ANMERKUNG
über das FOUCAULT-PROGRAMM
ES IST NICHT gerade LEICHT, ZU VERSTEHEN,
WIE MAN EINEN PARABOLSPIEGEL KONTROLLIEREN KANN,
WENN
MAN NICHT WEISST, WIE ES geschliffen, poliert und figuriert wird.
ES WIRD ALSO VORAUSGESETZT, DASS MAN DIE REGEL DER OPTISCHEN GEOMETRIE,
SOWIE diejenige DER FOUCAULT METHODE, DES GLEICHNAMIGEN GERäTS,
DER COUDER
SCHIRME und DER
SCHLEIF- UND KONTROLTECHNIK KENNT.
ES WIRD DESWEGEN AUF DIE ENTSPRECHENDE
LITERATUR
VERWIESEN.
Die Foucault-Methode ist die klassische Methode, um Spiegel zu analysieren.
Sie besteht darauf, dass man den Spiegel in verschiedenen konzentrischen Zonen teilt, und die Krümmungsradien jeder Zone misst, indem man sie mit einem speziellen Schirm hervorhebt, der Couder Schirm genannt wird.
Die
gefundene Werte werden dann mit den theoretischen Werten vergliechen, womit eine
Schätzung der Spiegelpräzision möglich wird.
Die Messungen werden mit den sogenannten Foucault-Gerät ausgeführt.
Das ist ein Gerät, dass sich mit Präzision in Länge- und Querrichtung bewegen kann.
Es trägt eine punktförmige oder drahtförmige Lichtquelle (im Folgenden "Stern" genannt) und eine Schnittkneife, wessen Funktion ist, das vom Spiegel reflektierte Licht zu schneiden, in wessem Krümmungszentrum sich derselbe Stern befindet.
Es hat zwei Typen von
Foucaultgeräten:
1) diejenige, wo sich Stern und Schnittkneife zusammen bewegen;
2) diejenige, wo sich dieselbe separat bewegen, oder besser gesagt, wo die Kneife sich bewegt, und der Stern still bleibt.
Das vorliegende Programm wurde für Geräte des ersten Typ geschrieben.
Zweck:
Analyse von hohlen Objektivspiegeln (sphärischen, eliptischen, parabolischen und hyperbolischen) in der "figuring" Phase oder bei beendeter Arbeit.
Es ist überflüssig, zu sagen, dass das Programm nicht nur für die Kontrolle von selbstgebauten Spiegeln dient, sondern auch für die Kontrolle der Industriespiegeln, die nicht selten schwere Fehler aufweisen !
Funktionen:
Das
Programm anrät (indem man frei bleibt, zu wählen):
- die
günstigste Zonenzahl des Couderschirms;
- die
günstigste Aussenradien jeder Zone;
und erfordert, die von der Lektüre des Foucaultgerätes erhaltene Daten mit einem "Input" einzutragen.
Display:
Tabellen, graphische Darstellung, Töne, Bilder.
Resultate:
Die Resultate werden in numerischen und graphischen Form angegeben;
Das Programm zeigt ferner, ob es auf dem Spiegel Fehler hat; wo diese sich befinden; wie gross sie sind; und gibt die Spiegelgenauigkeit auf dem Glas und auf dem Wellenfront an, wobei als Masseinheit die Wellenlänge des gelben Lichts ( λ = 0.56m =560 nanometers ) genommen wird. Die graphische Darstellung hat einen Maβstab, deren Maβeinheit gerade λ ist.
Von der Beobachtung der graphischen Darstellung kann man ferner ableiten, wie es gehandelt werden muss, damit die Fehler automatisch korrigiert werden.
Empfehlungen:
Für theoretische Zwecke, oder einfacher Neugierde, können mit diesem Program lehrreiche Erfahrungen gamacht werden.
Um diese Probe zu machen, sind weder Spiegel noch Foucaultgerät notwendig !
Man kann zum Beispiel als parabolisch einen virtuellen, sphärischen, 100-mm Spiegel mit 400 mm Brennweite analysieren. Das Resultat wird angeben, dass es einen grossen Fehler hat (den gröβten möglichen Fehler ) wobei die Lektüre der Zonen sowie das Vorhandensein von Couderschirmen und des eigenen Foucaultgerätes überfliessig sind !! (die Lektüre wäre in der Tat immer Null, das heiβt, dass es keine Unterschiede unter den Krümmungsradien der verschiedenen gelesenen Zonen gibt).
Beim diesem virtuellen Experiment ist es möglich, eine gröβere Zonenzahl einzutragen ( wie z.B. 10, was bei reellen Spiegeln nicht möglich wäre ) was in der graphischen Darstellung eine fast ununterbrochene Kurve ergibt.
Das
program erfordert, unter anderem, den Wert eines Koëffizients einzutragen,
der Y
genannt wird.
Der Y-Wert ( ≥
1) dient dazu, eventuelle Fehler in der graphischen Darstellung zu erforheben,
indem man den Maβstab so viel wie notwendig vergrössert. Gegenfalls, könnten
anwesende Fehler unbemerkt bleiben.
Am
Anfang ist es angemessen, mit kleineren Y-Werte zu probieren (z.B. Y=5).
Demnächst kann ihr Wert vermehrt werden, bis die Fehler gut sichtbar erscheinen.
Wenn man die theoretische Werte einträgt, dann sollte die graphische Darstellung diejenige eines perfektes Spiegels sein (wie z.B. λ/1000), und die Kurve würde mit der Referenzparabel zusammenfallen, was eine gerade Linie ergeben würde. Jedoch, für sehr hohe Y-Werte (z.B. Y=500 oder mehr) wird die graphische Darstellung die Anwesenheit von Fehlern zeigen. Warum?
Weil die sogenannte "theoretische Werte", in der Tat, nicht ganau sind.
Ist z.B. der genaue theoretische Wert 1,76957, und wir 1,769 eintragen, tragen wir einen ungenauen Wert ein.
Das
Programm wurde geschrieben, um mit 3 Dezimalen zu Arbeiten, was normalweise
genügend ist.
Obwohl möglich, wäre es also zwecklos, mit mehr Dezimalen zu arbeiten.
Das
Resultat ist sehr lehrreich!
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PROGRAMM
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