Самодельный теневой прибор Фуко

[Boris Green]

Вот красный цвет фокограммы мне тоже не нравится! Будем делать зеленый

Не дай бог брать для этой цели зеленый лазер твердотельного типа DPSS. Указка китайская за 300р. Я устал фильтровать ИК из нее. Поставил 2 ИК-фильтра в ней и 1 - после нее. ИК жарит почти 1Вт, а зеленый - 5мВт.  Ужас.

Забудьте про лазеры! В диссертациях можно писать что-угодно - бумага всё стерпит. Даже деревянный сердечник трансформатора и березовые шестерни редуктора.

[Lorka]

ИК жарит почти 1Вт, а зеленый - 5мВт.

Ого!    Целый ватт! Мне в другом деле нужен был ИК лазер на 1 Вт, теперь буду знать.

Поскольку глаз боли не чувствует, то с зеленым лазером я буду смотреть в прибор и думать "Откуда так шашлычком несет..." 

Забудьте про лазеры! В диссертациях можно писать что-угодно - бумага всё стерпит. Даже деревянный сердечник трансформатора и березовые шестерни редуктора.

Признаюсь, я тоже все больше склоняюсь к светодиоду 

[Labak]

К тому же, схемой регулировки интенсивности излучения лазера его можно понижать почти до нуля

В схеме регулировки яркости, приведённой Вами в сообщении 81, меняется продолжительность импульса, интенсивность импульса остается постоянной (максимальной). Об этом, думаю, следует помнить.

[Lorka]

К тому же, схемой регулировки интенсивности излучения лазера его можно понижать почти до нуля

В схеме регулировки яркости, приведённой Вами в сообщении 81, меняется продолжительность импульса, интенсивность импульса остается постоянной (максимальной). Об этом, думаю, следует помнить.

Да, Вы правы - интенсивность в импульсе будет такой же, как и в непрерывном режиме. В самом "тусклом" режиме при частоте 250 Гц импульсы, длительностью примерно 0,05 миллисекунд, будут следовать каждые 4 миллисекунды. Это без учета времени включения и выключения лазера.
Думаю, применять лазер есть смысл только в том случае, если в качестве приемника будет использоваться ПЗС-камера, а визуальное наблюдение будет исключено.
Вообще, после всех рекомендаций и замечаний форумчан, я пришел к выводу, что ставить лазер есть смысл только в том случае, если это дает радикальные преимущества в точности теневого прибора и расширит область его применения и для менисков и светосильных объективов большого диаметра. Иначе не вижу смысла городить огород.

[Serg_One]

Ну как, построили? Выложите фото пожалуйста, интересно что в итоге получилось.

[Алибек]

Дорогие коллеги,  единомышленники!

После прочтения всех обсуждений  на форуме, описаний конструкций  в литературе,  вопрос  правильной конструкции теневого прибора не перестал быть актуальным. В итоге, какой источник света более оптимален для теневого прибора?  Впрочем, ответ на вопрос о типе отверстия излучателя тоже не совсем ясен, все таки:  щель или точка?

Касательно выбора источника света осветителя:  по сравнению с обычными лампами накаливания,  мощные светодиоды на порядок ярче, особенно  3х-ваттные,  применяемые в ручных фонарях.  Соответственно, можно максимально уменьшить диаметр точки или щели, отпадает потребность в конденсоре света.  Несмотря на достоинства светодиодов, мое мнение совпадает с  мнением  более  опытных товарищей,  которые заявляют,  что теневые приборы в которых используется лампа накаливания, дают более контрастную картину, теневую  легче читать и  приятнее работать в плане зрительного комфорта. Вероятно, спектр обычных ламп накаливания лучше подходит для теневого прибора.
Исходя из выше сказанного, разумнее использовать небольшие лампы накаливания, вроде криптоновых с компактной уложенной нитью,   использовавшиеся  раньше в ручных фонарях. Применив реостат или любой другой источник питания с регулируемым напряжением,  можно  эксплуатировать лампу немного в перекале, яркость будет превосходная!

Размышления о типе отверстия осветителя.
Используя щель,  получим существенно более яркую картину, чем с точкой, но как добиться идеальной параллельности щели и ножа? В процессе эксплуатации, разве не будет сбиваться настройка?  Может все-таки лучше использовать точечный осветитель с отверстием  0,1 - 0,05мм, качество отверстия контролировать на микроскопе.  Добавив в конструкцию теневого прибора  микрообъектив, мы уменьшим "виртуально" размер точки.

Что скажут наши опытные коллеги?

[nikbor1]

Раньше применял лампу , а сейчас светодиод . Теперь хочу перейти на ламповый прибор , он даёт более приятную картинку и контраст лучше , колечки дифракционные лучше чем у светодиода .

[Алибек]

Правильнее всего взять криптоновую лампу от фонаря, даже при номинальном напряжении хорошая яркость, а при небольшом превышении напряжения,  светит конкретно ярко, не сильно уступит светодиодам...

[lx75]

Для получения идеальной параллельности ножа и щели, необходимо использовать одну из сторон щели в качестве ножа, т.е. продлить ее. Светодиод имеет преимущество т.к площадь излучающего кристалла (в мощном светодиоде) больше чем площадь спирали и небольшие отступления от оптической оси не сказываются на освещенности (его легче центрировать) и тепловыделение меньше, спираль лампы необходимо точно установить по оси: центр зеркала-щель- спираль и параллельно щели (наверное это довольно трудно). С точечной диафрагмой не работал, поэтому сравнивать не могу.

[ekvi]

Что скажут  коллеги?

Щель - Нить = классика: тут что обсуждать? И ярче, и можно что-то измерить, а иногда обойтись без ИГ.
В монохроме и контрастней, и точнее.

[Алибек]

Для получения идеальной параллельности ножа и щели, необходимо использовать одну из сторон щели в качестве ножа, т.е. продлить ее.

В конструкции такого типа,  вряд ли можно применить объектив от микроскопа. Сама по себе схема - то, что надо.

Щель - Нить = классика:

Как добиться параллельности щели и ножа в схеме с микрообъективом?

[lx75]

Вчера изготовил точечную диафрагму ф0.15 мм. с учетом микрообъектива 10 0.30 виртуальная точка, по расчетам должна быть 15мкм. "звезда" получилась очень яркая, возможно проблемы с недостаточным освещением не будет, можно проводить исследования и с помощью ножа и нити и проблема в параллельности щели и ножа отпадает, но это  буду утверждать после пробного исследования, пока теневой прибор не готов.

[ekvi]

Как добиться параллельности щели и ножа ... ?

Совместить нить с щелью.
Для этого сделать св.дел.куб, на диагональ которого нанести только нить из алюминия:
от подсветки эта нить будет работать как щель, а на обратном ходе (от контролируемой системы) - как нить.
Ширина нити должна быть равна диаметру кружка Эйри для данной системы.

Такой кубик с шириной нити ~ 15 мкм я подарил Оганесу  (г. Сочи) - страждующие могут лицезреть.

..Ничего нет более простого,
чем звезда...
                       (А.С. Эддингтон)

Зато нет ничего труднее, чем найти собственный простейший элемент ...

[Алибек]

Совместить нить с щелью.
Для этого сделать св.дел.куб, на диагональ которого нанести только нить из алюминия:
от подсветки эта нить будет работать как щель, а на обратном ходе (от контролируемой системы) - как нить.
Ширина нити должна быть равна диаметру кружка Эйри для данной системы.

Спасибо за идею.

Любопытно, конечно, только подобный кубик еще надо найти...Разве что заменить кубик тонкой проволокой, подсвечиваемой сбоку, хотя тоньше 0,05мм вроде нет?

Зато нет ничего труднее, чем найти собственный простейший элемент ...

Замечание верное....


Нарисовал схему теневого.

Свет лампы (4), отражаясь от полированного шарика (3), который виртуально уменьшает размер нити лампы, дальше направляется в объектив (2), и отражается от зеркала (1).  Подобная схема возможна?

[Piter_Korn]

1. В этой схеме невозможно будет получить щель в качестве осветителя.
2. Колоссальные потери яркости из за малости апертуры после отражения от шарика.

Можно что-либо придумать для концентрации света на шарике, например, конденсор или какую либо подобную проекционную оптическую систему для  концентрации света на шарике.

[Павел Кириленко]

1. В этой схеме невозможно будет получить щель в качестве осветителя.

Для решения данной конкретной проблемы может быть стоит использовать цилиндр, скажем, обрезок вязальной спицы. А вообще, шарик, освещенный Солнцем использовал для этих целей кажется Барнхард Шмидт. В ГОИ в середине прошлого века этот шарик подсвечивали искусственным освещением.

[Алибек]

2. Колоссальные потери яркости из за малости апертуры после отражения от шарика.

Применив полированный шарик получим небольшое уменьшение поверхностной яркости нити накала за счет отражения от шарика.

[Piter_Korn]

Шарики и так уже ВСЕ полированные.

[lx75]

Алибек, начинайте с простого, светодиод+ щель или точечная диафрагма, этого  достаточно для начального исследования зеркала в любительских условиях, надо сначала получить навык, а потом поймете, что Вам необходимо. Только опыт является критерием истины (слова не мои)

[Gleb1964]

2. Колоссальные потери яркости из за малости апертуры после отражения от шарика.

Применив полированный шарик получим небольшое уменьшение поверхностной яркости нити накала за счет отражения от шарика.

Видимо, здесь есть небольшая подмена понятий. Термин "яркость" имеет смысл для протяженных объектов. При отражении от полированного шарика, яркость уменьшается только за счет коэффициента отражения, уменьшение видимого телесного угла яркость не уменьшает, а уменьшает световой поток. Если же объект не разрешается, то к нему нельзя применять понятие "яркость" в оптическом смысле термина, тогда применяют, например, "блеск".
Надо не забывать, что отражение от сферической поверхности, шарика или цилиндра, вносит еще и некоторое количество сферической аберрации, которое желательно оценить.

Ширина нити должна быть равна диаметру кружка Эйри для данной системы.

Владимир Ильич, это верно, но не всегда.
Если тестируется сферический волновой фронт с малыми аберрациями, который образует этот самый диск Эри с большим количеством энергии в центральном максимуме, то тогда размер источника света может быть порядка размера диска Эри и при этом может достигаться максимум чувствительности теневого прибора. Это, например, случаи тестирования сферы из радиуса кривизны, параболы в автоколлимации от плоскости, эллиптического зеркала из сопряженных фокусов, при компенсационных схемах контроля. Однако, при тестировании асферик из центра кривизны, когда волновой фронт не сферический, а образует каустику, то при слишком маленьком размере источника возникают осложнения из-за дифракции. При тестировании асферик из центра кривизны по зонам, нож находиться в фокусе только небольшой кольцевой зоны, дифракционная картинка от которой будет представлять диск Эри с большим числом колец вокруг. При этом основная энэргия будет сосредоточена не в диске Эри, а во множественных кольцах вокруг. В таком случае более оптимальным представляется использовать размер источника пропорционально размеру эффективного кружка концентрации энергии, а не диску Эри. Иначе чувствительность не только не возрастет, а наоборот, возникнут сложности из-за искажений, внисимых дифракцией.