1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

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Autore Messaggio
MessaggioInviato: sabato 17 novembre 2018, 23:52 
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Iscritto il: domenica 2 aprile 2017, 18:17
Messaggi: 1031
Località: Manziana (Rm)
Salve a tutti...
Ho da un po di tempo una curiositá,e volevo sapere se c'è un modo per capire a quanti lambda P-V equivale una superficie lavorata a tot lambda rms..

Su alcune fonti trovo scritto che una lavorazione superficiale di tot lambda porta un errore del doppio dei lambda dull'onda luminosa..

Mi spiegate bene?

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MessaggioInviato: domenica 18 novembre 2018, 11:17 
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Messaggi: 14766
Località: Milano
Tipo di Astrofilo: Visualista
Sono due tipi di misurazione completamente diverse, quindi non c'è relazione diretta tra l'una e l'altra, la prima tiene conto solo del maggiore "errore" rispetto la forma ideale (o il fronte d'onda ideale) tra tutte le misurazioni fatte, la seconda fa la media quadratica tra un grande numero di misure, quindi per assurdo potresti avere un'ottica molto ben fatta 1/50° rms ma con un errore P-V di 1/3° (su una singola misurazione), e un'ottica mediamente scarsa con un errore P-V 1/6° ma un errore rms sempre di 1/8° (perché comunque l'errore medio sulle varie misure è confrontabile con quello massimo P-V).
L'unica relazione tra le due tipologie di misure è prettamente statistica, nel senso che tramite i normali sistemi di lavorazione delle ottiche (a riflessione e rifrazione), statisticamente un certo valore P-V equivale a un certo valore rms, ma come detto (essendo una relazione statistica) potrebbero verificarsi estremi come quello che ho ipotizzato più sopra, quindi è una relazione da prendere molto con le pinze.

Questo articolo parla di specchi, ma concettualmente vale per qualsiasi tipo di ottico e spiega bene la differenza tra le due misure. ► http://www.rfroyce.com/standards.htm

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MessaggioInviato: domenica 18 novembre 2018, 12:15 
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Iscritto il: domenica 2 aprile 2017, 18:17
Messaggi: 1031
Località: Manziana (Rm)
Una indicazione piu sincera,potrebbe essere la misurazione fatta direttamente sull'errore del fronte d'onda? Le case costruttrici indicano mai l'errore riferendosi al fronte d onda? Se si come la misurano?

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MessaggioInviato: domenica 18 novembre 2018, 12:36 
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Iscritto il: sabato 11 febbraio 2006, 12:43
Messaggi: 14766
Località: Milano
Tipo di Astrofilo: Visualista
Ormai tutti commercialmente fanno la misura sul fronte d'onda, le misure sulla "superficie" le fanno solo in fase di lavorazione (insieme al ronchi el focault) della singola ottica come controllo di lavorazione, in caso contrario viene specificato (ma capita soprattutto relativamente ai produttori di specchi, in quanto ottica singola e principale, non per le lenti di un obiettivo, in quanto in base al numero di componenti si potrebbero avere 4, 6, 8 o piu superfici).

La misura ormai la fanno tipicamente tramite interfertometro.

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MessaggioInviato: domenica 18 novembre 2018, 20:40 
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Iscritto il: domenica 2 aprile 2017, 18:17
Messaggi: 1031
Località: Manziana (Rm)
Grazie per la spiegazione e per il link Angelo :wink:

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MessaggioInviato: domenica 18 novembre 2018, 22:30 

Iscritto il: giovedì 21 gennaio 2016, 14:23
Messaggi: 277
Domandona che coinvolge un retroterra tecnico molto vasto.

Provo a vedere se da addetto ai lavori riesco a spiegare la pratica corrispondenza fra valori Picco/valle, STREHL ratio e RMS, senza fare confusione, visto che occorre partire da un poco più lontano.

I FENOMENI ONDULATORI AMPLIFICANO O ELIMINANO LA LUCE
Sappiamo che il fenomeno della diffrazione è una caratteristica della forma ondulatoria della energia luminosa, dal cui incontro di due lunghezze d’onda “in fase” fra loro (ovvero due lunghezze d’onda ambedue “crescenti”), deriva un estremo positivo che produce una somma o incremento di luce; mentre viceversa dall’incontro di due lunghezze d’onda in opposizione di fase (ovvero una crescente ed una decrescente) può derivare l’estremo negativo opposto del buio, per annientamento reciproco delle due onde. Ovviamente fra la luce estrema e l’estremo buio sono presenti tutte le gradazioni progressive intermedie in funzione della fase posseduta delle componenti.

LA TACCA DI DIFFRAZIONE
Il comportamento ondulatorio della luce fa si che una sorgente puntiforme, come una stella vista ad elevato ingrandimento con uno strumento ottico (compreso l’occhio, se è obbligato a vederla sfocata perché troppo vicina), non si vedrà come un semplice puntino luminoso, ma si percepirà di essa una figura di diffrazione formata da un punto centrale contenente quasi l’84% della luce, contornato da un anello scuro ed un primo anello chiaro più esterno contenente circa il 7% , poi da un ulteriore anello scuro ed un secondo anello chiaro ancora più esterno contenente circa il 3% , e così via con parecchi altri anelli meno evidenti contenenti in modo esponenzialmente minore, il restante 6%.

LA QUALITA' DI UN OTTICA DIPENDE DAL CONTENUTO DI LUCE DELLA TACCA DI DIFFRAZIONE
La qualità di un ottica si esprime in pratica con la valutazione della luce contenuta nel punto centrale, che per di una ottica perfetta deve arrivare il più vicino possibile a quel contenuto dell'84% che fisicamente è il massimo assoluto irraggiungibile, per la ragione che comunque in qualunque ottica ci sono delle perdite.
Un ottica in pratica è fatta di lenti o specchi, quindi è la fisica sperimentale, con Lord Rayleigh, ha appurato che è il grado di precisione della figurazione di quegli elementi ottici, a generare il disturbo che disperde parte della luce, trasferendola dal punto centrale ad ingrossare maggiormente il primo, ed eventualmente anche gli altri anelli, mostrando la stella meno puntiforme.

TECNOLOGICAMENTE, Le ottiche in vetro non possono venire prodotte velocemente con grande asportazione di vetro come possibile per un metallo. Ma sono ottenute con una serie notevole di movimenti avanti – indietro di un utensile, ad umido con interposto abrasivo con granuli di carborundum che per la sbozzatura ad esempio di uno specchio dapprima sferico e poi parabolizzato, comporteranno l'uso di grane dalla 60 (diametro medio 2,5 decimi di millimetro) alla 800 (diametro medio 20 millesimi di millimetro), per poi essere lucidato con ossidi metallici in grado di portare il lucido al massimo e col minimo di senza rugosità.

Ad esempio, escludendo il lavoro di sbozzatura della curva (fornitomi da venditore del vetro) tutto il lavoro necessario per la fabbricazione del mio specchio 250F5, ha richiesto o 77mila corse avanti indietro girando passo passo attorno al tavolo da lavoro per garantire la uniformità della lavorazione (che 77mila sembrano un grande impegno, ma che avvenendo ciascuna in 0,5 secondi, fanno in tutto 10,5 ore di lavoro effettivo).

Sono però quei 77 mila movimenti che fatti seguendo le regole di un certo “disordine ordinato”, determinano statisticamente la autocorrezione degli errori per elisione reciproca degli eccessi compiuti in più o in meno.

Alcuni test avvengono “dalla notte dei tempi” ad oggi, misurando su un diametro dello specchio, la differenza di raggio di curvatura fra le zone contigue della parabola in realizzazione, confrontandone i valori di errore PICCO/VALLE con quelli attesi dalla parabola teorica presa come riferimento costruttivo.

Altre misure più complesse e non alla portata di dilettanti o anche di artigiani, eseguono un controllo sulla intera superficie e forniscono lo scarto quadratico medio RMS dei valori di errore, o un rapporto a cento dei medesimi (STREHL ratio).

IL fatto di prendere in considerazione un diametro dello specchio e non l'intera superficie, è ininfluente per rapporti focali uguali o maggiori fi F5, perchè la lavorazione avviene per minime abrasioni unitarie, girando continuamente attorno allo specchio. In tal modo e gli errori infinitesimi creati da una singola passata vengono elisi dalle altre centinaia di passate. Per cui la sfera dapprima, e la parabola poi, sono sempre un prodotto come lo è “un solido di rivoluzione”.

Il seguente grafico di Parker viene in aiuto per capire quale sia la corrispondenza fra la percentuale della luce presente nel disco di Airy (cioè centrica o tacca di diffrazione), e il valore dell'errore sull'onda riflessa dallo specchio.

Occorre tenere presente che l'onda luminosa riflessa da uno specchio viene danneggiata due volte dagli errori presenti sul vetro della superficie riflettente: una prima volta passandoci sopra mentre incide sui di essa, e una seconda volta ripassandoci sopra quando emerge.

Per cui per ottenere una qualità minima sindacale di uno specchio Lambda/4 (cioè che presenti un errore picco/valle massimo di ¼ della lunghezza d'onda della luce giallo verde a lambda 550 nanometri, cui l'occhio umano è maggiormente sensibile, occorre che la superficie dello specchio sia lavorata doppiamente bene a lambda/8, perchè 1/8+1/8=1/4.

IL che significa commettere un errore massimo di (550/8=68,75) nanometri (ovvero milionesimi di millimetro)


Dall'asse verticale delle ordinate del grafico seguente, si vede che l'84% è il massimo teorico della luce contenibile nella tacca di diffrazione,

Mentre il minimo sindacale di qualità ottica di ¼ d'onda (punto della linea blu su lambda/4) corrisponde sul predetto asse al 68% della luce presente nella tacca di diffrazione (...e il resto e disperso negli anelli circostanti a cominciare dal primo divenuto più luminoso e confuso col centro in modo tale da fornire stelle meno puntiformi di quelle visibili in specchi di qualità migliore).

Il valore di 1/8 lambda (lambda/8) è di un ottimo specchio dato da un vetro lavorato a lambda/16, (perchè 1/16+1/16=1/8) concentra nel disco di Ayri l'80% della luce disperdendo solo il 3,8% negli anelli

Il valore di 1/16 lambda (lambda/16) proviene da un fortunatissimo ed eccezionale specchio con vetro lambda/32, e concentra l'83% della luce che costituisce il massimo della perfezione di un ottica riflettente.

I valori equivalenti del rapporto STREHL (se non vado errato) sono percentuali fatto 100 il valore di 83% dell'asse delle ordinate, per cui il valore strehl 1 è la perfezione irraggiungibile, mentre 0,9 (cioè il 90% dell'83,8%) è di uno specchio molto buono.

I valori RMS, secondo me sono da lasciare perdere, perchè presi da soli sono fuorvianti e poco affini al pensiero pragmatico e molto diretto di un “grattavetro”.

Ad esempio, il mio tutorial sull'uso del programma Gui Plop che utilizziamo per calcolare la bontà di una cella di supporto dello specchio primario, mette il risultato sia in valore picco/valle che il valore RMS.
https://www.grattavetro.it/dimensioname ... -gui-plop/

Nel caso della cella che fa parte di quel mini tutorial, incolonnati a destra del grafico finale a colori della cella, si forniscono un valore valore RMS 1.88E-06 come valore dell’errore prodotto sulla intera superficie dello specchio dal tipo di cella impostato in rapporto alla nota lunghezza d’onda (lambda) di 550 nanometri; Mentre il suo valore equivalente espresso in Picco/valle è di 8.397E-06 ed indica l’errore massimo locale prodotto sulla superficie dello specchio. Due numeri assai lontani da una valutazione mnemonica diretta.
Una valutazione è però resa possibile leggendo l'help guida del programma “plop user.pdf”, dove vi è il suggerimento che un errore RMS di 4.2E-06 è corrispondente a Lambda/128, ed è da considerarsi un limite ragionevolmente buono per una cella: Quindi Lambda/128 corrisponde a RMS 0,0000042, ma sono numeri diversi che se messi a confronto hanno diversi andamenti.

Quindi un povero astrofilo si trova assolutamente bene con gli strehl (calcolati da altri), ma proprio meglio (...come San Tommaso) con in valori picco/valle che lui stesso legge sui dati dei suoi test di Foucault).

Chiedo scusa per la mia malriuscita opera di sintesi del vasto argomento.

Avrei però l'ardire di consigliare di leggere la seguente discussione ad eventuali superstiti da questa chiacchierata, interessati a capire al di là dei crudi numeri, quali sono i criteri pratici che determinano la qualità degli specchi. Discorso strettamente collegato a quest'argomento:
https://dobsoniani.forumfree.it/?t=70419913


Allegati:
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