Обсуждение книги Кильнера «The Human Atmosphere"

VL · 10.03.2014, 03:38

Цитата:

Сообщение от Johnny

А что если склеить кюветы самому? Заказать 2 круглых (!) стекла (лучше оптических) по-тоньше, вырезать лазером кольцо из оргстекла толщиной 3-5 мм. Просверлить отверстие, сделать воронку изнутри... Склеить цианоакрилатным клеем. Остаётся вопрос пробки, но в случае с ТЭА, это не обязательно. Вместо оптического стекла вполне можно попробовать и оргстекло, но оно царапается и насыщается красителем. Будет ли это положительным моментом в данном случае? Ещё есть круглые "часовые"/предметные стёкла. Не думаю, что они из оптического стекла. Но это ведь не так важно.

Мне попались простые сварочные очки с красной пластмассой по бокам, у которых кроме зелёных стекол были и прозрачные. Смысл этих бесцветных стекол не очень понятен. На форуме mindmachine продавцы PV пишут, что UV фильтры в их очках - обычное стекло. Но что бы это ни было, двое таких очков включают в себя четыре круглых прозрачных стекла диаметром 49-50 мм.
Когда-то пробовал склеить цианакрилатом Biesterfeld кожу на обуви – пошла бурная реакция, «дым» от которой попал в глаз. Больше с этим типом клея не сталкивался.

По объективам-ахроматам есть очень наглядная работа Roger Ceragioli «A Survey of Refractive Systems for Astronomical Telescopes». Особенно интересна эта глава:

http://rohr.aiax.de/chapter 3a Refractor Design.htm

В статье на рисунке 4 – простая линза без коррекций хроматических аберраций. Показан график сдвига фокуса лучей на разных длинах волн (Chromatic focal shift), построенный в программе Zemax.

На рисунке 5-график для объектива-ахромата. А на рисунке 9 - этот же объектив, пересчитанный по принятым в 19 столетии правилам коррекции хроматической аберрации:

«In the 19th century, however, a different correction prevailed. This balanced not the C-line against the F-, but the Fraunhofer B-line (at about 0.687 micron) against F-. The effect was to bring the C-line to a shorter focus than the F-, and therefore to favor the redward side of the spectrum at the expense of the blue. Making C- focus shorter than F- is called "overcorrecting" for color, since in an unachromatized lens red naturally focuses longward of blue (see Figure 20 of Chapter 2), the latter being defined as "undercorrection" for color».

Т.е., если сейчас в одной точке сходятся лучи с частотами около фраунгоферовых линий С и F, то в 19 столетии сходились лучи около линий B и F. Левый боковой «пик» графика при такой коррекции немного сдвигается в красную сторону.

Вот пример графика более совершенного объектива и схематический график разных типов объективов:
http://astreya-optics.narod.ru/eng/prod/lens180.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Co...hift_plots.svg

Ахроматы по резкости перепадов уникальны. Причем перепады происходят по краям видимого спектра.

Госпиталь Кильнера работал не только на именных микроскопах, но и выпускал свой научный вестник - «St. Thomas's Hospital Reports». Нашел в этом издании три из четырех медицинских статей Кильнера, упомянутых в предисловии Л.Шепард. Добавил к архиву несколько страниц из книг, указанных в статье Roger Ceragioli:
http://www.fayloobmennik.net/3639921

Ссылки на названия глав его книги пришлось искать через снимки страниц в archive.org.
Table of Contents:
Chapter 1. Optical Conventions.
http://rohr.aiax.de/chapter 1 Note.htm
Chapter 2. Primer of Image Aberrations and their Graphical Representation.
http://rohr.aiax.de/chapter 2 Refractor Design.htm
Chapter 3a. Achromats (General Considerations & Cemented Doublets).
http://rohr.aiax.de/chapter 3a Refractor Design.htm
Chapter 3b. Achromats (Contact & Airspaced Doublets).
http://rohr.aiax.de/chapter 3b Refractor Design.htm
Chapter 4a. Apochromats (General Considerations & Doublets).
http://rohr.aiax.de/chapter 4a.htm
Chapter 4b. Apochromats (Triplet Systems).
http://rohr.aiax.de/chapter 4b.htm
Chapter 5. The Petzval Telescope & Sub-Aperture Color Correctors.
http://rohr.aiax.de/Chapter 5.htm
Chapter 6. Schupmann's Medial Telescopes.
http://rohr.aiax.de/Chapter 6.htm

И ещё его рекомендаци из архива интернета:
«An excellent place from which to begin examining telescopic systems--for both newcomers and those already somewhat familiar with them--is the book, Telescope Optics, Evaluation and Design, by H. Rutten and M. van Venrooij (Willmann-Bell, 1988 ). This text covers all the basics of telescope function and design, as well as the principles of optical ray-tracing, which will be used extensively on this web site to illustrate the error residuals ("aberrations") of the various designs. In fact, since the subject of refractor design is already an advanced topic, I will assume that the reader has a good working knowledge of this book or something similar. Another excellent text is G.H. Smith's, Practical Computer-Aided Lens Design (Willmann-Bell, 1998 ), which clearly discusses the basics of geometrical and physical optics and shows in depth how to go about designing optical systems using current ray tracing software for PCs.
One of the best and most widely used of these software packages is ZEMAX, marketed by ZEMAX Development Corporation. All the graphics on this web site which show image spots, ray fans, lens layouts and other data regarding refractive systems were derived from ZEMAX. In Smith's book, mentioned above, he discusses how ZEMAX functions and how it represents optical performance through its many different graphical outputs [cf. pp. 39-97]. Anyone wishing more information than I give regarding my ZEMAX graphics will do well to consult Smith. My goal is essentially to extend the discussion of refractive systems found in Rutten and van Venrooij to more types than they cover».

Spot Diagram в Zemax, как видно из статьи, тоже очень наглядны. Пробовал запускать эту программу - zmx-файлы из каталога Samples работают. Также можно найти перевод инструкции и несколько примеров/видео.

Johnny · 10.03.2014, 18:33

Прозрачная эпоксидка http://krugruk.ru/shop/peo-10k-20-0/
На РусХиме есть часовые стёкла диаметром 45 мм, 50 мм и более.

Посмотрел диаметр стекла сварочных очков - 5 см. Но прозрачных стёкол не было. Если такие очки по каким-то причинам не подойдут, можно повторить конструкцию Вильямсона.

VL · 10.03.2014, 20:12

Цитата:

Сообщение от Johnny

Посмотрел диаметр стекла сварочных очков - 5 см. Но прозрачных стёкол не было. Если такие очки по каким-то причинам не подойдут, можно повторить конструкцию Вильямсона.

Прозрачные стекла есть в такой модели:
http://s020.radikal.ru/i721/1403/80/062d11012c49.jpg
Там два стекла - зеленое и прозрачное. Причем затемненность зеленых фильтров не самая высокая - может вправду прозрачные УФ задерживают?

Johnny · 13.03.2014, 15:39

Сделал кювету. Залил спирт.
http://www.fayloobmennik.net/3649489
Кольцо из 3 мм оргстекла + круги из 0.75 мм ПЭТ. Склеены космофеном. Решил покрасить торец, но это было зря...
У ПЭТ есть очевидные недостатки - он царапается и гнётся (если надавить на стенку - раствор будет выходить через отверстие). Думаю, лучше всё-таки использовать тонкое стекло.
А спичка в качестве пробки оказалась не так плоха. Обрезал спичку, поверх приклеил плёнку (на космофен). Теперь при надавливании на стенку, ничего не вытекает.
При склеивании надо смотреть, чтобы не оставалось следов и царапин на стенках.

Сделаю вторую кювету, посмотрю как будет вести себя ТЭА. В любом случае, это лучше, проще и дешевле, чем использование ювет КФК.

Часовые стёкла у РусХима только выпуклые. Плоские круглые стёкла есть на ebay... Видимо, проще всего будет заказать у стеклорезов.

Johnny · 15.03.2014, 15:09

Ещё плоские круглые стёкла продаются для фонариков. Например http://beriled.biz/product_286.html#.UyPw2z9_uzQ

Электростекло...

Цитата:

Могу предложить следующее:
Окно из К8
D 50 (+0/-0.1) mm x th 1(+/-0.1)
Класс чистоты 4
Цена 1300 руб/шт. при заказе 10 штук.(Без НДС)
Срок поставки 3 недели.

Впрочем, контора по резке стекла справилась с задачей - принёс стекло от фоторамки. Толщина - 1.3 мм. Вышло 5 кругов из 6 возможных - хороший результат.

VL · 16.03.2014, 12:38

За склейку цилиндрической кюветы тоже были мысли. Кроме лазера вырезку кольца можно попробовать сделать круговыми пилами из наборов для резки дерева и гипсокартона:

http://www.uspex-tools.com/catalog24598

Сегодня измерил диаметры в одном из таких наборов – есть круги 48 и 41 мм. Ещё можно применить пилу по металлу, лобзик, напильники. За день-два кольцо вполне возможно сделать.

Насадка этого типа используется также для вырезки кругов из стекла.

Ютуб watch?v=342e3c1jmZw – как вырезать круг из стекла
http://www.atlant1.ru/index.php?productID=6824 коронка алмазная 50мм за 200 руб

По поводу испытания кюветы – по опыту работы есть предположение, что раствор пинацианола агрессивнее, чем раствор спирта. В любом случае берегите глаза – преграда из клея очень короткая. А для эпоксида/желатины конструкция отличная.

Сейчас занимаюсь исследованием полуторадюймового объектива.

Склейка линз есть только в левой секции. Теоретически в объективе могла быть и вторая склейка –в правой секции. Там крайняя часть резьбы неокрашена в черный цвет и присутствует углубление, соответствующее диаметру линзы 15 мм.

Итого расстояние между склейками могло быть около 30 мм. Приблизительно как в этой схеме:

Но фокусное расстояние объектива около 42 мм – 1,65 дюйма - признак полноты комплекта.

Соорудил навесную схему с 4х кратным окуляром. Лапки штангенциркуля вертикально держат пластмассу с приклеенной скотчем лапкой мухи. Правее (его не видно на фото) белый лист, на который светит фонарик от мобильного телефона. Увеличение очень малое вышло –около 16х:

На лапе мухи, при напряжении зрения, можно разглядеть некотороые иглы и щетинки. На фото их не так заметно, как глазом. И резкость фотоаппарат никак не мог уловить. В реальности она лучше, чем на снимке.

http://i023.radikal.ru/1403/1b/7defaf1674c0.jpg

То же фото с цифровым увеличением:

http://i017.radikal.ru/1403/89/9343c2caa23d.jpg

Собрал следующую конструкцию –муфта и трубка с резьбой, а внутрь их картонная трубка от факсовой бумаги. Длина этой трубки 160 мм. Втыкается в микроскоп до упора в объектив и склонности к падению не проявляет.

В нижней части пришлось убрать всю оптическую часть из под предметного столика. Данный микроскоп не рассчитан на такие длиннофокусные объективы. И полуторадюймовый объектив фокусируется ниже предметного столика. Окончательное решение вышло следующим:

Теперь вместо вращения массивной ручки грубой настройки можно наводить резкость малоупотребительной ручкой «подстольной» оптики.

В данном варианте зона резкости получается под шесть оборотов колеса тонкой настройки – это целых 0,6 мм. Такого не должно быть. Что-то в оптической схеме сделано не так. В первую очередь нужно уточнять длину тубуса и исключить «кривое» расположение элементов схемы.

Ворсинки на лапке очень маленькие, приходится поднапрягать зрение. Непросто и точно оценить изменения в таком миниатюрном объекте при поворотах колеса.

Потом щетина – очень обширное понятие. Я в результате стал сосредотачиваться на 2-3 иглах. Прежде (при больших увеличениях) наблюдал только за одной иглой.

Лапка мухи, положенная на линейку:
http://s015.radikal.ru/i332/1403/60/840387ac5bea.jpg

Фото в окуляр на этот раз не получились. При солнечном свете и такой конструкци автоматика ловит и в последний момент теряет резкость. Свет наводил плоской строной зеркала.

При небольших отклонениях взгляда от центральной оси происходит затуманивание отдельных участков картинки. Нужно ещё будет протереть линзы.

Сейчас цветовая гамма изображения в окуляре необычная – много белого, возникает ощущение тумана.

Дальше экспериментировал с окуляром 10х. Взаиморасположение окуляра, объектива и предмета наблюдения может сильно варьироваться.

Сближение окуляра и объектива при одновременном увеличении расстояния между объективом и предметом сохраняет резкость изображения. Кратность увеличения при этом падает.

И, наоборот, увеличивая длину тубуса и (одновременно !) сближая объектив с предметом, получаем большее увеличение.

Нестандартный пример очень малого увеличения. Для выравнивания элементов схемы использовался пластиковый короб для электропроводки:

Список размеров тубуса по производителям начала 20 века:

http://i047.radikal.ru/1403/8d/5ca7703e59c8.jpg

К сожалению, здесь Pillischera нет.

Johnny · 20.03.2014, 00:42

3D модель и напечатанные детали...
http://www.fayloobmennik.net/3665542
Модель открылась в 2013м 3Ds Max'е. Они требуют некоторой доработки, но не думаю, что теперь буду продолжать работу над ними. Но испытания очков проведу.

Уплотнители, переносица и резинка - от плавательных очков Cliff G099, которые и использовались при создании модели.
Размер внутреннего окошка - всего 30x16 мм. А внешнее сделали слишком большим.