Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Металлическое зеркало из « 40-футового телескопа » Уильяма Гершеля диаметром 1,2 метра (49,5 дюйма) в Музее науки в Лондоне [1]

Металлический отражатель представляет собой смесь примерно двух третей меди и одной трети олова , образующих белый хрупкий сплав, который можно отполировать, чтобы получить поверхность с высокой отражающей способностью. Исторически он использовался для изготовления различных видов зеркал, от средств личной гигиены до оптических устройств, пока не был заменен более современными материалами, такими как стеклянные зеркала с металлическим покрытием.

Большие металлические зеркала с зеркалами сложно изготовить, а сплав склонен к потускнению , что требует частой повторной полировки. Однако это был единственный практический выбор для больших зеркал в высокоточном оптическом оборудовании между серединой 17 и серединой 19 века, до изобретения серебрения стекла .

Металл зеркала был известен его использованием в металлических зеркалах отражающих телескопов , и известными примерами его использования были телескоп Ньютона , Левиафан Парсонстауна и телескоп Уильяма Гершеля , использованный для открытия планеты Уран . Основная трудность его использования в телескопах заключается в том, что зеркала не могут отражать столько света, как современные зеркала, и быстро тускнеют.

Обзор [ править ]

Смеси металлических зеркал обычно содержат две части меди на одну часть олова, а также небольшое количество мышьяка , хотя есть и другие смеси, содержащие серебро, свинец или цинк. Знания об изготовлении очень твердого белого металла с высоким блеском из сплавов с высоким содержанием олова типа бронзы могут появиться в Китае более 2000 лет назад [2], хотя это также могло быть изобретением западных цивилизаций. [3] Такие металлы использовались в скульптуре и для создания более эффективных зеркал, чем более распространенные желтые, легко тусклые бронзовые зеркала . В то время зеркала из металлического зеркала или любого другого драгоценного металла были редкостью и принадлежали только богатым. [4]

Использование в телескопах [ править ]

Телескопы с металлическими зеркалами в зеркалах были большим прорывом в области апертуры, но их недостатки подпитывали конкуренцию со стороны рефракторов.
Металлическое зеркало Левиафана, самого большого зеркала телескопа до 100-дюймового телескопа Хукера 1917 года (зеркало металл-стекло)
Глядя внутрь старого телескопа-рефлектора. Неясно, является ли отражатель в данном случае металлическим зеркалом, но он показывает, как отражающее зеркало опирается на внутреннюю часть трубки. В этом телескопе XVIII века изначально использовалось металлическое зеркало.

Металлические зеркала нашли применение в Европе в начале Нового времени в качестве единственной известной хорошо отражающей поверхности для зеркал в отражающих телескопах . В отличие от бытовых зеркал, где отражающий металлический слой нанесен на заднюю часть стеклянной панели и покрыт защитным лаком, для прецизионного оптического оборудования, такого как телескопы, требуются первые поверхностные зеркала, которые можно шлифовать и полировать до сложных форм, таких как параболические отражатели . В течение почти 200 лет металлическое зеркало было единственным зеркальным веществом, которое могло выполнять эту задачу. Один из самых ранних конструкций, Джеймс Грегори «s Григорианский телескопне мог быть построен, потому что Грегори не мог найти мастера, способного изготовить сложные зеркала-зеркала, необходимые для дизайна. [5]

Исаак Ньютон был первым, кто успешно построил телескоп-рефлектор в 1668 году. Его первый телескоп-рефлектор (конструкция, которая стала известна как ньютоновский рефлектор ) имело главное металлическое зеркало диаметром 33 мм (1,3 дюйма) собственной разработки. . [6] Ньютон также столкнулся с проблемой изготовления сложной параболической формы, необходимой для создания изображения, но просто остановился на сферической форме. Состав металлического зеркала был дополнительно усовершенствован и использовался в 1700-х и 1800-х годах во многих конструкциях отражающих телескопов. Идеальный состав: 68,21% меди и 31,7% олова; больше меди сделало металл более желтым, больше олова сделало металл более синим. [7]Для устойчивости к потускнению использовались соотношения с содержанием олова до 45%.

Хотя зеркальные металлические зеркала отражающие телескопы могут быть построены очень большими, такие как 126-сантиметровый (49,5-дюймовый) 40-футовый телескоп Уильяма Гершеля 1789 года и 183-сантиметровое (72-дюймовое) зеркало его Лорда Россе 1845 года » Левиафан из Парсонстауна ", из-за непрактичности использования металла большинство астрономов предпочитают свои меньшие аналоги с преломляющими телескопами . [8] Металлические зеркала было очень трудно отливать и формировать. Он отражал только 66% падающего на него света. Зеркало также обладало прискорбным свойством потускнеть на открытом воздухе из-за повышенной чувствительности к влажности, что требовало постоянной повторной полировки для сохранения его пригодности. Это означало, что зеркала телескопа нужно было постоянно снимать, полировать ипереконфигурирован до правильной формы. Иногда это оказывалось трудным, и приходилось отказываться от некоторых зеркал. [8] Также требовалось, чтобы для каждого телескопа было изготовлено два или более зеркала, чтобы одно можно было использовать во время полировки другого. Быстрое охлаждение ночного воздуха вызовет напряжения в больших металлических зеркалах, искажающих их форму и вызывающих плохое качество изображения. У лорда Росс была система регулируемых рычагов на его 72-дюймовом металлическом зеркале, чтобы он мог регулировать форму, когда это было ненадежно для получения приемлемого изображения. [9]

В 1856–1857 годах было изобретено усовершенствование зеркал-зеркал, когда Карл Август фон Штайнхейль и Леон Фуко представили процесс нанесения ультратонкого слоя серебра на лицевую поверхность (первую поверхность) шлифованного блока стекла. Зеркала из посеребренного стекла стали огромным улучшением, поскольку серебро отражает 90% падающего на него света и тускнеет гораздо медленнее, чем зеркало. Со стекла также можно удалить серебряное покрытие, поэтому потускневшее зеркало можно восстановить, не меняя тонкую, точно отполированную форму стеклянной подложки. Стекло также более термостабильно, чем металлическое зеркало, что позволяет ему лучше сохранять форму при изменении температуры. Это ознаменовало конец зеркально-зеркального телескопа-зеркала, последний большой телескоп,Большой Мельбурнский телескоп с его 122-сантиметровым зеркалом, строительство которого завершилось в 1867 году. Началась эра большого стеклянного зеркального отражателя с телескопами, такими как 36-дюймовые (91 см) и 1887-е годы Эндрю Эйнсли Коммон. 60-дюймовые (152 см) отражатели, изготовленные в Илинге , и первый из «современных» больших исследовательских отражателей со стеклянным зеркалом, 60-дюймовый (150 см) телескоп Хейла обсерватории Маунт Уилсон 1908 года, 100-дюймовый (2,5 м) Телескоп Маунт Уилсон Хукер в 1917 году [8] и 200-дюймовый (5 м) телескоп Маунт Паломар Хейл в 1948 году.

См. Также [ править ]

  • Жидкозеркальный телескоп
  • Список крупнейших оптических телескопов 19 века
  • Список крупнейших оптических телескопов 18 века

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Оригинальное зеркало для сорокфутового телескопа Уильяма Гершеля, 1785" . Музей науки . Архивировано из оригинала на 2009-09-02 . Проверено 23 ноября 2008 .
  2. ↑ Джозеф Нидхэм; Гвэй-джен Лу (1974). Наука и цивилизация в Китае: Магистериалы золота и бессмертия. Химия и химическая технология. Спагирическое открытие и изобретение . Vol. 5. Издательство Кембриджского университета. п. 238. ISBN 978-0-521-08571-7.
  3. ^ Журнал Антропологического института Великобритании и Ирландии . Vol. 64. Антропологический институт Великобритании и Ирландии. 1934. с. 71.
  4. ↑ Альберт Эллис Хопкинс (1910). Циклопедия формул Scientific American: частично на основе 28-го изд. циклопедии квитанций, заметок и запросов от Scientific American . Munn & co., Inc. п. 89 .
  5. ^ Роберт Чемберс; Томас Томсон (1875). Биографический словарь выдающихся шотландцев . п. 175 .
  6. ^ Генри К. Кинг (2003). История телескопа . Курьерская корпорация. п. 74. ISBN 978-0-486-43265-6.
  7. ^ Норман В. Хенли и др.: Speculum Metal .
  8. ^ a b c Эдисон Петтит: Отражатель . Астрономическое общество тихоокеанских листовок . Vol. 7. № 331. С. 249–256. Декабрь 1956 г.
  9. ↑ Путешествие по Вселенной: Видимая Вселенная . Книги Time-Life, 1990. ( Интернет-ролик ).

Внешние ссылки [ править ]

  • Национальный кадастр загрязнителей - Информационный бюллетень по меди и соединениям