andere Spiegelherstellungsmethoden ?

[ralf999]

Hi Leuts,
ich hab nun schon gelesen, dass ein handgemachter Spiegel üblicherweise eine lange Schleifübung ist. Und letztens stand ich so bei einem Glaser und da fiel mir auf dass die großen Glasplatten die da leicht angeleht standen auch eine leichte Biegung (durchs anlehnen) zeigten. Ich hab mich dann also gefragt, ob man nicht durch geeignetes biegen einen brauchbaren Spiegel bekommen kann. Klar müsste der vieleicht noch poliert werden, aber meine Grundidee war folgende: Man nimmt ein rund geschnittenes Flachglas mit üblicher Fensterstärke, legt das auf eine geeignet große Schüssel, dichtet das ab und saugt dann die Luft aus der Schüssel. (naja nicht wirklich ganz Vakuum) Das müsste dann vieleicht eine sphärische Form ergeben. Ok dann bräuchte man zwar noch einen Korrektor, aber erstmal das beiseite. Obs wirklich eine (irgendwie)brauchbare Form ergibt ist natürlich die Frage, und irgendwie müsste das ganze natürlich dann noch in der Form fixiert werden. Haltet ihr das für eine Idee die möglicherweise was brauchbares ergeben kann ? Gibts schon bekannte Einwände ? Hat schon jemand andere Experimente in ähnlicher Richtung gemacht ?
Ist zwar erstmal nur so ein Gedanke, aber wenns nicht zu abwegig ist vieleicht doch mal einen Versuch wert.

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Ralf

 

[mintaka]

Hallo Ralf,

das wird nicht gehen. Die Glasplatten biegen sich ja auch in einer Richtung durch, aber nicht in einem Punkt.
Es gab aber durchaus erfolgreiche Versuche, einen sphärischen Spiegel durch gezielte Verspannung zu Parabolisieren, siehe hier.

CS Heinz

 

[slyv]

Hi Ralf.

An sowas habe ich auch schon gedacht, allerdings mit Baader-Folie* anstelle des Fensterglases.

(* die ist optisch ziemlich plan und hat 1/100'000 transmission - also ein Reflektionsvermögen, wovon jeder Newtonspiegel träumt... <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/cool.gif" alt="" /> )


Ich dachte bei Versuchen an eine kleine, ausgediente Schlagzeug-Trommel. "Einfach Baaderfolie drüberspannen anstelle des Felles, natürlich mit viel weniger Spannung, und dann eine Vakumpumpe dran" so stellte ich mir das vor... <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/tongue.gif" alt="" />

Aaber: Die Genauigkeit der Lagerung (also der Ring, wo die Folie aufliegt) der Folie müsste "optische Ansprüche" erfüllen (Toleranz maximal n'paar dutzend nm!) und die Folie müsste gleichmässig gespannt werden, damit sie sich bei der Vakumisierung gleichmässig verformt... <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/crazy.gif" alt="" />

Ausserdem wird natürlich keine Parabel entstehen, sondern bestenfalls eine Sphäre. Ergo: höchstens bis f/6 vakumisieren, besser f/8 oder noch langsamer.

Ach, ja, noch was: der eigentliche Knackpunkt: das Vakum darf sich absolut überhaubt 0,00 mmHg nicht verändern - sonst ist der Fokus nämlich weg! (Temperaturschwankungen, Luftdruckschwankungen, Lageänderung, ...gibt's dauernd!)

Die Vakumraum "im Spiegel" müsste also dauernd und gleichmässig geregelt werden - und zwar nicht "absolut" über einen Barometer, sondern so, dass sich bei Schwankungen der äusseren Bedingunen die Fokuslage nicht sichtbar verschiebt (bei f/ >6 ca. sind wahrscheinlich etwa 0,5mm Verschiebung tolerierbar)



Aber, es gibt noch krasseres: kennst Du die LMT's ?
LMT heisst "Liquid Mirror Telescope"... Man nehme eine spiegelnde Flüssigkeit in einer Schale und versetze diese in Rotation... <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/grin.gif" alt="" /> Klingt auch viel einfacher, als es in Wirklichkeit ist...

 

[KHS]

Hallo Ralf,

Antwort von Radio Eriwan: im Prinzip ja!
Allerdings gibt's keine Parabel oder Sphäre, sondern (soweit ich mich erinnern kann) eine Kurve 4. Ordnung. Weiter wirst du die Glasplatte nicht verspiegeln, sondern eine geeignete Sphäre hineinschleifen. Damit erhältst du dann auch keinen Hauptspiegel, sondern eine Schmidt-Korrekturplatte... <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/grin.gif" alt="" />

Gruß
Karl-Heinz

 

[JSchmoll]

Hi Ralf,


ich habe als Schueler jahrelang mit Vakuumspiegeln experimentiert, teils im Rahmen von "Jugend forscht". War in den 80ern.

Zusammengefasst folgende Thesen:

- Es ergibt sich keine Sphaere und keine Parabel, eher ein kompliziertes Gebilde vierter Ordnung. Bekanntermassen nutzte Bernhard Schmidt bereits diesen Effekt aus, um seine Kurve in die Korrekturplatte zu bekommen. Nicht dass die Schmidtplatte dauerhaft vakuumdeformiert wurde, vielmehr geschah das waehrend des Schleifprozesses. Nach der Politur wurde die Platte dann in die Ausgangslage zurueckgeploppt. Dieses Verfahren wird heute noch des Oefteren angewendet.

- Dicke Platten verspannen sich irregulaer, die Dicke stoert maechig und man bekommt aussen einen Vorzeichenwechsel der Kruemmung. Lediglich der Innenteil sammelt Licht, und das auch nur sehr schlecht. Die Experimente gewann ich mit einer 100 mm grossen Brillenkunststoffscheibe, 1 mm stark.

- Folien funktionieren besser, ich liess mehrere Zellen herstellen, Durchmesser 200 mm. Die beste Zelle bestand aus einem angeschliffenen rundlichen Rand, der sich getrennt von dem Einspannflansch der Folie bewegen liess. Lustigerweise fan d ich letzten Sommer auf einer Tagung in Glasgow eine Firma, die mit einer aehnlichen Zelle experimentierte. Hierdurch werden die Falten der Einspannung aussen gehalten. Als Folien nahm ich zunaechst Hoechst Hostaflon ET (durchsichtig und verspiegelt), ich brachte Pressluft zwischen die beiden Folien. Spaeter dann wechselte ich zur Baader Mylarfolie in Kombination mit einer regelbaren Vakuumpumpe. Das Testteleskop konnte Licht sammeln und z.B. mit Sonnenlicht Feuer machen. Der Mond zeigte auf dem primaerfokalen Projektionsschirm einen aehnlichen Detailreichtum wie mit dem blossen Auge. Alles in allem ein Lichtsammler ohne irgendwelche Ansprueche an optische Qualitaet.

- So what ?

Ich schloss meine Arbeiten mit der Bemerkung ab, dass diese Systeme fuer Lichtsammlung (Sonnenoefen etc) geeignet sind. Astronomisch waeren sie als Radioteleskope nutzbar (in der Tat gibt es inzwischen solche Entwicklungen), aber der automatischen Formgebung stehen als Nachteile die Temperatur- und Windanfaelligkeit sowie der Bedarf einer genauen Druckregulierung gegenueber. Denkbar waere ein solches Teleskop nur in einem klimatisierten Radom.

Auch dachte ich an ein grosses Weltraumteleskop, zurueckkehrend zum Sandwich aus reflektierender und durchsichtiger Folie. Dieses waere sehr leicht. Um 1995 erzaehlten mir Freunde, sie haetten in den Nachrichten von einer Shuttlemission gehoert, bei der ein ca. 10 m grosser Radiospiegel im All aufgeblasen wurde. Ich weiss nicht, wie gut dieses Experiment geklappt hat, und auch weiss ich nicht wie die NASA an meine Jugend-forscht-Arbeit gekommen ist ... <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" />

Nunmal Lorbeeren beiseite, schon Professor Bauersfeld von Zeiss (Erfinder des Projektionsplanetariums) hat sich mit Membranoptik beschaeftigt. Ferner kenne ich zwei Artikel aus den 70er oder 80er Jahren aus Sky & Teleskope. In einem Fall hat eine Frau in Cambridge eine Fahrradfelge mit Mylar bespannt und evakuiert - als Lichtsammler fuer eine IR-Fotodiode. Im anderen Fall wurde von einem 26cm-Testteleskop in Medellin (Kolumbien) berichtet, das mit einer duennen Glasscheibe als Spiegel arbeitete.

Auch las ich vor drei Jahren in der "Astronomy Now" (UK) von anderen Experimenten. Mir scheint es, als ob dieses Thema immer wieder neu entdeckt wird und durch die astronomische Community geistert.

 

[ralf999]

Dank an alle

Es scheint als ob so eine scheinbar simple Idee doch diverse versteckte Gemeinheiten parat hält.
Das mit der Regulierung des Drucks hatte ich auch als Problem gesehen, und deshalb hatte ich da die Idee den genutzten Hohlraum mit einer faserhaltigen Expoxydmasse und mit Metallstreben halb auszufüllen. (der werdende Spiegel unten) Dann würde es genügen den Unterdruck nur solange zu halten bis das ausgehärtet ist. Das würde zwar auch etwas nachgeben aber dann ohne Unterdruck so bleiben, und wo der Focus dann ist bestimmt den restlichen Aufbau. Aber wenn das optisch keine wirklich nutzbare Fläche ergibt lohnt der Aufwand eh nicht.
Den Thread beim AstroTreff fand ich auch recht interessant, besonders was da für Lambda-Werte für möglich gehalten wurden. Mal sehen wohin die Links da noch führen, da kam ich noch nicht zu.
Das mit den rotierenden Flüssigkeitsspiegeln hab ich irgendwo mal in einer Doku gesehen. Da wurde wohl Quecksilber drinn verwendet und der entscheidende Nachteil (neben der Giftigkeit) war dass sich das ja nicht schwenken liess, also nur für Beobachtung im Zenit geeignet war.
Es scheint also kaum einen Weg am Schleifen vorbei zu geben, nur dazu kann ich mich nicht aufraffen. Dazu hab ich schon genug geschliffen (aber nur anderes grobes), und das hat gewisse aversionen bei mir hinterlassen.

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Ralf

 

[Christian_Weis]

Hallo,

kann sein, daß ich mich irre, aber ich meine irgendwo mal gelesen, gesehen oder gehört zu haben, dass die großen 8m-Spiegel oder 10m (oder sowas in der Größe) beim Gießen des Spiegels in Rotation versetzt wurde und dann in drehendem Zustand langsam abgekühlt wurde. War natürlich dann noch kein perfekter Spiegel, aber man hat sich dadurch viel Arbeit mit dem Aushöhlen und auch Material gespart.

 

[mintaka]

Hallo Christian,

die von dir geschilderte Methode soll angeblich sogar so perfekt funktionieren, dass ein derartig hergestellter Spiegel nicht mehr geschliffen, sondern nur noch poliert werden muss.

CS Heinz