Speculum metallo - Speculum metal

Lo specchio di metallo dello speculum del " telescopio da 40 piedi " di William Herschel del diametro di 1,2 metri (49,5 pollici) al Science Museum di Londra

Il metallo speculum è una miscela di circa due terzi di rame e un terzo di stagno , creando una lega fragile bianca che può essere lucidata per creare una superficie altamente riflettente. È stato storicamente utilizzato per realizzare diversi tipi di specchi, dagli ausili per la cura personale ai dispositivi ottici fino a quando non è stato sostituito da materiali più moderni come gli specchi in vetro rivestito di metallo.

Gli specchietti in metallo di grandi dimensioni sono difficili da produrre e la lega tende a ossidarsi , richiedendo una frequente rilucidatura. Tuttavia, era l'unica scelta pratica per specchi di grandi dimensioni in apparecchiature ottiche di alta precisione tra la metà del XVII e la metà del XIX secolo, prima dell'invenzione dell'argentatura del vetro .

Il metallo speculum era noto per il suo uso negli specchi metallici dei telescopi riflettenti , e famosi esempi del suo utilizzo furono il telescopio di Newton , il Leviatano di Parsonstown e il telescopio di William Herschel usato per scoprire il pianeta Urano . Una delle maggiori difficoltà con il suo utilizzo nei telescopi è che gli specchi non potrebbero riflettere tanta luce quanto gli specchi moderni e si appannerebbero rapidamente.

Panoramica

Le miscele di metallo speculum di solito contengono due parti di rame e una parte di stagno insieme a una piccola quantità di arsenico , sebbene ci siano altre miscele contenenti argento, piombo o zinco. La conoscenza della produzione di metalli bianchi ad alta lucentezza molto duri con leghe ad alto tenore di stagno di tipo bronzo può risalire a più di 2000 anni in Cina, sebbene potrebbe anche essere un'invenzione delle civiltà occidentali. Tali metalli sono stati utilizzati nella scultura e per realizzare specchi più efficaci rispetto ai più comuni specchi in bronzo giallo che si appanna facilmente . In quell'epoca gli specchi di metallo speculum, o qualsiasi metallo prezioso, erano rari e di proprietà solo dei ricchi.

Utilizzare nei telescopi

I telescopi con specchi speculum metallici rappresentavano un grande passo avanti nell'apertura, ma i loro svantaggi alimentavano la concorrenza dei rifrattori
Lo specchio di metallo del Leviatano, il più grande specchio del telescopio fino al telescopio Hooker da 100 pollici del 1917 (uno specchio di metallo su vetro)
Guardando verso il basso l'interno di un vecchio telescopio riflettente. Non è chiaro se il riflettore in questo caso sia di metallo speculum, ma illustra come uno specchio riflettente poggia all'interno del tubo. Risalente al XVIII secolo, questo telescopio avrebbe originariamente utilizzato uno specchio di metallo.

Il metallo dello speculum ha trovato un'applicazione all'inizio dell'Europa moderna come l'unica buona superficie riflettente conosciuta per gli specchi nei telescopi riflettenti . A differenza degli specchi domestici, dove lo strato metallico riflettente è rivestito sul retro di una lastra di vetro e ricoperto da una vernice protettiva, le apparecchiature ottiche di precisione come i telescopi necessitano di specchi di prima superficie che possono essere molati e lucidati in forme complesse come i riflettori parabolici . Per quasi 200 anni il metallo dello speculum è stata l'unica sostanza speculare in grado di svolgere questo compito. Uno dei primi disegni, James Gregory ‘s telescopio gregoriano non potrebbe essere costruito perché Gregorio non riusciva a trovare un artigiano in grado di fabbricare le complesse specchi speculum necessari per la progettazione.

Isaac Newton fu il primo a costruire con successo un telescopio riflettente nel 1668. Il suo primo telescopio riflettente (un progetto che divenne noto come riflettore newtoniano ) aveva uno specchio primario in metallo speculum del diametro di 33 mm (1,3 pollici) di sua stessa formulazione . Anche Newton si è trovato di fronte al problema di fabbricare la complessa forma parabolica necessaria per creare l'immagine, ma si è semplicemente stabilito su una forma sferica. La composizione del metallo dello speculum è stata ulteriormente perfezionata e ha continuato a essere utilizzata nel 1700 e 1800 in molti progetti di telescopi riflettenti. La composizione ideale era compresa tra il 68,21% di rame e il 31,7% di stagno; più rame rendeva il metallo più giallo, più stagno rendeva il metallo più di colore blu. Per la resistenza all'ossidazione sono stati utilizzati rapporti fino al 45% di stagno.

Anche se telescopi speculum riflettenti di metallo speculum potrebbero essere costruiti molto grandi, come il " telescopio da 40 piedi " di William Herschel del 1789 da 126 cm (49,5 pollici) e il suo specchio da 183 cm (72 pollici) di Lord Rosse 1845 " Leviathan of Parsonstown ", le impraticabilità nell'uso del metallo hanno fatto sì che la maggior parte degli astronomi preferisse i loro telescopi rifrattori più piccoli . Il metallo dello speculum era molto difficile da fondere e modellare. Rifletteva solo il 66% della luce che lo colpiva. Lo speculum aveva anche la sfortunata proprietà di appannarsi all'aria aperta con una sensibilità all'umidità, richiedendo una costante rilucidatura per mantenere la sua utilità. Ciò significava che gli specchi del telescopio dovevano essere costantemente rimossi, lucidati e ri-figurati nella forma corretta. Questo a volte si è rivelato difficile, con alcuni mirror che dovevano essere abbandonati. Richiedeva anche la fabbricazione di due o più specchi per ogni telescopio in modo che uno potesse essere utilizzato mentre l'altro veniva lucidato. Il raffreddamento rapido dell'aria notturna provocherebbe sollecitazioni nei grandi speculum metallici, distorcendone la forma e inducendoli a produrre immagini scadenti. Lord Rosse aveva un sistema di leve regolabili sul suo specchio di metallo da 72 pollici in modo da poter regolare la forma quando era inaffidabile nel produrre un'immagine accettabile.

Nel 1856-57 fu inventato un miglioramento rispetto agli specchietti quando Karl August von Steinheil e Léon Foucault introdussero il processo di deposizione di uno strato ultrasottile di argento sulla superficie anteriore (prima superficie) di un blocco di vetro smerigliato. Gli specchi in vetro argentato sono stati un enorme miglioramento, poiché l'argento riflette il 90% della luce che lo colpisce ed è molto più lento a ossidarsi rispetto allo speculum. I rivestimenti in argento possono anche essere rimossi dal vetro, in modo che uno specchio appannato possa essere nuovamente argentato senza modificare la forma delicata e lucidata con precisione del substrato di vetro. Il vetro è anche più stabile termicamente del metallo dello speculum, permettendogli di mantenere la sua forma meglio attraverso i cambiamenti di temperatura. Questo segnò la fine del telescopio speculum-specchio riflettente, con l'ultimo grande telescopio, il Great Melbourne Telescope con il suo specchio da 122 cm (48 pollici), completato nel 1867. L'era del grande riflettore a specchio di vetro era iniziata, con telescopi come i riflettori 1879 da 36 pollici (91 cm) e 1887 da 60 pollici (152 cm) di Andrew Ainslie Common costruiti a Ealing , e il primo dei riflettori di ricerca "moderni" grandi specchi di vetro, 60 pollici ( 150 cm) il telescopio Mount Wilson Observatory Hale del 1908, il telescopio Mount Wilson Hooker da 100 pollici (2,5 m) nel 1917 e il telescopio Mount Palomar Hale da 200 pollici (5 m) nel 1948.

Guarda anche

Riferimenti

link esterno