Spekulum metall
Spekulummetall är en blandning av cirka två tredjedelar koppar och en tredjedel tenn , vilket gör en vit spröd legering som kan poleras för att skapa en mycket reflekterande yta. Den användes historiskt för att tillverka olika typer av speglar från personliga groominghjälpmedel till optiska enheter tills den ersattes av modernare material som metallbelagda glasspeglar.
Spekulummetallblandningar innehåller vanligtvis två delar koppar till en del tenn tillsammans med en liten mängd arsenik , även om det finns andra blandningar som innehåller silver, bly eller zink. Detta är ungefär dubbelt så stor andel av tenn till koppar som vanligtvis används i bronslegeringar . Arkeologer och andra föredrar att kalla det "brons med hög tenn", även om denna breda term också används för andra legeringar som klockmetall , som vanligtvis är runt 20 % tenn.
Stora speglar i metall är svåra att tillverka, och legeringen är benägen att bli smutsig , vilket kräver frekvent ompolering. Det var dock det enda praktiska valet för stora speglar i optisk utrustning med hög precision mellan mitten av 1600- och mitten av 1800-talet, före uppfinningen av glasförsilvring .
Spekulummetall noterades för dess användning i metallspeglarna av reflekterande teleskop , och berömda exempel på dess användning var Newtons teleskop , Leviathan av Parsonstown och William Herschels teleskop som användes för att upptäcka planeten Uranus . En stor svårighet med dess användning i teleskop är att speglarna inte kunde reflektera lika mycket ljus som moderna speglar och skulle mattas snabbt.
Tidig historia
Kunskapen om att göra mycket hård vit metall med hög lyster av brons-typ hög-tenn legeringar kan gå tillbaka mer än 2000 år i Kina även om det kan också vara en uppfinning av västerländska civilisationer. Referenser i Plinius den äldre kan referera till det. Den användes förvisso av den europeiska medeltiden , vilket gav bättre reflektivitet än de vanliga bronsspeglarna och mattas långsammare. Men tenn var dyrt, och sammansättningen av legeringen måste kontrolleras exakt. Förvirrande nog var speglar gjorda av spekulummetall kända på den tiden, och ofta senare, som "stålspeglar", även om de inte hade något stål i dem.
Den var inte lämplig för "kallbearbetningstekniker" som repoussé och jagande , eftersom den var alldeles för hård, men fungerade bra om den gjuts in i små föremål, och användes även för "bältesbeslag, spännen, broscher" och liknande små föremål. , vilket ger en attraktiv silvervit färg.
Används i teleskop
.jpg)
.jpg)
Spekulummetall hittade en tillämpning i det tidiga moderna Europa som den enda kända bra reflekterande ytan för speglar i reflekterande teleskop . Till skillnad från hushållsspeglar, där det reflekterande metallskiktet är belagt på baksidan av en glasruta och täckt med en skyddande lack, behöver precisionsoptisk utrustning som teleskop första ytspeglar som kan slipas och poleras till komplexa former som paraboliska reflektorer . Under nästan 200 år var spekulummetall det enda spegelämnet som kunde utföra denna uppgift. En av de tidigaste designerna, James Gregorys gregorianska teleskop kunde inte byggas eftersom Gregory inte kunde hitta en hantverkare som kunde tillverka de komplexa spekulumspeglar som behövs för designen.
Isaac Newton var den första som framgångsrikt byggde ett reflekterande teleskop 1668. Hans första reflekterande teleskop (en design som kom att kallas en Newtonsk reflektor ) hade en 33 mm (1,3 tum) diameter spekulummetall primärspegel av hans egen formulering . Newton konfronterades likaså med problemet med att tillverka den komplexa paraboliska formen som behövdes för att skapa bilden, men slog sig helt enkelt på en sfärisk form. Sammansättningen av spekulummetall förfinades ytterligare och fortsatte att användas på 1700- och 1800-talen i många konstruktioner av reflekterande teleskop. Den ideala sammansättningen var omkring 68,21 % koppar till 31,7 % tenn; mer koppar gjorde metallen gulare, mer tenn gjorde metallen mer blå i färgen. Förhållanden med upp till 45 % tenn användes för motståndskraft mot nedsmutsning.
Även om spegelreflekterande teleskop i spekulum av metall kunde byggas mycket stora, till exempel William Herschels 126 cm (49,5 tum) " 40 fot teleskop " från 1789 och Lord Rosse 183 cm (72 tum) spegel av hans " Leviathan of Parsonstown " från 1845, opraktiska i att använda metallen gjorde att de flesta astronomer föredrar sina mindre brytande teleskopmotsvarigheter . Spekulummetall var mycket svår att gjuta och forma. Den reflekterade bara 66 % av ljuset som träffade den. Speculum hade också den olyckliga egenskapen att mattas i utomhus med en känslighet för fukt, vilket krävde ständig ompolering för att behålla sin användbarhet. Detta innebar att teleskopspeglarna ständigt måste tas bort, poleras och omformas till rätt form. Detta visade sig ibland vara svårt, med vissa speglar som måste överges. Det krävde också att två eller flera speglar måste tillverkas för varje teleskop så att den ena kunde användas medan den andra polerades. Snabbt svalkande nattluft skulle orsaka spänningar i stora speglar av spekulummetall, förvränga deras form och få dem att producera dåliga bilder. Lord Rosse hade ett system med justerbara spakar på sin 72-tums metallspegel så att han kunde justera formen när den var otillförlitlig för att producera en acceptabel bild.
1856–57 uppfanns en förbättring jämfört med spekulumspeglar när Karl August von Steinheil och Léon Foucault introducerade processen att avsätta ett ultratunt lager av silver på framsidan (första ytan) av ett slipat glasblock. Försilvrade glasspeglar var en enorm förbättring, eftersom silver reflekterar 90 % av ljuset som träffar det och är mycket långsammare att smutsa ner än spekulum. Silverbeläggningar kan också tas bort från glaset, så en skamfilad spegel kan återförsilvras utan att ändra den känsliga precisionspolerade formen på glassubstratet. Glas är också mer termiskt stabilt än spekulummetall, vilket gör att det kan hålla sin form bättre genom temperaturförändringar. Detta markerade slutet för spekulum-spegelreflekterande teleskop, med det sista stora, Great Melbourne Telescope med sin 122 cm (48-tum) spegel, färdigställdes 1867. Eran med den stora glasspegelreflektorn hade börjat, med teleskop som Andrew Ainslie Commons 1879 36-tums (91 cm) och 1887 60-tums (152 cm) reflektorer byggda på Ealing , och den första av de "moderna" stora forskningsreflektorerna med glasspegel, 60-tums ( 150 cm) Mount Wilson Observatory Hale-teleskop från 1908, 100-tums (2,5 m) Mount Wilson Hooker-teleskopet 1917 och 200-tums (5 m) Mount Palomar Hale-teleskopet 1948.
Se även
- Vätskespegelteleskop
- Lista över största optiska teleskop under 1800-talet
- Lista över största optiska teleskop på 1700-talet
- Meeks, Nigel, "Patineringsfenomen på romerska och kinesiska bronsspeglar och andra artefakter", i Metal Plating and Patination: Cultural, Technical and Historical Developments, ed. Susan La-Niece, 2013, Elsevier, ISBN 9781483292069, google books