el telescopio 2 b

8/6/2019 el telescopio 2 b

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Captulo 2: Realizacin del espejo principal (parte B)Del libro: El telescopio del aficionado de Jean Texereau

Pgina mantenida por: Jorge [email protected] mi pgina: www.geocities.com/jorgealm22

Actualizada el 03-sep-2003

Fabricacin de la torta con cuadrados de brea individuales.

1. Fusin de la brea. (Los nmeros se refieren a los de la figura 23). La brea se parte

en pedazos no muy grandes y se calienta lentamente a fuego moderado. Si la durezaes originalmente muy grande, se aguardar la fusin completa para agregarle unoscentmetros cbicos de trementina hasta obtener que una fuerte presin de la ua del

pulgar deje slo una marca ; si por el contrario, la ua del pulgar penetra sindificultad, hay que prolongar el calentamiento el tiempo suficiente (varias horas sies necesario) para eliminar lentamente una parte de los solventes naturales. Cadacuarto de hora se retira con un cucharn una muestra que debe enfriarse durante 5minutos como mnimo, en agua a la temperatura de la sala de pulido (20 C), antesde que pueda hacerse el ensayo de dureza.

2. Preparacin del molde. Durante el caldeo de la brea se prepara un molde para lasbandas de brea, de 20 mm de ancho y 7 a 8 mm de espesor. Basta con cubrir una

tabla cualquiera con una hoja de papel de embalaje grueso, de superficie lisa, yclavar sobre ella varillas cuadradas de 8 X 8 mm forradas tambin. Tambin sirve el

papel que se le quita al contact. Clavar las puntillas a medias para su fcilextraccin. Puede resultar ventajoso fabricar un molde bastante grande para podercolocar en una vez la brea suficiente para dos herramientas.

3. Colada de las bandas. Se recomienda quitar las impurezas ms grandes que la breapueda contener, filtrndola por medio de un colador de tela de mallas no muycerradas, soportado por un armazn de alambre, pero es necesario asegurarse que la

brea est suficientemente caliente como para colar casi como el agua. Si la breaproviene de recuperacin de herramientas anteriores que contengan rojo hay queesperar la eliminacin de las pequeas burbujas que pueda contener. El molde secoloca exactamente horizontal y en sentido longitudinal y se llena hasta el tope peroevitando desbordar sobre las varillas. si se dispone de un pico de Bunsen es fcileliminar las pequeas burbujas superficiales pasando la llama sobre las bandas antesde que se enfren.

4. Trazado de la herramienta. Se aprovecha el enfriamiento de la brea para trazar elemplazamiento de los cuadrados sobre la cara convexa de la herramienta de vidrioque nos ha servido para alisar. Cuando esta herramienta es gruesa y pesada serecomienda moldear sobre el espejo, provisto de una faja de papel fuerte, una tortade yeso de 4 cm de espesor para 20 cm de dimetro. Despus de un secado de tressemanas como mnimo, esta herramienta puede ser protegida de la humedad por dos

capas de gomalaca disuelta en alcohol. El sistema de cuadrados debe serdescentrado con referencia al contorno de la herramienta para evitar una posiblecausa de error sistemtico.

5. Desmoldeo de las bandas. Despus de un enfriamiento completo, de tres o cuatrohoras cuando menos, se pueden desmoldar las bandas de brea, lo cual resulta msfcil si la brea est muy fra. Con precauciones para evitar romperlas, hay que quitar

primero todos los clavos y arrancar con cierta brusquedad el papel dorsal ; luego sedespegan las varillas con un pequeo movimiento de rotacin, un poco seco, pormedio de una tenaza o pinza que tome la extremidad. Si se han forrado las varillas,es mas fcil, pues se corta el forro con una cuchilla, y luego se desprende con menos

peligro de romper las bandas.


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6. Recorte de los cuadrados. Es muy fcil con un cuchillo bastante caliente para queno se pegue en la mitad del corte, pero no tanto para evitar la fusin en

profundidad ; pueden cortarse 4 5 cuadrados sin recalentar ni limpiar el cuchillo.

7. Pegado de los cuadrados. La brea no se adhiere bien sino sobre un cuerpo muyseco y algo caliente ; se puede entibiar la herramienta en agua caliente y secarlaluego. No obstante es preferible el siguiente procedimiento empleado en el taller dela Comission des Instruments : se extiende rpidamente sobre la herramienta frauna delgada capa de cera de abejas bien caliente por medio de un pincel chatoobtenido enrollando 3 4 vueltas de tela en una paleta de madera. La cera seadhiere perfectamente al vidrio fro y los cuadrados de brea tambin se adhierenfuertemente sobre la cera fra ; por otra parte, la capa de cera servir deamortiguador para los posibles choques contra el vidrio provocados por la aristacortante que servir para recortar los cuadrados. Para pegar los cuadrados bastaexponerlos durante 3 4 segundos sobre una llama de una vela, o mejor todava,

sobre la llama luminosa de un pico Bunsen, hasta que una gota de brea est prximaa caer. Se aplica en seguida el cuadrado exactamente en su lugar sobre laherramienta, presionndolo suavemente durante algunos instantes.

8. Prensados. El espesor de los cuadrados colocados puede variar en ms de 1 mm.Una rpida nivelacin con una herramienta filosa puede resultar conveniente, lomismo que el raspado de los bordes de brea provenientes del centro del cuadradocuando se ha empleado un cuchillo muy caliente para cortarlos. Cortar loscuadrados incompletos de los bordes de la herramienta. El primer prensado seefecta en caliente y es ms eficaz calentar el espejo en agua tibia que no pase delos 35 C sin olvidar jams secarlo cuidadosamente antes de recubrirlo con un papelcalcante o de seda sin pliegues ; luego se coloca la herramienta, templada por una

permanencia prolongada a alguna distancia de una fuente de calor uniforme. Conuna carga de algunos kilos, el prensado puede durar un cuarto de horaaproximadamente. Dos o tres prensados bastan por lo general, pero teniendocuidado desde el principio que los cuadrados no se achaten al extremo de tocarse, loque tornara la herramienta inutilizable. Este accidente puede ocurrir si la brea esms blanda de lo previsto, si la temperatura ambiente es muy elevada (30 C) otambin si se han calentado sin control el espejo y la herramienta. De vez encuando, solo uno o dos cuadrados se aproximan peligrosamente ; antes de continuarel prensado, se los recortar de un golpe vertical con un formn bien afilado.Volveremos sobre esta operacin que abarcar todos los cuadrados cuando la

herramienta haya trabajado durante un cierto tiempo.

Cuando todos los cuadrados apoyan aproximadamente en toda su superficie (el papelcalcante deja una marca mate), se procede a un prensado en fro directamente sobre elespejo slamente embadurnado con una capa uniforme de rojo de pulir y agua, bastanteespesa para cubrirlo. Este prensado al rojo debe ser prolongado durante una media horacomo mnimo, antes de comenzar el trabajo de pulido.

Disposiciones generales para el pulido.

Indiquemos por orden de importancia, las cualidades fundamentales del local ideal parael pulido.


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Temperatura cercana a 20 C. Es muy difcil amoldar la brea, para obtener un trabajoverdaderamente satisfactorio, a menos de 15 C o ms de 30 C.

Constancia de la temperatura. En el hemisferio Norte, debe preferirse la exposicinal norte, los muros gruesos y evitarse las corrientes de aire y la vecindad inmediata deuna fuente de calor.

Conveniente estado higromtrico. Una humedad pronunciada perjudica las mojadasnormales.

Aseo. Evitar los locales polvorientos o difciles de limpiar.

Aprovechar la mejor iluminacin natural posible.

Desde luego en la prctica no se reunirn jams simultneamente estas condiciones. Nodemos un rigor absoluto a estas cualidades, aunque son deseables. Por ejemplo, en unstano la temperatura ser ms constante, pero tal vez nos perjudicar el fro, lahumedad y el polvo. Aun a riesgo de provocar complicaciones domsticas, siempreaconsejaremos tomar la cocina como laboratorio (despus de la rigurosa expulsin de sulegtima locataria) ; se hallarn en general las comodidades mximas, tales como agua,gas, piso de fcil limpieza, etctera. Sealamos a los ms temerosos que al comienzo delos trabajos prcticos de la Comission des Instruments, se tallaron buenos espejos encondiciones muy desfavorables desde todo punto de vista, en el observatorio de laSocit, directamente bajo un techo de zinc.

Antes de comenzar el pulido, llamaremos tambin la atencin sobre los siguientespuntos :

1. La calidad del rojo de pulir es una cosa importante.2. Prensar la herramienta durante el tiempo suficiente (por lo menos media hora a 20

C).3. Verificar el aseo de la mesa de pulir y de la mesa accesoria (hules lavados). Es una

buena precaucin limitar al mximo los objetos a utilizar (espejo, herramienta,frasco de rojo y su pincel). Para limpiar y recalentar el espejo es necesario unrecipiente bastante grande que permita su inmersin completa y una esponja fina

reservada para el rojo. El secado y la limpieza del espejo se hace con trapos blancosbien desgastados por lavados repetidos, resultando ideal un tejido de algodndelgado como un liencillo. La herramienta puede ser lavada despus de cada sesinde trabajo por medio de la esponja del rojo, suficientemente hmeda. luego se ladeja secar por s misma sin enjuagarla con nada.

4. Si la temperatura del local es un poco baja, por ejemplo entre 14 y 16 C esabsolutamente necesario entibiar ligeramente, los discos pero en profundidad ; parael espejo un buen medio es una inmersin durante 5 a 10 minutos en agua a 30 Cseguida de un secado. Es preferible no mojar totalmente la herramienta que seraluego difcil de secar convenientemente. Bastar entibiar la brea dejndola largotiempo ante una suave fuente de calor (lmpara infrarroja). A continuacin se har

un prensado suplementario de 10 15 minutos slamente, lo que permitirrecomenzar el trabajo antes del enfriamiento completo de los discos ; el calor


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desprendido luego por el trabajo bastar para mantener un rgimen trmicosuficiente (ver figura 24).

Semejantes consejos para la ejecucin deuna superficie de alta precisin no dejarnde chocar contra el buen sentido. Nosexcusamos por insistir una vez ms sobreestos factores puramente sicolgicos ; noes culpa nuestra si ellos juegan un papel

preponderante y tenemos el deber detomar en consideracin todos los aspectosde la realidad si deseamos verdaderamentecapacitar al lector para dominar lacuestin. Conocemos de modo muy

preciso, por experiencia directa y por referencias de muchos colegas, el proceso queengendra el equivocarse 99 veces sobre 100. Los espritus temerosos y razonadoresestn infinitamente ms expuestos a las falsas maniobras que los prcticos, que slodesean aceptar la leccin de los hechos. Por ejemplo, la reaccin instintiva de aquel queteme rayar es la de adoptar un sistema que favorece el rayado ; el resultado de untrabajo en el que se trate de evitar todas las causas de calentamiento razonado sobre lascausas que no son las que determinan la forma del vidrio es, seguramente un espejocatastrfico. Una vez ms : hacer un buen espejo cuando se sabe cmo hacerlo, es fcil,

pero explicar lo que sucede no puede tener posibilidades de veracidad si no es razonadoa posteriori.

Dicho lo cual, vamos a intentar dar una idea objetiva de las mejores tcnicas fruto deuna experiencia que ha madurado durante muchas generaciones de pticos astrnomos.Esperamos que el lector tenga a bien no oponer especulaciones personales msseductoras hasta que su espejo no est completamente terminado.

Conduccin del pulido

Con un espejo de menos de 30 cm de dimetro puede trabajarse indiferentemente en laposicin espejo arriba o abajo. Los resultados dependen en mucho de factores difcilesde prever anticipadamente (posicin, tamao de las manos respecto del vidrio, presionesinvoluntarias). Aconsejamos ms bien la posicin espejo abajo ; contrariamente a las

creencias generalmente admitidas, la experiencia muestra que el promedio deoperadores evita mejor de esta formalas anomalas del borde. En la posicinespejo abajo, ste debe reposarexclusivamente sobre una mesa bien

plana, con la interposicin de dosredondeles de franela separados por un

papel grueso ; los tacos lateralesdejarn un juego suficiente para que se

pueda girar el espejo fcilmente cadacuarto de hora de trabajo ms o menos,

con respecto a este almohadnelstico, en una cantidad


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sistemticamente constante, un poco superior o inferior a un cuarto de vuelta. Esteprocedimiento, debido a A. Couder permite evitar radicalmente el astigmatismo, auncon un espejo muy flexible.

Las carreras a adoptarse son las normales, de amplitud 1/3 D descritas anteriormente. Esms fcil hacer carreras rectilneas que rizos, pero siempre se tratar de evitar en lo

posible toda tendencia regular variando la amplitud de los desplazamientos (alrededordel valor 1/3) y la cantidad de zig zag entre las rotaciones, de modo de no respetar sinoen promedio las cifras indicadas. Un operador aislado no puede imitar perfectamente alazar (E. Borel). Nosotros obtuvimos resultados mucho ms perfectos haciendo trabajarcon las mismas carreras a 4 5 personas distintas sobre el mismo espejo. A pesar detodo, el trabajo se vuelve rpidamente maquinal y suficientemente incoherente si uno nocontrae desde el comienzo un hbito vicioso. Especialmente ponemos en guardia contrala tendencia frecuente de hacer girar la herramienta en el mismo lugar al final de cada

carrera, o peor todava, marcar un comps de espera en la extremidad de la misma antesde volver. Es necesario evitar toda brusquedad ; Conviene redondear ligeramente elmovimiento rectilneo antes de volver en el otro sentido, y la frecuencia de las carrerastampoco debe ser muy grande : cerca de 60 dobles carreras por minuto y todava menoshacia el final del trabajo para limitar las causas que producen las ondas primarias.

El pulimento es ms eficaz cuando se pone poco rojo y poca agua por vez ; el pequeofrasco de rojo, lleno hasta un tercio de rojo y recubierto por una capa de agua de 1 2cm permite mojar el pincel hasta el lugar deseado para mantener un buen rgimen. Larenovacin del rojo no debe tomar ms que un instante ; ni siquiera se separan losdiscos ; basta pintar una banda roja sobre los cuadrados (en posicin excntrica) o sobreel espejo. La duracin de un mojada no excede normalmente cinco minutos ; si dura 10 15 minutos significa que se puso mucha agua y rojo por vez y tambin que el taller esmuy fro o muy hmedo. Hacia el final de la mojada aumenta considerablemente la

eficacia del trabajo ; el agua escasea, elrojo se incrusta en la brea, laherramienta afeita parcialmente elvidrio. Insistiendo, la resistencia a losdesplazamientos llega a ser enorme ; se

producen ruidos agudos (en ciertostalleres industriales no pueden orse

unos a otros) y contrariamente a nuestrareaccin instintiva no es en esascircunstancias cuando se producen las rayas, sino es precisamente de este modo comose rellenan las pequeas vetas y se obtiene el mejor pulido. Pero el trabajo de la pticaastronmica requiere tcnicas ms suaves ; es til, durante una buena parte del

pulimento, mantener un rgimen de pequeas mojadas un tanto duras en la medida enque se teman prdidas de adherencia (local muy fro), pero es necesario terminar eltrabajo poniendo un poco ms de rojo y agua a la vez y sin secar completamente cadacarga. Al comienzo del trabajo y no obstante los prensados, la herramienta est todavamal adaptada al espejo ; se producen aferramientos y deslizamientos irregulares quedeben disminuir poco a poco. Despus de la primera hora de trabajo debe encontrarse

una resistencia notable y regular para mover la herramienta y si no ocurre as puedeprocederse a un prensado suplementario con los discos algo entibiados. Al cabo de este


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tiempo, los cuadrados deben estar uniformemente recubiertos por el rojo y presentar unasuperficie mate ; si permanecen negruzcos y se rayan, es un mal sntoma que demuestrafalta de rojo o poca agua o que el local es muy fro o por ltimo, que la brea es muy

dura. Si no se cuenta con una buena brea que tome bien el rojo es preferible recubrir loscuadrados con una delgada capa de cera de abejas (G. W : Ritchey) extendidafcilmente con un pincel chato de tela (ver figura 25).

La operacin debe continuarse con un breve prensado sobre el espejo ligeramente tibio,bien seco y recubierto con papel de seda. No debe calentarse en profundidad una tortaencerada a riesgo de ver la cera deslizarse como una piel sobre la brea; del mismomodo, durante el trabajo no es menester intentar secar completamente ; se mantiene unrgimen de rojo y agua ms abundante. Una torta encerada pule ms rpidamente queuna de brea desnuda, y tambin es ms difcil que raye, pero las superficies obtenidastienen generalmente una forma de conjunto menos regular y las ondulaciones son ms

importantes. El espejo se aclara desde los primeros minutos del pulido ; en la posicinespejo abajo es normal que el borde se adelante; por el contrario, con el espejo arriba,el centro se pule ms rpidamente. Se tiene entonces un medio fcil para conducir eltrabajo de manera regular sobre toda lasuperficie invirtiendo la posicin porejemplo, cada dos horas.

El trabajo es mucho ms eficaz y sobretodo mejor la forma, si se trabaja durante

bastante tiempo como para que unrgimen de corrientes trmicas regularesse establezca en toda la masa del espejoy la herramienta. Con un espejo de 20 cm y de 35 mm de espesor es necesario trabajardurante una hora al menos sin detenerse ms que algunos instantes a cada renovacin derojo. Mejor todava si se puede pulir durante 2 3 horas seguidas, aunque la resistenciade la brea es limitada ; los cuadrados se hunden cada vez ms, sus lados se vuelvenconvexos y amenazan tocarse, lo que es necesario evitar a cualquier precio si no sequiere inutilizar la herramienta o recurrir al mtodo mediocre de abrir canales en la

brea.

Se recortarn entonces a tiempo los cuadrados por medio de una arista cortante muy

aguda y perfectamente afilada (formn de madera de no menos de 20 mm de ancho,hierro de cepillo de carpintero o de garlopa o conejo) que se dirigir a plomo (vertical)por pequeos golpes sobre la brea que excede la lnea de una regla bastante gruesacolocada bien de frente al trazado primitivo a lpiz sobre la herramienta (figura 26).

Se cortan as limpiamente y sin graves escamaduras, los cuatro lados de los cuadrados ;los pequeos fragmentos y el polvo de brea son cuidadosamente cepillados sobre un

papel blanco para la eventual recuperacin y especialmente para evitar que se peguenpor todas partes en especial en las manos y en los brazos que pueden limpiarse contrementina. Despus del recorte es necesario un nuevo prensado de los discos atemperatura ambiente. Puede utilizarse como caso extremo, brea un poco blanda que

necesite el recorte de los cuadrados cada hora, pero si un trabajo prolongado durante 3


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horas no produce ninguna deformacin notable, la brea es muy dura y debe serencerada, o mejor, rehacer la herramienta con la brea ablandada.

Despus de un trabajo de 3 4 horas el vidrio est pulido a medias y los cuadrados de laherramienta han sido recortados 2 3 veces, son menos gruesos, pero incrustadosuniformemente de rojo y sin graves defectos. Despus de un tiempo suficiente se

experimenta, al desplazar la herramienta, unaimpresin de adherencia grasa muy uniforme, capazde dar preciosas indicaciones sobre la regularidad deltrabajo. Puede decirse que todo el ser del operador

participa en el conocimiento sensorial de lo queocurre.

Si se caracterizan los progresos del pulido en funcin

del tiempo por una estadstica llevada sobre elnmero de picaduras por unidad de superficie seobtiene una curva (figura 27) de carcter exponencialen la regin que nos interesa, lo que permite preverfcilmente que la ltimas picaduras de esmerilcostarn caras. Un espejo muy pequeo trabajadoracionalmente no requiere sino 4 horas de pulimento

para dar completa satisfaccin con los medioscorrientes de control, pero ni un tiempo doble bastargeneralmente para un espejo de 20 cm.

Acomodando cuidadosamente la vista, se comprobaral cabo de este tiempo, sobre la superficie del espejo

y cerca de la imagen reflejada sobre un fondo negro del filamento de una lmparaelctrica, la presencia de un velo gris constituido por una multitud de pequeas

picaduras de esmeril (aquellos que no son muy miopes utilizarn una buena lupa).Segn que el grisado sea ms notable en el centro que en el borde, se sabr si esnecesario continuar el trabajo con el espejo encima o debajo. Es normal, para unasuperficie astronmica de 20 cm, ocupar unas 15 horas para obtener sobre la base de esecontrol un pulido aparentemente total; esto representa cuando menos 3 das enteros detrabajo1 debido a las prdidas de tiempo en los prensados, etctera. Si no se dispone de

das enteros o de medios das, hay que evitar disponerse a pulir por lo menos de unahora continuada.

Cuando el alisado del espejo no ha sido totalmente logrado por una u otra razn, untrabajo de 30 horas y an ms no basta para eliminar totalmente el grisado algo

particular que subsiste todava formado por picaduras bastante grandes, pero muydiseminadas, que pueden considerarse como no pulimentables. El principiante a quien

1 Despus de ciertas hazaas de operadores capaces de tallar un espejode 160 mm en 6 horas, muchos aficionados hacen una cuestin de honor en

pulir como locos ; indicamos a los ms furiosos que las mquinas americanasmodernas (usando la barnesita) pulen un bloque de 180 mm de dimetro entre1 y 3 minutos ; pero la ptica astronmica es otra cosa.


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seguramente le ocurrir esta desventura no debe desolarse por ello ; un poco de gris,de vetas y an de verdaderas rayas si no son muy gruesas o muy numerosas,

prcticamente no perjudican la figura de difraccin ; es necesario considerar

ciertamente, la cantidad de luz que estas fallas difractan, despreciable frente a la energatotal, salvo en los casos muy particulares (observaciones de la corona solar, deocultacin de estrellas muy dbiles por un astro brillante, del compaero de Sirio,etctera). Recordamos a los irreflexivos que las cuatro lminas que soportan el espejosecundario juegan exactamente el mismo papel que 4 enormes rayas sobre el espejo ; noobstante, todos las aceptan sin inconvenientes ; por otra parte, aquellos que hablan delgris con severidad, haran mejor en comenzar por quitar cuidadosamente el polvo desus objetivos.

Fin del pulido

Debemos distinguir dos casos : Primero el del aficionado modesto que desea simplificar

su trabajo lo ms posible y se contenta con un espejo de 150 mm, de focosuficientemente largo para que la parabolizacin sea innecesaria. Si los principios antesenunciados han sido bien comprendidos y efectivamente aplicados, el aficionado podren rigor evitar cualquier control y tener algunas probabilidades de obtener al primerintento un espejo esfrico utilizable.

El caso del aficionado que anhela obtener un espejo irreprochable es mucho msinteresante. No se puede contar con obtener automticamente con cierta certeza un

paraboloide de 20 cm a f/D = 6 ; los controles pticos y los retoques son indispensables.No es aconsejable para un novicio examinar su espejo en el aparato de Foucault, antesde terminar completamente el pulido. Efectivamente, si comprueba que la formaobtenida es buena, no se atrever a continuar el trabajo y se contentar con un espejomuy gris o bien si observa un defecto, intentar un retoque prematuro y generalmentedesgraciado, seguido de otros ms desastrosos. A partir de este momento, el operadorest perdido ; su espejo no estar jams ni bien pulido ni con forma realmentesatisfactoria, mientras que un trabajo regular, bastante prolongado como para hacer unaherramienta impecable, habra nivelado todo automticamente con una forma fcil de

parabolizar con gran seguridad. Personalmente guardamos un vivo recuerdo de nuestroprimer espejo, un 250 mm a f/D = 7 pues no logramos el cuarto de onda sobre 220 mmsino al precio de 80 retoques a lo largo de 20 das de trabajo. En la correspondencia dela secretara de la Comission se encuentran muchos ejemplos de colegas que hablan de

200 horas para dar forma auno de 16 cm. Deseamosevitar a nuestros colegassemejante prueba de

perseverancia ; por cierto, sise aprovechan correctamentelos principios dados aqu, unespejo pulido estar casiterminado. Nunca seapreciar lo bastante laimportancia de obtener una

forma muy regular, de primer intento.


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Generalidades sobre los medios de control

Un defecto material sobre el vidrio y las anomalas correspondientes sobre la onda ysobre la imagen son aspectos distintos de la misma realidad fsica y la medida de una de

ellas permite calcular las restantes ; pero estas dimensiones distan mucho de ser delmismo orden. Mientras que los defectos materiales del vidrio o de la onda se expresancorrientemente en centsimos de micrn o en mili micrones, los apartamientos queresultan sobre la imagen se miden en micrones enteros en el sentido transversal y enmilmetros en el sentido longitudinal (figura 28).

Es natural que se tendrn muchas ms facilidades para determinar el defecto con unabuena precisin relativa, si se intenta la medida de su aspecto ms accesible. Estaobservacin nos permitir elegir fcilmente el mtodo ms seguro, particularmente parael aficionado desprovisto de piezas de referencia.

Revista rpida de los principales mtodos de controlLos mtodos basados en medidas directas sobre el vidrio sern descartados en seguida ;evidentemente, no es posible pensar en un comparador de contacto mecnico u ptico

por perfecto que sea. Los calibres interferenciales, muy empleados en la industria ysobre los cuales volveremos a propsito del pequeo espejo plano, no se empleanformalmente para el control de un vidrio astronmico de 20 o ms cm de dimetro. Estemtodo constituye, por otra parte, un crculo vicioso.

Los mtodos pticos dirigidos a la medida de los defectos sobre la onda son ya msserios. Un interfermetro de Michelson Twyman de suficiente tamao puede resultar

til, pero evidentemente no es cuestin de intentar aqu su empleo, puesto que costaramuchos miles de veces ms caro que nuestro espejo. El mtodo de Michelson, por elcontrario, no exige ninguna costosa pieza de referencia. Se verifica directamente laesfericidad de la onda por medio de un diafragma con dos aberturas, una de las cuales,fija, est en principio en el centro, mientras la otra explora la superficie del espejo.Estas dos aberturas relativamente pequeas dan una gran mancha de difraccin estriada

por franjas de interferencia (agujerosde Young). Si el camino ptico nocambia cuando el orificio mvilexplora el espejo, la franja central deeste sistema permanece fija ; en caso

contrario sus desplazamientos daninmediatamente las diferencias defase. Pero considerando los defectosque nos interesan, las cantidades amedir resultan muy pequeas, delorden de un micrn a lo sumo y porello no se puede esperar unaaproximacin suficiente en lasmedidas, por la poca estabilidad delos soportes y la insuficiente

precisin de las medicionesrealizadas con el microscopio.


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Len y Franois Lenouvel han indicado un mtodo que posee las ventajas de lasmedidas interferenciales directas sin sus principales inconvenientes. Las interferenciasse producen por medio de un duplicador de Michelson o de un birrefringente de

Wollaston unido a nicoles ; el duplicador ubicado en la vecindad inmediata de laimagen es de pequeas dimensiones, pero an contina siendo una pieza costosa y pococorriente para un aficionado.

Los mtodos de control sobre las imgenes son, pues, los ms importantes en laprctica. La observacin directa de las figuras de difraccin focales y extrafocales seconocen si duda, desde que comenzaron a usarse los instrumentos. Ha sido desarrolladay descrita en un folleto editado por la Casa Cooke y es muy til al observador, peroresulta de inters limitado para el ptico, puesto que no establece claramente el lugar yla magnitud de los defectos.

El mtodo Hartmann permite determinar las posiciones longitudinales de interseccinde los pinceles luminosos aislados por un diafragma colocado delante del espejo ydispuestos simtricamente con respecto al eje, por medio de dos fotografas extrafocalesque pueden medirse luego con gran precisin. El mtodo da indicaciones muy seguras eindiscutibles, pero es un recurso solo aplicable al control final de grandes piezas. Losaficionados adelantados que intenten el control de un espejo de 50 cm sacarn provechoestudiando el magnfico ejemplo de aplicacin de este mtodo, utilizado en el controldel espejo de 81 cm del observatorio de Haute Provence y publicado en Lunettes etTlescopes. A Len Foucault se le deben los mtodos de control ms tiles para elptico, de los que derivan casi todos los otros mtodos sobre las imgenes. El mtodode la hoja de cuchillo o de las sombras es el ms maravilloso de todos por susensibilidad y su simplicidad. Ms adelante nos ocuparemos en detalle. Por el momentodigamos slamente que un simple diafragma opaco de bordes netos, interceptando elhaz en la vecindad inmediata de la imagen evidencia, para un ojo colocado detrs, losapartamientos transversales de los rayos aberrantes por medio de sombras sobre elespejo, y sugiere al observador una sorprendente visin en relieve de los defectos, talcomo podra verlos con una iluminacin rasante si la altura de estos defectos fuera unmilln de veces mayor (figura 29A). La densidad de la sombra est en relacin con la

pendiente que forma la superficie de la onda real con la esfrica ideal que tendra sucentro en el plano de corte del cuchillo. Si se desea medir la altura de los defectos, esnecesario anotar todas las pendientes por pequeas fracciones, es decir, proceder a una

integracin ; pero esta operacin, con un espejo chico, slo es til una vez terminadototalmente, con el objeto de asegurarse que los defectos residuales son muy inferiores allmite perjudicial. En realidad, durante el trabajo y con un poco de prctica, basta unasimple ojeada a las sombras para que el ptico obtenga con precisin las indicacionesnecesarias para realizar un buen retoque ; mientras que la simple enumeracin de lacantidad de mili micrones a rebajar en tal lugar tendra un valor prctico casi nulo. Enefecto, este ltimo mtodo no permitira elegir ni la herramienta conveniente nideterminar la duracin del trabajo, ni las carreras a emplear. Es importante insistir sobreeste punto, puesto que la mayor parte de los juicios que se pueden leer sobre losmtodos de control estn dados por tericos que jams han tallado un slo espejo consus propias manos.


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El mtodo de la red extrafocal, debido tambin a Len Foucault ha sido retomado ydesarrollado ms tarde por V. Ronchi y L. Lenouvel. Se trata de interponer en el haz ycerca de la imagen, una red de trazos opacos iguales a los intervalos. Si el haz es

homocntrico, las sombras creadas por este mltiple cuchillo son rectilneas ; en casocontrario, las regiones aberrantes son visibles por las correspondientes anomalas(figura 29B). Desgraciadamente, a partir de un pequeo nmero de trazos por milmetroen la red, se producen intrincados fenmenos de interferencia parsita cuyainterpretacin clara y segura no resulta fcil. No hay que extraarse, pues que noobstante los volmenes publicados sobre esta teora, el mtodo no haya entusiasmado alos prcticos ; sin embargo, rinde importantes servicios para el control rpido delanastigmatismo de objetivos fotogrficos y de otras pequeas piezas corrientes que

pueden controlarse con redes muy poco cerradas y extensas fuentes de luz.

F. Zernike imagin una derivacin asombrosa y magnfica del mtodo de Foucault,

rehaciendo la teora del mtodo de las sombras y teniendo en cuenta la naturalezaondulatoria de los rayos luminosos. Esta vez, en lugar de un cuchillo opaco, sesuperpone a la imagen de difraccin una lmina de fase bastante pequea y del espesordeseado para producir un desfasado de 90 nicamente en la imagen central. Si el espejo

posee defectos capaces de enviar luz fuera de esta imagen y formar espectros laterales,se producir entonces una interferencia parcial entre estos espectros y la imagen centraldesfasada, que indica las variaciones de fase de la onda por medio de variaciones deintensidad y de matices muy vivos (figura 29C). Esta figura no puede dar sino una ideamuy incompleta del mtodo ; nosotros hemos obtenido fotografas directas en coloresque lamentamos no poder reproducir aqu. El mtodo es susceptible de aplicacionesextremadamente importantes en microscopa. Para el control de la ptica astronmica suinters es ms limitado. Su interpretacin correcta y segura exigira un conocimientomuy profundo de la forma en que se produce la diferencia de marcha de /2 de los rayosque pasan por un foco.

Mencionemos por ltimo, si bien ello interesa solo indirectamente al aficionadoconstructor de espejos, la aplicacin del contraste de fase ideado por B. Lyot para elestudio de pequeos defectos muy poco pronunciados (algunos Angstroms y muy pocoextendidos : algunos dcimos de milmetro). Evidentemente estos defectos no soncapaces de provocar una aberracin geomtrica, pero al menos perjudican en ciertoscasos. En efecto, no obstante su dbil pendiente (1x10-6) perfectamente comparable con

el de un gran defecto ptico ordinario, sus dimensiones laterales son suficientementepequeas como para que puedan difractar por todo el campo una cantidad nodespreciable de luz fuera de la mancha de difraccin y crear una luz parsita ms graveque la producida por defectos de abrasin, visibles directamente sin artificios (rayas del

pulido).

El mtodo impone el desfasado y la absorcin simultnea de la imagen central, pero estavez la fuente es mucho ms ancha. No se trata de estudiar los defectos de perodo largo ;el mtodo es selectivo y no muestra ms que los defectos que pueden enviar la luzsuficientemente lejos como para caer fuera de la lmina de fase (figura 29D).

Todos los mtodos que imponen la introduccin en el haz y cerca de la imagen, de unobstculo, completamente opaco o no, son realizables con montajes muy parecidos. De


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este modo, la red fotogrfica de 5 trazos por milmetro que permiti tomar la fotografa29B hubiera permitido tambin la aplicacin de los cuatro mtodos, aunque encondiciones no del todo ptimas : Foucault, normal con un slo trazo en el foco ;

Ronchi (fotografa 29B) ; Zernike, aprovechando el desfasado producido en un slotrazo por la variacin del espesor y quiz del ndice de la gelatina de la placa expuesta ;por ltimo, Lyot, ensanchando la fuente. El efecto se diferencia de marcha causado porlos trazos se reconoce adems sobre la fotografa 29B en las sombras parcialmenteopacas.

Explicacin geomtrica del mtodo de Foucault.

Coloquemos el espejo sobre un soporte de talmodo que su eje quede horizontal y coloquemosen la proximidad de su centro de curvatura , unaestrella artificial (S de la figura 30) es decir,

una fuente de luz cuya dimensin transversalsea muy pequea. El espejo pulido, pero todavano metalizado, refleja bastante luz como paradar una imagen I de S suficiente para realizar elcontrol. Si la fuente coincidiera exactamentecon el centro de curvatura, la imagen de retornose confundira con ella y sera inaccesible.Separmosla pues, un poco hacia el costado ; envirtud de las leyes fundamentales de lareflexin, la imagen se aleja simtricamente conreferencia al eje. Coloquemos el ojoinmediatamente detrs de la imagen I ; si el hazno es demasiado abierto, como es el caso de losespejos que nos interesan, se ve la superficie delespejo total y uniformemente luminosa. Ahorahagamos penetrar en el haz reflejado yexactamente delante del ojo una pantalla opacarectilnea, de bordes netos, llamada cuchillo.Estableceremos como convencin general que lafuente ha sido alejada hacia la izquierda y que el cuchillo se acerca por la derecha,estando frente al espejo. Supongamos ante todo que estamos examinando un espejo

perfectamente esfrico ; puesto que la fuente est en la vecindad inmediata del centro decurvatura, todos los rayos se cruzan en el mismo punto I. Cuando el cuchillo penetra pordelante de la interseccin (figura 30A) se ve una sombra que avanza sobre la superficiedel espejo en el mismo sentido que l; por el contrario, cuando el cuchillo est detrs(figura 30B) la sombra se desplaza en sentido inverso oscurecindose primero el bordeizquierdo. Pero si el cuchillo corta exactamente en la interseccin I (figura 30C), debidoa que todos los puntos de la superficie del espejo contribuyen igualmente a la formacinde la imagen, se ver oscurecerse el espejo progresiva y uniformemente, puesto que enrealidad la fuente tiene un ancho finito y la ptica geomtrica no es sino unaaproximacin. Se tiene as un medio muy sensible para colocar el cuchillo longitudinaly exactamente en el plano de la imagen ; basta comparar, en el curso de un corte el

brillo de los lados izquierdo y derecho del espejo. Si el borde derecho es un poco msoscuro, es preciso alejar ligeramente el cuchillo ; en cambio se lo aproximar si el borde


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izquierdo es el ms negro. Rpidamente se logra hallar una posicin de extincin con unmatiz uniforme : el cuchillo se halla en la interseccin de todos los rayos de luz.

Pero con frecuencia, el espejo no es completamente esfrico. Observemos ante todoque, considerando la forma en que ha sido trabajado el espejo, los defectos engendradosson siempre casi exactamente de revolucin (excepto los pequeos accidentesondulados que se deben a la estructura de la herramienta o a otras anomalas muy raras),es decir, que se presentan como zonas hundidas o levantadas concntricas al borde delvidrio. En la figura 30D hemos supuesto que el cuchillo est en el plano imagenformado por una extensa corona esfrica de un espejo defectuoso. Esta corona apareceentonces con un matiz uniforme pero con relacin a ella, existen en los bordes y en elcentro del espejo regiones cuyos radios de curvatura son un poco ms largos y los rayosreflejados por esas zonas no convergen exactamente hacia el mismo punto y por lo tantono pueden ser interceptados por el cuchillo al mismo tiempo que el resto ; aquellos que

provienen de laderas vueltas hacia el cuchillo son evidentemente detenidos primero yen consecuencia se ven las regiones en cuestin oscurecerse ms rpidamente ; por elcontrario, las laderas inclinadas en la direccin opuesta permanecen iluminadas hasta elltimo momento. El aspecto que se observa con una penetracin media del cuchillo es elde la figura 30D, cuyas sombras sugieren el relieve de los defectos con respecto a laesfera de referencia que aparece con un matiz uniforme. Falta slamente establecer unaconvencin de iluminacin para saber si se trata de una protuberancia o de unadepresin ; cuando se examina un espejo debemos asimilar el aspecto observado a unrelieve difusor de luz, iluminado por una fuente colocada en forma muy oblicua del ladoopuesto al cuchillo (es precisamente al revs en el caso de un lente). Segn nuestraconvencin, las laderas vueltas hacia la izquierda son las iluminadas ; las inclinadashacia la derecha estn en sombra. En la figura 30D debemos ver una protuberanciacentral y el borde rebajado ; en la figura 29A hay un hoyo central, una pequea zonaintermedia sobresaliente (parcialmente oculta por otro defecto ms grave) y borderebajado.

Es natural, que el aspecto de las sombras cambia totalmente segn la posicinlongitudinal del corte. Por ejemplo, con el mismo espejo que da las sombras de la figura30D, si se retira un poco el cuchillo del espejo colocndolo en el plano de la imagendada por los rayos centrales, es el centro del espejo el que se ve con un matiz uniformey la corona como las laderas interiores de un crter o de un embudo. Cuando se retoca

un espejo, importa poco que resulte una superficie con un radio de curvaturaligeramente ms largo o ms corto. Elegiremos evidentemente el aspecto del defectoque en tamao y posicin, resulte ms fcil retocar, pero el relieve ms dbil noresultar necesariamente para esta posicin del cuchillo. Tendremos ocasin de

presentar ejemplos.

Detalles de construccin de un aparato de Foucault

Si bien es cierto que un montaje rudimentario, improvisado con los elementosdisponibles, es capaz de rendir importantes servicios, es mucho ms cmodo para elcontrol cuidadoso de los paraboloides, disponer de un aparato con cuchillo provisto demovimientos lentos en sentido transversal y longitudinal.


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La figura 31 representa un modelo derivado del que construimos en 1946 para el tallerde la Comission des Instruments. Llamamos especialmente la atencin sobre los

siguientes

puntos:Grados delibertad delcuchillo

Para lograrfcilmente demodo suave ysin juego, losdosmovimientos

del cuchillo,hay querecurrir a unaconcepcincinemtica :siendo 6 elnmero de

puntos decontacto quedefinen la

posicin de uncuerporespecto a otro(Maxwell),debemos teneren nuestro caso4 puntos noregulables.Estos son(figura 31), loscontactos de

las dos chapasen V delcarrito,mantenido porefecto de su

propio pesocontra lavarilla de acero

cilndrica de la base. El peso del carrito se aplica adems, en un quinto contacto,representado por la punta del tornillo calante sobre un vidrio plano dispuesto sobre la

base, paralelamente a la varilla de acero. Accionando este tornillo se inclina ligeramente

todo el carrito y se hace penetrar suavemente el cuchillo en la imagen, sin juego y sintanteos previos, aun con un tornillo de cualquier clase de rosca. De hecho, el


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movimiento del cuchillo no es exactamente rectilneo y la interseccin de la imagen deuna rendija no se hace rigurosamente al mismo tiempo en toda su altura, pero con elradio elegido y los anchos de las fuentes usuales este defecto no es apreciable.

Un resorte tira del carrito longitudinalmente sobre el sexto y ltimo punto de contacto,que es la extremidad redondeada de un tornillo micromtrico (un simple trozo devarilla con roscado ordinario de 6/100) cuyo tambor, dividido en 100 (recuperacin deun gonimetro de artillera) o en 20 y an en 10 (banda de papel pegada alrededor),

permite medir los desplazamientos del carrito con aproximacin de casi 1/100 demilmetro.

Distancia transversal del cuchillo a la fuente.

Debe ser pequea para evitar en lo posible el astigmatismo del montaje (y disminuir laparalaje si ms tarde se destina el aparato para controles por autocolimacin. El tamao

de los bombillos comunes no permiten bajar esta distancia a menos de 30 mm sinemplear un pequeo prisma de reflexin total, pero esta solucin no es realmentenecesaria si no se trata de un espejo de radio muy corto (R < 1 m) o muy abierto (f/D

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