Помогите с расчётами

[ДимСаныч]

Скажите как ведёт себя пучёк после мениска? Потому что если сквозь него смотреть, то я заметил что захватывается
чуть больше. Т.е. не знаю как по научному выразиться, но мне кажется что пучёк немножко совсем расходится.
Если я прав, то получается что фактически фокальная плоскость для главного зеркала будет чуть дальше его фокусного растояния?
Поправьте если я не прав. А если прав, то как посчитать?

Да, расходится, мениск должен быть отрицателен.

[Алексей-Кома]

Сегодня с утра решил отодвинуть белый экран на 2  километра и совместил край его с оптической осью.
Экран (теперь размером метр на метр). Центр находится на 50 см вправо от оси.
Наблюдатель (камера в програме) вынесен на 20 см от вершины сферы главного зеркала.
...
После этого, наблюдая картинку, я стал пододвигать-отодвигать мениск то
 к зеркалу, то от зеркала.

И при расстоянии 306,1 мм у меня получилась такая картинка (внизу прикреплена).
При близких к этому положению белая масса размазывается то вправо, то влево.
...
Есть ли формулы, по которым я могу проверить правильность найденного фокуса?

(все поверхности имеют ту кривизну, которую я написал. Она может и отличаться от
действительной, особенно у мениска. Коэф. приломления я принял 1,6 - я не знаю какой на
самом деле и не знаю на сколько он сильно будет влиять на фокусное расстояние).

[ekvi]

Из 2х колец сделайте две оправы с посадкой в одном кольце - под мениск, во втором - под зеркало.
Соедините кольца-оправы 3 или 4 резьбовыми шпильками (сейчас такие продаются - М6 или М8): длину шпилек возьмите по расчету Эрнеста с запасом + 50 мм.
Когда все это соберете, наведите собранную таким образом трубу на отдаленный объект и с помощью окуляра найдите положение изображения объекта на оптической оси относительно задней поверхности зеркала.
Затем установите по шпилькам такое расстояние между мениском и зеркалом, при котором изображение объекта окажется за зеркалом на удобном для Ваших целей расстоянии: визуал или фото. Это расстояние, по-видимому, будет 60+/-15 мм.

Затем по этой "этажерке" можете заказать и более серьезную трубу, в которой кольца-оправы могут быть использованы как отдельные узлы.
А что и как в этой оптике работает - по литературе разберетесь со временем, между наблюдениями и фотографированием.
Успехов!

[Дрюша]

Ага... Взять три длинных шпильки с резьбой (настолько длинных, чтобы по максимуму обеспечить наибольшее возможное из разумных расстояний между "кольцами" - оправами для мениска и зеркала соответственно. Где-нибудь, например, у оправы зеркала, на каждой шпильке законтрить двумя гайками по шарикоподшипнику - так, чтобы конец каждой шпильки немного (на 2-3 см) торчал. Эти щарикоподшипники - внешними обечайками запрессовать в соответствующие отверстия оправы (или как-нибудь ещё закрепить). С другого конца шпилек в соответствующей оправе - нарезать резьбу (или запрессовать гайки). Туда шпильки будут вворачиваться. На шпильки надеть длинные пружины, работающие на сжетие. Они будут "расталкивать" оправы зеркала и мениска, убирая все люфты. Само шпильки могут вращаться в своих подшипниках, обеспечивая ход фокусировки подвижками мениска в своей оправе. Далее. На торчащие концы шпилек, которые торчат уже позади оправы главного зеркала, надеваем по зубчатой звёздочке, и пробрасываем через них цепь типа велосипедной.  Провисание этой цепи убираем подпружиненным роликом (это могут быть детали от велосипедного переключателя скоростей). Цепная передача обеспечивает строго синхронное вращение всех трёх шпилек, и, тем самым, - сохранение юстировки при продольных подвижках оправы мениска. Сама же юстировка регулируется проворотом самих этих зубчатых колёс относительно своих шпилек, на которые они насажены. Хоть они и законтрены, но трение там какое-то есть, - вот, за счёт него и юстировать (а потом - можно затянуть контрагайки как следует или прикапнуть герметиком). Для облегчения юстировки на каждой шпильке можно пропилить шлиц под отвёртку, и крутить её шлицевой отвёрткой, удерживая пальцами зубчатое колёсико.

Если нет уверенности в сохранении поперечной юстировки, можно взять ещё 2 или 3 гладких цилиндрических стержня, намертво заделать их в оправу главного зеркала (например, нарезать резьбу, ввинтить и законтрить), а оправа мениска - пускай скользит по ним гладкими отверстиями. Можно с дополнительными фторопластовыми вкладышами.

Помимо такой фокусировки регулировкой зазора - никто не мешает сделать ещё и "обычный" фокусёр (резьбовой, реечный, крейфорд), - и тогда уже ловить оптимальное сочетание расстояний (фокусировок каждым способом) на предмет поиска наилучшей компенсации сферической и прочих аберраций. Или, если на настоящий фокусёр - совсем уж жаба душит, то - просто пробовать удлиннительные втулки разной длины. Аберрации определять - по внефокалам реальных звёзд.  Расчёты (по другим, но аналогичным примерам) показывают, что точность тут нужна - порядка сантиметра. То есть, фиксируем вынос фокуса ("обычныс" фокусёром или его суррогатом) и перефокусируемся подвижкой мениска (на разьбовых шпильках). Смотрим аберрацию и т.д.

[Алексей-Кома]

спасибо, но он у меня в космос лететь не собирается. и столь сложная механизация ему не нужна. я склеил трубу несколько большей длины.
точнее склеил две. обе из ватмана. первая не понравилась - эпоксидная смола какая-то фиговая. или это из-за пластификаторов?
вторую на полиамидной смоле - жёсткая! про шпильки мне понравилась идея, но на тот момент уже сохла первая труба.
да и ватмана уже было достаточно для второй (и для третьей осталось). сейчас мозгую над оправой для мениска - что-то я не нашёл
тут варианта подходящего. в мозгу крутиться идейка - сейчас смоделирую чтобы смогли оценить и одобрить либо забраковать.

[Дрюша]

Ну, весь мой пафос - к тому, что без знания точных радиусов кривизны (до десятых мм) и толщин (до микрон), а так же показателей преломления мениска - моделирование бесполезно. Пока умный думает, дурак - сделает. Можно полагаться и уповать на то, что разработчик и изготовитель идиотами не были, и они заложились на какие-то достаточно вменяемые параметры выноса фокуса (либо заднего отрезка). Найти его можно - практически, обеспечив двойную фокусировку двумя разными способами. Но только при каком-то одном сочетании  параметров выноса и зазора обеспечивается наиболее полная компенсация аберраций. Это уже - такие тонкости, которые так просто не моделирутся (всё равно Вы не знаете исходных параметров с необходимой точностью. А практически способ - вот такой.

[Serge Chuprakov]

Если есть чем контролировать предфокал/зафокал, найти номинальное расстояние между мениском и главным зеркалом (при готовых приспособлениях для плавного изменения оного) — вопрос на один вечер  Если нет, то надо знать просто вынос и тупо выставить его.
У топикстартера в руках оптика ценой не меньше $500 (если все в хорошем состоянии) и есть шанс получить отличный инструмент, а он, простите за откровенность, мучает кошку компьютер 

[Алексей-Кома]

Ну не только комп! Труба есть (сам целиндр). Почти готова заготовка для главного зеркала. Правда немного наверное протупил.
Сделал тройную "крестовину" - ну не крест-накрест, а с тремя лапами. А потом в центре ещё дырку выфрезеровал, а погепонки
получились тонкие наверное слишком. Наверное переделаю, а то не нравится. Кстати, она пластиковая, - это не сильно
критично? Или всё же металлическую нужно?

[Алексей-Кома]

Блин, не заготовка главного зеркала, а заготовка оправы (или держателя) главного зеркала.

[Дрюша]

А между тем, вариант со шпильками, пожалуй, в домашних условиях - самый подъёмный. Ведь по-любому, надо обеспечивать юстировку на каких-то винтах... И какая тогда разница, будут ли они длиной 10 мм или 400 мм? Те и другие есть в свободной продаже. Труба - это так, вешний кожух. А сделать прецезионную трубу, которая и юстировку обеспечивает и держит, и пдавные продольные подвижки обеспечивает, имхо, в домашних условиях - на порядки сложнее и дороже. На таких размерах и весах крутой сопромат - пока не актуален. То есть, вопрос о жёсткости и прогибах - вообще не стоИт. По весам - тоже. "шпилечный" вариант - изначально открытый, но никто не запрещает потом поместить это всё в трубу-кожуж с чисто защитными функциями (не силовыми)

[Дрюша]

Или всё же металлическую нужно?

Пожалуй, - да. Металл, - он лучше будет. И даже не какой-нибудь там презренный люминь, а - сталюка, и желательно, - нержавеющая. А ещё лучше - титан, и так чтобы в палец толщиной. Ну, на крайняк - инвар. Я ж не говорю про иридий или палладий... А три лапки - это для чего? Не лучше ли взять сплошную, например, - сковородку из чугуния? Или это для лёгкости? Тогда - карбон. Но тогда, опять же, - не фрезеровать из сплошняка, а изначально так формировать и при этом по-особому укладывать, обеспечивая при этом необходимую ориентацию волокон. Я, кстати, видел в продаже карбоновые заплатки для ремонта всяких яхт, виндсерфингов и т.п.