Spekulum metal - Speculum metal
Spekulummetal er en blanding af omkring to tredjedele kobber og en tredjedel tin , hvilket gør en hvid skør legering, der kan poleres for at skabe en meget reflekterende overflade. Det blev historisk brugt til at fremstille forskellige slags spejle fra personlige plejemidler til optiske enheder, indtil det blev erstattet af mere moderne materialer såsom metalbelagte spejle.
Store spejle-metal spejle er svære at fremstille, og legeringen er tilbøjelig til at plette , hvilket kræver hyppig genpolering. Det var dog det eneste praktiske valg for store spejle i optisk udstyr med høj præcision mellem midten af det 17. og midten af det 19. århundrede før opfindelsen af glasforsølvning .
Spekulummetal blev kendt for dets anvendelse i metalspejle af reflekterende teleskoper , og berømte eksempler på dets anvendelse var Newtons teleskop , Leviathan fra Parsonstown og William Herschels teleskop, der blev brugt til at opdage planeten Uranus . Et stort problem med dets anvendelse i teleskoper er, at spejle ikke kunne reflektere så meget lys som moderne spejle og ville plette hurtigt.
Oversigt
Spekulummetalblandinger indeholder normalt to dele kobber til en del tin sammen med en lille mængde arsen , selvom der er andre blandinger, der indeholder sølv, bly eller zink. Kendskabet til at fremstille meget hårdt hvidt højglansmetal af bronze- type højtinlegeringer kan dateres mere end 2000 år i Kina, selvom det også kunne være en opfindelse af vestlige civilisationer. Sådanne metaller blev brugt i skulptur og til at fremstille mere effektive spejle end de mere almindelige gule let farvende bronzespejle . I den tid var spejle af spekulummetal eller ethvert ædle metaller sjældne og ejes kun af de velhavende.
Brug i teleskoper
.jpg)
.jpg)
Spekulummetal fandt anvendelse i det tidlige moderne Europa som den eneste kendte gode reflekterende overflade til spejle i reflekterende teleskoper . I modsætning til husstandsspejle, hvor det reflekterende metallag er belagt på bagsiden af en glasrude og dækket med en beskyttende lak, har præcisionsoptisk udstyr som teleskoper brug for første overfladespejle, der kan males og poleres til komplekse former som parabolske reflekser . I næsten 200 år var spekulummetal det eneste spejlstof, der kunne udføre denne opgave. En af de tidligste designs, James Gregory ’s gregorianske teleskop kunne ikke bygges fordi Gregory ikke kunne finde en håndværker i stand til at opdigte de komplekse speculum spejle til udformning.
Isaac Newton var den første, der med succes byggede et reflekterende teleskop i 1668. Hans første reflekterende teleskop (et design, der blev kendt som en newtonsk reflektor ) havde et 33 mm (1,3 tommer) diameter spekulum metal primært spejl af hans egen formulering . Newton blev ligeledes konfronteret med problemet med at fremstille den komplekse parabolske form, der var nødvendig for at skabe billedet, men slog sig bare ned i en sfærisk form. Sammensætningen af spekulummetal blev yderligere raffineret og blev brugt i 1700- og 1800-tallet i mange designs af reflekterende teleskoper. Den ideelle sammensætning var omkring 68,21% kobber til 31,7% tin; mere kobber gjorde metallet mere gult, mere tin gjorde metallet mere blåt i farven. Forhold med op til 45% tin blev brugt til modstandsdygtighed over for pletter.
Selvom spejlreflekterende spejlreflekterende teleskoper kunne bygges meget store, såsom William Herschels 126 cm (49,5 tommer) " 40 fods teleskop " fra 1789 og Lord Rosse 1845 183 cm (72 tommer) spejl af hans " Leviathan fra Parsonstown, "upraktiske anvendelser af metallet gjorde, at de fleste astronomer foretrak deres mindre brydende teleskopmodstykker . Spekulummetal var meget svært at støbe og forme. Det reflekterede kun 66% af lyset, der ramte det. Speculum havde også den uheldige egenskab at plette i fri luft med en følsomhed over for fugtighed, hvilket kræver konstant ompolering for at opretholde dets anvendelighed. Dette betød, at teleskopspejle skulle fjernes konstant, poleres og omformes til den rigtige form. Dette viste sig undertiden vanskeligt, idet nogle spejle skulle opgives. Det krævede også, at to eller flere spejle skulle fremstilles til hvert teleskop, så den ene kunne bruges, mens den anden blev poleret. Hurtig afkøling af luft om natten ville forårsage spændinger i store spejlmetal-spejle, forvrænget deres form og få dem til at producere dårlige billeder. Lord Rosse havde et system med justerbare håndtag på sit 72-tommers metal spejl, så han kunne justere formen, når det var upålideligt til at producere et acceptabelt billede.
I 1856–57 blev en forbedring i forhold til spejlespejle opfundet, da Karl August von Steinheil og Léon Foucault introducerede processen med at deponere et ultratyndt sølvlag på frontfladen (første overflade) af en grundblok af glas. Sølvfarvede glasspejle var en enorm forbedring, da sølv reflekterer 90% af det lys, der rammer det og er meget langsommere at plette end spekulum. Sølvbelægninger kan også fjernes fra glasset, så et plettet spejl kan resilveres uden at ændre den delikate præcisionspolerede form på glassubstratet. Glas er også mere termisk stabilt end speculum, hvilket gør det muligt at holde sin form bedre gennem temperaturændringer. Dette markerede slutningen på det spejlreflekterende teleskop, med det sidste store, Great Melbourne Telescope med dets 122 cm (48-tommer) spejl, der blev afsluttet i 1867. Eraen med den store spejlrefleksglas var begyndt, med teleskoper som Andrew Ainslie Common 's 1879 36-tommer (91 cm) og 1887 60-tommer (152 cm) reflektorer bygget ved Ealing , og den første af de "moderne" store glasspejle-forskningsreflektorer, 60-tommer ( 150 cm) Mount Wilson Observatory Hale-teleskop fra 1908, 100-tommer (2,5 m) Mount Wilson Hooker-teleskop i 1917 og 200-tommer (5 m) Mount Palomar Hale-teleskop i 1948.
Se også
- Teleskop med flydende spejl
- Liste over største optiske teleskoper i det 19. århundrede
- Liste over største optiske teleskoper i det 18. århundrede