Глава вторая. ГЛАВНОЕ ЗЕРКАЛО ТЕЛЕСКОПА-РЕФЛЕКТОРА

§ 33. АСТИГМАТИЗМ

Астигматизм может быть вызван слишком большим расстоянием между ножом и щелью, но если это расстояние не превышает значений табл. 16, то астигматизм вызван деформацией поверхности зеркала. В этом случае кривизна зеркала по двум различным диаметрам несколько отличается. Диаметры, вдоль которых кривизна минимальна и максимальна, называются осями астигматического зеркала (рис. 60). Астигматизм сферического зеркала легко обнаружить, если с помощью окуляра рас-

Таблица 16. Допустимые расстояния между ножом и щелью

сматривать пред- и зафокальные изображения источника света с помощью окуляра. В двух положениях точка будет видна в виде двух взаимноперпендикулярных штрихов *).

Рис. 60. Схема астигматизма зеркала: а - вид пятна при различных положениях окуляра, б - вид теневой картины при перемещении ножа (лезвие ножа везде вертикально), в - конструкция ножа для испытания на астигматизм, г - покоробленное зеркало.

Расстояния между этими положениями (фокалями) называются астигматической. разностью, так как это - разность радиусов кривизны для двух осей зеркала.

Посмотрим, как образуется тень на зеркале, когда нож установлен в точке R₁(6). Астигматический штрих непараллелен краю ножа. Так как нож установлен в центре кривизны оси аЬ, полутень ножа займет узкий участок зеркала только вдоль диаметра аЬ. Для другого диаметра нож находится в предфокальном положении, и тень займет половину этого диаметра с той стороны, откуда надвигается нож (в нашем случае справа). Рассмотрев не только диаметры, но и хорды, мы увидим, что несмотря на то, что нож установлен вертикально, его тень на зеркале наклонена и что ее край проходит вдоль одной из осей или параллельно ей.

Можно рассмотреть образование тени на зеркале и в других точках между R₁ и R₂. Теперь предположим, что одна из астигматических осей параллельна кромке ножа, тогда никаких признаков астигматизма мы не обнаружим. Значит, во время испытаний зеркало нужно осматривать дважды, поворачивая на 45° вокруг оптической оси.

На хорошей сфере при переходе ножа Фуко из предфокального положения в зафокальное тень внезапно меняет свое положение — переходит с одной половины на другую и только па короткое время она разливается полутенью равномерно по всему зеркалу. В случае астигматического зеркала при движении ножа вдоль оси тень начинает вращаться так, что в положении между астигматическими фокалями устанавливается перпендикулярно кромке ножа! Ни в одном положении ножа тень не бывает строго параллельна ножу.

Если астигматизм не слишком большой, полутень в положении 4 на рис. 60 становится очень нерезкой и тем расплывчатее, чем меньше астигматизм. Это удобно для определения середины отрезка астигматической разности. Чтобы уловить положения ножа в фокалях, надо в момент наиболее быстрого поворота поймать два взаимноперпендикулярных направления границы тени на зеркале (2 и 6).

Если этот способ кажется не слишком надежным, а так оно и есть, можно на теневом приборе рядом с источником установить на расстоянии не больше, чем в табл. 16, окуляр или одиночную сильную линзу. Двигая ее вместе с прибором вдоль оси, мы замеряем разность в положении, когда видны два взаимноперпендикулярных штриха. Направления штрихов покажут нам направления осей. Вдоль этих осей полезно построить профили зеркала, и нанести их на один н тот же график для сравнения.

Если астигматизм обнаружен, нужно проверить заготовку в поляризационном свете на внутренние напряжения. Кроме того, нужно проследить за тем, хорошо ли было разгружено зеркало во время шлифовки и полировки. Во время штриха с большим давлением и в положении зеркала под шлифовальником оно увлекается им и может

упираться торцом всегда в одном и том же положении. Это тоже может привести к астигматизму. По этой же причине нежелательно приклеивать к зеркалу ручку. Это может слегка деформировать зеркало, а после отклеивания ручки оно, “расслабившись”, покоробится. Еще одна причина астигматизма (так называемого нерегулярного, рис. 60,г) — внутренние напряжения в стекле в результате того, что заготовка плохо отожжена. Р. Портер с присущим ему юмором советует в этом случае найти мощный пожарный кран, отойти от него на несколько шагов и с силой запустить в него зеркалом. Автору приходилось сталкиваться с подобными дефектами, и действительно более разумного выхода нет.

*) Астигматизм может возникнуть и от наклона оптической оси окуляра к оси зеркала. Поэтому, обнаружив астигматизм, нужно слегка наклонить окуляр в разных направлениях.