Skocz do zawartości

Dlaczego lustra w teleskopie newtona muszą być wykonane ze szkła?


Midnight9999

Rekomendowane odpowiedzi

Wczoraj wieczorem czytałem sobie książkę "The Dobsonian Telescope" autorstwa Kriege & Berry z 2001r. W książce szczegółowo opisana jest budowa teleskopu na montażu dobsona. W książce tej bardzo szczegółowo opisane jest jak zbudować teleskop kratownicowy, jak budowano teleskopy kiedyś i jak to w latach 80 tych lustro 17,5" było świętym gralem obserwatorów amatorów w USA. Na przełomie lat bardzo wiele rzeczy się zmieniło, sposób montowania kratownicy, materiały, okulary, wyciągi, estetyka. Jedna rzecz pozostała jednak bez zmian... Najbardziej problematyczna chyba... a konkretnie fakt, że sercem teleskopu jest szklane lustro. 

Podobnie jak w latach 80-tch, 90tch tak i teraz największym kosztem całego teleskopu Newtona jest... Lustro!

Dużo osób rezygnuje z dużych teleskopów bo ciężki jest taki duży teleskop... a czemu? no ciężkie lustro...

 

Szkło waży około 2,5g/cm3 taki akryl na ten przykład to połowa tej wagi 1,2g/cm3. Wyobraźmy sobie to teraz 30kg teleskop 20" :D  W wielu branżach, takich jak np okulistyka szkło już dawno zostało wyparte przez lżejsze materiały sztuczne.

Moje pytanie jest całkiem poważne, bo przecież zarówno w chińskim teleskopie 6" jak i w 3 metrowym profesjonalnym teleskopie lustro jest robione ze szkła.

 

Ogólnie lustra nieszklane są produkowane i stosowane w różnych branżach. Szukałem po Internecie dlaczego lustra (zwykłe nie astronomiczne, temat astronomicznych nic nie znalazłem) wykonywane są głownie ze szkła i znalazłem kilka argumentów ale jakoś mnie nie przekonują w kontekście astronomii a już szczególnie profesjonalnej.

-Lustro szklane jest tanie,

-Szkło łatwo można wygładzić lub zrobić płaskie.

-Szkło trudno porysować. - No ok ten argument ma sens w kontekście astronomii ale nie ma innych, lżejszych, trudnych do porysowania materiałów?

- Łatwe i tanie w utrzymaniu

-Jest sztywne

-Nie starzeje się

-Zapobiega rdzewieniu powłoki

-Nawet tanie szkło jest mocno transparentne.

-To nic, że ciężkie bo i tak luster nie nosimy

 

-Od siebie dodam jeszcze, że może coś z chłodzeniem?, że szkło zmienia szybko temperaturę?

 

 

Po tych wszystkich rozważaniach naszła mnie taka myśl? Dlaczego lustra w astronomii robione są ze szkła? Dlaczego by nie zmienić materiału? JA rozumiem soczewki w refraktorach ale lustra?

 

 

 

  • Lubię 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

oczywiście że można wykonać lustra z innego materiału.

tylko raczej takie lustra będą albo gorsze albo drogie.

 

historycznie pierwsze teleskopy miały zwierciadła z metalu.

 

szlo ma stosunkowo dobre parametry, głównie jeśli chodzi o rozszerzalność cieplną.

 

 

Edytowane przez shiryu
  • Lubię 2
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Na pewno jest kilka czynników. Z tego co wiem to:

-Współczynnik rozszerzalności cieplnej akrylu jest 20x większy, niż pyrexu. Ma to fundamentalne znaczenie. Z powodu rozszerzalności, lustro zmienia swoją ogniskową, a w efekcie punkt ostrości. Przy takim lustrze zmiana temperatury np o 0,2C da już zauważalne zepsucie ostrości, a 0,5C będzie katastrofalne. W efekcie w astrofoto wymagałoby to refocusowania bardzo często...

-Przewodność cieplna jest 6x mniejsza - w efekcie lustro będzie wolniej wyrównywać swoją temperaturę z otoczeniem, a w efekcie obraz będzie koszmarnie rozmazany. Już mały 8" newton będzie miał problemy z wyrównaniem temperatury na poziomie SCT16".

-Twardość. Im materiał mniej twardy, tym bardziej będzie się deformował pod własnym ciężarem, czyli przestawał dawać ostry obraz. Oraz wysoka twardość sprzyja dokłądności szlifowania (nie wiem, czy miękkiego materiału nie da się dokładnie obrobić, czy jest to tylko trudniejsze). Niestety nie znam się na jednostkach twardości, żeby porównać materiały :) 

 

Godzinę temu, Midnight9999 napisał:

Szkło trudno porysować

To akurat w lustrach astro nie ma znaczenia :P Bo lustro jest pokryte z zewnątrz warstwą odbijającą i ochronną, a więc to ona jest narażona na uszkodzenie. Lustra łazienkowe są powlekane od tyłu i wtedy odporność gołego szkła na rysowanie jest istotna i chroni lustro :) 

 

Wg mnie suma zalet szkła jest na tyle przeważająca, że dlatego zdominowało teleskopy. A z wagą można sobie radzić, większe lustra (amatorskie) robi się żebrowane, aby ograniczyć ich masę, przy zachowaniu sztywności. W sprzęcie profesjonalnym natomiast, wielkie segmentowe lustra też są bardzo cienkie - utrzymuje je skomplikowany "stelaż", często wspomagany optyką aktywną (czyli ustawienie segmentów jest precyzyjnie korygowane mechanicznie).

 

16 minut temu, OnlyAfc napisał:

Kiedyś był ciekawy temat na astromaniaku:

https://www.astromaniak.pl/viewtopic.php?f=5&t=30243

Z tego co pamiętam, nic z tego nie wyszło :)

Edytowane przez MateuszW
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

14 minut temu, OnlyAfc napisał:

Lustra z metalu nadal są produkowane:

https://www.edmundoptics.com/f/off-axis-parabolic-metal-mirrors/12686/

(...)

 

"Off-Axis Parabolic Metal Mirrors - Discontinued.

Off-Axis Parabolic Metal Mirrors are no longer available. Please contact us for further assistance."

 

  • Haha 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Large Zenith Telescope - największe lustro z płynnej rtęci.

 

https://www.astro.ubc.ca/lmt/lzt/

 

lzthg03.jpg.3af9d0dc05ea8e879eb4afa6f7c93907.jpg

  • Lubię 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Weźcie pod uwagę jeszcze jedną właściwość fizyczną- niekoniecznie bardziej miękkie materiały się lepiej poleruje...

  • Lubię 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

@Midnight9999 

W teleskopach są stosunkowo duże elementy optyczne. I teraz największy problem w tym, żeby one nie zmieniały kształtu po zamocowaniu w teleskopie i dodatkowo nie zmieniały kształtu przy zmianach kierunku działania siły ciążenia. Te warunki najlepiej spełni materiał jak najlżejszy i jednocześnie najsztywniejszy.

Dwie dodatkowe kwestie to stabilność termiczna (możliwie niski współczynnik rozszerzalności cieplnej) i łatwość polerowania.

Zestawiłem orientacyjne dane dla kilku materiałów i policzyłem taki wymyślony współczynnik "dobroci na lustro" - formalnie powinien mieć jakieś wagi, ale i tak powinien mieć wartość porównawczą:

 

682703287_lustromateriay.JPG.b56f4fedb3d87d01a1a9ca1fc5cbf36d.JPG

 

Jak widać wygrywa Beryl, który niestety jest koszmarny w formowaniu, obróbce i dodatkowo toksyczny.

Jakieś ceramiki w stylu węglik boru czy krzemu mogłby wypaść tutaj lepiej od berylu. 

Edytowane przez bartolini
  • Lubię 4
  • Dziękuję 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Dołącz do dyskusji

Możesz dodać zawartość już teraz a zarejestrować się później. Jeśli posiadasz już konto, zaloguj się aby dodać zawartość za jego pomocą.

Gość
Dodaj odpowiedź do tematu...

×   Wklejono zawartość z formatowaniem.   Usuń formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Odnośnik został automatycznie osadzony.   Przywróć wyświetlanie jako odnośnik

×   Przywrócono poprzednią zawartość.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz bezpośrednio wkleić grafiki. Dodaj lub załącz grafiki z adresu URL.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...

Powiadomienie o plikach cookie

Umieściliśmy na Twoim urządzeniu pliki cookie, aby pomóc Ci usprawnić przeglądanie strony. Możesz dostosować ustawienia plików cookie, w przeciwnym wypadku zakładamy, że wyrażasz na to zgodę.