sábado, 7 de enero de 2017

Espejo primario: test de Ronchi

El test de Ronchi se utiliza durante la construcción del espejo primario de un telescopio tipo Newton para saber si éste presenta deformidades, es esférico o parabólico. Es una manera de controlar si el pulido que se está llevando a cabo es correcto.

Existe otra prueba llamada test de Foucault que sirve para el mismo propósito que el test de Ronchi. He estado leyendo sobre los dos test, el de Ronchi y el de Foucault. A mi parecer, me parece más sencillo y factible de realizar el test de Ronchi. Así que aquí voy a explicar mi investigación sobre el test de Ronchi y mi experiencia realizando este test al espejo que he comprado para ver si es realmente esférico o tiene algún defecto.

El test de Ronchi consiste básicamente en iluminar el espejo con una fuente de luz y observar la luz reflejada a través de una rejilla. A esta rejilla que interponemos entre la luz reflejada del espejo y nuestro ojo, se le llama rejilla de Ronchi. Pongo dos fotos bastante ilustrativas de lo que es el test.
Diagrama test de Ronchi  Diagrama test de Ronchi

La idea consiste en observar la proyección en el espejo de las lineas verticales de la rejilla que esta interpuesta entre el espejo y nuestro ojo. Según como se vean estas lineas el espejo es esférico o presenta diversos defectos. Pongo la foto de las diferentes imágenes que se pueden ver sacada del libro "construya su telescopio y algunos accesorios" de Jorge Ruíz Morales
Diferentes imágenes obtenidas con el test de Ronchi
Lo ideal es observar una imagen como en la figura 1 que representa un espejo esférico o la figura 2 que muestra un espejo parabólico. Si se observan las otras figuras es que hay que corregir la forma de realizar el pulido del espejo.

Como realizar el test de Ronchi:
Para realizar el test, la distancia entre el foco de luz y el espejo tiene que ser algo menos del doble de la distancia focal del espejo (unos 3 cm menos). En mi caso como el espejo tiene una distancia focal de 75 cm, he colocado el foco a unos 147 cm del espejo. La rejilla que interponemos entre el espejo y nuestro ojo tiene que estar en paralelo y en el mismo plano que el foco de luz. Nosotros (nuestro ojo) nos colocamos justo detrás de la rejilla. 
Pongo la foto de como me ha quedado la disposición del espejo, fuente de luz y rejilla para realizar el test.
Test de Ronchi: preparativos
La idea del test de Ronchi es la siguiente: iluminamos el espejo con la fuente de luz. Colocamos nuestro ojo justo detrás de la rejilla y nos movemos para localizar el reflejo del foco en el espejo, de tal manera que veamos el reflejo del espejo en el centro de la rejilla (para conseguirlo hay que mover un poco la posición de la rejilla o bien mover un poco el ángulo del espejo). Una vez conseguido esto, nos movemos acercándonos y alejándonos de la rejilla para poder observar la proyección en el espejo de las líneas verticales de la rejilla. Si nos acercamos a la rejilla vemos que el número de líneas reflejadas aumenta y si nos alejamos vemos que hay menos líneas reflejadas, de hecho a medida que nos alejamos vemos como se amplia el espacio entre las líneas hasta desaparecer. Tal como he comentado antes, tenemos que observar como son estas líneas reflejadas en el espejo, rectas (lo ideal), oblicuas o con deformidades.
  
Para realizar el test de Ronchi necesitamos lo siguiente:
.-Soporte para el espejo primario: He visto que algunos aficionados realizan soportes realmente impresionantes, pero yo al final he utilizado, como se puede ver en la foto, dos maderas puestas en "L" y en ellas he apoyado el espejo. Como tiene un grosor de 18 mm se aguanta solo. Evidentemente para buscar el reflejo del foco a través de la rejilla no he podido mover el espejo, he tenido que mover la posición de la rejilla. 
.-Rejilla de Ronchi: La rejilla se puede fabricar con la rejilla de una mosquitera fijada a un marco grueso o bien se puede hacer de alambre muy fino, y sirven unas 10 vueltas del alambre espaciadas a menos de un milímetro. Encontré esta foto por internet que me gustó como idea para hacer mi rejilla:
  Rejilla de Ronchi
Finalmente he utilizado el marco de una vieja diapositiva al que le he puesto la rejilla de una mosquitera. Para poder mover mejor el conjunto, he pegado, con celo, la diapositiva a un trozo de madera. Pongo las fotos de como ha quedado.
Rejilla de Ronchi hecha con marco de una diapositiva y mosquitera   Rejilla de Ronchi pegada a madera para poder moverla
.-Foco o fuente de luz: necesitamos una fuente de luz para iluminar el espejo. Finalmente yo me he decidido por una linterna grande. No sabia muy bien si tenia que tapar o no la linterna y mirando por Internet no me ha quedado claro. Algunos aficionados aconsejan tapar el foco de luz con un cartón al que le hemos hecho un pequeño agujero en el centro. Lo he probado como se ve en la foto, pero a mí no me ha funcionado. No era capaz de encontrar el reflejo del foco en el espejo,porque éste era muy débil.
Disposición foco y rejilla para el test de Ronchi. 
Así que lo he probado sin tapar la linterna. El resultado es aún peor, dado que al buscar el reflejo del foco en el espejo a través de la rejilla, lo que sucede es que la luz te ciega completamente y no se ve nada. Pongo la foto del problema.

En esta primera foto estoy iluminando el espejo con la linterna que está al lado de la rejilla.
Test de Ronchi: iluminado el espejo con el foco
En la siguiente foto estoy a punto de centrar el reflejo de luz del espejo en la rejilla. Ya se puede observar que no se ve nada.
Este es el resultado final al centrar el reflejo de luz del espejo en la rejilla. No se ve nada de nada. 
  
Un poco desesperada, decidí tapar el foco con un folio de color blanco y fui capaz de ver alguna línea de la rejilla proyectada en el espejo. Incluso aparecían más o menos líneas según si me acercaba o alejaba de la rejilla. Todo un logro. 

Finalmente se me ocurrió tapar la linterna con un folio de color rojo. Esa fue la solución. La luz reflejada no me cegaba y pude ver la lineas con bastante definición. Pongo la foto que he podido hacer.
 

La verdad es que en teoría el test parece fácil, pero ponerlo en práctica no es tan sencillo. Sinceramente cuesta identificar el reflejo de las líneas en el espejo. Yo, para comprobar si el espejo que he comprado es esférico he realizado la prueba 4 veces, hasta quedar convencida de su resultado.

Las líneas que al final he podido ver se veían francamente rectas, por lo que en un principio el espejo que he comprado es esférico y no parece tener defectos. Ya veremos el día que por fin acabe la construcción del telescopio que es lo que puedo ver con este espejo !!!!!

jueves, 22 de diciembre de 2016

Espejo primario: distancia focal y flecha

Finalmente, esta semana, 15 días después de su compra, me ha llegado el espejo primario y secundario. Pongo las fotos del paquete tal como iba embalado.

paquetepaquete abiertoespejos con su envoltorio
y esta es la foto de los dos espejos
espejo primario y secundario

Ahora que tengo los espejos les voy a hacer diversas pruebas:
1.-Medirlos
2.-Medir la distancia focal del primario
3.-Medir la flecha del primario
4.-Realizar el test de Ronchi al primario
5.-Calcular si las medidas del secundario son las adecuadas.

1.-Medición de los espejos:
El espejo primario tiene un diámetro de 150 mm con grosor de 18 mm. El espejo secundario tiene un diámetro mayor 49 mm y diámetro menor de 34 mm, con grosor de 5 mm.

2.-Medir la distancia focal del espejo primario:
Cuando se esta fabricando el espejo, que no es mi caso, hay que ir midiendo la distancia focal que este va adquiriendo para controlar el progreso del trabajo de esmerilado. En este caso, el espejo tiene que estar bien mojado, llevarlo al Sol y medir la distancia focal contra una pared. Así, hay que dirigir el reflejo del Sol hacía una pared. Se inicia teniendo el espejo cerca de la pared y hay que irse alejando. A medida que nos alejamos la imagen del Sol reflejada en la pared se va haciendo más pequeña, hasta que llega un momento que se vuelve a hacer más grande. Hay que buscar la distancia en que la imagen reflejada del Sol sea más pequeña. Esa es la distancia focal de espejo en ese momento. Os pongo la foto del libro "construya su telescopio" de Jorge Ruiz Morales que es muy ilustrativa. 

Medición distancia focal espejo durante su fabricación
En mi caso, como no he construido el espejo y en mi casa no tengo ninguna pared donde pueda reflejar el Sol durante el invierno y no tengo ganas de esperar hasta el verano, pues he tenido que buscar alguna alternativa. Hay diversas maneras de medir la distancia focal. Voy a explicar la que me ha parecido más sencilla. 
Medir distancia focal espejo


En una habitación a oscuras, se coloca un foco, puede ser una vela. A su lado una pantalla de cartón o madera. Entre la vela y la pantalla de cartón hay que colocar otra pantalla de cartón de separación, para que la luz de la vela no incida directamente sobre la primera pantalla. Cogemos el espejo y estando a la misma altura que la luz de la vela, nos vamos retirando hacia atrás hasta que se vea con nitidez la luz de la vela reflejada en la pantalla de cartón. A la distancia que eso suceda, será el doble de la distancia focal. En el dibujo se puede ver un esquema de lo explicado. 


En el momento de realizar la prueba, he seguido estas instrucciones. La verdad, es que no ha sido fácil decidir en qué momento el reflejo de la vela era el más nítido. Al final el cálculo que ha salido es de unos 148 cm. O sea que la distancia focal del espejo es de unos 74 cm (740 mm), la mitad de la distancia donde el reflejo de la vela era más nítido, en opinión de todos los presentes en el experimento. Las especificaciones del espejo marcan que tiene una distancia focal de 750 mm, unos 10 mm de diferencia respecto a mis cálculos, aunque teniendo en cuenta que el método que he utilizado no es muy preciso (valorar la nitidez de una imagen reflejada es altamente subjetivo) me quedo tranquila con la distancia focal del espejo. Ya veremos que sucederá cuando monte los dos espejos en el tubo !!  

3.-Medir la flecha del espejo primario:
representación flechaLo que se le llama la flecha sirve para mirar si la concavidad central que va adquiriendo el espejo durante la fase de esmerilado es la correcta para la distancia focal que se desea. De hecho la flecha y el diámetro del espejo nos definen su distancia focal. En el siguiente dibujo se muestra claramente lo que es la flecha (marcada en verde). 

La fórmula que relaciona la flecha con el diámetro del espejo y con su distancia focal es la siguiente: flecha = r2  / 4 x df.  Siendo r: radio del espejo y df su distancia focal.
Como en mi caso ya tengo un espejo del cual me han dado sus especificaciones (diámetro 150 mm, radio 75 mm y distancia focal 750 mm) voy a comprobar si realmente la flecha es la que tiene que ser. Así, la flecha de mi espejo tiene que ser = 752 / 4 x 750 = 1,875 mm.

Por Internet podemos encontrar otra fórmula de la flecha que es equivalente a la anterior. La fórmula es la siguiente: flecha = r2  / 2R. En este caso R es el radio de curvatura del espejo. El radio de curvatura es una línea que une el centro de curvatura de un espejo cóncavo con la superficie del espejo. Este radio de curvatura tiene una longitud que es el doble de la distancia focal del espejo. En conclusión, que las dos fórmulas son ciertas según si aplicamos la distancia focal o el radio de curvatura. Pongo un esquema que ayuda a entender este aspecto. 
radio de curvatura
C = centro de la curvatura de un espejo cóncavo. R = radio de curvatura (linea que une C con la superficie del espejo). F = foco, punto donde se concentran los rayos reflejados por el espejo cóncavo. Df = distancia focal que es la línea que une F con la superficie del espejo. Como muestra la imagen, la distancia focal es la mitad de R.
  


Paso a explicar como he medido la flecha. Primero muestro una foto del espejo con un palo recto encima, donde se observa que el espejo es cóncavo.
Espejo cóncavo  
En el momento de medir la flecha, he visto que no era fácil. No es fácil medir escasos milímetros en tan poco espacio. Así que al final he optado por un método indirecto que he visto en un vídeo de youtube. Este es el link: como medir la flecha de un espejo. También pongo un esquema de como se realizaría la medición indirecta. 
esquema para medir la flecha de forma indirecta
Para medir la flecha, primero hay que medir la distancia 1 del esquema. A esta distancia le restamos la altura de la regla (la distancia 2 del esquema) y con la resta obtenemos el número que queremos conocer: la flecha !!!! (marcada en verde en el dibujo).

He hecho la prueba siguiendo estas indicaciones y me ha salido que la flecha del espejo que he comprado es un poco inferior a 2 mm. En los cálculos realizados antes, salía que para un espejo de 150 mm de diámetro con distancia focal de 750 mm debía ser de 1,875 mm. De momento me quedo contenta con los resultados obtenidos. 

Me quedan dos pruebas más a realizar. La primera es el test de Ronchi y la segunda es calcular si el tamaño del espejo secundario es adecuado. Creo que ambos temas se merecen dos entradas, Así que serán tratados en las dos siguientes que voy a realizar.

lunes, 12 de diciembre de 2016

Construcción espejo primario y secundario de un reflector tipo newton

Le he dedicado muchas horas al tema de la construcción del espejo primario y secundario del telescopio.
Para la construcción de ambos espejos es importante tener un espacio (taller) adecuado para su realización, además de poder disponer de los diferentes materiales que por lo que he estado leyendo no son fáciles de conseguir.

Después de haber leído muchos documentos en la red sobre su fabricación, sinceramente no me veo con la capacidad y paciencia para construirlos, además tampoco dispongo de un taller lo suficientemente adecuado para utilizar los materiales que se necesitan. Así que finalmente he realizado una búsqueda intensiva por Internet para ver si podía comprar los espejos.

Antes de pasar a explicar mi aventura en la búsqueda de espejos para un telescopio tipo newton por Internet y dado que este blog quiere ser un manual completo de construcción de un telescopio por un aficionado, voy a exponer los mejores sitios web donde se explica con total claridad como realizar el espejo principal y secundario, incluso podemos encontrar vídeos al respecto.

Una de las webs que nos relata como construir el espejo primario y secundario es la de Astronomía Grañen, en ella nos ofrecen diferentes documentos explicativos. Pongo copia de los tres documentos que hablan del tema. Los dos primeros se refieren al espejo primario y el tercero al espejo secundario:
.-Espejo primario documento 1: explica como construir el espejo primario a partir de la pagina 9.
.-Espejo primario documento 2: sigue explicando como construir el espejo primario con los controles que hay que realizar.
.-Espejo secundario: explica como realizar el espejo secundario. También explica como calcular su tamaño, aunque no es fácil de entender. ya hablaré de ello en otra entrada. 
 
En esta web también nos ofrecen tres vídeos relativos a la construcción del espejo primario:
.-Tallado del espejo primario: vídeo donde se observa como se realizan los pasos para el tallado del espejo primario.
.-Pulido del espejo primario: nos muestra como realizar el pulido. 
.-Control óptico del espejo: muestra el test de Foucault como control de la parabolización del espejo. A mi, personalmente me gusta más el test de Ronchi, básicamente porque lo veo más sencillo de realizar.
 
En la página web Cielosur los aficionados exponen sus experiencias en la construcción de telescopios y algunos de ellos explican como han fabricado los espejos. Los links directos a las páginas que hablan específicamente sobre ello son las siguientes:
.-Proyecto construcción óptica y telescopio: ofrece numerosos documentos de las diferentes fases en la construcción del espejo principal.
.-Recursos multimedia y varios: ofrece diferentes vídeos y documentos sobre la realización de los espejos, además de otros temas relativos a la construcción de un telescopio.

En el blog http://eldiariodeuntelescopio.blogspot.com.es/ también está explicado con detalle como realizar los espejos. Las entradas referentes al tema son las del año 2012. Desgraciadamente no están ordenadas de forma correlativa las entradas referentes a la construcción del espejo, pero creo que esta muy bien explicado. Este es el link a la primera de las entradas: http://eldiariodeuntelescopio.blogspot.com.es/2012/02/construccion-del-espejo-principal.html.
 
Finalmente comentar que en los dos siguientes libros están muy bien explicados los pasos para la construcción de los espejos. 

portada libro Jean Texereau
El primero de ellos es el famoso libro de Jean Texereau. Gran parte del libro esta dedicado a la construcción del espejo primario y secundario. El libro no lo he conseguido encontrar en ninguna librería ni biblioteca, pero si en pdf por Internet. Podéis encontrar el enlace en la columna de las mejores webs de construcción de telescopios de la derecha.

El siguiente libro es el de Jorge Ruiz Morales. Está muy bien explicado la realización del espejo primario y secundario, así como los controles que hay que realizar. El libro también detalla como construir las otras partes que conforman el telescopio. El libro se puede comprar o bien conseguirlo en la biblioteca. Es lo que he hecho yo. De hecho creo que es el documento de todos los anteriores que he nombrado donde se explica mejor la realización de los espejos.

Por Internet se pueden encontrar muchos más documentos que los que he puesto aquí, y más vídeos en youtube sobre construcción de los espejos, pero he preferido poner tan solo aquellos que me han parecido más claros, más fáciles de entender y más completos. A veces, un exceso de información no te ayuda sino que te acaba liando más.   

Bueno, ahora os explico mi aventura en búsqueda de un espejo principal por Internet, Después de revisar varias webs, me encuentro que el espejo más barato que puedo encontrar vale mas de 200 €, para eso me compro el telescopio entero. Así que finalmente he ido a parar a la web de Aliexpres. En ella me ofrecen el siguiente espejo:

Espejo principal de 150 mm diámetro y 750 mm distancia focal
Telescopio reflector newtoniano D150 F750 D150/750 150/750 reflejo. Objetivo lente + espejo secundario D = 150 mm longitud focal 750 mm. Precio con gastos de envío incluidos de 68.48 €. En la página web hay tres opiniones sobre el producto y parece que es de buena calidad. Además parece que ni he sido la única que lo ha comprado. Hay compradores de todo el mundo y unos 5 de España. 

En fin, a pesar de mis múltiples dudas en comprar un espejo chino, al final he decidido comprar los espejos en Aliexpres. Como máximo voy a perder los casi 67 € de la compra. 


Resumen hasta la fecha: mi objetivo final es construir un TELESCOPIO REFLECTOR de diámetro: 150 mm, distancia focal: 750 mm, relación de obertura: 5, EN MONTURA ECUATORIAL. Veremos si soy capaz de hacerlo.

Quedo a la espera de recibir el espejo que según la página web puede llegar a tardar hasta un mes. 
Respecto al espejo que he comprado, como soy un poco desconfiada y no quisiera construir el telescopio y una vez finalizado descubrir que el espejo es de mala calidad y no ofrece imágenes un poco dignas he decidido realizar al espejo (cuando me llegue) tres pruebas:
.-Test de Ronchi para saber si el espejo es esférico o parabólico o presenta defectos.
.-Comprobación de la distancia focal
.-Medir la flecha para saber si la profundidad de la concavidad del espejo es la adecuada a su distancia focal.  
Cuando me llegue el paquete, os muestro como voy a realizar las pruebas y los resultados obtenidos.