SpiegelSchleif
( kurzer Hinweis )
Obwohl das Schleifen von Teleskopspiegeln oft als "die Schule der Geduld" bezeichnet wird, ist es nicht so schwierig, wie man glauben könnte.
Für alle dijenige, die noch nicht wissen, wie man einen Spiegel schleift, möchte ich hier einen kurzen Hinweis geben, und verweise auf die entsprechende Literatur für weitere Orientierung.
Einen Spiegel zu schleifen, ist in der Tat viel leichter, als eine gute Montierung zu bauen, da die letzte aus vielen Teilen besteht, die präzis gearbeitet und zusammengesetzt werden müßen.
Bei Spiegeln, handelt es sich normalweise um einen einzigen Stück, wessen Präzision leicht zu 1/30.000 mm oder weiter gebracht werden kann.
Man beginnt mit zwei Glasscheiben gleicher Durchmesser, von denen die eine der Spiegel sein wird, die andere als Werkzeug dient.
Die Eigenschaften der Gläser sollten die folgende sein:
niedriger Ausdehnungs-Koeffizient (Pyrex, Duran 50, Cervit, Zerodur), damit sich der Spiegel bei Temperaturschwankungen nicht deformiert.
Abwesenheit von Spannungen, da sich diese, wenn anwesend, von selbst mit der Zeit freiwerden, und den Spiegel deformieren.
Es ist hingegen nicht notwendig, dass der Spiegel aus optischem Glas geschliffen wird, da sich das Licht auf seine Oberfläche reflektiert, und das Glas nicht durchgeht.
Die Bearbeitungsphasen sind drei:
Erste Phase: Grob- und Feinschliff
Die erste Bearbeitungsphase wird Grobschliff genannt.
Die eine der beiden Glasscheiben wird auf einen ständigen Halter gesetzt, und wird mit drei Hacken ohne irgendeine Druck gesichert, so dass sie fest bleit aber gleichzeitg frei bleibt, zu drehen.
Auf diese Scheibe wird dann ein bisschen Carborundum (nr. 60-80) abgesetzt, und wird mit etwas Wasser angefeuchtet, sodass man eine Sorte Brei erzielt.
Beim
Bewegen der oberen Scheibe vor-und rückvärts und Rotieren derselben auf der
unteren Scheibe, mit einer irregulär regelmässigen Bewegung, wird der untere
Scheibe in ihrem Randgebiet verbraucht, während die obere im ihren
Zentralgebiet verbraucht wird, sodass die unter Scheibe eine konvexe und die
obere eine konkave Form erhält.
Das passiert automatisch, und bei Umstellung der Lage kann man auch
zurückkehren, un die Konkavität des Spiegels zu vermindern.
Das grobste Scheuermittel dien dazu, die gewünschte Konkavität zu erziehlen;
die weitere, um die Oberfläche immer feiner zu machen.
Grob- und Feinschlieff können einige Stunden dauern, im Verhältnis mit dem
Spiegeldurchmesser.
Zweite Phase: Politur
Die
folgende Phase, "Politur" genannt, wird mit einer anderen Technick
erziehlt:
auf die untere Scheibe wird eine Schicht habflüssiges Pech abgesetzt,
worauf anschliessend der zu werdende Spiegel, schon hohl und fein geschliffen,
aufgelehnt wird, so dass das Pech eine konvexe Form annimmt.
Bevor man dieses tut, ist es notwendig, einige Furche in dem Pech zu machen, sodass es den Aspekt einer Schokoladetablette annimmt. Um periodische Zonenfehler beim Polieren und Figurieren zu vermeiden, müssen die Furche so entworfen werden, dass weder Furchen noch Quadrate mit dem Zentrum übereinstimmen.
Wenn das Pech kalt ist, wird auf seiner Oberfläche ein bisschen Oxid, im Wasser verdünnt, mit einem weichem Pinsel bestreicht. Anschliessend wird der werdende Spiegel darauf gelegt.
Die Oxid-Körner, 200x kleiner als ein Erythrozyt, eindringen in das Pech, aber nicht vollständig.
Wenn man den Spiegel vor- und rückvärts auf auf diesem Träger verschiebet, erzeugen die Oxid-Körner auf dem Glas unzähliche Microschnitten, indem sie Molekülschichten entfernen und jede Irregularität beseitigen: Erhöhungen werden geebnet, während die vom Carborundum verursachte Poren mit geschmolzenen Glas (zum molekularen Niveau) gefüllt werden. Auf dieser Weise wird nach ein Paar Stunden Arbeit die Politur erreicht.
Diese Phase muss jedoch fortfahren, bis die letzte Pore verschwindet. Es kann zum solchen Ziel nützlich sein, die Spiegeloberfläche mit einem Mikroskop zu betrachten.
Das Cer-Oxid ist energischer und verbraucht das Glas schneller.
Das Polierrot (Eisen-Oxid), ist hingegen langsamer, aber erlaubt, eine bessere Politur und eine höhere Präzision zu erreichen.
In
den ersten zwei Phasen der Arbeit nimmt der Spiegel eine Form an, die
kugelförmig sein sollte.
Bevor man zur
folgenden Phase überschreitet, ist es jedoch günstig, zu
überprüfen, ob die erzielte Krümmung wirklich kugelförmig ist, das heisst,
dass sie keine Defekte aufweist und, vor allem, frei von Astigmatismus ist.
Dritte Phase: "Figuring"
Schliesslich, überschreitet
man zu der "Figuring" Phase. Die Technik ist der ähnlich,
die für die Politur verwendet wird, aber mit etwas unterschiedlichen Bewegungen.
Sie
besteht darauf, dass man die sphäerische Krümmung in eine eliptische (bzw. parabolische oder
hyperbolische) umwandelt, der Kurve entsprechend, die man
erzielen möchte, wobei die
gewöhnlichste die parabolische ist.
Der so bearbeitete Spiegel kann mit
verschiedenen Methoden (Ronchi, Foucault, etc.) geprüft werden.
Die "Figuring" - Phase wird ausgedehnt, bis die gewünschte Präzision (λ / 8 bis λ / 20 oder mehr) erzielt wird. Die dafür notwendige Zeit kann von einigen Minuten (mit einem guten Pech und ein bißchen Erfahrung) zu einigen Stunden schwanken.
Dies ist, zu großen Linien, die Weise, einen Parabolspiegel zu Hause zu konstruieren.
Es ist eine besonders große Zufriedenheit, einen Spiegel zu schleifen, und festzustellen, daß er imstand ist, einen Lichtbündel von 15 bis 30 cm oder mehr Durchmesser in einen Punkt zu konzentrieren, der ein Paar Mikronen groß ist, und oft eine Qualität und eine Präzision besitzt, die nicht immer von den Industrie-Objektive erreicht wird.