Foucault Testi: Nedir, Neden ve Nasil Yapilir (Bolum 2)
From :ATM Türk: Amatör Teleskop Yapımı
PARABOL BİR AYNA İÇİN DEĞİŞİK PROFİL ÖRNEKLERİ
Bölge ölçümlerini kullanarak ayna yüzeyinin şeklini gösteren bir profil hazırlayabilirsiniz. Bu çeşit profil çizimleri herhangi bir başlangıç noktası kabul edilerek hazırlanır. Çizim için merkez ya da kenarı sıfır noktası olarak kabul ederseniz, aynanın fiziksel yüzey şeklini gösteren normal bir eğimli şekil elde edersiniz. Çizimin sıfır noktası olarak tepe noktalarını (%70 bölgesi) alırsanız, test yaparken ve cilalarken alışkın olduğunuz simit şeklini görürsünüz. Bölge ölçümleri düz bir çizgi kıstas alınarak, ona göre işaretlenir. Ölçümlerin profile uyarlanması için biraz cambazlık yapmanız gerekecektir. Profilin sıfır noktası tepe noktaşıdır. Tam ortasındaki derinlik ölçümü %70 bölgesi için yapılan ölçümün sonucudur. Ayna kenarındaki derinlik ölçüsü işe, kenar bölgesi ölçümünden %70 bölgesi ölçümünün çıkartılmasıyla hesaplanır.
Parabol bir aynanın mükemmel bir simit şeklindeki gölgesinin ölçümleri, merkez ve kenardaki derinliğin eşit olduğunu gösterir. 6 inç (152 mm) çap ve f/8 odak oranlı örnek bir ayna için bu ölçümler sonucunda, merkezdeki derinlik 1.143 mm, kenardaki ise 0.762 mm olarak bulunacaktir.
Şimdi aynı aynayı ele alarak (6 inç, f/8) başka bir örnek yapalım. Diyelim ki, mikrometre kullanarak bıçak-kenarı testi sonucunda merkez için 0 mm, %70 bölgesi için 0.508 mm, ve kenar bölgesi için 0.889 mm ölçüm yaptınız. Buna göre, merkezdeki derinlik ideal derinlik olan 1.143 mm’nın yarısı, kenardaki derinlik ise ideal olan 0.762 mm’nın yine yarısıdır. Profilin tepe noktasını sıfır kabul edersek, yaklaşık simit şeklini çizebilirsiniz. Bu örnekte, cilalama ve ‘ayna düzeltilmesi’ işleminin tam yarı yolunda olduuğnuzu görüyorsunuz. Çilalamaya biraz daha devam ederseniz, aynanıza tam bir parabol şeklini verebileceksiniz.
Aşağıda verilen profil örneklerinde (halen hazırlanıyor), aynanın hangi bölgelerinde daha fazla cilalama, yapılıp, camın ne kadar aşındırılması gerektiği açıkça görülmektedir. Yaptığınız ölçümler aynanın yüzey şeklini ve derinliklerini yaklasik olarak gösterirken, %70 bölgesindeyken yapacağınız gölge ölçümü profile birebir uygun bir görüntü sergileyecektir.
AYNANIZI DERECELENDİRİN!
Aynanızın bölge ölçümleri dişe dokunur derecede iyi sonuçlar veriyorsa ve %70 bölgesinin gölgesi oldukça yumuşak ve düzgün görünüyor ve “köpek dış izi” (dog bisçuit) gibi lekeler görünmüyorsa, aynanızın cilalanması tamamlanmış demektir. Bu aşamada, aynanızı derecelendirmeyi düşünebilirsiniz. Genelde hedeflenen ayna derecesi ışık dalga boyunun 1/8’i olup, 1/4 te kabul edilebilir bir düzeydir. Derecelendirmeyle ne demek istediğimizi açıklayalım.
Aynanızı aşındırma ve cilalamanızın sonunda hedefiniz mükemmel parabolik bir yüzeye sahip olmasını sağlamaktır. Teorik olarak, aynanızın yüzeyi o kadar duyarlı ve düzgün olmalıdır ki, ideal yüzey şeklinden milimetrenin onbinde birinden daha az sapma göstermelidir. Bu da görünür ışığın dalga boyunun belli bir oranına karşılık gelmektedir. Bu nedenle, 1/4 dalga boyu duyarlılığı gibi terimler, optik bir yüzeyin duyarlılığını anlatmak için kullanılır. Bu tür oranlar, elinizdeki aynanın teoride mümkün mükemmel yüzeyli bir aynadan yaptığı sapma miktarını tanımlar.
Yüzeyinde ışık dalga boyunun 1/4'u kadar küçük bir çukur olan bir aynayı ele alalım. Aynaya doğru gelen bir ışık demeti, bu çukura girerken ve çıkarken 2 kez 1/4 dalga boyu kadar fazla yansıyacaktir. Aynadaki bu çukurdan yansıyan ışık demeti odak noktasında toplandığında, aynanın düzgün yüzeyinden yansıyan diğer ışık demetlerinden dalga boyunun 1/2'si oranında faz kaymasına uğrayacaktır. Bu faz farkılıkları yıkıcı girişim yoluyla odakta oluşan görüntüde siyah bölgelerin belirmesine yol açacaktir. Aynı durum dalga boyunun 1/4'u büyüklüğündeki bir tepe için de söz konusudur.
Yukarıda anlatılanları pratiğe dökersek, şu şekilde bir örnek verebiliriz. Daha önce 152 mm ve 203 mm çaplarındaki aynalar için verilmiş örnek Ayna Düzeltmesi miktarlarından yola çıkacağız. Elimizde 152 mm çaplı ve f/8 odak oranlı bir ayna olduğunu düşünelim. Ayna Düzeltmesi verilerine bakarsak, kenar bölgesi için 1/4 dalga boyu toleransının 0.91mm olduğunu görürüz. Bu tolerans, İdeal – Asgari ya da Azami – İdeal düzeltmeler arasındaki farkı ifade etmektedir: 1.9mm – 0.99 mm = 2.82 mm – 1.9 mm = 0.91 mm
Buna göre, kenar bölgesinde bir dalga boyunu 0.91mm x 4 = 3.64 mm olarak hesaplayabiliriz.
Aynı çalışmayı, %70 bölgesi için yaparsak, 1/4 dalga boyu toleransını 0.56 mm, bir dalga boyunu da 2.24 mm olarak hesaplarız.
Aynanızı derecelendirmek için ilk önce yapmanız gereken, Foucault testi sırasında bulduğunuz ölçüm sonuçları ile ideal Ayna Düzeltmesi miktarı arasındaki farkı bulmaktır. Diyelim ölçümleriniz kenar bölgesi için 1.52 mm, %70 bölgesi için 1 mm şeklinde ortaya çıktı. Bunların ideal ölçümlerden farkı, kenar bölgesi için 0.38 mm, %70 bölgesi için de 0.14 mm olacaktır.
Geriye kalan hesaplama, bu farkları kenar ve %70 bölgesi için daha önce hesapladığımız dalga boyu uzunluğuna bölmektir:
0.38mm / 3.64mm = 0.1044 = 1 / 10 dalga boyu
0.14mm / 2.24mm = 0.0625 = 1/ 16 dalga boyu
En son olarak, kenar ve %70 bölgeleri için hesapladığımız tolerans miktarlarının aritmetik ortalamasını bulacağız.
(1 / 10 + 1/ 16 ) / 2 = yaklaşık 1 / 13 dalga boyu
Bu da aynamızın dalga boyu toleransına göre derecesini vermektedir. Örneğimizdeki ayna çok mükemmel bir yüzey sergileyecektir.
Bu konuda daha fazla bilgi edinmek için önerilen internet siteleri:
[http://www.cdcc.sc.usp.br/cda/telescopios/hp-mbartels/mirror/ratemirrors.html
Mel Bartels'in Ayna Derecelendirme Sayfasi]
AYNA DÜZELTMESİNİN GENEL FORMULU
--- halen hazırlanıyor ---
GÖLGELERİN FOTOGRAFLARININ ÇEKİLMESİ
--- halen hazırlanıyor ---
BİRAZ DA TARİHÇE
--- halen hazırlanıyor ---
(***) YARARLANILAN KAYNAKLAR
- All About Telescopes; Brown, Sam; Edmund Scientific; 1967, New Jersey, USA; ISBN 0-0013223113-6
- How to Make a Telescope; Texereau, Jean; Willmann-Bell; 1984, Virginia, USA; ISBN 0-0943396-04-2
