solnechnyj teleskop (ris. 79) sostoit vsego iz dvuh opticheskih detalej: glavnogo dlinnofokusnogo zerkala 1 i vspomogatel'nogo ploskogo zerkala 2 primerno togo zhe diametra, chto i glavnoe (ris. 79).
Diametr izobrazheniya Solnca raven 0,009F == F/110.
Ris. 79. Prostejshij gorizontal'nyj solnechnyj teleskop (s risunka R. Portera).
1--glavnoe zerkalo, 2 --vspomogatel'noe ploskoe zerkalo, 3 -- ob®ektiv ot fotoapparata.
|to znachit, chto esli fokusnoe rasstoyanie zerkala ravno 5000 mm, to diametr solnechnogo izobrazheniya budet raven 45 mm. |to uzhe dostatochno dlya fotografirovaniya na plastinkah razmerom 6X9 ili 4,5 H 6. Esli fokusnoe rasstoyanie ravno 3000 mm, to diametr izobrazheniya raven 27 mm, i ego mozhno fotografirovat' maloformatnoj kameroj na format 21X36 mm, esli u
fotoapparata vyvernut' ob®ektiv. Odnako mozhno vybrat' fokusnoe rasstoyanie znachitel'no bol'she, skazhem, 20--30 m, togda izobrazhenie Solnca budet imet' diametr180--270mm. Takoe izobrazhenie udobno nablyudat' vizual'no. Skoree vsego, nuzhno ostanovit'sya na fokusnom rasstoyanii primerno 3--5 m i dlya polucheniya bol'shih izobrazhenij dlya vizual'nyh nablyudenij primenit' okulyarnuyu proekciyu na ekran, primeniv dlya etoj celi fotoob®ektiv 3 s fokusnym rasstoyaniem 80--100 mm i polevuyu ploskovypukluyu linzu, kak v okulyare Kel'nera ili Ramsdena. Naznachenie polevoj linzy -- perehvatit' luchi na krayu polya zreniya i napravit' ih v proekcionnyj ob®ektiv, tem samym uvelichiv pole zreniya.
Shema teleskopa elementarna. Vysokokachestvennoe ploskoe zerkalo napravlyaet svet Solnca na glavnoe sfericheskoe (stoyashchee yuzhnee), a to v svoyu ochered' napravlyaet konus luchej obratno (na sever), tak chto ryadom s ploskim zerkalom poluchaetsya izobrazhenie Solnca, kotoroe rassmatrivaetsya na ekrane ili fotografiruetsya. Rassmatrivaya shemu, obratim vnimanie na to, chto izobrazhenie Solnca okazyvaetsya ne na opticheskoj osi glavnogo zerkala. Takoe smeshchenie izobrazheniya privodit k obrazovaniyu tak nazyvaemyh polevyh aberracij -- komy i astigmatizma. CHtoby ih vliyanie bylo minimal'nym, sleduet kak mozhno men'she smeshchat' izobrazhenie s osi ili, inache govorya, maksimal'no priblizit' izobrazhenie k ploskomu zerkalu. Vo-vtoryh, otnositel'noe otverstie glavnogo zerkala dolzhno byt' nebol'shim.
Dlya 120-millimetrovogo zerkala fokusnoe rasstoyanie ne dolzhno byt' koroche 3000 mm, a ego otnositel'noe otverstie, sledovatel'no, ne dolzhno prevyshat' 1/25.
Dlya 180-millimetrovogo zerkala minimal'noe fokusnoe rasstoyanie 5000 mm, a otnositel'noe otverstie 1/28.
Diametr ploskogo vspomogatel'nogo zerkala mozhet byt' na 15--20% men'she diametra glavnogo. Izgotavlivaya ploskoe zerkalo, ego mozhno ispytyvat' v sheme Kommona v sochetanii s glavnym sfericheskim (sm. ris. 37, 6). Neudobstvo zaklyuchaetsya v tom, chto radius krivizny glavnogo zerkala vdvoe bol'she ego fokusnogo rasstoyaniya, i dlina ispytatel'nogo pomeshcheniya dolzhna byt' ravna 6--10 m. Dlya rassmatrivaniya tenevoj kartiny na takom rasstoyanij mozhno primenit' nebol'shuyu podzornuyu trubu ili binokl', razmestiv ih pozadi nozha Fuko, gde obychno pomeshchaetsya glaz. 5--6 -kratnogo uvelicheniya vpolne dostatochno. Esli zhe ispytaniya v takom dlinnom pomeshchenii -- nepreodolimoe prepyatstvie, mozhno izgotovit' drugoe vspomogatel'noe sfericheskoe zerkalo s radiusom krivizny 1,5 --2 m i diametrom v poltora raza men'she, chem u ispytuemogo ploskogo zerkala. Esli ploskie zerkala v dvuh nashih primerah imeyut diametry okolo 150 i 100 mm, to vspomogatel'nye etalonnye sfericheskie zerkala dlya ispytaniya etih "ploskostej" dolzhny imet' diametry primerno 100--70 mm. Izgotovit' takie zerkala s radiusami krivizny, 1,5--2 m dlya lyubitelya, postroivshego svoj pervyj teleskop, ne predstavlyaet truda.
Esli teleskop dejstvuet v svoej prostejshej forme, bol'shoj pomehoj sluzhat toki teplogo vozduha, podnimayushchegosya nad nagretoj poverhnost'yu 3emli.
CHtoby ih umen'shit', zhelatel'no, chtoby pod teleskopom rosla trava. Eshche luchshe, esli puchki sveta mezhdu ploskim i glavnym zerkalami zaklyucheny v trubu. |ta truba mozhet byt' metallicheskoj, asbocementnoj, derevyannoj i t. p. Luchshe brat' material s nizkoj teploprovodnost'yu, naprimer derevo ili asbocement. Snaruzhi trubu nado pokrasit' beloj kraskoj, chtoby umen'shit' nagrevanie solnechnymi luchami.
Vblizi ploskogo zerkala, gde obrazuetsya izobrazhenie Solnca, nado ustanovit' trubku s kremal'eroj ili drugim fokusirovochnym ustrojstvom i rez'boj M42 H 1 dlya navorachivaniya maloformatnogo fotoapparata ili salazki s kassetnym ustrojstvom, esli primenyayutsya plastinochnye kassety. Dlya togo chtoby ekran ili kassetu zashchitit' ot pryamogo solnechnogo i rasseyannogo sveta neba, okno, gde ustanovlen teleskop, nado zakr'gt' stavnej s nebol'shim otverstiem ili plotnoj shtoroj. Tak kak vyderzhki korotkie, nekotoroe kolichestvo parazitnogo sveta ne strashno.
Reflektor N'yutona mozhno legko prevratit' v polyarnyj solnechnyj teleskop (ris. 80). Dlya etogo truba teleskopa napravlyaetsya na polyus mira, dlya chego ee
orientiruyut na sever i naklonyayut k gorizontu na ugol, ravnyj shirote mesta nablyudenij s tochnost'yu do 1--2º. Pered verhnim koncom truby ustanavlivaetsya ploskoe zerkalo, nazyvaemoe siderostatom. Siderostat mozhet naklonyat'sya v vilke po skloneniyu i povorachivat'sya na osi vilki po chasovomu uglu. Luchshe vsego, esli os'yu vilki budet sluzhit' os' chasovogo mehanizma ot sutochnogo meteorologicheskogo samopisca (barografa, termografa i dr.). V etom sluchae zerkalo, povorachivayas' vsled za Solncem so skorost'yu 1 ob/sut, budet uderzhivat' izobrazhenie v centre polya zreniya ili na ekrane neopredelenno dolgo.
Ris. 80. Polyarnyj solnechnyj teleskop.
Teleskop prednaznachen dlya polevyh uslovij, kogda on ustanavlivaetsya na dvuh vkopannyh v zemlyu stolbah i zakryvaetsya sverhu rastyanutoj palatkoj. Na dannoj fotografii teleskop ustanovlen na sluchajnom shtative.
Prezhde chem ustanavlivat' chasovoj mehanizm na mesto, nado ego ispytat'. Dlya etogo na konce osi chasovogo mehanizma s pomoshch'yu gajki ukrepim bumazhnuyu strelku. Razmetiv krugluyu kryshku mehanizma na 24 ravnye chasti, zavedem mehanizm i ustanovim strelku po chasam. Za sutki mehanizm ne dolzhen otstavat' ili speshit' bolee chem na 10--15 minut. V etom sluchae Solnce budet uderzhivat'sya v centre polya zreniya v techenie 1--1,5 chasa, t. e. vsego vremeni nablyudenij. Esli mehanizm sil'no otstaet, ostorozhno ego razberem i na balansire vyvernem paru simmetrichno raspolozhennyh vintikov-gruzikov. Esli mehanizm speshit, simmetrichno otnositel'no centra nasadim na balansir paru kroshechnyh kusochkov plastilina. |ti mery neobhodimy v sluchae, esli mehanizm "greshit" na 1,5--2 chasa v sutki. Esli oshibka men'she, mozhno ogranichit'sya regulirovkoj s pomoshch'yu obychnogo regulyatora.
CHtoby izobrazhenie Solnca sproecirovat' na gorizontal'nyj stolik, gde ego znachitel'no udobnee nablyudat', ustanovim srazu za okulyarom 45-gradusnuyu prizmu ili ploskoe opticheski tochnoe zerkalo i napravim puchok vniz *).
*) CHtoby 45-gradusnaya prizma otklonila luchi vniz, nado, chtoby opticheskaya os' okulyara byla gorizontal'na.
Eshche luchshe vmesto obychnoj 45-gradusnoj prizmy vnutri teleskopa, otklonyayushchej svet v okulyar, ustanovit' ploskoe zerkalo, kotoroe srazu napravit puchok vniz na stol. Okulyar v etom sluchae napravlen vniz. Polyarnyj teleskop nuzhno ustanovit' v temnom pomeshchenii, chtoby snaruzhi okazalsya tol'ko siderostat. Razumeetsya, pomeshchenie ne dolzhno otaplivat'sya i v nem dolzhna podderzhivat'sya ta zhe temperatura, chto i na ulice, inache strui teplogo vozduha sovershenno isportyat izobrazhenie. V polevyh usloviyah polyarnyj teleskop mozhet ustanavlivat'sya v palatke, zatenyayushchej ekran. Dlya fotografirovaniya grupp pyaten maloformatnyj fotoapparat so shtornym zatvorom kladetsya s vyvernutym ob®ektivom na stol. Izobrazhenie fokusiruetsya po listu bumagi, lezhashchemu na stole, i fotoapparat pododvigaetsya k gruppe, chtoby ona "provalilas'" v apparat. Vyderzhka osushchestvlyaetsya zatvorom apparata.
Razumeetsya, vmesto okulyarov luchshe primenit' fotograficheskie ili proekcionnye ob®ektivy, kak uzhe govorilos' ran'she. Sravnivaya izobrazheniya, davaemye razlichnymi okulyarami i ob®ektivami, mozhno legko i bystro otobrat' luchshie iz nih. Ne nuzhno stremit'sya pri fotografirovanii k ochen' bol'shomu masshtabu. Delo v tom, chto struj teplogo vozduha sil'no portyat
izobrazheniya, poetomu dlya pryamogo (bez ob®ektiva) fotografirovaniya pyaten maloformatnym apparatom dostatochno imet' na ekrane izobrazhenie Solnca diametrom ne bolee 70--100 mm. Dlya vizual'nyh zhe nablyudenij podrobnostej nuzhnyj masshtab legko podobrat' prakticheski; on okazhetsya znachitel'no bol'she.
Dlya organizacii lyubitel'skoj sluzhby neba (registraciya vspyshek novyh zvezd, poletov bolidov i t. p.) V. I. Koval' predlozhil [25] ispol'zovat' maloformatnye apparaty, ustanovlennye na pruzhinnom meha-
Ris. 81. Patrul'nyj astrograf lyubitel'skoj sluzhby neba.
nizme meteorologicheskogo samopisca tak zhe, kak zerkalo siderostata. |ti samopiscy otnositel'no netrudno dostat' v magazinah uchebno-naglyadnyh posobij, oni nedorogi, neprihotlivy v obsluzhivanii. Otregulirovannyj, kak bylo rasskazano vyshe, takoj mehanizm mozhet povorachivat' fotoapparat tipa "Zenit" ili paru fotoapparatov tipa "Smena" za sutochnym vrashcheniem neba v techenie 15--20 minut. Oshibka v hode mehanizma v etom sluchae ne dolzhna prevyshat' 10 minut v sutki. Esli my zahotim primenit' s "Zenitom" ob®ektiv s fokusnym rasstoyaniem 100 mm, to oshibka ne dolzhna prevyshat' 5 minut v sutki.
Na ris. 81 dana fotografiya patrul'nogo astrografa, postroennogo v klube im. Maksutova. Fokusnoe rasstoyanie ob®ektiva ne dolzhno prevyshat' 100-- 135 mm, inache massa apparata okazhetsya velika. Odnako esli vmesto podshipnikov skol'zheniya, v kotoryh vrashchaetsya glavnaya os' chasovogo mehanizma, ustanovit' sharikopodshipniki, a vsyu montirovku horosho sbalansirovat', to mozhno primenit' i 200-millimetrovyj ob®ektiv. S takimi ob®ektivami mozhno poluchit' zamechatel'nye fotografii krupnyh tumannostej i skoplenij. Primeniv vysokochuvstvitel'nye plenki, mozhno poluchit' izobrazheniya zvezd do 13--14-j zvezdnoj velichiny. Esli zhe na fotoapparate stoit "shtatnyj" ob®ektiv s fokusnym rasstoyaniem 40--50 mm, to na fotografiyah poluchatsya bol'shie oblasti neba i zvezdy do 10--11-j zvezdnoj velichiny. |ti ob®ektivy interesny dlya poiska novyh zvezd, fotografirovaniya asteroidov, peremennyh zvezd, sostavleniya fotograficheskih atlasov neba. Nuzhno tol'ko pomnit', chto obychnye fotoob®ektivy imeyut na krayu polya zreniya plohie izobrazheniya, poetomu nado ispol'zovat' primerno 50--70% ploshchadi kadra. § KAMERA SHMIDTA
Tam, gde neobhodimy bol'shie polya zreniya, opisannyj astrograf nezamenim. Odnako, kogda my hotim poluchat' fotografiyu tumannosti, zvezdnogo skopleniya, galaktiki ili komety v bol'shom masshtabe, neobhodim astrograf s bol'shim fokusnym rasstoyaniem. V kachestve takogo astrografa mozhno primenit' maloformatnuyu kameru s ob®ektivami tipa "Tair-3", "MTO-500", "MTO-1000", ukreplennuyu na trube teleskopa, snabzhennogo chasovym mehanizmom ili hotya by mikrometrennymi vintami po obeim osyam. K sozhaleniyu, eti ob®ektivy imeyut maloe otnositel'noe otverstie i, sledovatel'no, maluyu svetosilu. Poetomu dazhe dlya polucheniya sravnitel'no yarkih protyazhennyh
ob®ektov trebuetsya vyderzhki poryadka chasa i bolee.
Mozhno poluchit' gorazdo bol'shee otnositel'noe otverstie s edinstvennoj opticheskoj detal'yu -- sfericheskim zerkalom, pered kotorym ustanovlena kasseta s plenkoj. K sozhaleniyu, polevye aberracii sil'no portyat izobrazheniya srazu vne opticheskoj osi zerkala.
Ris. 82. Shema kamery SHmidta i konstrukciya kassety.
a) Kamera SHmidta, b) kasseta. 1 -- baraban, 2--fokusirovochnyj vint. 3 -- rastyazhki, 4 -- magnitnoe kol'co, 5--vypukloe dno kassety, 6 -- fotoplenka, 7 -- prizhimnoe kol'co, 8 -- kryshka, 9 -- sklejki epoksidnoj smoloj.
Vot esli by kazhdaya tochka fokal'noj poverhnosti okazalas' na osi zerkala! Na pervyj vzglyad eto yavnyj absurd. No eto tol'ko na pervyj vzglyad. |stonskij optik Bernard SHmidt, rabotaya v Gamburgskoj observatorii, izobrel sistemu, gde eto uslovie vypolneno. V centre krivizny sfericheskogo zerkala on ustanovil diafragmu, kotoraya na 30--40% men'she diametra zerkala. Rassmotrim, kak dejstvuet eta sistema (Ris. 82).
Puchok sveta, idushchij ot zvezdy, padaet na zerkalo tochno vdol' osi simmetrii zerkala i diafragmy, znachit etot puchok central'nyj i posle otrazheniya ot uchastka 1 zerkala on upadet na plenku v tochke a. Razumeetsya, chto ni komy, ni astigmatizma ne vozniknet, tak kak puchok central'nyj. Rassmotrim puchok ot drugoj zvezdy, padayushchij na uchastok 2 zerkala i otrazhayushchijsya otnositel'no svoej osi simmetrii v tochku b na plenke. Centr diafragmy, centr osveshchennogo puchkom uchastka zerkala 2 i izobrazhenie tochki lezhat tochno na osi simmetrii etogo puchka, sledovatel'no, i zdes' ne vozniknut kraevye aberracii koma i astigmatizm. Mozhno rassmotret' lyuboj, ne srezannyj kraem sfericheskogo zerkala puchok, i vse oni okazhutsya sovershenno ravnopravnymi drug pered drugom. Sledovatel'no, ni koma, ni astigmatizm ne vozniknut v predelah plenki na uchastkah ot tochki b do tochki s. V dejstvitel'nosti i za predelami etogo uchastka koma ne vozniknet, no osveshchennost' plenki nachnet padat' i tem bol'she, chem sil'nee budut srezat'sya kraem zerkala ochen' naklonnye puchki.
Itak, gramotno razmestiv pered prostym zerkalom diafragmu, B. SHmidt sumel sozdat' kameru, svobodnuyu srazu ot hromaticheskoj aberracii, komy i astigmatizma. Ostaetsya neispravlennoj sfericheskaya aberraciya. Na pervyj vzglyad dostatochno zamenit' sfericheskoe zerkalo na parabolicheskoe i mozhno svesti k nulyu i sfericheskuyu aberraciyu, no na samom dele eto ne tak, potomu, chto paraboloid imeet razlichnuyu kriviznu na raznyh zonah. Poetomu padayushchie na kraya zerkala puchki ne budut ravnopravnymi s central'nym puchkom, i zdes' vozniknut aberracii.
CHtoby ustranit' sfericheskuyu aberraciyu, B. SHmidt ustanovil v diafragme special'nuyu linzu -- otricatel'nuyu na krajnih zonah i polozhitel'nuyu v centre. Izgotovlenie etoj linzy ne po silam nachinayushchim lyubitelyam, no u nas est' eshche odno sredstvo, pozvolyayushchee sil'no snizit' sfericheskuyu aberraciyu etoj kamery: nado umen'shit' otnositel'noe otverstie. Raschety pokazyvayut, chto esli otnositel'noe otverstie takoj uproshchennoj kamery SHmidta s dejstvuyushchim otverstiem 100 mm ne budet prevyshat' 1/2,8, to pyatno izobrazheniya zvezdy budet imet' dopustimyj diametr -- okolo 0,1 mm. |to otnositel'noe ot
verstie v 1,6 raza bol'she, chem u "Taira-3", a svetosila bol'she v 2,5 raza. Znachit, dlya s®emki odnogo i togo zhe ob®ekta s nashej kameroj potrebuetsya v 2,5 raza men'shaya vyderzhka, chem s "Tairom", a vyigrysh po sravneniyu s "MTO-500" i "MTO-1000" sostavit sootvetstvenno 8 i 12 raz! Tam, gde "Tairu-3" potrebuetsya vyderzhka v 45 minut (tumannost' Oriona, napri-
T a b l i c a 15
|
Dejstvuyushchee otverstie (diametr diafragmy), mm |
Predel'noe fokusnoe rasstoyanie, mm |
Dlina kamery, mm |
Diametr sfericheskogo zerkala, mm |
Diametr polya zreniya |
Otnositel'noe otverstie |
|
|
mm |
gradusy |
|||||
|
70 |
165 |
330 |
115 |
23 |
7,3 |
1/2,4 |
|
80 |
200 |
400 |
130 |
27 |
6,9 |
1/2,5 |
|
100 |
280 |
560 |
165 |
33 |
6,1 |
1/2,8 |
|
120 |
370 |
740 |
200 |
40 |
5,6 |
1/3,1 |
|
150 |
515 |
1030 |
250 |
50 |
5,0 |
1/3,4 |
mer), nashej kamere dlya togo zhe rezul'tata nuzhna vyderzhka 18 minut.
V tabl. 15 privedeny osnovnye parametry uproshchennoj kamery SHmidta. Ukazany naibolee korotkie iz vozmozhnyh fokusnye rasstoyaniya i maksimal'no vozmozhnye otnositel'nye otverstiya. Kak vidno, kamera SHmidta v dva raza dlinnee svoego fokusnogo rasstoyaniya. Dannye etoj tablicy spravedlivy tol'ko dlya fotograficheskih rabot. Diametry i otnositel'nye otverstiya vizual'nyh instrumentov sm. v tabl. 5 i 6.
Tak kak fokal'naya ploskost' kamery SHmidta raspolozhena vnutri kamery, ee kasseta otlichaetsya ot obychnyh kasset dlya plastinok. Vo-pervyh, kasseta proeciruetsya na zerkalo i zaslonyaet podobno diagonal'nomu zerkalu teleskopa N'yutona chast' ego poverhnosti. Bez osobogo vreda dlya dela mozhno zaslonit' 30--40% diametra puchka. Tak, esli diametr puchka raven 120 mm, to diametr kassety mozhet ravnyat'sya 35 --50 mm. Vo-vtoryh, fokal'naya poverhnost' kamery SHmidta iskrivlena i predstavlyaet soboj sferu radiusa, ravnogo fokusnomu rasstoyaniyu, napravlennuyu vypuklost'yu k zerkalu. Poetomu dno kassety delayut vypuklym. Tak kak s cel'yu ekonomii ploshchadi kadra kassetu prihoditsya delat' krugloj, to i dno kassety krugloe; poetomu ego mozhno vytochit' podobno metallicheskomu shlifoval'niku (sm. Prilozheniya). Konstrukciya kassety vidna na ris. 82, b. Dlya krepleniya kassety na meste v centre truby delaetsya sistema rastyazhek ili stavitsya para stoek pod uglom 90º drug k drugu. Na etih stojkah ukreplen baraban 1 so skvoznym otverstiem s rez'boj. V etoj rez'be dvizhetsya vint 2, na kotorom krepitsya magnitnoe kol'co 4. Magnitnoe kol'co uderzhivaet stal'nuyu kassetu vo vremya eksponirovaniya. Mozhno predusmotret' i zamkovoe kreplenie kassety. Vint mehanizma sluzhit dlya fokusirovaniya i fiksiruetsya gajkoj.
Dlya nablyudenij za izobrazheniem vo vremya fokusirovki v stenku truby kamery nado vdelat' trubochku, napravlennuyu tochno na centr dna kassety. V etu trubochku vstavlyaetsya prostaya zritel'naya trubka, sfokusirovannaya na dno kassety. Vstaviv v kassetu kusok zasvechennoj plenki 6 i prizhav ego pruzhinyashchim kol'com 7 k dnu, rassmatrivaem ego cherez etu trubku i, vrashchaya vint, dobivaemsya nailuchshej rezkosti. Nado pomnit', chto po mere peremeshcheniya kassety vdol' opticheskoj osi menyaetsya rasstoyanie i mezhdu ob®ektivom fokusirovochnoj trubki i kassetoj, poetomu sbivaetsya fokusirovka i v trubke. Ustanoviv kassetu v novoe polozhenie, nado sfokusirovat' i trubku, nemnogo peremeshchaya ee blizhe ili dal'she ot kassety ili dejstvuya okulyarom. Dlya etogo v centre zasvechennogo kuska plenki nado nachertit' perekrestie. Fokusiruem kameru, napraviv ee na yarkuyu zvezdu ili na Lunu. Na praktike fokusirovka otnimaet ochen' malo vremeni.
Vo vremya ustanovki kassety v kameru ee kryshka 8 dolzhna byt' zakryta, tak kak, snyav kryshku kassety, my nemedlenno mozhem zasvetit' plenku. Dlya ustanovki kassety, dlya snimaniya s nee kryshki i nadevaniya posle ekspozicii v stenkah kamery nado sdelat' dva otverstiya, raspolozhennyh nemnogo dal'she ot zerkala, chem kasseta, chtoby kogda s etih otverstij snimayutsya kryshki, plenka ne zasvetilas' pryamym svetom, idushchim cherez otverstiya.
Dlya udobstva zaryadki chasto delayut zaryadnye meshki, kotorye imeyut na odnom konce otverstie s prode
toj rezinkoj (etim otverstiem meshok nadevaetsya na kameru), a na drugom konce rukava, kuda vstavlyayutsya ruki s kassetoj.
V kassetu kamery SHmidta vstavlyaetsya kruglyj kusok plenki, kotoryj mozhno vyrezat' (tochnee, vybit') puansonom. Ustanoviv puanson na plenku, lezhashchuyu na kuske plastmassy, b'em molotkom po verhushke puansona i vynimaem iz puansona kusok plenki.
Gidom v astrofotografiya nazyvayut vspomogatel'nyj teleskop, s pomoshch'yu kotorogo nablyudatel' kontroliruet hod chasovogo mehanizma i vnosit popravki, esli ego hod narushaetsya ili voznikayut drugie prichiny, iz-za kotoryh zvezdy na plastinke mogut smestit'sya. Takim gidom dlya astrografa mozhet prekrasno sluzhit' nash teleskop-reflektor, snabzhennyj chasovym privodom ili hotya by mikrometrennymi vintami po obeim osyam.
Dlya togo chtoby gidirovanie bylo udobnym, v pole zreniya okulyara nado ustanovit' krest nitej (sm. ris. 39, v). V prostejshem sluchae -- eto dve tonkie (0,1--0,2 mm) provolochki, natyanutye pod uglom 90º drug k drugu v fokal'noj ploskosti okulyara. |ta ploskost' sovpadaet s ploskost'yu polevoj diafragmy. Proverit' pravil'nost' ustanovki mozhno prosto: ustanoviv krest nitej na mesto, smotrim v okulyar, derzha ego pered listom chistoj bumagi. Niti dolzhny byt' vidny rezkimi bez napryazheniya glaz. Esli eto ne tak, nado nemnogo smestit' krest vdol' osi okulyara v tu ili inuyu storonu.
Nablyudatel' podyskivaet yarkuyu zvezdu, kotoraya nazyvaetsya vedushchej zvezdoj i slegka rasfokusiruet okulyar, chtoby zvezda vyglyadela razmytym svetlym pyatnyshkom. Perekrestie pomeshchaetsya na fone etogo pyatnyshka, i ono dostatochno horosho vidno. Zadacha nablyudatelya tak vesti teleskop, chtoby krugloe pyatnyshko postoyanno delilos' na chetyre sovershenno ravnye chasti. Takoj krest nitej goditsya tol'ko v sluchae korotkofokusnogo astrografa.
YArkih zvezd ne tak uzh mnogo, chtoby v lyuboj tochke neba ih mozhno bylo najti. Poetomu, navodya teleskop na ob®ekt, my podyskivaem dostatochno yarkuyu zvezdu.
Kak pravilo, teleskop prihoditsya nemnogo smestit' v storonu. Znachit, ob®ekt okazhetsya ne v centre polya zreniya. Poetomu etot metod gidirovaniya mozhno primenit' kogda pole zreniya astrografa dostatochno veliko, po krajnej mere 5--100. Takoe pole, naprimer, imeet ob®ektiv "Tair-3" s "Zenitom". |ti rassuzhdeniya otnosyatsya k sluchayu, kogda gidom sluzhit reflektor diametrom 120--150 mm. V etom sluchae v kachestve vedushchih zvezd mogut sluzhit' zvezdy do 6-j--7-j zvezdnoj velichiny.
Esli zhe v kachestve astrografa upotreblyaetsya sam teleskop, to ego pole zreniya pri fokusnom rasstoyanii 1200 mm na kadre 24X36 mm v uglovoj mere sostavit 1º9' h 1º43'. Na takom uchastke neba mozhet i ne okazat'sya podhodyashchej zvezdy (6-j -- 7-j zvezdnoj velichiny). V etom sluchae gidirovat' pridetsya po slaboj zvezde, i ee izobrazhenie v pole zreniya gida dolzhno byt' rezkim, a krest podsvechen (sm. ris. 39, v). Tak kak uvelichenie dolzhno byt' dostatochno veliko (sm. tabl. 16), to niti dolzhny byt' dostatochno tonki (0,01-- 0,02 mm). Takie niti mozhno poluchit', raspletaya volokna, iz kotoryh skrucheny shelkovye niti. Avtor knigi obychno natyagivaet paru parallel'nyh nitej vdol' kruga sklonenij (vertikal'no) s rasstoyaniem mezhdu nimi primerno 0,05 mm. Odna nit' raspolagaetsya parallel'no sutochnoj paralleli (gorizontal'no).
Dlya togo chtoby niti bylo udobnee natyagivat', vytachivaetsya tonkoe alyuminievoe kolechko. Ego naruzhnyj diametr raven vnutrennemu diametru opravy okulyara v rajone polevoj diafragmy. Tolshchina kol'ca okolo 0,5 mm, vysota 5 mm. Polozhiv kol'co na rovnuyu poverhnost' stola i vooruzhivshis' lupoj, sdelaem ostrym nozhom dve nasechki na rebre kol'ca na rasstoyanii primerno 0,1 mm. V protivopolozhnoj po diametru tochke kol'ca sdelaem odnu nasechku. Otrezhem kusochki niti na 30--40 mm dlinnee diametra kol'ca i na kazhdom konce prikrepim kusochki plastilina v kachestve gruzikov. Natyanem niti, utopiv ih v nasechkah. V seredine kol'ca rasstoyanie mezhdu nityami budet 0,05 mm i oni prakticheski parallel'ny mezhdu soboj. Dlya niti, parallel'noj sutochnoj paralleli, sdelaem eshche paru nasechek. Ustanoviv v nasechki nit', kapnem po kapel'ke kleya s naruzhnoj storony kol'ca v mestah, gde svisayut koncy nitej s gruzikami. Posle vysyha
niya kleya obrezhem koncy nitej s gruzikami i vstavim kol'co v okulyarnuyu opravu, chtoby krest nitej okazalsya v ploskosti diafragmy i byl viden v okulyar rezko. Podrobno ob ustrojstve okulyara s krestom nitej rasskazano v § 35 (ris. 39, v).
R. Koks predlagaet sleduyushchuyu konstrukciyu "kresta nitej" (ris. 83). V rajone polevoj diafragmy pod
Ris. 83. Shema svetyashchejsya setki R. Koksa [27].
1 -- puchok sveta, idushchij ot zerkala teleskopa, 2 -- tonkaya steklyannaya plastinka, 3 -- steklo, pokrytoe alyuminiem ili chernym lakom, na kotorom procherchen krest, 4 -- matovoe steklo, 5 -- proekcionnaya linza, 6 -- okulyar teleskopa, 7 -- reostat.
uglom 45º k opticheskoj osi nado ustanovit' tonkoe ploskoparallel'noe steklo, naprimer kusochek otmytoj fotoplastinki 2. Na eto steklo nado sproecirovat' s pomoshch'yu linzy 5 krest, procherchennyj na steklyannoj plastinke 5, pokrytoj alyuminiem ili tonkim sloem chernogo laka. |to perekrytie osveshchaetsya szadi cherez matovoe steklyshko 4 lampochkoj. Steklyannaya plastinka otrazhaet v okulyar 6 5% sveta. Izobrazhenie dvoitsya, no nam eto ne meshaet. Skvoz' steklo prohodit primerno 90% sveta zvezdy.
Rassmotrim podrobnee vopros o razmerah i uvelichenii gida. CHislo zvezd dazhe 10-j velichiny ne tak uzh veliko. Na 1 kvadratnyj gradus v srednem prihoditsya ot shesti do vos'mi takih zvezd v rajone Mlechnogo Puti, a v udalennyh ot Mlechnogo Puti chastyah neba ih vsego odna - dve. |to znachit, chto esli pole zreniya astrografa ne prevyshaet 1--2º, to mozhet okazat'sya tak, chto v slabyj gid ne udastsya najti ni odnoj vedushchej zvezdy. Dlya togo chtoby mozhno bylo uverenno gidirovat' po zvezde 10-j zvezdnoj velichiny, nado, chtoby diametr gida byl po krajnej mere 120-- 130 mm. Razumeetsya, dlya shirokougol'nogo astrografa vopros o vybore podhodyashchej zvezdy reshaetsya inache, kak ob etom uzhe rasskazyvalos'. Gid takogo astrografa mozhet imet' diametr 50--100 mm.
V bol'shinstve rukovodstv ukazyvaetsya, chto gid dolzhen imet' bol'shoe fokusnoe rasstoyanie, tak kak v etom sluchae legche zametit' nebol'shoe smeshchenie zvezdy na kreste. |to i tak, i ne sovsem tak. Gid dolzhen imet', prezhde vsego, bol'shoe uvelichenie. Dlya etogo on opyat'-taki dolzhen imet' sravnitel'no bol'shoj diametr i dostatochno sil'nyj okulyar. Pravda, v sil'nyj okulyar niti kresta budut vyglyadet' slishkom grubymi, i nablyudatel' ne poluchit vyigrysha. Poetomu luchshe primenit' ili linzu Barlou ili okulyarnyj mikroskop. Okulyarnyj mikroskop predstavlyaet soboj trubku, v kotoruyu vstavlen mikroob®ektov, perenosyashchij izobrazhenie iz fokal'noj ploskosti v novoe mesto s nekotorym, obychno nebol'shim (Z--6h) uvelicheniem.
|to uvelichennoe izobrazhenie rassmatrivaetsya s pomoshch'yu sravnitel'no slabogo okulyara, v pole zreniya kotorogo ustanovlen krest nitej. V etom sluchae niti vidny tonkimi, togda kak uvelichenie teleskopa v celom bol'shoe. V sushchnosti, ob®ektiv okulyarnogo mikroskopa vypolnyaet tu zhe funkciyu, chto i linza Barlou; on uvelichivaet ekvivalentnoe fokusnoe rasstoyanie teleskopa. Zavisimost' uvelicheniya gida ot fokusnogo rasstoyaniya astrografa privedena v tabl. 16.
T a b l i c a 16
|
Fokusnoe rasstoyanie ob®ektiva astrografa, mm |
50 |
100 |
150 |
200 |
300 |
500 |
1000 |
|
Tochnost' gidirovaniya, sekundy dugi |
100 |
50 |
30 |
25 |
14 |
10 |
5 |
|
Minimal'noe uvelichenie gida |
20 |
35 |
60 |
80 |
120 |
200 |
350 |
Okulyar s krestom nitej dolzhen imet' fokusnoe rasstoyanie priblizitel'no 20 mm. |to znachit, chto dlya 20-kratnogo uvelicheniya potrebuetsya gid s fokusnym rasstoyaniem 400 mm, a dlya 350-kratnogo -- s fokusnym rasstoyaniem 7 m! V etom sluchae vas i vyruchaet linza Barlou ili okulyarnyj mikroskop. Esli 150- millimetrovyj gid imeet fokusnoe rasstoyanie 1200 mm, to nado primenit' 5-kratnuyu linzu Barlou ili 5-kratnyj mikroskop.
Nuzhno prilozhit' vse usiliya k tomu, chtoby vo vremya gidirovaniya astrograf i gid ostavalis' sovershen-to nepodvizhnymi otnositel'no drug druga. Nichtozhnyj sdvig vo vremya ekspozicii gida otnositel'no astrografa privedet k tomu, chto nablyudatel' vozvratit vedushchuyu zvezdu na perekrestie i tem samym sob'et navodku astrografa.
Soblaznitel'no ne ogranichivat' sebya korotkofokusnymi astrografami. Interesno poluchit' fotografii nebesnyh ob®ektov s pomoshch'yu reflektora diametrom 150 mm, a mozhet byt', i bol'she. |to otnositel'no neslozhno. O fotografirovanii Luny i planet my rasskazhem neskol'ko pozzhe, a sejchas rassmotrim vozmozhnost' fotografirovat' tumannosti, zvezdnye skopleniya, galaktiki.
Poverhnostnaya yarkost' etih ob®ektov mala, a svetosila nashego teleskopa nedostatochna dlya korotkih vyderzhek. Pri otnositel'nom otverstii 1/8 i chuvstvitel'nosti plenki 350 ed. GOSTa pri fotografirovanii, naprimer, odnoj iz samih yarkih tumannostej -- Bol'shoj tumannosti Oriona -- potrebuetsya vyderzhka okolo chasa. Dlya fotografirovaniya slabyh tumannostej i galaktik (M 33 v Treugol'nike, "Cirrus" v Lebede, "Ulitka" v Vodolee) potrebuetsya vyderzhka 3--4 chasa.
|ti vyderzhki mogut byt' sokrashcheny v 2--3 raza, esli primenit' special'nye astronomicheskie plastinki i plenki ili esli gipersensibilizirovat' (povysit' chuvstvitel'nost') fotoplenku, no vse-taki pri takom otnositel'nom otverstii (1/8) vyderzhki dostatochno prodolzhitel'ny.
Gidirovat' teleskop v techenie 1--2 chasov dovol'no utomitel'no. Poetomu nado ustranit' vse, chto mozhet meshat' rabote. |to i nedostatochnaya zhestkost' montirovki, i neravnomernost' raboty chasovogo privoda i mikrometrennyh vintov, i neudobnyj dostup k nim, i nedostatochnaya yarkost' vedushchej zvezdy. Dostatochnuyu yarkost' mozhet obespechit' gid bol'shogo, ne menee chem u astrografa diametra. No delat' dva odinakovo moshchnyh teleskopa nerazumno. Poetomu i v professional'noj i lyubitel'skoj praktiki vse chashche primenyayutsya v kachestve gida sam astrograf. Dlya etogo v neposredstvennoj blizosti ot fotokassety ustanavlivaetsya oku-
Ris. 84. Okulyarnyj mikroskop, prisposoblennyj dlya gidirovaniya ( po Krajmeru )
1 -- zhestkaya plastina fokusirovochnogo ustrojstva, 2 -- vinty s vozvratnymi pruzhinami, 3 -- otverstie na krayu polya zreniya, 4 -- kasseta, 5 -- mikroskop
lyarnyj mikroskop, kotoryj mozhet v nekotoryh predelah peremeshchat'sya i navodit'sya na kakuyu-nibud' yarkuyu (6-j--8-j zvezdnoj velichiny) zvezdu na krayu polya zreniya teleskopa, za predelami kassety. Okulyar mikroskopa, snabzhennyj osveshchaemym krestom nitej, zhestko zakreplyaetsya i nachinaetsya gidirovanie. Vybrat' vedushchuyu zvezdu obychno ne sostavlyaet truda, tem bolee, chto mozhno "obojti" mikroskopom okolo plastinki. Vo-vtoryh, progiby truby, sluchajnye skachki izobrazheniya ne strashny, tak kak smeshchenie zvezd na plastinke i na kreste nitej proishodit odnovremenno i na sovershenno odinakovuyu velichinu.
Na ris. 84 pokazana konstrukciya fotograficheskogo uzla v n'yutonovskom fokuse. Kasseta 4, prednaznachennaya dlya odnogo kadra, ustanavlivaetsya s nekotorym
treniem v pazah, ukreplennyh na plastine 1, na kotoroj, krome kassety, ustanavlivaetsya mikroskop 5, imeyushchij vozmozhnost' peremeshchat'sya v predelah 90º. Fokusirovochnoe ustrojstvo - tri vinta s vozvratnymi pruzhinami 2.
Dlya fotografirovaniya v n'yutonovskom fokuse mozhno prisposobit' i korpus fotoapparata (luchshe zerkal'nogo, tipa "3enit").
Lyubitel', znakomyj s metodikoj tenevyh ispytanij, mozhet primenit' gorazdo bolee nadezhnye sposoby fokusirovaniya, chem fokusirovka po matovomu steklu. Dlya etogo otkryvaem zadnyuyu kryshku apparata, uzhe ustanovlennogo na teleskope, i na kadrovuyu ramku kladem nozh Fuko, kotoryj v dannom sluchae predstavlyaet soboj metallicheskuyu plastinku s odnim ostro zatochennym na odnu storonu kraem. Nado prosledit' za tem, chtoby na ramke lezhala rabochaya poverhnost' nozha i chtoby ploskost' nozha i plenki strogo sovpadali. Teper' privodim v pole zreniya yarkuyu (2-j--3-j zvezdnoj velichiny) zvezdu i nablyudaem na zerkale tenevuyu kartinu. Ustanovit' nozh v polozhenii, kogda ego ploskost' v tochnosti sovpadaet s fokal'noj ploskost'yu, ne sostavit truda. Dlya etogo na parabolicheskom zerkale nado uvidet' "ploskij" rel'ef, a na sfere -- rel'ef s podvernutym kraem. V etom net nichego udivitel'nogo: ved' na etot raz istochnik sveta -- zvezda--nahoditsya ne v centre krivizny, a v beskonechnosti. Budet meshat' turbulenciya vozduha, no eto ne ochen' strashno, tak kak dovol'no legko mozhno ustanovit', kogda ploshchadi mezhdu svetlymi i temnymi nepreryvno begushchim uchastkami tenevoj kartiny primerno ravny. Posle ustanovki na fokus ubiraem nozh i zaryazhaem plenku. Mozhno vytochit' special'nyj stakan, kotoryj navorachivaetsya na tu zhe rez'bu, chto i fotoapparat. V dne stakana delaetsya otverstie i sverhu kladetsya nozh. Nado tshchatel'no vystavit' nozh s takim raschetom, chtoby ego ploskost' nahodilas' na tom zhe rasstoyanii ot posadochnoj poverhnosti stakana, chto i rasstoyanie mezhdu posadochnoj poverhnost'yu apparata i ploskost'yu plenki. Pri otnositel'nom otverstii 1/6-- 1/8 tochnost' dolzhna sostavit' 0,2--0,3 mm. V teh sluchayah, kogda primenyaetsya ploskaya kasseta, nozh Fuko mozhet byt' smontirovan na plastine, kotoraya vstavlyaetsya vmesto kassety.
Dlya fotografirovaniya planet i Luny mozhno ispol'zovat' glavnyj fokus teleskopa. Zdes' mozhno poluchit' snimki faz Luny s bol'shim chislom kraterov i drugih detalej, mozhno sfotografirovat' sistemu sputnikov YUpitera, no znachitel'no interesnee popytat'sya poluchit' krupnomasshtabnye fotografii uchastkov poverhnosti Luny, fotografii poverhnostej planet, kolec Saturna i t. d. Odnako pri fokusnom rasstoyanii 1200 mm masshtab izobrazheniya takov, chto polnyj disk Luny poluchaetsya na negative kruzhkom diametrom 11 mm. Pri 10-kratnom uvelichenii fotouvelichitelem pri pechati mozhno poluchit' dostatochno rezkoe izobrazhenie diametrom 110 mm. YUpiter v glavnom fokuse budet imet' diametr 0,23 mm i podrobnostej na ego poverhnosti sfotografirovat' ne udastsya.
Dlya togo chtoby masshtab izobrazhenij planet byl priemlemym, nado uvelichit' ekvivalentnoe fokusnoe rasstoyanie. Dlya etogo sleduet primenyat' ili linzu Barlou, ili okulyarnuyu kameru. |kvivalentnoe otnositel'noe otverstie chashche vsego vybiraetsya ravnym 1/100--1/150. |to znachit, chto nam potrebuetsya 8--12-kratnoe uvelichenie.
Na ris. 85 pokazany primery okulyarnyh kamer. V sheme a) ob®ektiv O proeciruet izobrazhenie iz fokal'noj ploskosti teleskopa f' na fokal'nuyu ploskost' okulyarnoj kamery f'1. Kamera rabotaet napodobie fotouvelichitelya: vmesto negativa -- izobrazhenie Luny ili planety v fokuse teleskopa, vmesto izobrazheniya na stole -- izobrazhenie Luny ili planety na fotoplenke.
Polozhenie ob®ektiva otnositel'no fokal'noj ploskosti teleskopa i izobrazheniya na matovom stekle mozhno legko opredelit' na praktike. Dlya etogo voz'mem lampochku ot karmannogo fonarika, podnesem k nej mikroob®ektiv perednej ego storonoj, a esli eto foto ili kinoob®ektiv,-- zadnej i popytaemsya sproecirovat' izobrazhenie voloska na lyuboj ekranchik. Dobivshis' rezkosti na ekrane, izmerim rasstoyanie ob®ektiva ot voloska i ekrana. Masshtab izobrazheniya poluchim, polozhiv lampochku na millimetrovku i oceniv dlinu voloska, a potom razdeliv dlinu izobrazheniya na dlinu samogo voloska.
Nado pomnit', chto chasto opisyvaemye okulyarnye kamery, rabotayushchie s okulyarom v kachestve proekcionnoj sistemy, na praktike plohi, tak kak okulyar daet slishkom plohie izobrazheniya pri proekcii, v chem netrudno ubedit'sya, proeciruya izobrazhenie voloska lampochki s pomoshch'yu okulyara, mikroob®ektiva
b)
Ris. 85. Fotografirovanie s pomoshch'yu okulyarnoj proekcii.
a) Shema "okulyarnoj" proekcii s pomoshch'yu ob®ektiva ot 16- ili 8-mm kinokamery, b) kamera s ob®ektivom, ustanovlennaya srazu za okulyarom.
ili kinoob®ektiva. Proecirovat' nado v bol'shom masshtabe, naprimer na stenu, sravnivaya kachestvo izobrazheniya i prezhde vsego nalichie cvetnoj kajmy (hromaticheskaya aberraciya), bescvetnogo tumannogo oreola (sfericheskaya aberraciya), kontrasta izobrazheniya v celom (parazitnoe rasseyanie na linzah). |tim sposobom mozhno legko i bystro vybrat' podhodyashchij ob®ektiv. Esli vse-taki chitatel' na pervyh porah vynuzhden pol'zovat'sya okulyarom, ego nado snabdit' zheltym svetofil'trom, chtoby umen'shit' vliyanie hromaticheskoj aberracii.
V kachestve sobstvenno kamery luchshe vsego primenit' zerkal'nyj fotoapparat tipa "Zenit". Bol'shoe preimushchestvo zerkal'nyh kamer v tom, chto izobrazhenie, prednaznachennoe dlya fotografirovaniya, mozhno nablyudat' neposredstvenno pered s®emkoj na matovom stekle. Pri etom vidny vse defekty izobrazheniya: nedostatochnaya rezkost', nalichie zasvetki, volnenie izobrazheniya iz-za atmosfernyh pomeh, vin'etirovanie i t. p.
Proekcionnuyu trubu na pervyh porah mozhno sobrat' iz nasadochnyh (udlinitel'nyh) kolec k fotoapparatu i bumazhno-kleevoj trubki, no luchshe, konechno, trubku vytochit', predusmotrev v nej opravu dlya proekcionnogo ob®ektiva.
Mozhno neskol'ko uprostit' proceduru s®emki s okulyarnym uvelicheniem. Dlya etogo dostatochno, ne vynimaya okulyara iz okulyarnoj trubki, ustanovit' srazu za okulyarom fotoapparat s ego "shtatnym" ob®ektivom. Posle okulyara puchok sveta vyhodit parallel'nym i padaet na ob®ektiv fotoapparata, ob®ektiv ego snova fokusiruet na matovoe steklo (ris. 85, b). Diafragma ob®ektiva fotoapparata dolzhna byt' otkryta do diametra neskol'ko bol'she vyhodnogo zrachka teleskopa.
|kvivalentnoe fokusnoe rasstoyanie sistemy ravno fokusnomu rasstoyaniyu fotoob®ektiva, umnozhennomu na uvelichenie teleskopa pri vizual'nom nablyudenii s dannym okulyarom. Tak, esli fokusnoe rasstoyanie ob®ektiva 50 mm, a uvelichenie teleskopa 50 raz, to ekvivalentnoe fokusnoe rasstoyanie sistemy ravno 2500 mm. Esli v sluchae nashego 150-millimetrovogo teleskopa s fokusnym rasstoyaniem 1200 mm potrebuetsya ekvivalentnoe fokusnoe rasstoyanie 5000 mm, to, znachit, masshtab izobrazheniya vozrastet v 4,2 raza. Dlya polucheniya ekvivalentnogo fokusnogo rasstoyaniya 5000 mm s 50-millimetrovym fotoob®ektivom potrebuetsya uvelichenie teleskopa v 100 raz. Nam pridetsya vzyat' okulyar s fokusnym rasstoyaniem 12 mm. |tot sposob primenyaetsya obychno pri nebol'shom uvelichenii, kogda fotografiruetsya Luna ili uchastki ee poverhnosti.
"Oll skaj" (all sky) v perevode s anglijskogo znachit "vse nebo". "Oll-skaj" kamera -- eto kamera, kotoraya v sostoyanii odnovremenno sfotografirovat' vse ili pochti vse nebo. Naibolee podhodyashchim ob®ektivom dlya etogo sluzhit tak nazyvaemyj "fish aj" ("rybij glaz") -- special'nyj ob®ektiv s uglom zreniya 170-- 180º. K sozhaleniyu, eti ob®ektivy dorogi, i lyubiteli nashli drugoj dostatochno ostroumnyj sposob fotografirovat' vse nebo (ris. 86). Dlya etogo beretsya obychnyj fotoapparat, naprimer "Zenit" ili "Zorkij", i ustanavlivaetsya pered vypuklym zerkalom bol'shoj krivizny. Takim zerkalom mozhet byt' alyuminirovannaya kondensornaya linza bol'shogo diametra, himicheskaya kolba; na hudoj konec mozhno vzyat' elochnyj
Ris. 86. "Oll-skaj" kamera.
A -- vypukloe zerkalo, a -- ugol mezhdu normalyami na krayah zerkala. Ugol zreniya sistemy v dva raza bol'she ugla a.
sharik kak mozhno bol'shego diametra, konechno, bez risunka na poserebrennoj chasti.
SHarik ili zerkalo ustanavlivaetsya pered fotoapparatom na nekotorom rasstoyanii s takim raschetom, chtoby fotoapparat mog sfotografirovat' otrazhenie predmetov v etom vypuklom zerkale. Razumeetsya, izobrazhenie budet sil'no iskazheno, no eto neizbezhno, tak kak nevozmozhno bez iskazhenij sproecirovat' sferu na ploskuyu plenku. Iskrivlenie pryamyh linij v vypuklom zerkale nazyvaetsya distorsiej. Distorsiya svojstvenna i sverhshirokougol'nym ob®ektivam tipa "fish aj".
V sharike ili kolbe otrazhaetsya i fotoapparat, no ploshchad', kotoruyu zanimaet ego izobrazhenie, mala, i s etim prihoditsya mirit'sya. CHtoby ploshchad' izobrazheniya fotoapparata umen'shit', zhelatel'no fotografirovat' zerkalo dlinnofokusnym ob®ektivom.
Dlya togo chtoby v zerkale otrazhalos' vse nebo, dostatochno, chtoby ugol a byl raven primerno 90º.
"Oll-skaj" kamera montiruetsya nepodvizhno ili sledit za sutochnym vrashcheniem neba. V pervom sluchae shar ili kondensornaya linza lezhit na zemle, a fotoapparat ukreplen na trenoge ili konsoli i "smotrit" vniz na zerkalo. Vo vtorom sluchae i zerkalo i apparat ustanovleny na zhestkom sterzhne, kotoryj ukreplen na kakoj-nibud' ekvatorial'noj montirovke. V pervom sluchae udobno ispol'zovat' sistemu dlya fotografirovaniya bolidov, polyarnyh siyanij, zari, zodiakal'nogo sveta, vo vtorom -- zvezdnogo neba, Mlechnogo Puti i t. d.
Refraktory diametrom 75--100 mm i reflektory do 150 mm chashche vsego vypolnyayutsya transportabel'ny
Ris. 87. Transportabel'nyj 320-millimetrovyj teleskop. (Ris. 87--91 vzyaty iz zhurnala Sky and Telessore.)
mi i ne trebuyut stacionarnogo ukrytiya. Pri pravil'no skonstruirovannoj montirovke oni bez ushcherba dlya zhestkosti dostatochno legki. Takie instrumenty vynosyatsya na ploshchadku dlya nablyudenij, a za tem ubirayutsya.
Esli montirovka snabzhena rolikami ili kolesami, to transportabel'nym mozhet byt' teleskop diametrom do 300, i dazhe do 500 mm (ris. 87). Odnako chashche vsego nahoditsya mnogo prichin, po kotorym lyubitel' vynuzhden stroit' dlya teleskopa nadezhnoe vo vseh
Ris. 88. Lyubitel'skaya observatoriya s otkatyvayushchejsya kryshej.
otnosheniyah ukrytie. Rassmotrim nekotorye tipy ukrytij.
Bolee vsego rasprostranen pavil'on s otkatyvayushchejsya kryshej (ris. 88). V etom sluchae steny pavil'ona mogut byt' sdelany iz dereva ili kirpicha. Kladka dolzhna vestis' s perevyazkoj, chtoby svesti k minimumu chislo skvoznyh vertikal'nyh shvov. Po uglam cherez 2--3 ryada kirpichej zhelatel'no ukladyvat' armaturu iz 5--8-millimetrovoj stal'noj provoloki.
Horoshie materialy dlya sten pavil'ona -- beton i shlakobeton. I tot i drugoj ukladyvayutsya v opalubku, vysota kotoroj 50--70 sm.
Posle ohvatyvaniya sloya cherez paru dnej opalubka snimaetsya i podnimaetsya vyshe, posle chego ukladyvaetsya sleduyushchij sloj betona. |to tak nazyvaemaya "skol'zyashchaya opalubka". Tolshchina steny iz betona okolo 15--20 sm. Esli zhe ee armirovat' stal'noj armaturoj ili provolokoj, to tolshchina mozhet byt' 8-- 10 sm. V kazhdom gorode est' shlakolitye doma. Pogovoriv so stroitelyami takogo doma, chitatel' uznaet nuzhnye podrobnosti.
Esli otkatyvaetsya ves' pavil'on, on dolzhen byt' dostatochno legkim. Obychno eto derevyannyj karkas, obshityj rejkoj i krovel'noj stal'yu po obreshetke ili karkas iz stal'nogo ugolka, pokrytyj listovoj stal'yu na svarke, napodobie togo, kak delayut individual'nye garazhi. Krajne nezhelatel'na obshivka faneroj ili
Ris. 89. Lyubitel'skaya observatoriya s otkidyvayushchejsya kryshej. Stvorki kryshi uravnovesheny protivovesami.
orgalitom, tak kak eti materialy bystro vspuchivayutsya, rasslaivayutsya, i pavil'on prinimaet krajne neprivlekatel'nyj vid.
V prostejshem sluchae mehanizm otkryvaniya kryshi -- eto dostatochno prochnye sharniry, na kotoryh krysha otkidyvaetsya v storony. Pri etom stvorki zhelatel'no snabdit' protivovesami (ris. 89).
Opisannye mehanizmy ochen' perspektivny dlya pavil'onov nebol'shih instrumentov, odnako, po tradicii chashche stroitsya mehanizm otkatyvaniya kryshi na rel'sah. Dlya etogo vdol' sten ukladyvayutsya dva rel'sa, po kotorym na kolesikah s rebordami (zakrainami) krysha otkatyvaetsya v storonu. CHtoby predotvratit' sbrasyvanie kryshi, ona dolzhna byt' snabzhena stal'nymi ankerami, kotorye ne meshayut ej dvigat'sya v obychnom polozhenii, no uderzhivayut kryshu ot oprokidyvaniya, naprimer pri sil'nyh vetrah. Na koncah rel'sov neobhodimo ustanovit' ogranichiteli dlya predotvrashcheniya skatyvaniya kryshi v konce puti. Esli krysha tyazhela, neobhodimo snabdit' pavil'on nebol'shoj ruchnoj lebedkoj.
Dostoinstvom pavil'ona s otkatyvayushchejsya kryshej yavlyaetsya bol'shoj obzor; eto osobenno udobno pri uchebno-oznakomitel'nyh nablyudeniyah novichkov ili gostej observatorii. Takoj pavil'on udoben dlya ustanovki shirokougol'nyh astrografov, meteornyh patrulej, kometoiskatelej. Glavnoe ego dostoinstvo -- prostota i nizkaya stoimost', odnako, v poslednie gody poyavilos' mnogo interesnyh konstrukcij kupolov, i mnogie lyubiteli sklonyayutsya k mysli, chto pri yavnyh preimushchestvah kupola on nenamnogo slozhnee i dorozhe. Vo vsyakom sluchae sredi novyh lyubitel'skih observatorij vse chashche vstrechayutsya imenno kupola. Kupol nadezhno zashchishchaet teleskop ot vetra, predohranyaya ego ot vibracij, nedopustimyh pri fotograficheskih rabotah s bol'shim fokusnym rasstoyaniem i ochen' nepriyatnyh pri vizual'nyh nablyudeniyah. Kupol zametno zashchishchaet glaza ot gorodskogo osveshcheniya. Imeya udobnuyu aerodinamicheskuyu formu, kupol sozdaet minimum zavihrenij pri vetre, chto pri prochih ravnyh usloviyah povyshaet kachestvo izobrazheniya melkih detalej.
Voobshche govorya, verhnyaya chast' observatorii ne obyazatel'no dolzhna imet' sfericheskuyu formu. CHasto -- eto cilindry, perekrytye slegka "vsparushennym" kupolom, kak eto bylo u bol'shogo refraktora Pulkovskoj observatorii do Velikoj Otechestvennoj vojny, ili konusom, kak eto sdelano u koronografa vysokogornoj observatorii Sakramento Pik (ris. 90). Takaya forma oblegchaet bor'bu so snezhnymi zanosami, tak kak dazhe pri otnositel'no slabom vetre sneg ne zaderzhivaetsya na krovle. Kupol mozhet predstavlyat' soboj dva peresekayushchihsya cilindra, kak eto pervonachal'no predpolagalos' sdelat' dlya observatorii Novosibirskoj stancii yunyh tehnikov v 1962 g. Podobnyj kupol byl postroen dlya krupnogo teleskopa observatorii Styuard (ris. 91).
Konstrukciya sfericheskogo kupola lyubitel'skoj observatorii pokazana na ris. 92, a, b. Steny bashni delayutsya tak zhe, kak i steny pavil'ona. Na verhnem poyase bashni ukladyvaetsya rel's, kotoryj v dannom sluchae po neobhodimosti sognut v kol'co. Mnogie lyubiteli izgibayut ego iz vodoprovodnoj truby mezhdu dvumya stolbikami, vrytymi v zemlyu. Eshche proshche ego zakazat' v zheleznodorozhnom ili tramvajnom depo, gde imeyutsya prostye prisposobleniya dlya gnut'ya rel'sov, ugolkov, shvellerov i t. p. Esli rel's ulozhen na verhnem poyase bashni, to na nizhnem poyase kupola krepyatsya
Ris. 90. Konicheskij "kupol" s lyukom, zakryvaemym stvorkami. Observatoriya Sakramento Pik.
roliki. No mozhno postupit' i naoborot: roliki ustanovit' na verhnem poyase bashni, togda kruglyj trek budet sluzhit' nizhnim poyasom kupola (ris. 92, v). V etom sluchae ves kupola zametno umen'shitsya, v osobennosti esli vrashchenie kupola proizvoditsya ot elektrodvigatelya s reduktorom. Odnako bolee plavno rabotayut mehanizmy povorota s rel'som na verhnem poyase bashni i rolikami na kupole.
Nebol'shie kupola povorachivayutsya rukami, odnako, nablyudatelyu v etom sluchae prihoditsya othodit' ot okulyara ili imet' pomoshchnika. Gorazdo udobnee odin iz rolikov sdelat' vedomym ot reduktora motora s knopochnym pul'tom. Konechno, v etom sluchae elektrodvigatel' dolzhen byt' reversivnym, izmenyayushchim napravlenie vrashcheniya. Luchshe ustanovit' na protivopolozhnyh storonah bashni dva vedushchih rolika, kupol v etom sluchae dvizhetsya gorazdo plavnee.
Karkas kupola mozhet byt' sdelav iz dereva, vodoprovodnyh trub, ugolka. Na ris. 92 dan primer sfericheskogo kupola (a) i pokazana detal' izgotovleniya rebra karkasa, skleennogo iz neskol'kih sloev 5-milli-metrovyh reek, kotorye izgibayutsya po shablonu
Ris. 91. "Kupol", obrazovannyj dvumya cilindrami. Observatoriya Styuard.
(ris. 92, b). Dlya bol'shej nadezhnosti posle proklejki vseh reek stolyarnym, kazeinovym ili drugim kleem (no do vysyhaniya kleya) rejki mozhno soedinit' melkimi gvozdikami dlinoj 15--20 mm cherez kazhdye 20--30 sm. Tolshchina rebra sostavit 15--20 mm dlya kupolov diametrom okolo 4 m, shirina rebra mozhet byt' 5--8 sm. Nado sledit' za tem, chtoby styki reek v kazhdom ryadu shli "v razbezhku" so stykami v drugih ryadah. Derevyannyj karkas obshivaetsya krovel'noj stal'yu ili listovym alyuminiem po obreshetke, k stal'nomu karkasu krovlya privarivaetsya.
Ris. 92. Odin iz variantov kupola lyubitel'skoj observatorii.
a) Konstrukciya. 1--karkas, 2--derevyannaya obreshetka, 3--obshivka krovel'noj stal'yu. b) Izgibanie reek karkasa so skleivaniem i sbivaniem melkimi gvozdyami. v) g--obrezinennyj opornyj rolik, 2--obrezinennyj radial'nyj rolik.
Kupol mozhet byt' skleen iz stekloplastika. Na special'no prigotovlennom shablone skleivaetsya sektor kupola iz steklotkani, propitannoj epoksidnoj smoloj ili poliefirnoj smoloj NP-1. CHtoby skleennyj sektor legko snimalsya s shablona, shablon nado gusto smazyvat' vazelinom, avtolom i t. p. Tolshchina sloya sostavlyaet-3-- 5 mm. Snyatie s shablonov sektory tshchatel'no obrezayutsya po krayu i skleivayutsya "v torec" s proklejkoj iznutri polosami steklotkani v 2--4 sloya. Kupola poluchayutsya ochen' legkimi i dostatochno prochnymi.
Kupol nezavisimo ot formy imeet lyuk -- prorez' pochti ot nizhnego poyasa kupola do zenita. SHirina lyuka kolebletsya ot 1/4 do 1/3 diametra kupola. Lyuki men'shej shiriny neudobny vo mnogih otnosheniyah. Dlya nebol'shih kupolov prigodny dve konstrukcii otkryvaniya lyuka. Pervaya iz nih predstavlyaet prostye stvorki na sharnirah, kotorye otkidyvayutsya na vremya nablyudenij (ris. 90). Bol'shim preimushchestvom stvorok, krome ih prostoty, yavlyaetsya to, chto bol'shaya chast' lyuka vo vremya nablyudenij mozhet byt' zakryta, zashchishchaya instrument ot vetra, a glaza ot postoronnego sveta.
Odnako naibolee perspektivno tak nazyvaemoe "zabralo", kotoroe po krivolinejnym napravlyayushchim s pomoshch'yu trosov otkatyvaetsya nazad, pochti ne narushaya aerodinamiki kupola. Zabralo sravnitel'no prosto v
a)
b)
Ris. 93. Konstrukciya zabrala.
a) Zabralo otkatyvaetsya na rolikah po napravlyayushchim,
b) zabralo uravnovesheno protivovesami.
izgotovlenii, i potomu prakticheski vse kupola i professional'nyh i lyubitel'skih teleskopov teper' snabzhayutsya zabralami. Na ris. 93, a privedena konstrukciya prostogo lyubitel'skogo kupola s zabralom i primer konstruktivnogo resheniya mehanizma dvizheniya zabrala po napravlyayushchim. Mozhno uprostit' etot mehanizm (i zaodno obrashchenie s nim), kak pokazano na ris. 93, b. Protivoves delaet vozmozhnym upravlenie ot ruki dazhe sravnitel'no bol'shim zabralom.
PRILOZHENIYA
1. METALLICHESKIE STUPENCHATYE SHLIFOVALXNIKI
Ris. 94. Stupenchatyj shlifoval'nik.
R -- radius krivizny, h --vysota stupen'ki, d1, d2--diametry stupenek.
Professionaly obychno primenyayut metallicheskie shlifoval'niki. Odnako vytochit' sfericheskij shlifoval'nik s neobhodimoj tochnost'yu -- delo chrezvychajno trudnoe. R. Klark predlozhil [15], a A. S. Fomin sushchestvenno usovershenstvoval [4, 6] metod izgotovleniya stupenchatyh shlifoval'nikov, kotorye v pervom priblizhenii mozhno schitat' sfericheskimi (ris. 94). V hode shlifovki stupen'ki dovol'no bystro soshlifo-vyvayutsya i shlifoval'nik bystro prishlifovyvaetsya k zerkalu.
Prezhde vsego nado rasschitat' diametry stupenek dlya zadannoj ih vysoty. Obychno vysotu kazhdoj stupen'ki berut ravnoj 0,05--0,1 mm, pri etom pol'zuyutsya formuloj
gde di -- diametr stupen'ki, R -- radius krivizny, h -- vysota stupen'ki, schitaya ot vershiny shlifoval'nika.
Rassmotrim raschet diametrov stupenek na konkretnom primere. Dopustim, chto nam neobhodimo izgotovit' shlifoval'nik dlya 150-millimetrovogo zerkala s radiusom krivizny 2400 mm (fokusnoe rasstoyanie 1200 mm). Vyberem vysotu stupenek ravnoj 0,1 mm. Prezhde vsego vychislim, chemu ravno 8R. V nashem sluchae 8 * 2400 = 19200 mm. |ta velichina ostaetsya postoyannoj dlya vseh znachenij diametrov. Dalee umnozhaem 19200 posledovatel'no na 0,1, 0,2, 0,3 i t. d. i zapisyvaem rezul'taty v tret'yu kolonku tabl. 17 (8Rx). Iz chisel tret'ej kolonki izvlekaem kvadratnyj koren' i rezul'tat zapisyvaem v chetvertuyu kolonku. |to i est'
T a b l i c a 17
|
No |
h |
8Rh |
di |
D0-di |
|
1 |
0,1 |
1920 |
43,8 |
106,2 (centr shlifoval'nika). |
|
2 |
0,2 |
3840 |
62,0 |
88,0 |
|
3 |
0,3 |
5760 |
75,9 |
77,7 |
|
4 |
0,4 |
7680 |
87,6 |
62,4 |
|
5 |
0,5 |
9600 |
98,0 |
52,0 |
|
6 |
0,6 |
11 520 |
107,3 |
42,7 |
|
7 |
0,7 |
13440 |
115,9 |
34,1 |
|
8 |
0,8 |
15360 |
123,9 |
26,1 |
|
9 |
0,9 |
17280 |
131,5 |
18,5 |
|
10 |
1,0 |
19200 |
138,6 |
11,4 |
|
11 |
1,1 |
21 120 |
145,3 |
4,7 |
|
12 |
1,2 |
23040 |
151,8 |
-- |
diametry stupenek d1. No pri vytachivanii shlifoval'nika na tokarnom stanke nam udobnee pol'zovat'sya ne razmerom diametra stupen'ki, a velichinoj podachi rezca, kotoraya ravna raznosti mezhdu polnym diametrom shlifoval'nika i diametrom kazhdoj stupen'ki. Velichinu poperechnoj podachi rezca vnesem v pyatuyu kolonku (D0-di).
V poslednej grafe dlya vysoty stupen'ki 1,2 mm velichina d1 poluchaetsya ravnoj 151,8 mm, t. e. bol'she diametra shlifoval'nika, poetomu ogranichimsya 11-j stupen'koj.
Kak vytachivat' vypuklyj stupenchatyj shlifoval'nik?
Ustanavlivaem v kulachkah patrona stanka ploskuyu alyuminievuyu, latunnuyu, stal'nuyu ili chugunnuyu zagotovku. Protachivaem kraj zagotovki pri prodol'noj podache rezca. Zakonchiv chistovuyu obrabotku, ustanavlivaem na limbe barabana poperechnoj podachi "0" i nadezhno fiksiruem baraban. V dal'nejshem pri vytachivanii stupenek my budem nachinat' dvizhenie rezca ot kraya zagotovki ili, inache govorya, budem nachinat' vrashchat' baraban poperechnoj podachi s nulya.
Zakreplyaem support na prodol'nyh napravlyayushchih i s pomoshch'yu verhnej karetki podvodim rezec k ploskoj storone zagotovki. Obrabatyvaem, "torcuem" zagotovku. Posle togo kak poluchitsya horoshaya ploskost', ustanavlivaem na limbe verhnej karetki "0" i pristupaem k vytachivaniyu kanavok. Dlya etogo, vrashchaya baraban poperechnoj podachi protiv chasovoj strelki, otvodim rezec za kraj zagotovki, sdelav lishnie pol-oborota. |to nuzhno dlya togo, chtoby vo vremya dvizheniya rezca k zagotovke vybrat' "mertvyj" hod. Teper' podaem rezec vdol' prodol'nyh napravlyayushchih s pomoshch'yu barabana verhnej karetki na 0,1 mm k perednej babke (vlevo) -- eto vysota pervoj stupen'ki. Nachinaem vrashchat' baraban poperechnoj podachi po chasovoj strelke, i rezec nachinaet priblizhat'sya k zagotovke. V tot moment, kogda on kosnetsya kraya, na limbe barabana dolzhen byt' nul'. Teper' nasha zadacha -- prodvinut' rezec nastol'ko, chtoby diametr stupen'ki stal raven raschetnomu. Dlya etogo podadim rezec na velichinu, ukazannuyu v pervoj stroke pyatoj kolonki. Nado pomnit', chto dejstvitel'noe peremeshchenie rezca v dva raza men'she togo, chto pokazyvaet limb na baraban. Delo v tom, chto pri peremeshchenii rezca, naprimer, na 5 mm po radiusu zagotovki ee diametr umen'shaetsya na 10 mm. Na limbe ukazany izmeneniya diametra, a ne radiusa, i tak kak v pyatoj kolonke vychisleno izmenenie diametra, to my mozhem otschityvat' na limbe imenno velichiny pyatoj kolonki. Obychno odin polnyj povorot barabana sootvetstvuet umen'sheniyu diametra na 10 mm. Poetomu, esli v chislah pyatoj kolonki perenesti zapyatuyu na odin znak vlevo, celoe chislo budet pokazyvat' chislo povorotov barabana po chasovoj strelke, a drob' posle zapyatoj nuzhno otschityvat' po deleniyam barabana. Naprimer, pri vytachivanii pervoj stupen'ki nado sdelat' 10 polnyh oborotov barabana i, prodolzhaya vrashchat' baraban, otschitat' 62 deleniya na limbe. Pri vytachivanii shestoj stupen'ki nado sdelat' chetyre polnyh oborota barabana i otschitat' na limbe 27 i t. d.
Protochiv pervuyu stupen'ku, vozvrashchaem rezec na mesto, otvedya ego neskol'ko dal'she kraya, kak i v pervyj raz. Podaem rezec eshche na 0,1 mm k zagotovke, vrashchaya baraban verhnej karetki, i opyat' podaem rezec k centru zagotovki po radiusu. Na etot raz delaem po chasovoj strelke vosem' polnyh oborotov barabana i 80 delenij otschityvaem na limbe. Tak, snimaya po 0,1 mm i prodvigaya rezec po radiusu s kazhdym razom vse men'she i men'she, my vytachivaem vse 11 stupenek.
Ris. 95. Stupenchatyj shlifoval'nik dlya 165-millimetrovogo meniska.
Iz-za bol'shoj krivizny meniska vysota stupenek vybrana ravnoj 0,5 mm. Obratite vnimanie na monotonno umen'shayushcheesya rasstoyanie mezhdu stupen'kami ot centra k krayu.
Nuzhno sledit' za tem, chtoby rezec byl horosho zatochennym, a obrazuyushchijsya nagar nuzhno ubirat' srazu, kak tol'ko rezec otveden za kraj zagotovki v ishodnoe polozhennoe. Posle okonchaniya protachivaniya stupenek na krayu shlifoval'nika nado sdelat' faski. SHirina stupenek monotonno umen'shaetsya k krayam (ris. 95). Esli v etoj, legko obnaruzhivaemoj zakonomernosti okazhutsya odin-dva sboya, to eto ne ochen' strashno, tak kak vo vremya shlifovki obrazuetsya edinaya sfericheskaya poverhnost' i odna iz nesoshlifovavshihsya kanavok sushchestvenno ne povliyaet na formu zerkala. Obdirat' zagotovku zerkala mozhno srazu na stupenchatom shlifoval'nike. No, dlya togo chtoby ne "srezat'" vershinu shlifoval'nika, shlifovku nado vesti kak cherez centr, tak i po horde, sledya iz tem, chtoby stupen'ki shlifoval'nika soshlifovyvalis' odinakovo po vsej ego poverhnosti. Odnako mozhno nachat' obdirku zerkala i s pomoshch'yu trubchatogo shlifoval'nika, a uzhe potom nachat' shlifovku na shlifoval'nike.
V zaklyuchenie zametim, chto tolshchina metallicheskogo shlifoval'nika dolzhna byt' takoj zhe, kak i tolshchina zerkala. Vo-vtoryh, formula, privedennaya v nachale paragrafa dlya vychisleniya diametrov stupenek, spravedliva dlya paraboloida. Tak kak nashe zerkalo ochen' malo otlichaetsya ot paraboloida, vo vremya shlifovki etoj raznicej mozhno sovershenno prenebrech'. Odnako v teh sluchayah, kogda chitatel' zahochet vytochit' stupenchatyj shlifoval'nik dlya shlifovki linz bol'shoj krivizny, pridetsya vospol'zovat'sya tochnoj formuloj dlya sfery, tak kak pri znachitel'nyh radiusah krivizny otstupleniya paraboloida ot sfery znachitel'ny. V etom sluchae diametr stupen'ki vychislyaetsya po formule
Pri vytachivanii vognutyh shlifoval'nikov rastochka vedetsya ot prosverlennogo v centre otverstiya diametrom 6--8 mm dlya bol'shih i 2--3 mm dlya malyh shlifoval'nikov. Velichina podachi rezca (k sebe) beretsya iz chetvertoj kolonki tablicy. Pyataya kolonka v etom sluchae ne nuzhna.
2. SHLIFOVALXNO - POLIROVALXNYE STANKI
CHitatel', znakomyj s mehanicheskimi rabotami, i uzh, navernoe, kruzhok teleskopostroeniya mogut sdelat' sebe shlifoval'nuyu mashinu, rabota na kotoroj znachitel'no priyatnee ruchnoj obrabotki zerkala. Tak kak mashina osvobozhdaet ruki lyubitelya, on mozhet vo vremya shlifovki zerkala znachitel'nuyu chast' vremeni vysvobodit' dlya drugih celej. Mashina pozvolyaet uvelichit' davlenie i, sledovatel'no, skorost' obrabotki zerkala. Skorost' obrabotki vozrastaet eshche i potomu, chto pri mashinnoj obrabotke gorazdo bol'she vremeni idet kak "chistoe" vremya shlifovki, togda kak pri ruchnoj mnogo vremeni tratitsya neproizvoditel'no. Nakonec, stanok pozvolyaet chishche i kachestvennee vypolnit' shlifovku i polirovku.
Kak pravilo, vse shlifoval'no-poliroval'nye stanki imeyut dve glavnye detali--shpindel', na kotorom vrashchaetsya shlifoval'nik, i povodok, kotoryj zastavlyaet zerkalo sovershat' postupatel'nye dvizheniya. Rassmotrim kinematicheskuyu shemu prostogo stanka (ris. 96).
|lektrodvigatel' 1 moshchnost'yu 50--100 vatt cherez reduktor privodit vo vrashchenie val krivoshipa 2. Krivoship zastavlyaet cherez shatun 3 kachat' "hobot" 4 s povodkom 5. Povodok zastavlyaet kachat'sya zerkalo 6, Hobot, tak zhe kak i shatun, dolzhen imet' vozmozhnost' izmenyat' dlinu, dlya togo chtoby mozhno bylo shlifovat' po horde i cherez centr, a shatun -- chtoby mozhno bylo menyat' vynos povodka. Dlya izmeneniya razmaha menyaetsya radius krivoshipa. V odnih konstrukciyah radius menyaetsya perestanovkoj osi krivoshipa v neskol'ko otverstij, prosverlennyh na raznyh rasstoyaniyah ot centra krivoshipa, v drugih vozmozhno plavnoe peremeshchenie krivoshipa po napravlyayushchim.
Na val krivoshipa nadeta zvezdochka dlya cepi Galya ot velosipeda, na valu shpindelya 7 -- vtoraya zvezdochka. Ochen' vazhno, chtoby peredatochnoe otnoshenie mezhdu zvezdochkami ne ravnyalos' celomu chislu (2, 3 i t. d.), chtoby shlifoval'nik dvigalsya vse vremya po razlichnym azimutam, ne prohodya dvazhdy po odnomu i tomu zhe.
Vo vremya obdirki i v men'shej stepeni po vremya tonkoj shlifovki i polirovki na povodok ustanavlivaetsya dostatochno bol'shoj gruz 8. Ego massa mozhet dostigat' neskol'kih kilogrammov. Poetomu vse uzly mashiny, osobenno valy krivoshipa i shpindelya, osi i hobot s shatunom dolzhny byt' dostatochno zhestkimi.
Vo vremya mashinnoj obrabotki nado vnimatel'nee sledit' za vlazhnost'yu shlifoval'nika i zerkala. Na mashine oni vysyhayut bystree iz-za bolee intensivnoj raboty. Vysohshij zhe abraziv mozhet stat' prichinoj carapin, i bolee togo, esli zerkalo prisosetsya k shlifoval'niku, povodok mozhet vyskochit' iz gnezda i povredit' zerkalo. CHtoby predotvratit' poslednyuyu nepriyatnost', R. Koks predlozhil delat' shajbu, nakleivaemuyu na zerkalo, pridavaya ej formu, pokazannuyu
Ris. 96. SHlifoval'no-poliroval'nye stanki.
a) Obshchij vid shlifoval'no-poliroval'nogo stanka dlya zerkal diametrom do 150 mm. b) Kinematicheskie shemy: 1--elektrodvigatel', 2-- krivoship, 3 -- shatun, 4--"hobot", 5--povodok, 6--obrabatyvaemoe zerkalo, 7 -- vertikal'nyj shpindel'. v) Reguliruemyj krivoship. g) SHajba, nakleivaemaya na zerkalo.
na ris. 96, g. Kak vidno, esli sejchas povodok vyskochit iz gnezda, on ostanetsya na shajbe.
Dlya togo chtoby abraziv legche raspredelyalsya po shifoval'niku, Koks predlagaet dobavlyat' v suspenziyu nemnogo moyushchego sredstva tipa stiral'nogo poroshka.
D. D. Maksutov privodit [3] formulu maksimal'noj skorosti vrashcheniya shpindelya shlifoval'noj mashiny pri obrabotke zerkal raznogo diametra:
ob/min,
gde D -- diametr zerkala v mm.
3. LITEJNYE RABOTY V USLOVIYAH LYUBITELYA
Ris. 97. Raznimaemaya na dve polovinki derevyannaya model' vilki.
Lit'e pozvolyaet sravnitel'no prostymi sredstvami poluchit' detali dostatochno slozhnoj konfiguracii. Dlya organizacii lit'ya neobhodima elektromufel'naya pech'. Metall rasplavlyaetsya v tigle, kotoryj predstavlyaet soboj stal'nuyu cilindricheskuyu ili pryamougol'nuyu emkost' so stenkami 3--5 mm tolshchiny. Dlya vyemki tiglya iz pechi nuzhny kleshchi s dlinnymi ruchkami ili santehnicheskij "francuzskij" klyuch dostatochno bol'shogo razmera. Pri vyemke tiglya s rasplavlennym alyuminiem ili latun'yu nado byt' krajne ostorozhnym.
Dlya izgotovleniya litejnyh form iz zemli neobhodimo zapastis' litejnym peskom, kotoryj bez osobogo truda mozhno dostat' v lyubom litejnom cehe. Esli zhe takogo ceha poblizosti net, mozhno obojtis' supeschanikom, kotoryj predstavlyaet soboj prirodnuyu smes' peska i gliny. Supeschanik nemnogo uvlazhnyaetsya do takogo sostoyaniya, kogda on tol'ko nachinaet "derzhat'" formu. Dlya proverki berem gorst' supeschanika i szhimaem v ruke. Posle etogo zemlya dolzhna sohranit' v osnovnom formu i sledy morshchin na ruke. CHrezmernoe kolichestvo vody krajne nezhelatel'no, tak kak vo vremya zalivki metalla budet vydelyat'sya par, kotoryj obrazuet v detali pustoty i rakoviny.
Nakonec, nuzhno ustanovit' formovochnyj stol, na kotorom budut izgotavlivat'sya zemlyanye formy. |tot
Ris. 98. Formovka
1 - opoka, 2 -- formovochnaya zemlya, 3 -- model', 4 - dushnik, 5 -- trambovka.
stol dolzhen stoyat' v neposredstvennoj blizosti k pechi. Ego poverhnost' dolzhna byt' dostatochno gladkoj.
Lit'e osushchestvlyaetsya v zemlyanye formy, predstavlyayushchie soboj derevyannye yashchiki bez dna (opoki), nabitye litejnym peskom (zemlej) s polost'yu, kotoruyu zapolnyaet metall. |ti polosti obrazuyutsya s pomoshch'yu modelej, izgotavlivaemyh obychno iz dereva. Dlya togo chtoby metall popadal v formu, v zemle delaetsya litnik, a dlya vyhoda goryachego vozduha i gazov iz formy ona snabzhaetsya vyporami, kuda vyhodit i izlishek metalla.
Derevyannye modeli obrabatyvayutsya obychnym instrumentom po derevu i sobirayutsya na kleyu i gvozdyah. Vozmozhno primenenie v neotvetstvennyh mestah nebol'shogo kolichestva plastilina. Dlya togo chtoby model' legko vynimalas' iz zemli, ee bokovye poverhnosti imeyut formovochnye uklony ("konusnost'"), vsya model' pered nachalom formovki posypaetsya tal'kom (detskoj prisypkoj).
Ris. 99. Nakladyvanie vtoroj polovinki modeli na pervuyu.
1 -- model', 2 -- shtyri.
Ris. 100. Zavershenie formovki.
1 -- zamki opok, 2 -- modeli litnika i vyporov.
Ris. 101, Ukladka zaformovyvaemyh detalej. 1--zaformovyvaemye detali.
Ris. 102. Zalivka metalla.
Poryadok formovki i lit'ya podrobno pokazan na ris. 97--101. Kratko opishem ego.
1. Ustanavlivaem na podmodel'nyj stol odnu iz polovinok modeli (ris. 97).
2. Ustanavlivaem nizhnyuyu opoku 1 (ris. 98), pripudrivaem model' 3 tal'kom. CHerez sito nanosim na model' melkij (oblicovochnyj) pesok ili tal'k. Nasypaem lopatkoj formovochnuyu zemlyu 2 s trambovkoj snachala vozle modeli i stenok i uglov opoki.
3. Zasypaem ostal'nuyu chast' zemli s utrambovkoj snachala ostrym, a potom ploskim koncami trambovki. Srezaem linejkoj lishnyuyu zemlyu sverhu nizhnej opoki.
4. Nakalyvaem dushnikom 4 ventilyacionnye kanaly vblizi modeli.
5. Perevorachivaem nizhnyuyu opoku na 180º vmeste s model'yu.
6. Ustanavlivaem verhnyuyu chast' modeli s pomoshch'yu shtyrej (ris. 99). Nanosim na model' tal'k.
Ris. 103. Otdelka otlitoj detali. 1 -- detal', 2 -- vypory, 3 -- udalyaemaya chast' zaformovannoj detali.
7. Ustanavlivaem po shtyryam verhnyuyu opoku (ris. 100), model' litnika i model' vyporov.
8. Posle naneseniya na model' seyanogo cherez sito peska nabivaem opoku zemlej, trambuem, nakalyvaem ventilyacionnye kanaly, srezaem linejkoj izlishki zemli sverhu opoki.
9. Raznimaem opoki.
10. S pomoshch'yu vvorachivaemogo v polovinku modeli shurupa vynimaem model', ostorozhno postukivaya po ee perimetru.
11. Otdelyvaem i proizvodim melkij remont obeih form. Ukladyvaem zaformovyvaemye detali (ris.101), vynimaem modeli litnika i vyporov.
12. Nakryvaem nizhnyuyu opoku verhnej s sovmeshcheniem ih s pomoshch'yu vintov (ris. 102). Zatem formu nado tshchatel'no prosushit'.
13. Zapolnyaem formu rasplavlennym metallom, daem otlivke ostyt' i vynimaem ee cherez 40--50 minut posle zaliva metalla
14. Zachishchaem detal' (ris. 103) napil'nikom s udaleniem nozhovkoj vyporov i litnika 2.
Pri izgotovlenii detalej lit'em vozmozhna zaformovka drugih detalej, sdelannyh iz bolee tugoplavkogo materiala. CHashche vsego eto stal'nye osi, vtulki, korpusa osej i t. p.
Na primere izgotovleniya vilki lit'em (sm. ris. 101) my poznakomilis' s zaformovkoj polyarnoj osi i poluosej sklonenij. Analogichnym obrazom soedinyayutsya os' sklonenij i flanec dlya krepleniya truby teleskopa, korpus polyarnoj osi i vertikal'noj stojki i t. p.
4. NEMNOGO O TEHNIKE BEZOPASNOSTI
Davno kanuli v Letu vremena, kogda lyubitel', shlifuya svoe zerkalo, hodil vokrug bochki, ustraival tenevoj pribor iz kerosinovoj lampy ili skolachival montirovku i trubu iz tesa.
Bol'shinstvo lyubitelej mozhet pri zhelanii vospol'zovat'sya metalloobrabatyvayushchimi stankami, kotorymi osnashcheny shkoly, dvorcy pionerov, stancii yunyh tehnikov, ne govorya uzhe o PTU, tehnikumah ili vuzah. Sovremennyj lyubitel' nastol'ko osnashchen tehnikoj, chto prihoditsya prinyat' nekotorye mery predostorozhnosti, chtoby eta tehnika ne stala prichinoj nepriyatnosti.
Odno iz samyh obyazatel'nyh uslovij raboty na metalloobrabatyvayushchih stankah -- mery zashchity ot porazheniya elektricheskim tokom. S etoj cel'yu sovershenno neobhodimo, chtoby stanok byl nadezhno zazemlen. Vazhno, chtoby podklyuchenie i zazemlenie stanka vypolnyal specialist-elektrik. Avtoru izvesten sluchaj, kogda kvalificirovannyj lyubitel' s bol'shim stazhem iz-za bespechnosti podvergsya ser'eznym ozhogam elektricheskim tokom napryazheniem 380 V i tol'ko blagodarya schastlivoj sluchajnosti ostalsya zhiv.
Obychno ne pridayut bol'shogo znacheniya tomu, chto rabota na tokarnyh, sverlil'nyh, frezernyh stankah obyazatel'no dolzhna vestis' v zashchitnyh ochkah. Dazhe sredi professional'nyh metallistov-lihachej popadayutsya lyudi s povrezhdennym zreniem.
Ni v koej mere nel'zya proizvodit' zamery detali, ne ostanoviv stanka. Nel'zya smahivat' struzhku rukoj pri rabotayushchem stanke. Delo v tom, chto pri bystrom vrashchenii frezy, ee vneshnie chasti stanovyatsya malo zametnymi. Pri tokarnyh rabotah struzhku, osobenno stal'nuyu, nado ubirat' tol'ko stal'nym kryukom i tol'ko posle ostanovki stanka. Avtor sam ne raz stanovilsya zhertvoj sobstvennogo legkomysliya, prezhde chem osoznal, chto stal'naya struzhka gorazdo prochnee na razryv, chem mozhet pokazat'sya neiskushennomu tokaryu, poetomu ubirat' ee mozhno tol'ko kryukom, esli ne hotim, chtoby nashi ruki postepenno pokryvalis' glubokimi shramami.
Ustanavlivaya detal' v patrone perednej babki tokarnogo stanka, nado zakrepit' ee nadezhno, a esli detal' dlinna, to uperet' ee konusom zadnej babki. Zakreplyaya detal' v patrone, nado sledit' za tem, chtoby kulachki patrona ne vystupali bol'she chem na 15-- 20 mm. Esli diametr detali velik, nuzhno ne polenit'sya i zamenit' pryamye kulachki na obratnye.
Ni v koem sluchae nel'zya sverlit' detali, osobenno melkie, derzha ih rukami. Detali dolzhny zakreplyat'sya v tiskah.
Vezde, gde tol'ko eto vozmozhno, ne sleduet primenyat' slishkom bol'shie skorosti vrashcheniya detali ili rezhushchego instrumenta.
Osobo sleduet skazat' o tehnike bezopasnosti vo vremya litejnyh rabot. Litejshchik-lyubitel® dolzhen rabotat' v zashchitnyh ochkah, v dostatochno tolstyh rukavicah, poverh odezhdy dolzhen byt' nadet fartuk iz tolstogo materiala, na nogi luchshe nadet' valenki.
Vse eto nuzhno dlya togo, chtoby sluchajnye bryzgi ne mogli bystro prozhech' odezhdu.
Prihvat, s pomoshch'yu kotorogo goryachij tigel' vynimaetsya iz pechi, dolzhen byt' prochnym i nadezhnym. Horosho pered pogruzheniem v pech' tigel', uzhe zagruzhennyj metallom, povertet' v rukah s pomoshch'yu prihvata, proveriv nadezhnost' poslednego.
Forma dolzhna ustanavlivat'sya dostatochno nizko, chtoby sluchajno prolityj metall okazalsya srazu na polu. Dlya togo chtoby on ne rastekalsya i ne povredil pola, nado na polu, gde ustanavlivaetsya forma, uchastok vylozhit' kirpichom, na kotoryj polozhit' list stali s nevysokimi bortami. Sverhu stal'nogo lista nasypaetsya sloj peska tolshchinoj 2--3 sm.
Nel'zya vynimat' detal' iz formy, poka ona ne ostynet do komnatnoj temperatury.
Sredi mnogih sovremennyh materialov nemalo toksichnyh. Ih toksichnost' nevelika, no nekotorye mery predostorozhnosti vse-taki neobhodimy.
Nachnem s kamennougol'nogo peka, kotoryj mozhet byt' zamenen bitumom ili sapozhnym varom. Vse tri veshchestva pri ih nagrevanii vydelyayut vrednye dlya organizma letuchie uglevodorody. Pravda, pri prigotovlenii 1--2 kg smoly ih vydelyaetsya ne tak uzh mnogo, no luchshe, chtoby smola varilas' na otkrytom vozduhe, a esli v komnate, to obyazatel'no s provetrivaniem.
Ochen' udobnyj v rabote epoksidnyj klej, prodavaemyj v magazinah hozyajstvennyh tovarov, takzhe nebezopasen, kogda primenyaetsya v bol'shih kolichestvah. Nado starat'sya, chtoby on ne popadal na kozhu, i poetomu rabotat' s nim zhelatel'no v rezinovyh perchatkah. Vo vremya polimerizacii epoksidnoj smoly vydelyayutsya vrednye pary, poetomu pomeshchenie, gde rabotayut s epoksidnoj smoloj, dolzhno provetrivat'sya. Ochen' ostorozhno nado obrabatyvat' zatverdevshuyu smolu, opilki ne dolzhny vdyhat'sya ili popadat' vnutr', naprimer s pishchej. Pri shlifovke na epoksidnom shlifoval'nike otrabotannyj shlam nado smyvat' srazu v kanalizaciyu.
Est' nekotoraya opasnost' v rabote s poliritom. V ego sostav vhodyat primesi radioaktivnogo toriya. Hotya radioaktivnost' toriya nevelika, nuzhno i zdes' soblyudat' mery predostorozhnosti, sledya za tem, chtoby polirit ne popadal vnutr' pri vdyhanii, pri kurenii, vo vremya edy, esli ruki ne vymyty.
Azotnokislaya med' takzhe otnositsya k toksichnym veshchestvam i vo vremya raboty s nej sleduet byt' tozhe ostorozhnym.
Voobshche zhe vse eti veshchestva dovol'no shiroko primenyayutsya i v bytu i v proizvodstve. Kolichestva etih veshchestv pri izgotovlenii zerkala ne tak uzh veliki, i esli avtor obratil vnimanie chitatelya na izvestnuyu ostorozhnost', to tol'ko dlya togo, chtoby chitatel' ne proyavil polnoj bespechnosti, imeya delo s nimi.
LITERATURA
1. Mihel'son N. N. Opticheskie teleskopy: Teoriya i konstrukciya.-- M.: Nauka, 1976.
2. Maksutov D. D. Astronomicheskaya optika,-- M.; L.: Nauka, 1979.
3. Maksutov D. D. Izgotovlenie i issledovanie astronomicheskoj optiki.--L.; M.: OGIZ-Gostehizdat, 1948.
4. Navashin M. S. Teleskop astronoma-lyubitelya.--4-e izd.-- M.: Nauka, 1979.
5. Lyubitel'skoe teleskopostroenie. Sb. statej/Sost. M. M. SHemyakin; Pod red. M. S. Navashina.-- M.: Nauka, 1964.
6. Lyubitel'skoe teleskopostroenie. Sb. statej, vyp. 2/Sost. M. M. SHemyakin. Pod red. M. S. Navashina,-- M.: Nauka, 1966.
7. Lyubitel'skie teleskopy. Sb. statej/Pod red. M. M. SHemyakina.-- M.: Nauka, 1975.
8. Maksutov D. D. Tenevye metody issledovaniya opticheskih sistem.-- M.; L.: ONTI, 1934.
9. Maksutov D. D. Opticheskie ploskosti, ih issledovanie i izgotovlenie.--L., 1934.
10. Dmitrov G. i Bejker D. Teleskopy i prinadlezhnosti k nim/Perev. s angl.-- M.: Gostehizdat, 1947.
11. Mel'nikoe O. A., Slyusarev G. G., Markov A. V., Kuprevich N. F. Sovremennyj teleskop.-- M.: Nauka, 1975.
12. Sulim A. V. Proizvodstvo opticheskih detalej.-- 2-e izd., dopoln.-- M.: Vysshaya shkola, 1969.
13. Vokuler ZH., Teksero ZH. Fotografirovanie nebesnyh tel: Perev. s franc.-- M.: Nauka, 1967.
14. Amateur Telessore Making: Vook one/Ed. A. Ingalls.--Ssientific American Inc., 1951.
15. 14. Amateur Telessore Making: Vook two/Ed. A. Ingalls.--Moon and Co., 1952.
16. Amateur Telessore Making: Vook three/Ed. A. Ingalls.--Ssientific American Inc., 1953.
17. Fagen E. Some Three-Year Sidereal Drive Arrangements.- Sku and Telessore, 1967, v. 34, No 1.
18. Hamon. A. A Tangent Arm with a Sreciallu Sut Sam.--Sku and Telessore, 1978, v. 55, No 6.
19. Sheehan W. Setting Sirsles Made at Nome,-- Sku and Telescope, 1974, v. 48, No 2.
20. Magee R. Rinhole and Knife-Edge -- Now Fag Aragt?--Sku and Telessore, 1974, v. 48, No 3.
21. Mobsbu E. A Ronshi Null Test for Raraboloids,-- Sku and Te-lessore, 1974, v, 48, No 5.
22. Mattewcon. G. Sonstrusting an Astronomical Telessore.-- London and Glasgow: Vlackie and Son Limited.
23. Kulikovskij P. G. Spravochnik lyubitelya astronomii.-- 4-e izd., pererab. i dopoln.-- M.: Nauka, 1971.
24. Klimishin I. A. Astronomiya nashih dnej.--2-e izd., pere-rab. i dopoln.-- M.; Nauka, 1980.
25. Koval' V. I. Pribory "Sluzhby neba".-- Zemlya i Vselen-naya, 1979, No 1.
26. Ashbrook J. L. Fousaultacutes Neritage to Telessore Making-- Sky and Telescope 1975, v. 50, No 1.
27. Soh R. Some New Illuminated Finders.-- Sky and Telescope , 1975, v. 49, No 3.
Last-modified: Fri, 08 Dec 2000 17:09:52 GMT