Foucault Testi: Nedir, Nasıl Yapılır? (***)

From :ATM Türk: Amatör Teleskop Yapımı

Revision as of 15:10, 5 July 2006; view current revision
←Older revision | Newer revision→

TELESKOP AYNASININ TEST EDILMESI

Aynanizin kaba ve ince asindirmasini takiben, cilalanmasini da bitirdikten sonra, aynanin yuzeyi buyuk olasilikla kuresel bicimde olacaktir. Bundan sonraki asama ayna yuzeyini test ederek, ona tam bir kure bicimi kazandirmak ve en sonunda da parabol sekline getirmektir. Yuzeyin biciminin gercekten bir parabol seklinde olup olmadigini anlamanin en iyi yolu ayna uzerindeki degisik bolgelerin kuresel capini (odak uzakliginin iki kati mesafeyi) bir mikrometre yardimiyla buyuk bir duyarlilikta olcmektir. Kuresel yuzeyin duzgunlugunu bulmak icin ise bolge olcumu yapilmasina gerek yoktur. Asagida aciklandigi gibi yuzeydeki golgelerin durumunu saptamak yeterli olacaktir.

TEST CIHAZLARI

Ayna yuzeyini test etmek icin gerekli olan iki ana cihaz, aynanizi uzerine yerlestireceginiz bir sehpa ile bir bicak-kenari (Foucault) test aletidir. Ayna sehpasi, aynanizin bir kenari uzerinde yan durmasini ve bicak-kenari test cihazina dogru bakmasini saglamakta kullanilacaktir. Bu cihazlar icin Stellafane ATM sayfalarinda guzel ornekler verilmis ve nasil yapilacaklari ayrintili sekilde anlatilmistir: http://www.stellafane.com/atm/atm_foucault_tester/atm_tester_plans_1.htm

Bicak-kenari test cihazi (kisaca test aleti), kabaca yanyana duran bir isik kaynagi ile 10-15 cm uzunlugunda ince bir aluminyum profilden (L seklinde) olusur. Bu teste ve test aletine bicak-kenari adinin verilmesinin nedeni, ornegimizde kullanilan aluminyum profilin bir bicaga benzetilmesidir. Burada aciklanan test yonteminde yuzunuz aynaya dogru baktiginiz dusunuldugunde, isik kaynaginizin saginizda, bicak-kenarinin ise solunuzda kalacak sekilde yerlestirildigi ongorulmustur. Isik kaynagi icin, 10 watt’lik kucuk bir ampulu (tercihen uzeri beyaz boyali, filamenti gorunmeyen) bir tahta takozun uzerine tutturup, ustlerine de bir teneke kutu gecirilmis bir duzenek kullanabilirsiniz. Boylelikle isik kaynaginiz bir deniz fenerini andiracaktir. Teneke kutunun ust tarafinda, ampulun hizasina gelen yerde bir delik ve bir yarik acacaksiniz. Delik, yarim cm capinda bir daire olabilir. Yarik ise, deligin ornegin 90o uzagina en fazla birkac mm genisliginde ve 1-1.5 cm uzunlugunda olacak sekilde acilmalidir. Ancak bu yarigin tam islev gorebilmesi icin cok ince olmasi gerektiginden, onun onune ve teneke kutunun icine yerlestirilmek uzere keskin yuzeyleri yanyana getirilmis iki adet eski tur jilete gerek duyacaksiniz. Jiletler arasindaki aciklik en fazla 0.5 mm olmalidir.

Ayna testi icin cok zaman harcayacaginizi goz onunde tutarak, bu islemi oturarak yapmaniz rahatiniz acisindan onemli bir noktadir. Bu nedenle, gerek ayna sehpasini, gerekse test aletini bir sandalyeye oturduktan sonra goz hizanizda olacak sekilde yerden yukarida yerlestirmeye ozen gosterin. Test sirasinda cihazlarin sallanmamasina ve olcum yapacaginiz odada esinti olmamasina dikkat edin.

Ayrica, test sonuclarinizi kaydetmek icin, test aletinin arkasinda bir ucayak uzerine yerlestirilmis 35mm ya da sayisal bir fotograf makinesi yardimiyla fotograf cekebilirsiniz. Fotograf konusunu asagida daha ayrintili olarak isleyecegiz.

TEST ALETLERININ YERLESTIRILMESI

Once bir sandalyeye oturduktan sonra test aletinizi goz hizanizda olacak sekilde bir tezgahin/masanin uzerine yerlestirin. Hemen arkasina siyah kartondan (ornegin 20x20 cm boyutlarinda) bir perde koyun. Daha sonra ayna sehpasini, aynanin ortasi isik kaynaginizla ayni duzeyde olacak sekilde test aletinizin karsisina ve aynanin odak uzakliginin iki kati uzakligina getirin. Isik kaynaginizi kapatan teneke kutuyu, uzerindeki daire seklindeki delik aynayi gorecek sekilde dondurun. Sonra, olcumu yapacaginiz odadaki isiklari tamamen sondurun. Gozleriniz karanliga alistiktan sonra, isik kaynaginizdan cikan isigin aynada yansidiktan sonra siyah perdede olusturdugu daire seklindeki goruntuyu sececektir. Bu goruntuyu mumkun oldugunca netlestirmek icin ayna sehpasini ileri geri oynatabilirsiniz. Ayrica, goruntunun isik kaynaginiz ile ayni duzeyde olmasina ozen gosterin. Burada hatirlamaniz gereken nokta, henuz cilalamasini yapmakta oldugunuz aynanin gelen isigin sadece %4'luk kismini yansitiyor olmasidir. Yansitici yuzeyin sirlanmasindan sonra bu oran %90’lara yaklasacaktir. Daha sonra test aletinizin arkasina koyacaginiz sandalyeye oturun ve siyah karton perdeyi kaldirin. Isik kaynaginizin aynada yansimasini goreceksiniz. Teneke kutuyu ince yarik aynaya bakacak sekilde dondurun. Odadaki isiklari hafifce acabilirsiniz, test sirasinda odada los isik olmasi tercih edilmelidir. Artik aynanizi test etmeye baslayabilirsiniz.

BU TESTI ANLAMAK ICIN BIRAZ DA TEORI

Foucault (ya da diger adiyla bicak-kenari) testi, hem aynanizin yuzey yapisinin duzgunlugunu saptamak, hem de aynanin kuresel capini (odak uzakliginin iki kati mesafeyi) hesaplamak amaciyla kullanilir. Lisedeki fizik derslerinden hatirlarsaniz, icbukey bir ayna ya buyuk bir kurenin ya da bir parabolun yuzeyindeki kucuk bir parcanin ta kendisidir. Bu nedenle herhangi bir icbukey teleskop aynasinin odak ekseninin merkezi, parcasi oldugu bu kurenin de merkezidir. Bir aynanin odak uzakligi, kure merkezi uzakliginin yarisina esittir.

Test icin kullanilan isik kaynagi aynada yansiyan hayali (temsili) bir yildiz islevi gorecek, bicak kenari da bu hayali yildizin isiginin aynada yansidiktan sonra kurenin ortasinda geri gelecegi noktayi bulmanizda ise yarayacaktir.

Aynanin buyuk bir kurenin dis yuzeyindeki kucuk bir kismi oldugunu hatirlayin. Foucault testinin temeli, bu kurenin tam merkezine yerlestirilecek hayali bir yildizin isiginin, aynada yansiyip, tekrar kure merkezine donecegi ilkesine dayanmaktadir. Aynamizi test ederkenki amacimiz, hayali yildizdan gelen isinlarin tumunun kurenin tam merkezinde odaklanip odaklanmadigini bulmaya calismaktir. Aynanizin yuzeyi tam bir kure ise, merkezdeki hayali yildizdan cikan isinlarin hepsi, aynada yansidiktan sonra yine tam merkezde toplanacaktir. Pratikte ise, hayali yildiz tam merkezde olamadigi icin (o zaman yansiyan isiklar yine isik kaynagizina geri donecek, ve bu yansiyan goruntuyu goremeyeceksiniz), yansimasi da biraz kenarda olusacaktir. Isik kaynagi merkez noktaya ne kadar cok yakin tutulursa, aynanin test edilmesi o derecede duyarli sonuclar verecektir.

Kullanacaginiz bicak-kenari eger aynadan yansiyan isinlari tam merkez noktasinda keserse, oturdugunuz noktada (yaklasik olarak tam ayna merkezinden baktiginizda) ayna yuzeyinin tumunun ayni anda birden karardigini ya da golgelendigini goreceksiniz. Bu golgelenme, ayni anda ve aynanin tum yuzeyinde ayni sekilde olmuyorsa, aynanizin yuzeyi tam bir kure seklinde degil demektir. Golgelenme yuzeyde esit bir bicimde dagilirsa, aynanizin yuzey sekli tam bir kure bicimini almis demektir. Bu test sayesinde gorulen golgelenmedeki duzensizlikler ayna yuzeyindeki puruzlerin varligini isaret eder. Hedefimiz bu duzensizlikleri ortadan kaldirmak icin gereken cilalama ve duzeltme hareketlerini (aynen kaba ve ince asindirmada oldugu gibi) yapmaktir.

KURESEL BIR YUZEYIN TEST EDILMESI

Bir aynayi test ederken, aynanin sonsuz sayida icice gecmis aynalardan ya da bolgelerden olustugunu varsayalim. Bicak-kenarini bu sayisiz bolgelerden herhangi birinin tam merkez noktasina goturdugunuzde, ayna yuzeyindeki o bolge esit bicimde golgelenecektir. Bicak-kenari, merkez noktasindan aynaya dogru daha yakinsa, ayna yuzeyinin sol yarisi kararacak; bicak-kenari merkez noktasindan daha disarda ise, ayna yuzeyinin sag yarisi kararacaktir. Yeri gelmisken tekrarlayalim: Burada aciklanan test yonteminde yuzunuz aynaya dogru baktiginiz dusunuldugunde, isik kaynaginizin saginizda, bicak-kenarinin ise solunuzda kalacak sekilde yerlestirildigi ongorulmustur. Bunlarin yer degistirmesi halinde, ayna yuzeyindeki kararmalar tam tersi yonde olacaktir.

Aynaniz uzerinde pratik yaparak bu kararmalari gozleyin. Bicak-kenarinin tam belli bir noktaya geldiginde, aynanizin tum yuzeyinin birdenbire esit sekilde golgelendigini goreceksiniz. Bicak-kenarindan aynaniza o anda olan uzakligini olcerseniz, aynanizin merkez uzakligini hesaplamis olacaksiniz. Aynanin odak uzakligi da merkez uzakliginin yarisina esit olur. Cilalama ve duzeltmeler sonrasinda ayna odak uzakliginda 6.5 mm civarinda bir azalma olmasi beklenir.

Bu arada, ayna yuzeyindeki kararmalardaki degisimin, bicak-kenarinin konumundaki cok kucuk yer degistirmelerle (sadece birkac milimetre) oldugunu hatirlatalim.

Aynanin sonsuz sayida icice gecmis bolgelerden olustugunu varsaydigimizi hatirlayalim. Ayna yuzeyinde duzensizlikler (tepeler, cukurlar, vs.) oldugu takdirde, bicak-kenari genelde aynanin merkez noktasinda iken ve aynanin buyuk bolumunu esit derecede karartiyor olmasina karsin, duzensiz bolgelerin solunda ya da saginda kararmalar belirecektir. Duzensiz bolgeden kasit, o bolgenin kuresel merkez capinin aynanin geri kalan kismindan farkli (daha uzun ya da kisa) olmasidir.

Test sirasinda aynanizin onunden bulutlar gectigini gorurseniz, bunun nedeni testi yaptiginiz ve test tezgahinin bulundugu mekanda soguk bir hava akiminin varligidir. Bu bulutlar olsa dahi aynadaki golgelenmeleri gormeniz mumkundur. Ama test sonucunuzun daha duyarli olmasini istiyorsaniz, bu soguk hava akimina yol acan, pencere kapi araligi gibi, noktalari yalitmaniz (ornegin bir havlu ya da paket banti koymak suretiyle) yeterli olacaktir.

--- devam edecek ---

YARARLANILAN KAYNAKLAR