Re: Ganz prinzipielle Frage zum Spiegel-Selbstschl
Hallo,
na, da hast Du eine Frage gestellt, die sich nur schwer mit wenigen Worten beantworten läßt. Am einfachsten wäre es sich etwas Literatur hierüber zuzulegen.
Das Grundprinzip: Schleift man zwei Runde Scheiben übereinander, hat die obere Scheibe sobald die Mittelstellung verlassen ist länger in der Mitte, die untere länger am Rand kontakt und schleift sich somit dort mehr ab. Dreht man die Scheiben nun alle paar Schleifbewegungen gegenenander, geschieht der Abtrag rotationssymetrisch.
Die obere Scheibe wird etwas hohl (konkav), die untere etwas gewölbt (konvex). Durch die Länge der Schleifbewegungen ("Striche" genannt), kann man steuern, ob mehr in der Mitte oder mehr am Rand des Spiegels (den man am Anfang immer oben schleift) bearbeitet wird.
Passen beide Scheiben vollflächig aufeinander, sind diese völlig sphärisch, d.h. die Form entspricht einem perfekten Kugelsegment. Durch einfaches Aufzeichnen von Strichen auf dem Spiegel bzw. dem Schleifgegenstück ("Tool" oder Schleifschale genannt) kann man überprüfen, wo der Kontakt noch nicht 100% gegeben ist, und durch geeignete "Striche" korrigieren.
Nach Erreichen der nötigen Schleiftiefe wechselt man auf immer feinere Körnungen, um die Oberfläche immer glatter zu bekommen. Dabei muß immer penibler auf Sauberkeit geachtet werden. Ab einer bestimmten Feinheit der Oberfläche wechselt man zum polieren. Dies erfolgt mit Pech als Trägermaterial für das Poliermittel. Pech hat die Eigenschaft, sich auch bei Raumtemperatur an die Spiegelform anzupassen, es ("fließt" unmerklich langsam), und so eine vollflächige Politur zu ermöglichen.
Ist der Spiegel auspoliert, d.h. alle noch so kleine Restvertiefungen ("Pits" genannt) verschwunden, geht man dazu über, die Sphäre gezielt durch etwas geänderte Polierbewegungen in ein Rotationsparaboloid zu überführen. Der Unterschied zwischen Sphäre und Parabel ist sehr gering, so daß - abhängig von Spiegelgröße und Öffnungsverhältnis - der nötige Glasabtrag in wenigen Minuten bis wenigen Stunden erreicht werden kann. Die Kunst und die große Schwierigkeit besteht darin, dies gezielt durchzuführen.
Nun stellt sich die Frage, wie kann man dies messen, d.h. woher weis man, wie die Spiegeloberfläche aussieht? Leon Foucault, ein französischer Physiker hatte Ende dea 18. Jahrhundert die geniale Idee, das Testverfahren ist Ihm zu Ehren benannt.
Grundprinzip: Eine punkförmige Lichtquelle sendet Licht auf die Spiegelfläche. Die Lichtquelle wird so plaziert, daß sich diese im Krümmungsradius der Sphäre befindet. Ist die Spiegeloberfläche exakt sphärisch, wird das Licht wieder zu einem Punkt reflektiert, d.h. fällt in die Lichtquelle zurück. Nun wird der Aufbau so angeordnet, daß der Reflex wenige cm neben (oder oberhalb) der Lichtquelle auf eine möglichst gerade Kante fällt, z.b. eine Messerscheide. Die Klinge ist senkrecht quer zur Lichtquelle angeordnet. Schiebt man die Messerscheide genau im reflektierten Lichtpunkt in den Strahlengang, verdunkelt sich der Spiegel (das Licht wird mit dem Auge knapp hinter der Messerscheide aufgefangen) schlagartig. Ist die Oberfläche des Spiegels nicht ganz sphärisch, sieht man eine Art "Höhenprofil". Dort. wo das Licht stärker zur Quelle hin abgelenkt wird fällt das Licht an der Messerscheide vorbei ins Auge, es erscheint hell, wo das Licht weniger zur Quelle hin reflektiert wird fällt es auf die Messerscheide und erreicht das Auge nicht, die Region wirkt dunkler. Das Verfahren ist so genau, da Abweichungen zur Sphäre von 20 Nanometern (1/50 eines 1000.000 mm) mit bloßem Auge erkannbar sind.
Wer mehr wissen will, kaufe sich ein Buch <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" />
Viele Grüße
Achim
