Samvinna
LIST
FEGURÐ OG VELLÍÐAN
HANDVERK
MENNING OG SAGA
SKEMMTUN
UMHVERFI
MATUR OG DRYKKUR
ÖFUGVERKFRÆÐI
VÍSINDI
ÍÞRÓTTIR
TÆKNI
KLÆÐANLEG TÆKNI
English
Steypa og slípa spegil úr spegilmálmi í sjónauka — Newtons endurskinsblanda
Þegar Isaac Newton smíðaði endurskinssjónauka sinn árið 1668 þurfti hann íhvolfan spegil til að safna ljósi — en silfurhúðaðir glerspeglar voru ekki enn til. Í staðinn steypti hann spegil sinn úr spegilmálmi, bronsblöndu úr um 68% kopar og 32% tini sem hægt er að fægja í glæsilegt, afar endurskinsfullt yfirborð. Spegilmálmur var þekktur frá fornöld — Rómverjar notuðu hann í handspegla (speculum er latína fyrir spegill) — en Newton var fyrstur til að slípa hann í nákvæmt íhvolft paraboloid til stjörnufræðilegra nota. Blandan er hörð, brothætt og tekur frábæra fægingu, en hún mattast í lofti og þarf reglulega að fægja hana aftur. Öll endurskinssjónauka fyrir 1850 notuðu spegla úr spegilmálmi, þar á meðal stóru sjónaukar William Herschels sem uppgötvuðu Úranus og kortlögðu Vetrarbrautina. Þessi teikning steypir disk úr spegilmálmi úr kopar- og tinhleifum, slípar hann síðan og fægir í íhvolfan spegil sem hentar Newtonskum endurskinssjónauka.
Lengra kominn
15-25 klukkustundir
Leiðbeiningar
1
1
Skilja spegilmálm
Skilja spegilmálm
Spegilmálmur er bronsblanda úr u.þ.b. 68% kopar og 32% tini miðað við þyngd. Þetta hlutfall framleiðir harða, brothætta málmblöndu með hvítum lit sem tekur fágun í glampandi gljáa. Hátt tinhlutfall gerir hana mun harðari en venjulegan brons (sem er yfirleitt 88-90% kopar) og gefur henni mikla endurskinsgetu — um 60-65% af föllnu ljósi, sambærilegt við fágað stál. Newton notaði þessa málmblöndu af því að silfraðir glerspeglar voru ekki til árið 1668.
2
2
Vegðu koparinn og tinið
Vegðu koparinn og tinið
Fyrir lítinn sjónaukaspegil um 75 mm í þvermál og 12 mm þykkan þarftu um það bil 500 grömm af málmblöndu. Vegðu 340 grömm af kopar og 160 grömm af tini. Hlutfallið 68/32 er mikilvægt — of mikill kopar gerir málmblönduna of mjúka til að pússa hana vel; of mikið tin gerir hana afar brothætta og viðkvæma fyrir sprungum við kælingu. Vegðu nákvæmlega á vog.
Efni fyrir þetta skref:
Koparstöng340 g
Tinstöng160 g3
3
Undirbúðu deiglu og mót
Undirbúðu deiglu og mót
Notaðu djúpa leirdeiglu sem þolir bræðslumark kopars, 1085°C. Undirbúðu flatt diskamót úr þjappaðum sandi eða útskornum sápusteini — mótið ætti að framleiða disk sem er um 75 mm í þvermál og 12-15 mm þykkur. Mótið verður að vera alveg þurrt og forhitað til að koma í veg fyrir að bráðinn málmurinn storkni of hratt við snertingu, sem veldur innri spennu og sprungum.
Efni fyrir þetta skref:
Viðarkol3 kgNauðsynleg verkfæri:
Deiglutöng
Djúp leirdeigla4
4
Bræddu koparinn
Bræddu koparinn
Settu koparinn í deigluna og hitaðu hann í kolaofni með þvinguðum blæstri (belgur eða blásari). Kopar bráðnar við 1085°C — deiglan verður að glóa skært appelsínugul-gul. Þetta tekur 30-45 mínútur með góðum kolaofni með þvinguðum blæstri. Koparinn birtist sem skærrauð-appelsínugul bráð þegar hann er fullbráðinn. Vinnið á vel loftræstu svæði og notið fullan hlífðarbúnað — leðursvuntu, hanska og andlitsskjöld.
5
5
Bættu tininu við og helltu
Bættu tininu við og helltu
Bættu tininu út í bráðna koparinn. Tinið bráðnar samstundis og málmblandan myndast við kröftuga hrærslu. Hrærðu með þurri grafít- eða járnstöng. Fjarlægðu allt gjall af yfirborðinu. Málmblandan ætti að líta hvítsilfruð út þegar hún er hrein. Helltu henni strax í forhitaða mótið í einni stöðugri bunu — spegilmálmur er brothættur þegar hann kólnar og hæg hella veldur kuldasprungum (innri sprungum). Láttu skífuna kólna hægt í mótinu; ekki kæla hana með vatni.
Nauðsynleg verkfæri:
Deiglutöng6
6
Glæðing steypunnar
Glæðing steypunnar
Spegilmálmur er brothættur og inniheldur innri spennu frá steypingu. Glæðið diskinn með því að hita hann upp í dauðrauðan hita (um 500°C) og láta hann kólna mjög hægt — grafið hann í þurran sand eða ösku og látið hann liggja yfir nótt. Þetta leysir innri spennu og dregur úr hættu á sprungum við slípun. Eftir glæðingu ætti diskurinn að vera flatur, einsleitur og hljóma skýrt þegar slegið er á hann (dauft dynkshljóð gefur til kynna innri sprungur).
7
7
Slétta einn flöt á slípiplötu
Slétta einn flöt á slípiplötu
Sléttaðu bakflöt skífunnar með því að slípa hana á flatt járn- eða glerslípiplötu með kísilkarbíð-slípiefni og vatni. Þetta gefur stöðugan viðmiðunarflöt og tryggir að spegillinn liggi flatur í sjónaukahúsinu sínu. Athugaðu sléttleikann með réttskeiðu — ekkert ljós má sleppa undir hana. Flatt bak er nauðsynlegt því að hvers kyns halli eða sveifla í spegilfestingunni þýðist beint yfir í sjóntruflanir.
Nauðsynleg verkfæri:
Kísilkarbíðkorn8
8
Grófslípa íhvolfa bogann
Grófslípa íhvolfa bogann
Slípaðu framflötinn í íhvolfan kúluferil með kúptu gler- eða keramiktóli af sama þvermáli. Stráðu grófu kísilkarbíðsliti (80-120) með vatni milli spegilsins og tólsins. Notaðu miðja-yfir-miðju strok með speglinum neðst og tólinu efst til að dýpka miðjuna og mynda íhvolfan feril. Krappaferill ætti að vera tvöfalt æskileg brennivídd — fyrir spegil með 500 mm brennivídd, slípaðu að R=1000 mm.
Efni fyrir þetta skref:
Glerplata1 stykkiNauðsynleg verkfæri:
Kísilkarbíðkorn9
9
Fín mölun með smám saman fínni kornastærðum
Fín mölun með smám saman fínni kornastærðum
Skiptu yfir í fínni korn í röð: 220, 320, 400, 600. Hvert stig fjarlægir rispurnar frá því fyrra. Hreinsaðu allt vandlega á milli stiga. Spegilmálmur (speculum metal) slípast hægar en gler vegna þess að hann er harðari — gerðu ráð fyrir að hvert stig taki lengri tíma en á gleri. Yfirborðið ætti að virðast jafnt mattgrátt án sjáanlegra hola eða rispa frá fyrri kornum áður en farið er yfir á næsta stig.
10
10
Pólera á pech-púðanum
Pólera á pech-púðanum
Steyptu pech-púða á slípiverkfærið — heitt sjóntækjapech hellt í þunnu lagi og pressað til að falla að sveigjunni. Skerðu rásir í pechið svo fægiefnið geti runnið. Fægðu með tinoxíði eða rauðu járnoxíði (járnoxíði) sem fægiefni, blönduðu vatni í þunnan slurry. Fægðu með löngum, jöfnum strokum. Speglamálmur fægist í glansandi hvítt endurskinsyfirborð — þegar rétt hefur verið gengið frá því ættirðu að sjá skýra spegilmynd af andlitinu þínu.
Efni fyrir þetta skref:
Furubiklím100 g
Tinoxíð (tin(IV)oxíð)50 gNauðsynleg verkfæri:
Fægiefni11
11
Prófaðu spegilinn með nálargati
Prófaðu spegilinn með nálargati
Settu spegilinn í standi og settu litla ljósgjafa (kerti eða LED fyrir aftan nálargat) í miðpunkt krökkunar — tvöfalt brennivídd frá speglinum. Spegillinn ætti að endurkasta ljósinu aftur þannig að það myndi skarpan punkt við hlið ljósgjafans. Ef myndin er skörp er spegillinn kúlulaga. Færðu ljósið í brennipunktinn (helming krökkunarradíussins) — endurkastaði geislinn ætti þá að koma út samsíða. Þetta er Foucault hnífsbrúnarprófunarstaðan sem notuð er til að athuga lögun spegilsins.
12
12
Verndaðu fágaða yfirborðið
Verndaðu fágaða yfirborðið
Speglamálmur (speculum) mislitast í röku lofti innan fárra daga og myndar dauft grátt oxíðlag sem dregur úr endurkasti ljóss. Stjörnufræðingar fyrr á tímum höfðu til taks varaspegla — einn í notkun og annan í endurfægingu. Til að hægja á mislitun má geyma spegilinn í þurru umhverfi eða húða hann létt með þunnri filmu af lakki (sem má fjarlægja við endurfægingu). William Herschel þurfti, eins og frægt er orðið, að endurfægja sjónaukaspegla sína á nokkurra vikna fresti meðan á athugunum stóð. Þetta vandamál með mislitun leiddi að lokum til þess að silfraðir glerspeglar voru teknir upp á 1850-árunum.
Efni
6- 340 gStaðgengill
- 160 gStaðgengill
- 3 kgStaðgengill
- 1 stykkiStaðgengill
- 100 gStaðgengill
- Staðgengill
Efni úr tengdum teikningum
Þessi teikning býr til
Tengd Blueprint
Þessi blueprint deila þekkingu — tækni, efni eða meginreglur
CC0 opinbert ríki
Þessi teikning er gefin út undir CC0. Þér er frjálst að afrita, breyta, dreifa og nota þetta verk í hvaða tilgangi sem er, án þess að biðja um leyfi.
Studdu smiðinn með því að kaupa vörur í gegnum teikningu hans þar sem hann fær þóknun smiða sem seljendur ákvarða, eða búðu til nýja endurskoðun á þessari teikningu og tengdu hana sem tengingu í þinni eigin teikningu til að deila tekjum.