跳轉到內容

望遠鏡製作/製作光學元件

來自華夏公益教科書,開放世界開放書籍

製作光學元件

[編輯 | 編輯原始碼]

鏡面材料

[編輯 | 編輯原始碼]

我們用什麼來製作鏡子?嚴格來說,我們需要的只是一個堅硬的、可拋光的材料。我們可以透過簡單的機械加工過程,將幾乎任何堅硬的、可拋光的物質塑造成所需的形狀,以獲得我們需要的曲面。

在望遠鏡製造的最初階段,首選材料是鏡面金屬。這是一種由銅、錫和砷組成的合金,它堅硬且幾乎呈白色。普通玻璃堅硬且可以拋光,但它不能很好地反射光線;因為它是透明的,所以大部分照射在它上面的光線都會穿過。但不知從何時起,有人想出了一個用反光材料玻璃的過程,現代鏡面製造時代開始了。我們把一塊玻璃拋光成正確的曲面,用反光材料塗覆它,就得到了我們的鏡子。(但如果你有一塊金屬,你認為它會拋光出來,我建議你試試。以前是這樣做的;現在你可以試試。)

玻璃物體

[編輯 | 編輯原始碼]

最初,玻璃是基本的鈉鈣玻璃,就像我們今天所說的窗玻璃或平板玻璃一樣。它比金屬更柔軟,更容易加工,可以完美拋光。然而,玻璃會隨著溫度的變化而膨脹和收縮。當望遠鏡適應寒冷的夜晚空氣時,尺寸的改變會導致一個難看的過渡期,在此期間你無法觀察星星。玻璃的移動足以破壞鏡面的形狀——它將所有光線導向一點的能力——你基本上只能等到鏡子與環境達到平衡。對於小型鏡子,這可能需要一個小時。

在尋找不會以這種方式扭曲的玻璃的過程中,人們嘗試過許多不同的玻璃混合物。Pyrex更硬,膨脹率沒有鈉鈣玻璃高。熔融石英和其他奇特的工藝產生了類似玻璃的材料,它更堅硬,可以製造出幾乎不會發生變化的鏡子。但是,你可以用任何可以承受並保持鏡子曲面的材料來製作鏡子,而且許多材料都已被使用。你可以用各種岩石來製作鏡子:隱晶石英可以起作用。我有一個用一種叫做燧石的岩石製成的鏡子。效果很好。火山玻璃或黑曜石也曾被使用過。關鍵是,如果你能研磨和拋光它,你就可以用它製作鏡子。

對於我的第一個望遠鏡鏡子,我將使用一些常見且廉價的東西:無處不在的 Pyrex 派盤。現在,如果你碰巧有一塊玻璃或你想使用的其他東西,那就用它吧。如果你在購買派盤時找到了更傳統的玻璃,不要覺得有義務去買派盤。用你能買到的、符合你預算的東西。任何一塊玻璃都可以:酒杯墊;那些放在裝飾蠟燭下面的大玻璃圓盤;玻璃餐盤;一個大玻璃菸灰缸。它們都是玻璃,都是圓形的,它們都可以製造鏡子。玻璃的顏色無關緊要。玻璃可以是任何顏色,甚至是彩虹色。我們完成後會在工作表面塗上一層不透明的反射材料,所以誰在乎呢!

避免使用鋼化玻璃

[編輯 | 編輯原始碼]

有一種玻璃我們必須避免:鋼化玻璃。鋼化玻璃通常用於汽車窗戶、玻璃淋浴門和其他地方,在製造過程中會受到壓力。由於這種內建壓力,當鋼化玻璃破裂時,它會碎成許多小碎片。當它的外表面被刮傷或磨損時,它很可能突然碎裂——例如,當一個想成為望遠鏡製造者的人開始在上面研磨時!

用偏振太陽鏡可以輕鬆地測試鋼化玻璃。偏振“眼鏡”價格便宜,也可以借用。戴著眼鏡時,將可疑的玻璃片舉到燈光下旋轉。它會顯示出明暗斑點的圖案嗎?這些斑點表明鋼化的內部壓力,它隨時會碎裂。

不幸的是,我們首選的鏡子來源——耐熱的烘焙盤——如今有時是用鋼化材料製成的。如果該盤已經磨損,並且表面有明顯的劃痕或磨損,則它很可能沒有經過鋼化處理(否則它早就碎了)。如果它是新的,而且很光亮,則用偏振眼鏡測試它。

現在,記住這一點,以及三個標準,在當地的舊貨店裡巡視玻璃貨架:圓形,底部有一個平滑的曲線,或者平坦且足夠厚。如果底部已經有一個曲線,那麼玻璃可以比必須在上面研磨曲線時更薄。

尋寶者的矢高

[編輯 | 編輯原始碼]

曲率有多大?假設你正在看一個派盤。外部底部,也就是我們將在上面工作的地方,應該有一個非常平滑的凹形曲線。把它倒置,讓凹形底部抵住一個直架子的前沿。玻璃和架子之間形成的間隙就是我們的矢高!或者說是它的起點。與直架子的邊緣相比,玻璃的曲面不應該有任何大的凸起或凹陷。但是,不要擔心任何壓印的文字或徽標。它們會直接磨掉。

那個曲率有多深?一枚美國一角硬幣的厚度為1.3毫米,一枚一分硬幣的厚度約為1.5毫米,一枚五分硬幣的厚度幾乎為2毫米。(是的,美國造幣廠使用公制尺寸來衡量它的硬幣。)將盤子的底部抵住架子邊緣或任何直邊。你能將一枚五分硬幣滑過底部曲線和直邊之間的間隙嗎?如果沒有,那是一枚一分硬幣呢?或者如果是這樣,兩枚一角硬幣呢?你應該能夠很好地估計出曲線最深處的深度。假設一枚一分硬幣是鬆動的,但一枚五分硬幣不能完全透過。可以說曲率深度為1.9毫米。

現在測量盤子底部的直徑。標稱“十英寸”的 Pyrex 派盤(底部可能寫著 25 釐米)的底部直徑幾乎正好是 8 英寸。標稱“九英寸”的盤子,底部直徑約為 7 英寸。這將是鏡子的直徑。你已經有了矢高公式的兩個部分,那麼那個派盤底部的焦距是多少呢?

,整理後得到 ,得到

假設我們的矢高約為 1.9 毫米。平底盤/鏡子的直徑約為 8 英寸,即(這裡我們快速參考大多數計算機內建的公制轉換工具)203 毫米。一半是鏡子的半徑,r。203 的一半是 101.5;我們可以將這些值代入公式

101.5 x 101.5 = 10,302.25。4 x 1.9 是 7.6;10,302.25/7.6 = 1,355.6 我們的焦距是 1.355 米,或者(再次參考我們的公制轉換器)約 53 英寸。

上面的計算中有很多“大約”,因為我們在測量曲線的深度時比較隨意。它比一個便士多,但不是一個鎳幣,或者不是兩個便士。硬幣可能已經磨損了。中間可能有一個凸起。猜想不斷出現,但實際上,這並不值得擔心。大多數玻璃餡餅盤底部都有一個光滑的規則曲線,會產生一個直徑為 7 或 8 英寸的鏡子,焦距在 36 到 48 英寸之間。但現在我們正在獲取我們的鏡面材料,我們應該繼續前進。

也許你看到一個大約 6 英寸寬的大煙灰缸,底部有一個大體光滑的曲線。使用硬幣和直尺測試,你發現一個便士可以正好從架子邊緣和玻璃之間滑過。矢高?1.5 毫米。直徑約為 6 英寸,因此半徑約為 3 英寸,或 76 毫米。因此r2 為 5,776,除以(4 x 1.5 = 6)為 962 毫米。

所以那個菸灰缸會產生一個直徑約為 6 英寸的鏡子,焦距約為 38 英寸。

為了確保我知道自己在說什麼,我花了好幾個小時在各種舊貨店裡閒逛,做著這裡提到的那些事。是的,人們會奇怪地看你。嗯,記住,愛因斯坦曾經也被認為是一個奇怪的老人。

我找到了五塊奇怪的玻璃,平均每塊 1.99 美元買下。兩塊玻璃盤子每塊 2.99 美元,但它們會產生九塊九分之一英寸的鏡子。

我得到了三個餡餅盤、兩個玻璃盤子和一個底部 8 英寸、深度為 1/8 英寸的白玻璃盤子。那個白盤子的焦距是多少?

我還發現了一個 7 英寸的玻璃盤子,厚度略小於 1 英寸。我不知道它是用來做什麼的。它看起來像是某種花哨的三腳架或可能是燭臺底座。它是平的,所以我必須先磨出曲線,然後才能把它磨平。沒關係,它足夠厚,可以形成曲線。

當你出去購物時,至少買一個額外的餡餅盤,我們需要它來製作工具——我們用來研磨的表面。在這裡選擇便宜的,我們要把它打碎成碎片,所以越便宜越好。現在去尋找你的鏡子。

您需要的其他部件

[編輯 | 編輯原始碼]

望遠鏡還有其他部件,您在尋找主鏡時也應該尋找這些部件。您將需要一塊副鏡,如上所述。您將需要一個支架來固定主鏡和副鏡。您需要一個望遠鏡管;一個調焦器元件;一個目鏡;最後,一個望遠鏡架,以便您可以把它指向您想要的地方。當您開始認真使用望遠鏡時,還會有其他東西(比如用於瞄準的尋星鏡,或者望遠鏡蓋)很方便,但上面列出的部件是必不可少的。為了真正研磨鏡子,您將需要一個工具和一些砂粒,以及一些拋光劑。

尋找副鏡

[編輯 | 編輯原始碼]

副鏡通常是橢圓形,但也可能是矩形。比副鏡形狀更重要的是它的表面的平整度。

我們的兩個鏡子都是第一表面鏡子;也就是說,它們從頂面反射光。您用來欣賞您漂亮面孔的典型鏡子不是第一表面鏡子。它的反射層塗在玻璃片的背面,反射光穿過玻璃的厚度兩次。這對於浴室或化妝盒中的鏡子來說是實用的,因為精緻的反射塗層受到玻璃的保護。但在望遠鏡中,我們無法容忍光在玻璃中來回反彈。

副鏡必須是第一表面鏡子,並且具有光學平整度,而且確實是高度平整。您可以將副鏡拋光成平整的,我將在後面介紹如何做到這一點,但是有一些玻璃和鏡子來源可以滿足您的需要,而無需您自己製作。有很多地方可以收集第一表面鏡子。一些舊的寶麗來相機中有第一表面鏡子,可以在舊貨店以低廉的價格買到。舊的影印機中也有非常平坦的第一表面鏡子,以及投影儀、一些幻燈片投影儀和電影投影儀。即使您無法在舊影印機中找到鏡子,最上面的平板玻璃——或廢棄平板掃描器最上面的平板玻璃——也是研磨自己的副鏡的良好材料來源。

偉大的零件尋寶遊戲

[編輯 | 編輯原始碼]

約翰·多布森總是推薦使用舊雙筒望遠鏡的目鏡作為望遠鏡的目鏡。(順便說一下,在那個舊的雙筒望遠鏡內部,至少有四個稜鏡,它們都是光學良好的,並且可能足夠大,可以充當您的副鏡。有時您可以只找到一箇舊的雙筒望遠鏡的機身,稜鏡仍然在裡面。)

學習分享!與同樣想製作望遠鏡的朋友合作,共同購買一些零件。你也可以去當地的跳蚤市場看看。看看你所在地區是否有天文小組。如果你能交到一個老的業餘望遠鏡製造者朋友,他們會有一堆這樣的東西閒置。你一旦投入這個愛好,這些東西就會自動出現。一兩年後,你不得不把一大堆東西清理出去,否則你就會被這些東西淹沒。

網際網路上有舊光學零件的來源。我在書的結尾列出了幾個,但是尋找二手、報廢或剩餘的光學零件是一項冒險,而且可以找到很多物美價廉的可用物品。最好的辦法是睜大眼睛,隨時準備好你的需求清單。

最後,認識一下你當地玻璃店的老闆。切斷的厚窗玻璃可以磨平,用作副鏡。你現在可以從一個簡單的矩形鏡子開始,並在以後找到一個更好的形狀的副鏡時升級。在某種程度上,這就像你的第一輛腳踏車或汽車或其他任何東西。你得到了它,讓它執行起來,然後隨著時間的推移不斷改進它。

我們將從廢料和零部件製作鏡子的支架以及調焦器元件。留意冰棒棒、積木玩具、大的圓形塑膠或木製品,比如桶或桶蓋。我們使用小的彈簧,可能一英寸左右長,來隔離主鏡。摩托車離合器彈簧非常棒,通常在更換時會被丟棄(向你當地的摩托車經銷商詢問)。膠水、膠帶和紙板:留意各種各樣的紙板,從麥片盒到冰箱盒。白色的塑膠桶,比如餐廳用來存放散裝食品的,或者承包商用來存放油漆和砂漿的。一兩個就夠了。衛生紙管、紙巾管、用於運送地毯或乙烯基地板的大管。聖誕節包裝紙卷管。用於水槽排水管的塑膠管道:這些通常內徑為 1.5 英寸或 1.25 英寸。1.25 英寸的比較好,但兩者都可以用作目鏡管。舊的塑膠吸塵器管。你可以跳到關於管子設計和調焦器設計的章節,瞭解一下這些零件是如何使用的;然後留意它們。很多這些東西都被認為是垃圾或可回收物品。我認為,將它們回收成望遠鏡是最高貴的目的。

關於砂礫

[編輯 | 編輯原始碼]

砂礫是一種比製作鏡子的玻璃更硬的材料。它用於磨鏡面的表面,使其成形並使之光學平滑。想想砂紙上的砂礫;那就是我們想要的。(但砂紙本身不是我們使用的砂礫的好來源。)你可以使用細沙或黑沙,但你會用很多。砂礫越硬、越不規則,你使用的就越少,磨削的時間也就越少。

寶石供應商是砂礫和拋光劑的來源。檢視你當地的電話簿。一些工業用品商店有噴砂砂礫,這些砂礫也可以使用。我購買或回收了磨損和損壞的磨輪,並將它們壓碎,製成用於磨削的砂礫。你需要鬆散的砂礫,因為它在鏡子和工具的表面之間滾動,從而進行切割。老一輩的人使用過鐵屑和洗過的沙子。在顯微鏡下,粗砂礫看起來像小而鋒利的圓形岩石。氧化類砂礫是各種金屬的鏽蝕。它們看起來像小薄片,透過剪下進行切割。

如果你搜索網際網路,你會找到砂礫和拋光劑的供應商。我在下面列出了幾個來源。你需要一些 120 號,一些 220 號(我把它作為 120/220 的混合物),一些 300 到 400 號砂礫,一些氧化鋁或微米級砂礫,以及一些氧化鈰用於拋光。120 號和 220 號用於粗磨,以消除餡餅盤底部的凹凸不平。300-400 號和氧化鋁用於將其平滑,以便進行拋光。氧化鈰用於拋光。你需要一磅或更多粗砂礫,以及每種較細砂礫半磅。8 盎司氧化鈰應該足夠了。

指向此頁面上的新術語和主題的連結

製作工具

[編輯 | 編輯原始碼]

為了製作望遠鏡的鏡子,我們要在用於製作鏡子的材料上磨出一個光學完美的表面。簡單吧?其實做起來真的很簡單。鏡子和磨削工具之間相互作用的物理原理向我們保證,一個會產生一個孔,而另一個會產生一個凸起。讓我們看一下這個過程。

磨削過程

[編輯 | 編輯原始碼]

取兩個相同尺寸的扁平(或幾乎扁平)物體。將其中一個放在另一個上面,在它們之間放置研磨砂礫。現在向下壓,將上面的物體磨到下面的物體上。上面的表面將開始凹陷或形成碗狀。底部的表面將在邊緣磨損,並形成高中心。這是因為它受到行程行程長度以及我們用雙手施加的壓力的影響。行程越長,孔越深。行程越短,曲線越平坦。

我們將在後面詳細討論這一點,但現在我想讓你注意到,當你磨削鏡子——上面的物體變成凹面——你也在磨削工具——下面的物體。磨削的作用使兩者都成形,這正是我們想要發生的事情。隨著磨削的進行,鏡子和工具將完美匹配。這種相互作用會給你一些關於磨削進行情況的指示。磨削的聲音,鏡子和工具在你的手下的相互作用感覺,它們之間形成的泡沫圖案,都是指示器,你將在磨削時學會監控它們。

該工具將成為拋光墊的基座,拋光墊是磨削的最後階段。你對工具的形狀塑造得越好,建立拋光墊就越容易或越困難。

基座和磨削表面

[編輯 | 編輯原始碼]

傳統上,人們會得到兩個相同直徑的玻璃盤並進行磨削。上面的一個成為鏡子,下面的一個成為工具。餡餅盤行不通:餡餅盤可以做一個很好的鏡子,但不能做一個好的工具。幸運的是,工具不必是光學表面;它只需要是一個工具。它的表面必須足夠耐用以經受磨削,但必須足夠柔軟以接受磨削的成形。工具很容易製作,這就是我推薦使用第一個鏡子的原因。

製作工具最簡單的方法是用某種材料澆鑄一個。石膏便宜,可以用來製作工具。你必須確保它密封以防滲水,因為水會使石膏軟化,導致其失效。混凝土更耐用,操作起來也像石膏一樣容易;瓷磚灌漿混合料也是如此。陶瓷粘土可以成形並燒製,用於製作工具。如果你能將玻璃的曲線匹配得相當接近,你可以使用木材作為工具。

所有這些不同材料都可以使用的原因是,你只使用它們來形成工具的基座。當基座準備好後,我們將一個磨削表面粘到基座上。磨削表面是成形的,它也可以用很多東西製作。

可能是製作磨削表面最容易使用的材料是破碎的玻璃。陶瓷瓦也可以使用,還有墊圈、便士、壓扁的彈珠、裝飾性石頭。它們都會對磨削做出反應,每種都會以特定的方式進行磨削。任何一種都是有效的選擇。

我最喜歡的工具是用石膏或混凝土澆鑄的,上面粘著碎玻璃,形成磨削表面。這就是我將詳細討論的工具,但這並不是製作工具的唯一方法。

你完成的工具應該與餡餅盤的曲線相當接近,並且應該讓你能夠連線磨削表面。它應該與餡餅盤底部的大小大致相同,但如果它稍微小一些,這不是問題。如果它比鏡子更大,它將形成一個更平坦的曲線,並增加焦距。如果它明顯更小,比如說直徑的一半,它也能工作,但需要你在磨削時非常警惕。

磨削,正如你將看到的,是一個溼潤的過程。如果工具吸水,這可能會干擾最後的階段,即我們用瀝青將其粘合。這就是我使用膠水和玻璃的原因。工具基座和磨削表面之間的膠水提供了一個屏障,防止水分到達瀝青粘合區,而玻璃不會吸水。

但是!你不必製作一個工具。環是任何大於環的球體的部分。你可以透過將一個環放在一個更大的球體上證明這一點。罐頭的開口,罐子的口,管子的末端,這些都是環。拿一個環,把它放在球上,燈泡上,餡餅盤的內側。你會發現這個環很容易放在球體上。我之所以提出這一點,是因為你可以在較粗糙的階段使用環作為你的工具。所以你可以用一箇舊的湯罐來完成很多初始的研磨,這是一個非常有效的方法。你仍然需要一個更大的工具來進行後面的操作,但你可以用一個環來開始。

準備工作

[編輯 | 編輯原始碼]

所以!如果你選擇了一個餡餅盤來製作鏡子,並且你決定現在製作一個工具,那就買兩個,然後把其中一個打破,用作工具的玻璃。請務必謹慎,並以安全的方式進行!不要直接拿起錘子敲擊盤子,使玻璃散落在車間(甚至可能進入你的眼睛)。用一個堅固的紙袋包裹要犧牲的盤子,然後把它放在一個容器或盒子的底部。**戴上護眼罩和手套**。用一個重物敲擊包裹好的盤子。戴著手套,小心地開啟袋子。挑選出大約 1 英寸大小(2 釐米及以上)的平坦碎片,並將其放在一邊。不規則形狀也行。如果有更大或有角度的碎片,把它們包起來,再次敲擊。最後,徹底清掃工作區域,並將所有小的碎片、碎屑和不可用的碎片以安全的方式處理掉,避免他人受傷。

鑄造底座

[編輯 | 編輯原始碼]

你可以使用混凝土、石膏、砂漿混合物或任何堅硬的可鑄造介質來鑄造工具底座。我使用 2 英寸的膠帶製作一個鑄造模具,在倒置的餡餅盤底部周圍形成一個圍堰。

你想要一個至少 1 英寸厚的工具底座。將餡餅盤放在一個堅硬的水平面上,底部朝上,然後用膠帶包裹底部,製作模具。在玻璃和膠帶的內側塗抹脫模劑——食用油效果很好——你需要在所有表面塗抹一層厚厚的脫模劑,但不要讓它溢位。

現在,將鑄造材料混合起來,並將其倒入餡餅盤上膠帶環形成的模具中。讓鑄件硬化,然後剝離膠帶。你應該能夠用一點壓力將鑄件從餡餅盤上分離。如果它不想分開,用某種輕型錘子敲擊鑄件的側面,一塊短木頭效果很好,沿著整個外圍敲擊,並在支撐餡餅盤的同時推動鑄件。如果你在玻璃上塗抹了一層厚厚的油,鑄件就會脫落。

由於餡餅盤側面的曲率,鑄件的邊緣會凸起。你需要去除那個凸起的邊緣。你可以用木銼磨掉它,或者直接在路邊或人行道上摩擦它。如果你的鑄造材料太硬,無法磨掉,可以用錘子敲掉它,但你需要去除那個凸起的邊緣,使其留下一個平坦或斜角的邊緣。

現在,用一層薄薄的環氧樹脂膠水完成和密封工具的頂面,你將在這裡貼上研磨面。

研磨面

[編輯 | 編輯原始碼]

你需要一個鑄造或成形的工具底座,雕刻或其他任何東西,以及一些膠水,將研磨面貼上到底座上。我喜歡使用 5 分鐘或 15 分鐘的環氧樹脂膠水。價格合理,可以將幾乎任何東西粘到任何東西上。

準備好你的研磨面材料。如果你使用的是玻璃碎片,請確保它們都在同一個地方,並準備好貼上。如果你使用的是墊圈或便士,壓扁的彈珠或陶瓷瓷磚塊,請確保你有足夠的材料覆蓋工具。研磨材料應該都具有相同的厚度,不要混合明顯的厚薄碎片!

如果你使用環來研磨,那麼你已經完成了。跳到製作鏡子的研磨部分。

工具底座與鏡子的基本形狀相同,應該與工具相匹配。如果你製作了一個鑄造的工具底座,它已經很適合鏡子了。如果不是,你可以取一塊你要用作工具底座的扁平材料,木板或鍋底,甚至那個大的圓形蠟燭底座,然後讓它更貼合一些。

取一塊塑膠薄膜(厚的保鮮膜可以使用,塑膠袋也可以),剪一塊能夠覆蓋工具底座,並有一些多餘的部分。記住!工具底座的直徑應該與餡餅盤底部的直徑大致相同。取一管環氧樹脂膠水,將其全部擠到底座的中間。充分混合,然後用塑膠薄膜覆蓋。現在,拿起餡餅盤,將其壓到覆蓋了塑膠的膠水團上。這會導致膠水變平,並被擠壓到底座的表面。在塑膠上搖晃和滑動餡餅盤,以使膠水在下面蔓延,使其覆蓋底座的表面,並呈現出餡餅盤的曲率。我左右搖晃,直到底座被覆蓋,然後將餡餅盤居中,並用力向下壓,使其形成凸起形狀。然後,直接向上提起餡餅盤。

讓塑膠保持原位,讓膠水硬化。一旦膠水硬化,你可以剝掉塑膠,你將在工具上有一個與餡餅盤曲率非常接近的凸起部分。

接下來,混合一些環氧樹脂膠水,足夠塗抹一層薄薄的膠水,覆蓋工具的工作面。將研磨面碎片放在膠水裡。你可以將碎片之間留出空隙;只需儘可能密集地覆蓋工具,並確保它們都牢固地貼上。將碎片放置,不要有高聳的邊緣。

工具已經準備好了。讓我們開始研磨吧!

三種工具:左邊的工具是用蠟燭三腳架製作的,使用壓扁環氧樹脂的方法使其與餡餅盤相匹配;右邊的工具是根據餡餅盤鑄造的。

製作主鏡

[編輯 | 編輯原始碼]

每個人都說要研磨鏡子,但很少有人真正去做。研磨需要耐心、奉獻精神和對完美的追求。我擁有這三者,但我從未製作過完美的鏡子。有些人做到了。Mel Bartels 製作了幾面完美的鏡子,TrackBall 的 Jerry Oltion 也一樣。不要讓“完美”嚇到你,“普通”效果也很好。

當你從一個餡餅盤開始時,研磨過程中最難的部分,即基本曲率,已經完成了。(我一直強調的那個矢高。)你只需要將玻璃打磨光滑,並將曲率變得規則。拿起餡餅盤,將它的底部對準一盞明亮的燈光,並將光線反射到一個表面上。例如,在陽光明媚的一天將其帶到戶外,並將太陽光反射到牆壁上。將盤子移動到牆壁附近和遠離牆壁,看看你是否能判斷出它在哪裡最聚焦;它應該位於你之前計算出的焦距附近。你可能會看到一個有點聚焦,但分散的、無定形的燈光斑點。這是因為即使表面是彎曲的,它也是不規則的,並且覆蓋著高低區域。你將把高區域磨平,直到它們等於低區域,然後拋光玻璃。這真的非常容易,物理學站在我們這邊。當我們完成後,表面將是光學平滑的。

研磨可以用工具在上(TOT)或鏡子在上(MOT)的方式進行。鏡子的位置和行程的長度會改變玻璃的最終曲率。長行程會加深曲率,短行程會平坦曲率。MOT 更容易加深曲率,而 TOT 往往會平坦曲率。這些只是關於鏡子和工具之間相互作用的概括性陳述,但這種相互作用是存在的,你應該意識到這一點。長行程加深;短行程平坦。

維護行程,一種不會真正改變曲面而只是處理玻璃的行程,是一個 1/3 直徑,中心對中心行程。中心對中心的意思就是:工具的中心經過鏡子的中心,或者非常靠近它。1/3 部分指的是總長度為鏡子直徑 1/3 的行程。如果你要測量該行程,你應該在中心測量它。在實踐中,我們透過工具或鏡子底部零件的懸垂程度來衡量行程。由於總行程應為坯料(餡餅盤)直徑的 1/3,所以在行程的每端懸垂一半。假設我們的餡餅盤底部約為 7 又 3/8 英寸。其直徑的 1/3 約為 2 又 1/2 英寸,因此你將在行程的每端懸垂 1 又 1/4 英寸。向遠離你的方向推動,頂部零件停止時應懸垂 1 又 1/4 英寸。向自己拉回,直到你達到相同的懸垂,然後停止。這就是一個行程。

在實踐中,行程差異很大,可能只有 1 英寸的懸垂,也可能多達 2 英寸。別擔心。這種不規則性會產生非常好的表面,甚至可能是完美的表面。只要保持平均 1 又 1/4 英寸,然後打磨。"少說多做",正如約翰·多布森所說。

磨削區域

[編輯 | 編輯原始碼]
basic grinding board
基本的打磨板設定

基本的打磨區域是一個放置鏡子和工具的表面,一些用於緩衝和清潔的毛巾,水和砂粒。

如果你在室內工作,你應該準備一個水桶來沖洗鏡子和工具。如果你在室外,可以用水管噴洗它們。約翰·多布森喜歡在放在兩個桶上的木板上工作。他可以坐在一端,在另一端打磨。我喜歡洗衣機的頂部,因為它對我來說高度合適,而且它足夠重,在我打磨時不會移動。有些人用長凳或桌子作為表面。主要需要注意的是工作表面必須耐用、易於清潔,並且在你在上面打磨時不會移動或偏移。

它也應該舒適,因為打磨的工作已經足夠繁重了,不要再增加身體扭曲。當我使用洗衣機頂部時,我有一個放在機器頂部的木板,工作是在這個木板的頂部。木板是一個好東西,因為它讓我可以把整個東西拿起並移動到存放處,當我不用打磨時。我還把兩個止動器放在木板上,以防止鏡子或工具四處移動(如示意圖所示)。

開始打磨

[編輯 | 編輯原始碼]

準備你的工具,一些中等粗度的砂粒(120 砂粒很好)和一些水。由於我們要用工具和砂粒來破壞表面,你可以先將餡餅盤放在底部,工具放在頂部。這樣可以有效地利用砂粒,並且還有大量的打磨工作來糾正錯誤。在餡餅盤的曲面中灑一點水,加入適量的砂粒,使其形成大約 1 英寸直徑、半英寸高的一個小凸起。你可以將砂粒放在某種型別的搖動器中,這樣你就可以像撒鹽一樣搖動它,或者把它放在一個罐子裡,用勺子舀出來。

將工具放在頂部;向遠離你的方向推動;拉回。你會聽到一種美妙的柔軟的沙沙聲,你就完成了一個行程!

你要圍繞鏡子的圓周進行行程。你也要稍微旋轉工具。傳統的做法是在每次行程後向左邁一步,然後向右旋轉工具。

當你將兩個表面一起工作時,沙沙聲會減弱。當聲音非常輕微時,你就完成了 溼磨溼磨從第一個行程到下一次新增新鮮砂粒為止。將工具推開,然後用一個動作將其從鏡子上抬起來。加一點水和一些砂粒;輕輕地放下工具;然後繼續打磨。

經過三到四個溼磨,用水沖洗工具和鏡子。然後將它們放回木板上,TOT,然後開始再次打磨。

砂粒在切割玻璃時會磨損。當它新鮮時,砂粒是深灰色的,幾乎是黑色的,並且閃閃發光。當它磨損時,它會變得非常淺,幾乎是白色的,看起來像泥漿。顏色的變化是由於玻璃粉末進入水/砂粒混合物中。如果玻璃上有一層泥漿,砂粒將無法很好地切割,你需要衝洗。

basic grinding example
打磨如何蔓延的示例

當你切割掉高點時,打磨的玻璃區域會蔓延到整個表面。這是一件好事;它顯示了高點和低點在哪裡。它還為我們提供了一個現成的打磨量規來檢查我們的進度。最初,打磨會很慢,你的工具也會很難推動,在你進行行程時會卡住和抖動。這是因為工具和餡餅盤的玻璃不匹配。當你將兩個表面一起打磨時,它們會磨損,行程會變得更加平滑,更加一致。

當你打磨時,透明玻璃會讓位於磨砂玻璃。磨砂表面是光滑的,很快你就會把它拋光。在我做過的所有餡餅盤中,總是有兩個最終的透明小點,彼此相對,它們似乎永遠不會消失。第一個會消失,然後另一個會消失,你會得到一個完美的光滑表面。之所以要花這麼長時間,是因為你從整個表面去除玻璃,以達到這兩個區域的底部。儘管看起來很深,但它只佔玻璃底部的總體厚度的一小部分。

當最後一個透明點的大小大約像一個一角硬幣,大約 1/2 英寸直徑時,我換成中等砂粒。對我來說,那是 400 或 500 砂粒。我用這種砂粒打磨,直到最後一個透明點消失。現在我準備進行精磨。

保持你的行程為全直徑;抵制擦洗一個點的衝動。這樣會形成一個洞,需要更多工作才能消除。你不必用力壓,只要輕輕地壓,或者如果工具足夠重,只需利用工具的重量即可。用漂亮的長行程來回推動它,1/3 中心對中心。旋轉工具,並將餡餅盤向相反方向旋轉,或者繞著它走動,這樣你就在不同的直徑上。

每秒一個行程就足夠快了,每兩秒一個行程更好。我們都有天生的節奏,如果你的節奏太快,那就計時。我有時真的會動起來,為了減慢速度,我會念念有詞:"千分之一",當我向遠離自己的方向推動時;"千分之一",當我向自己拉回時。

你的動作不需要精確,只需要一致。你的行程的隨機性和持續的旋轉會創造一個完美的光學表面。

為了讓你瞭解你的位置和正在做的事情:在你進行中磨的最後,如果你一直很一致,兩個表面將匹配到十萬分之一英寸以內。這意味著它們將成為一對完美的匹配,誤差在 0.0001 英寸以內。非常棒,但當你拋光它時,你的工作精度將達到百萬分之一英寸,而在修整(最終的光學校正)中,你將移動光波長的幾分之一!

"打磨是原始人的工作。努力工作,吃得好睡得好",約翰·多布森說。

精磨與之前相同,但我們使用不同的磨料。我們將切換到氧化鋁。它看起來像麵粉或糖粉,但它是一種非常硬、非常細的磨料。如果你找不到氧化鋁,三聚磷酸鹽也可以,但它的切割速度較慢。氧化鋁有多個等級,但對於我們的目的,我們需要 25 微米或 12 微米。如果你使用 25 微米,延長你的溼磨時間,使其更長,並使用大量的水。每隔幾分鐘加一到兩湯匙。如果你使用 12 微米,它會更快磨損,因此你需要更頻繁地更換它。

在每次溼磨之間沖洗工具和餡餅盤。氧化鋁會在工具邊緣形成漂亮的泡沫。行程會非常平滑,幾乎無聲。保持緩慢,抵制加快速度的衝動。不要用力壓工具或餡餅盤,使用輕柔的壓力。更大的壓力不會帶來任何好處,可能會導致以後出現問題。

如果你使用的是全尺寸工具,你可以在每次溼磨交替使用 MOT。如果你使用的是環形工具,請堅持使用 TOT,但你需要開始考慮全尺寸工具,你可以在其上構建拋光碟。

使用氧化鋁研磨鏡面,直到鏡面看起來光滑並呈現出細密的磨砂質感。你應該能夠透過玻璃看到報紙上的文字,不僅僅是標題,還有普通的印刷文字。將餡餅盤拿到陽光下或使用非常明亮的光線檢查研磨後的表面。從邊緣觀察,旋轉並再次觀察。如果你有放大鏡,可以用放大鏡觀察表面。

你要找的是閃光點。如果在磨砂表面上出現大的明亮閃光點,你應該繼續研磨。閃光點是微小的凹坑。你可以透過研磨去除它們,但無法透過拋光去除它們。只要需要,就繼續研磨以去除閃光點。

細磨的溼磨過程可能持續幾分鐘,也許長達十分鐘,可能包括幾百次擦拭。很難說細磨會持續多久,因為它取決於你和你的技術,但我估計至少需要一個小時,也許兩個或三個。當鏡面變得均勻且沒有閃光點時,我們可以開始拋光了。

鏡面是使用一種不同的工具拋光的:拋光碟。拋光碟是一種工具,表面覆蓋著一層可變形、可塑的材料。一些望遠鏡製造商聲稱它是可塑的,因為當你拋光鏡面時,表面的變化非常細微,而拋光碟會透過壓力相應地發生變化。另一些人則說這不是真的,而是一個拋光碟上覆蓋著柔軟的材料,用來捕捉研磨劑,並在壓力下刮掉玻璃。第三組人說拋光不是因為刮掉了玻璃,而是因為透過壓力熔化了玻璃。有些書籍說瀝青是拋光碟表面唯一的材料;另一些書籍則說瀝青;還有一些書籍聲稱紙張有效。有些人說軟木塞、蜂蠟或石蠟有效。

嗯,拋光碟實際上並沒有那麼複雜。讓我們談談拋光過程,然後我會告訴你如何製作一個拋光碟。

拋光:接觸、壓力和摩擦力

[編輯 | 編輯原始碼]

拋光是準備鏡面的最後一步。鏡面被渲染成光學平滑,並且被塑造成將所有光線匯聚到一個焦點。拋光碟和玻璃之間發生的運動是一種摩擦運動。到目前為止,我們一直在讓玻璃在工具上移動,並在它們之間加入研磨劑。研磨劑在兩個表面之間翻滾,在滾動時剝落玻璃的小塊。現在,我們希望研磨劑保持在一個位置,只刮掉高點。為了做到這一點,我們必須捕捉住研磨劑並使其與玻璃保持接觸。如果一切平衡,當我們進行拋光擦拭時,兩個表面之間會產生持續的摩擦力,而這正是我們想要的。

在關於拋光碟的各種爭論中,一個常見的詞是“壓力”。另一個常見的詞是“接觸”。壓力有助於拋光。良好的接觸可以使表面均勻拋光。壓力和接觸共同產生了“摩擦力”的感覺,這是一種拋光正在進行的指示。因此,拋光碟所用材料應該能夠承受壓力並保持良好的接觸。任何能夠做到這一點的材料都可以製成可用的拋光碟。一些材料,如瀝青或蠟,比硬材料更耐用,但這並不意味著它們是唯一的選擇。瀝青可以工作,但你必須採用不同的拋光方法。紙張也可以工作,橡膠或柔軟、光滑、細粒的軟木塞也可以工作。

最後一點是鏡面的最終形狀。最能聚焦望遠鏡鏡面光的曲線是拋物線。這條曲線比球面更平坦。現在,如果你在研磨過程中一直保持一致,鏡面的形狀或多或少都是球形的。有兩種方法可以將其改變為拋物線形狀。你可以稍微加深玻璃的中心,然後將兩個曲線混合,或者你可以透過稍微多拋光邊緣來稍微壓平現有的曲線。一個剛性不動的拋光碟會先拋光邊緣,最後拋光中心。一種更柔軟、可塑的材料通常會先拋光中心,最後拋光邊緣。因此,拋光碟材料會影響你完成鏡面的方式,因為它會影響拋光在玻璃表面上的加工方式。

拋光碟工具

[編輯 | 編輯原始碼]

如果你一直在使用全尺寸工具,你將繼續使用該工具作為拋光碟的基礎。你將在它的表面上覆蓋拋光碟材料。因為它已經被研磨到與鏡面非常匹配,所以你可以使用任何拋光碟材料,包括紙張。

如果你一直在使用環來研磨鏡面,現在是將該工具放在一邊的時候了。你必須製作一個與鏡面全徑相同的工具背板來支撐拋光碟。它可以是一個平坦的木板圓盤,或者你可以澆鑄一個工具(就像我們在[工具]下討論的那樣)。因為這個工具沒有被研磨成與鏡面完美匹配,所以你不能使用紙拋光碟。你必須使用一種可塑的材料,如瀝青。

拋光碟材料

[編輯 | 編輯原始碼]

瀝青是軟拋光碟的首選材料。如果你有針葉樹,你可以自己採集:進入森林,從樹上摘下瀝青塊。或者線上搜尋“松香出售”。

要清潔天然瀝青,你需要將其融化並過濾。要融化瀝青,將其放入金屬容器中,然後將其放入水浴中。將一鍋冷水放在熱源上。在底部放一些東西支撐融化容器,使其遠離鍋底:金屬三腳架,甚至一把乾淨的碎石。現在將瀝青容器放入溫水中,讓水的熱量融化拋光碟材料。開始加熱另一個容器的水。當水浴中的水位下降時,用第二個容器中的熱水補充。100ºC 的溫度足以融化各種瀝青。但是,融化材料可能需要一段時間,也許一個小時,所以要有耐心,注意材料。當瀝青變得流動時,將其透過過濾器。(你使用的過濾器將永遠無法再次使用,所以請考慮一次性過濾器。)

瀝青冷卻後應該變硬,但不要太硬。瀝青的硬度取決於其中揮發性物質的比例。要測試瀝青,用你的拇指指甲按壓冷卻後的瀝青表面。如果它需要超過一分鐘才能留下印記,或者你無法壓凹它,那麼瀝青太硬了。將其再次加熱到沸水的溫度,並徹底混合一茶匙松節油。讓瀝青冷卻並再次測試。根據需要重複操作。

如果瀝青很容易立即凹陷,它需要變得更硬。再次將其加熱到沸水的溫度,並攪拌幾分鐘。你應該能夠聞到揮發性化學物質從瀝青中散發出來。再次冷卻並測試它;它應該更硬了。根據需要重複操作。一個好的瀝青需要大約 30 到 40 秒才能在你用拇指指甲按壓其表面時凹陷。

瀝青粘性很大,會粘附在表面和衣服上。要清潔皮膚上的瀝青,可以使用嬰兒油和溫水。要清潔表面上的瀝青,可以使用松節油或指甲油去除劑。

其他柔軟材料
[編輯 | 編輯原始碼]

如果你沒有瀝青,蜂蠟效果非常好。石蠟也可以,但需要更多注意接觸。我不會使用封蠟或蠟筆;它們中的顏色會劃傷鏡面。我之前提到過瀝青,但我從未使用過,因此無法就它的使用方法提供建議。可能有一些網路資源關於使用瀝青製作拋光碟。不同的材料對熱量有不同的反應,但它們不需要起泡、流動得很熱。它們只需要粘附在工具背板上,並且要足夠柔軟,以便用壓力來塑形。

澆注拋光碟

[編輯 | 編輯原始碼]

要製作拋光碟,你需要你的全尺寸工具或另一個背板來支撐材料。你需要膠水和紙張、一個鍋,以及你的瀝青或蠟或瀝青。你需要 2 個鍋來盛水,這樣你就可以融化拋光碟材料。你需要一根棍子來攪拌,還有一根棍子用來壓入一些拋光碟通道。(油漆店出售的木製攪拌棒很適合。)

取你的工具托架,確保表面清潔乾燥。如果你使用的是研磨工具,請清洗、徹底擦乾,並用硬毛刷除塵。取一根紙條或一段膠帶,將其纏繞在工具托架頂部的周圍形成一個堤壩。這樣你就可以將研磨材料倒在工具上,它就不會從邊緣流出。堤壩的高度應該在 1-2 英寸或 12 毫米左右。如果使用紙張作為堤壩,請用膠帶或粘性物質固定末端。一點蛋清或一些液體膠水都可以。確保紙條緊緊地纏繞在工具上。

按照上述方法加熱研磨材料。當它變得粘稠且可以倒入(但不要太稀)時,就可以準備倒入研磨材料了。你可以攪拌研磨材料,並用一根乾淨的棍子檢查其稠度。如果在平底托架上製作研磨材料,將少量軟化的材料倒在托架的中央,讓它固化。它不應該覆蓋整個托架,只需要覆蓋中間部分即可。這樣,在中間位置你會得到更厚的材料,這是你需要的。

在你等待研磨材料軟化的時候,準備好你的鏡子。它在製作研磨材料中起著重要的作用。把它放在附近,並在鏡子的中央滴一滴洗潔精或一茶匙肥皂水。在裡面新增少許拋光粉,比如氧化鈰、氧化錫或三聚磷酸鹽,根據你的選擇使用(參見 [Grit]. 現在用你的手指將這種稀薄的糊狀物均勻地塗抹在整個鏡面。根據需要新增更多水或拋光粉。你應該在整個鏡面上得到一層略微泥濘的漿液。

當研磨材料準備好後,將其倒入工具托架上。倒入中間,讓它流到邊緣。紙張堤壩會阻止它,材料會開始填充工具的表面。當你接近紙張堤壩的頂部時,停止倒入,讓材料沉澱。現在等待並測試。用手指在鏡面上塗抹拋光漿液,然後觸控研磨材料的表面。你會在材料上留下指紋。你希望材料足夠硬,可以形成指紋但不會填滿。如果它們被填滿了,請等待,在鏡面上塗抹拋光漿液,然後再次測試。之所以要不斷塗抹拋光漿液,是因為它會在你的手指上形成一層拋光粉和水,這樣瀝青或蠟就不會粘在它們上面。並且它會讓鏡子為下一步做好準備。

塑造軟研磨材料

[edit | edit source]

一旦研磨材料在你用指紋測試時仍然有凹陷,就移除紙張堤壩。快速移除它,它會像撕掉創可貼一樣完整地撕下來。現在將鏡子放在研磨材料的頂部,然後輕輕地塗抹它。把它在整個研磨材料上推來推去。你正在塑造研磨材料的頂部以匹配玻璃的曲率。動作要快,然後將鏡子抬起來。整個塑造步驟最多隻需要 30 秒。

用一根棍子按壓研磨材料,形成淺溝。用兩端夾住棍子,向下壓入研磨材料。從中間開始,在研磨材料上製作 3 或 5 條溝槽,中間一條,中間兩邊各有一條或兩條。現在將研磨材料旋轉約 90 度,並製作一些交叉溝槽。研磨材料現在應該有一個網格狀,一個棋盤狀的外觀。取鏡子,把它按壓在研磨材料上,然後在上面塗抹。如果鏡子看起來很乾,新增更多水和拋光粉,然後按壓研磨材料。持續工作,但不要陷入狂熱之中,你有時間。嘗試用棍子保持溝槽的開放狀態,並壓迫和摩擦鏡子在研磨材料表面來塑造它。

當研磨材料變得堅硬但仍然溫暖時,在鏡子表面塗抹一層厚厚的拋光粉、水和肥皂,然後將它放在研磨材料的頂部,使其居中。將平底鍋裝滿水,讓它靜置在那裡。鏡子裡水的重量會將研磨材料塑造成完美的匹配。這是我們將在拋光、壓迫和拋光過程中使用的一個技巧,以保持研磨材料的形狀。

如果研磨材料很硬,但你沒有得到很好的形狀,如果有明顯的低點,再次加熱研磨材料。將半成形的研磨材料和工具放入一個大容器中,倒入溫水,使其浸沒研磨材料。讓它靜置幾分鐘,用你的指甲測試表面。當它很容易凹陷時,將研磨材料取出,用鏡子塑造它。根據需要重複操作。在將鏡子放在研磨材料上之前,始終要在鏡子表面塗抹一層良好的拋光粉和水。

紙研磨材料

[edit | edit source]

柔軟的可倒入材料會使用上述過程。但是,如果你想使用紙張怎麼辦?紙張需要一個工具基座,它與鏡子完全匹配。如果你使用了一個與鏡子尺寸相同的工具來研磨鏡子,那麼它就擁有這種匹配。此過程用於幹拋光。

取一張厚紙,從上面剪出一個與工具大小相同的圓形。你可以使用一個大紙袋或厚重的列印紙。報紙太薄,太容易破損。在工具上塗抹一層薄薄的膠水,蛋清和麵糊在這裡都很好用,然後將紙張壓在上面。從中間開始撫平,將所有氣泡壓到邊緣。確保它從邊緣到邊緣都被粘住。當膠水乾了後,用硬毛刷或非常細的砂紙稍微打磨一下紙張的表面。然後用手指在紙張表面均勻地塗抹一層幹拋光粉。

光滑的軟木塞的功效相同,但它應該非常薄。橡膠也可以,但是很難獲得良好的粘合力,拋光粉並不總是會粘在橡膠上。

拋光時間到!

最後的精細研磨

[edit | edit source]

我們正在改變技術。行程是相同的,但因為我們使用的是粉狀磨料和表面更軟的工具,所以玻璃將被平滑地刨平,而不是我們之前使用的碎屑滾動動作。正因為如此,我們需要更加用力地向下按壓,對錶面施加更大的壓力,才能獲得一致的動作。我之前幾次提到了阻力,但現在我想更詳細地探討一下這個概念。

當兩個表面,即鏡子和工具,非常匹配時,兩個表面的整個區域都處於良好接觸狀態。因為它們並不光滑,所以它們之間存在摩擦,這種摩擦會導致兩個表面相互移動時產生阻力。壓力越大,阻力越強。這轉化為對推動或拉動鏡子穿過工具表面的一致、平滑的阻力。

如果你接觸不良,鏡子會跳躍和跳動。一致的阻力將不存在。導致阻力不一致的另一個問題是,你沒有對鏡子施加一致的壓力,拋光動作變得不規則。也許你推的時候更用力,所以你手部支撐的玻璃會比前緣的玻璃做更多的功。這會導致邊緣變圓或中間部分凹陷。因此,阻力是拋光動作質量的持續觸覺衡量標準。

對於柔性研磨材料,如果接觸度下降,你可以按壓兩個表面,冷壓研磨材料,並恢復接觸。如果失去接觸,紙質研磨材料等硬質研磨材料需要剝離並更換。

我們還有大約一兩個小時的精細研磨工作要做,然後才能開始拋光。從現在開始,我們將始終將鏡子放在上面。平底鍋的玻璃太薄,無法在底部進行這項工作。將鏡子放在上面的一個好處是,我們可以用重量填充平底鍋,並在我們工作時獲得更一致的壓力。實際上,你可以直接裝載平底鍋,並來回移動它,不要向下按壓,就可以得到非常好的拋光效果。如果你使用的是瀝青型別的研磨材料,在開始行程之前,先將平底鍋裝滿水。如果你使用的是會吸收溢位水的紙質研磨材料,在平底鍋裡放一個沙袋或其他顆粒狀重量。

精細研磨的首選磨料是氧化鋁或氧化錫,兩者都按尺寸進行區分。為了我們的目的,我們將使用 25 微米的磨料進行精細研磨,並將氧化鈰留待以後使用。如果你沒有 25 微米的磨料,可以使用氧化鈰。精細研磨需要一段時間,但可以完成。

對於拋光,我們使用氧化鈰。拋光粉的顆粒是平面的,而不是塊狀的。對於使用這些平面磨料,乾式應用和漿液應用有兩種不同的方法。在乾式應用中,瀝青研磨材料被潤溼,磨料被幹燥地撒在上面,用手指摩擦直到它吸收水分。現在,鏡面被潤溼,開始拋光行程。在漿液方法中,一個容器被裝滿水和磨料,然後攪拌以形成漿液。這種漿液被塗抹在鏡子或研磨材料上,然後開始拋光。我個人比較喜歡漿液技術:一步到位,既有水又有磨料。紙質研磨材料是乾式裝載和乾式加工的。只需將磨料撒在上面,並用手指將其塗抹均勻,然後開始拋光。

將研磨材料放在工作臺上,並對其進行“裝載”,即在上面放一些磨料。將鏡子放在上面,然後壓住鏡子。拋光行程比研磨行程要慢。數節奏。推開“一千零一”。拉回“一千零一”。推開時應該用完整個“一千零一”。拉回時也應該用完整個“一千零一”。記住,在做行程時要稍微旋轉一下鏡子。推。拉。一次潤溼的拋光可能需要整整一小時,直到磨料磨損。阻力如何?它應該感覺一致,平滑,有阻力。如果玻璃滑動了,沒有阻力,說明研磨材料或水太多了,或者兩者都有。加快速度一段時間,直到阻力增加;然後減速。你應該時不時地旋轉一下研磨材料,這將防止鏡子的形狀出現散光。在研磨材料上工作很辛苦,你會花和研磨一樣多的時間來拋光,直到你能夠拋光。

當阻力開始減小,或者你累了,將鏡子推開並從研磨材料上抬起。如果你使用的是紙質研磨材料,這樣做更容易,因為你可以在將鏡子抬起之前移除重量。如果使用的是水,你必須將整個東西抬起並倒掉水。沖洗鏡子,擦乾它,觀察表面。它應該明顯更光滑,也許有點光亮。此時,精細研磨的目標是將表面研磨得足夠光滑,你可以透過磨砂玻璃看到報紙。從一個磨料尺寸過渡到下一個磨料尺寸大約需要一小時的工作量,因此,在切換到拋光之前,請準備好至少花一小時進行最後的精細研磨。

要切換到拋光,您需要清潔所有東西。如果您使用的是紙盤,現在是剝離現有紙張並將新紙張貼上上去的時候了。記住在您載入它之前將其稍微粗糙一下。一旦您載入了它,嘗試一些筆畫,阻力如何?如果感覺很好,那就載入重量並開始拋光。如果沒有,您可能需要貼上新的紙張。確保您使用與第一次使用的相同的紙張。如果您仍然缺乏接觸,請嘗試透過在上面塗抹一些石蠟來稍微構建一下拋光碟。然後在蠟上面放一些拋光劑。您應該能夠使用這兩種技術進行一些工作。如果沒有,您可能需要製作一個瀝青拋光碟。

使用瀝青拋光碟,在溫水中用軟刷將其徹底擦洗,比熱更冷。確保通道處於良好的狀態。製作一種濃稠的氧化鈰和水的漿液,將其塗抹在拋光碟和鏡子上。將鏡子放在拋光碟上,並用溫水將其填滿。至少保持一個小時,偶爾像您製作拋光碟時一樣將其移動。您正在一次性強迫接觸並載入拋光碟。一個小時後,您可以開始進行拋光筆畫。阻力如何?感覺如何?如果接觸感覺良好,請繼續拋光。如果它滑移、抽搐,讓它再壓一會兒。

我實在沒什麼可說的了。就這樣拋光。隨著您進行拋光,鏡子表面會變得更亮,反射率會提高。當您認為它已經拋光完成時,再拋光一個小時,然後用放大鏡檢查。使用強光以斜角照射,這將使模糊區域立刻顯現出來。您希望沒有霧濛濛,一點都沒有。沒有小亮點,沒有模糊區域。鏡子表面應該像餡餅盤的側面一樣清晰乾淨。您可以在大約 8 個小時內將餡餅盤拋光,儘管您的第一個可能會花費 20 個小時。您正在學習如何拋光,所以您實際上是在同時做兩件事,拋光和學習拋光。您不必一次性完成所有工作。每天一個小時,持續兩週,就可以拋光那塊玻璃,並在兩次拋光之間讓您喘口氣。慢慢來,穩紮穩打,數著節奏,拋光!

計算鏡子

[編輯 | 編輯原始碼]

“計算”是指在磨製鏡子的過程中調整鏡子曲率的那段時間,使它收集的所有光線都聚焦在一個緊湊的點上。至少這是目標。用於計算鏡子的筆畫本質上與您一直在使用的拋光鏡子的筆畫相同。它們稍微長一些,左右擺動範圍更廣,但您將以同樣的節奏,將鏡子在工具上摩擦,就像您一直以來那樣。

不同之處在於,當您計算鏡子時,您會透過觀察表面並測試焦點來監控和測量您的進度,然後確定您將拋光什麼來糾正您所看到的錯誤。這就是為什麼計算也被稱為“校正”鏡子的原因。最初,我們將尋找粗略的校正和粗略的錯誤。完成這些檢查後,您需要決定如何測試和監控校正。該決定將決定您的下一步行動以及您需要構建或借用的裝置。讓我們進行一些測試。

鏡子是否聚焦?即使是拋光後的透明玻璃,您的鏡子也會反射光線。拋光的玻璃會反射大約 5% 的照射到它上面的光線。我們可以利用這一點來測試焦點和焦點質量。最簡單的測試是在頭頂燈下拿著鏡子,看著反射。它是一個點嗎?反射中是否有細節?您能看到燈泡上的印刷字嗎?太陽也適用於此,滿月也是如此;您只需要一個目標來將反射聚焦到它上面。另一個反射測試可以在黑暗的走廊裡用行動式燈,如手電筒或火炬進行。將某種型別的平面放置在燈旁邊。您將用它作為目標。嘗試將光反射到目標上。再次檢視影像的質量。您能看到多少細節?

更好的測試包括使用黑暗房間內開啟的窗戶或門的外部視野。您需要將鏡子放在穩定的支架上,以便它反射透過開口看到的視野。您將站在鏡子和開口之間,尋找反射。嘗試將鏡子放在大約眼睛高度,因為它將使影像更容易找到。將鏡子設定好以反射來自開口的光線後,將自己定位在比鏡子更靠近開口的位置。看著鏡子,尋找反射。當您接近反射的地方時,鏡子會開始發光,然後您會突然看到房間外的景色反射在鏡子裡。停下來休息一下。欣賞景色,注意儘可能多的細節。當您放鬆視力時,影像似乎會漂浮在空中。現在,讓我們對這個測試進行一些調整。如果您有一個簡單的透鏡,比如放大鏡,您可以朝漂浮的影像移動,並用透鏡觀察它。您能看到多少細節?這是一個在滿月時使用的好測試。您可以看到隕石坑。實際上,您正在使用您的望遠鏡!

現在,讓我們分析您看到的內容。如果影像模糊,這可能是由於缺乏校正造成的;但花點時間檢查您的拋光工作。它真的完成了嗎?如果您將圓形的光源(如太陽)反射到一個目標上,但影像不是圓形,而是橢圓形,那就是“散光”。如果目標不在鏡子和太陽之間的直線上,那麼它可能是“位置散光”。光源和反射之間的角度越大,您在反射中看到的散光就越大。然而,如果影像是在一個非常直接的返回線上形成的,那麼鏡子本身是散光的,您需要回到精細磨削以將其校正。

黑暗房間反射怎麼樣?我在一個門外的樹的房間裡進行這個測試。我找到了樹葉的漂浮影像。當我用一個小放大鏡觀察影像時,如果鏡子非常好,我通常可以看到葉脈。你看到了什麼?現在把它收起來,稍後或明天再做一次測試。您正在教自己如何觀察反射並做出一些質量判斷。讓您的眼睛休息一下,想想您看到的內容。記下您的觀察結果,以便您稍後參考,並檢視是否有任何變化。如果您是在白天進行的測試,請在晚上使用遠處的燈光、星星或月亮再進行一次測試。記下您看到的內容,並比較筆記,然後採取行動。多測試少操作,這就是處理它的方式。

如果應該是一個小光圈的反射總是橢圓形,那麼鏡子是散光的。這意味著表面有兩個曲率,而不僅僅是一個。這通常是因為您在磨削時沒有充分旋轉鏡子,但這也是由玻璃彎曲、過度施壓造成的。回到 400/500 目的砂紙級別,繼續磨削直到表面變粗糙。磨削時不要施加過大的壓力;只需使用一點壓力即可。當我第一次開始磨製餡餅盤時,我經常遇到這個問題。然後我開始在餡餅盤裡放一點水,然後就在它自身重量的作用下前後推它,再也沒有散光了。用鏡子在上面進行這種重新研磨,然後重新回到拋光狀態。

如果反射看起來很好,但毛茸茸或模糊,這可能是校正不良,但也可能是邊緣翻轉。如果其他一切都看起來不錯,那麼我們需要轉向更精細的測試。如果一切都看起來不錯,沒有模糊,細節很好,那麼我們只需要看看表面看起來怎麼樣。

測試和羅氏測試儀

[編輯 | 編輯原始碼]

有幾種方法可以對鏡子表面進行詳細測試,每種方法都涉及自己的技術。其中,有兩種方法可以用很少的裝置來完成,並且結果非常好。一個是星點測試;另一個是羅氏測試。兩者都有自己的優點和缺點。羅氏測試將顯示整體表面狀況。星點測試證明了正確的形狀。我兩者都做,但您可以選擇其中一個,或者甚至選擇您在網際網路上找到的任何其他測試。這取決於您擁有的工具和材料以及您的環境。在這裡,在太平洋西北部,冬天很少有星星。

無論是哪種測試都需要建造一些裝置。 要進行星點測試,您需要建造望遠鏡的其餘部分:鏡筒、支架、副鏡。 無論如何,您都必須建造這些部件,因此這給您提供了更多動力。 建造望遠鏡,然後測試鏡面。

朗奇測試需要朗奇測試儀,但這些儀器非常容易製造。 事實上,您可以將一個簡單的朗奇測試儀制造到目鏡中,並透過望遠鏡的調焦器進行測試。 這被稱為零測試。 Mark VandeWettering 慷慨地允許我們在本書中釋出他關於朗奇測試的網頁。 這是一個關於該測試的良好入門指南,我推薦它。 無論哪種方式,您目前都已完成鏡面工作。 將其放在安全清潔的地方,然後開始建造測試儀。

製作副鏡

[編輯 | 編輯原始碼]
華夏公益教科書