Foucault testi hukassa?!?

Aloittaja awallin, 22.09.2008, 22:24:38

« edellinen - seuraava »

awallin

Olemme kiillotuksen alla olevaa peiliä katselleet Ronchi testillä ja se testi on toiminut helposti.

Nyt olisi tarkoitus foucault testillä saada jotain hieman kvantitatiivisempaa tulosta peilin muodosta joka myös auttaisi muotoilussa.

asensimme katseluaukkoon veitsenterän ja poistimme ronchi-hilan.

etsimme kauan aikaa jonkinlaista foucault-kuvaa tuloksetta... 
testeri on ruuvipuristimella kiinni pöydässä ja siinä on yksi ratti jota vääntämällä LED, katseluaukko, ja veitsenterä liikkuvat ylös-alas suunnassa, ja toinen ruuvi joilla koko hommaa voi liikuttaa optisen akselin suunnassa.
ylös/alas ruuvilla saa kyllä kuvan himmennettyä ensin ja sitten kokonaan katoamaan, mutta missään vaiheessa emme saaneet näkyviin jotain netissä näkyvien foucault kuvien tapaista hyvää kontrastia jossa näkyisi peilin muoto.

miten foucault-kuvaa kannattaisi lähteä etsimään? ronchi-hilalla ensin LED ja katseluaukko tarkasti kaarevuussäteeseen, vai kuinka?
LEDin valoteho isolla vai pienellä?
muita vinkkejä?

jossain ohjeissa puhutaan 0.002 tuuman tarkkuudesta, eli pitäisikö veitsenterä olla 50um tarkkuudella kaarevuussäteessä? näkyykö oikeaa paikkaa lähestyttäessä jotain minkä perusteella osaisi säätää kelkkaa oikeaan suuntaan?

Wezen

Hei,

Ehditkö lukea eilen kirjoittamani vastauksen? Miltä peili näyttää ronchin mukaan?

Joko et ole hoksannut, miten foucault-testi toimii tai sitten testijärjestelyssä on vikaa.

Kirjoittelen toki aprikointini uudelleen, jos et ehtinyt lukea.

Terveisin Antti

P.S. Ehdin lukea vastauksesi lasin leikkuuseen ja kysyin jo tarjoustakin. Kiitos.
An tti Veit ola

awallin


vastauksesi ehti ilmeisesti hävitä ennen kun ehdin sitä lukea...

ronchilla peili näyttää OKlta, hieman viivat kaartuvat aivan peilin reunalla.

Se mitä foucaultilla etsiessä näkyi oli vain tasaisen harmaata, ja hieman ilmavirtausten aiheuttamaa schlieren efektiä, ei mitään selvää kontrastia tai peilin muotoa.

pitäisiköhän veitsenterää pystyä siirtämään riippumatta valonlähteen paikasta? nyt valonlähde, katselu-aukko ja veitsenterä liikkuvat kaikki yhtä aikaa ylös/alas yhdellä ruuvilla.
onko LEDi (5 mm) riittävän pieni pistelähde, vai pitäisikö laittaa jonkinlaista pin-holea LEDin eteen?


Wezen

Hei,

Valolähteitä on kahta tyyppiä: pistemäinen, joka sijoitetaan lähelle terän tai hilan kohtaa, josta katsotaan, mutta kuitenkin niiden ulkopuolelle. Minusta parempi on laaja diffuusi valonlähde, esim. 5-8 mm superkirkas ledi, jonka pää on hiottu tasaiseksi. Ronchi-hilan viivojen tai vastaavasti terän reunan tulee kulkea tällaisen valonlähteen poikki. Aluminoimattomalla peilillä valoa ei ole koskaan liikaa (laseria lukuunottamatta). Valolähteen ja palaavan valokimpun välinen etäisyys pitää olla mahdollisimman pieni, 1-2 cm.

Terän tulee olla suora ja terävä. Hyvälaatuinen mattoveitsen terä on kokemukseni mukaan ok.

Foucault-laitteessa terän sivusuuntaisen liikkeen tulee olla terän reunaa vasten kohtisuorassa. Kun terä on peilin kaarevuussäteen sisäpuolella, näet terän liikkeen peilin pinnalla liikkeen suunnassa liikkuvana varjona (=terän reuna). Kaarevuussäteen ulkopuolella vastaavasti terä ja varjo liikkuvat vastakkaisiin suuntiin. Kaarevuuskeskipisteen kohdalla peilin pinta pimenee pienen pienellä sivuttaisliikkeellä joka kohdassa yhtä aikaa, kun terä leikkaa palaavan valokimpun. Näin siis pallopeilin tapauksessa.

Vähän harjoiteltuasi osaat määrittää kaarevuuskeskipisteen paikan muutaman sadasosamillin tarkkuudella. Foucault-mittaus perustuu siihen, että tiedetään peilin keskimääräinen kaarevuussäde muutaman millin tarkkuudella, lasketaan peilin eri vyöhykkeiden halututut kaarevuussäteet (paraboloidin, hyperboloidin, ellipsoidin tms. mukaan esim. FigureXP-ohjelmalla), tehdään maski, joka jättää eri vyöhykkeen peilin keskipisteeseen nähden vastakkaiset pienet alueen näkyviin ja määritetään vyöhykkeen kaarevuuskeskipiste katsomalla, milloin nämä vastakkaiset alueet pimenevät yhtäaikaa terää liikuttaessa. Eri vyöhykkeiden väliset kaarevuussäteiden erot pitäisi saada mitattua muutaman sadasosamillin tarkkuudella, jotta muoto selviää. Tämäkään ei ole vaikeaa harjoituksen jälkeen. Sisimmän ja uloimman vyöhykkeen kaarevuussäteen ero on tyypillisillä paraboloidipeileillä muutama milli. Foucault-laitteesse tulee olla mikrometriruuvi tai ruuvi ja mittakello optisen akselin suuntaiseen liikutukseen, jotta saat mitat otettua. Mittauksia kannattaa tehdä useita rinnakkain, jotta saat keskiarvoina luotettavia tuloksia. Sivusuuntaiseen liikutukseen et tarvitse mittalaitetta, mutta sen tulisi olla tasainen ja kaikkien mittalaitteen liikkeiden tietysti tasaisia ja toistuvia.

Foucaultilla nähdään paraboloidipeilistä klassinen koko peilin "munkkirinkiläkuva", kun terä on 70 % vyöhykkeen kohdalla.

Ronchissa viivojen päät kaartuvat ulospäin, jos hila on kaarevuussäteen ulkopuolella ja pinta on jonkin asteen paraboloidi. Kaarevuussäteen sisäpuolella vastaavasti sisäänpäin, kuten nimikkokuvassani.

Roncilla kannattaa tarkastella loppuun saakka erityisesti peilin reunoja ja miksei myös keskustaa, joista Foucault- testi ei oikein kerro tarpeeksi. Erityisesti pahamaineisen taipuneen/kääntyneen reunan Ronchi paljastaa paremmin sekä myös keskustan kuopan tai kummun. Jälkimmäisestä ei ole haittaa kuin henkisesti, koska se jää apupeilin varjoon.

Pari linkkiä:
http://stellafane.org/atm/atm_foucault_tester/atm_tester_plans_1.htm
http://www.users.bigpond.com/PJIFL/ronchi_index.html
http://www.foucault-test-analysis.de/page_eng.htm
http://lerch.no-ip.com/atm/FigureXP_Full.zip
An tti Veit ola

awallin

Kiitos vinkeistä. Olimme tehneet suurimman osan asioista oikein aikasemmin, mutta jonkinlaisen Foucault kuvan näkeminen kun käytettiin normaalia LEDiä valonlähteenä eikä veitsenterä ollut LEDin edessä oli mahdotonta.

Nyt hioin dremelin hiomakivellä ensin karkeasti alas LEDin ja sitten pari pyyhkäisyä 1200 vesihiomapaperilla. Sitten uusi paikka LEDille testerissä niin että veitsenterän sai peittämään myös puolet LEDistä.

Nyt sai melko helpolla Foucault kuvan näkymään. Ainoa ongelma oli että testaus huoneessa oli tietokoneista yms johtuen aika paljon ilmavirtauksia. Valokuvatessa peili näyttää rumalta mutta silmällä katsottuna voi hieman kuvitella keski-arvoistavan ilmavirtauksia pois, ja ainut mitä tuossa kuvassa pysyvästi näkyy on keskellä oleva täplä:

Tästä ekasta onnistuneesta kokeilusta pitää nyt sitten kehittää mittauksia. Pitää löytää parempi huone testaamiselle, ja ehkä rakentaa pahvilaatikoista tunneli jossa ilmavirtaukset olisivat vähäisiä. Myös mittakello pitäisi virittää kelkkaan kiinni ja tehdä niitä maskeja kaarevuussäteen mittausta varten.