Test knife-edge di Foucault: differenze tra le versioni

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[[File:Foucault-Test 1.png|thumb|right|500pxupright=2.3|Configurazione del test di Foucault per misurare uno specchio]]

Il '''test Knife-Edge di Foucault''' è un test ottico per misurare accuratamente la forma di [[specchio|specchi concavi curvi]]. È comunemente usato dai produttori di [[telescopi]] amatoriali per immaginare gli specchi primari nei telescopi riflettenti. Utilizza un apparato relativamente semplice ed economico rispetto ad altre tecniche di test.

==Panoramica==

Il test Knife-Edge di Foucault fu descritto nel [[1858]] dal fisico francese [[Léon Foucault]] come un modo per misurare le forme coniche degli specchi ottici.<ref>{{Cita|Texereau, 1984| pp.68-70 section 2.25}}.</ref> Misura le dimensioni della superficie dello specchio riflettendo la luce su un bordo di un coltello (o di un rasoio) in corrispondenza o vicino al centro di curvatura dello specchio. Per fare ciò, ha solo bisogno di un tester, che nella sua forma più elementare del [[XIX secolo]] consiste in una [[lampadina]], un pezzo di [[Foglio di alluminio|carta stagnola]] con un [[Stenoscopia|foro stenopeico]] e una lama di rasoio per creare il filo del coltello. Il dispositivo di prova è regolabile lungo l'asse X (direzione di taglio del coltello) attraverso l'asse Y (asse ottico) ed è solitamente dotato di regolazione misurabile fino a 0,001 [[Pollice (unità di misura)|pollici]] (25 µm) o migliore lungo le linee parallele all'[[asse ottico]].<ref name="Harbour39">Harbour 2008 p 39</ref> Il test può misurare gli errori nella curvatura di uno specchio fino a frazioni di lunghezze d'onda della luce (o [[Ångström|Angstrom]], milionesimi di pollice o [[Nanometro|nanometri]]).<ref>{{Cita|Texereau, 1984| p.70 section 2.26}}.</ref><ref>{{CiteCita web| last cognome= Sacek| first nome= Vladimir| title titolo= 4.5.2. Foucault test| work opera= Notes on AMATEUR TELESCOPE OPTICS| publishereditore = Vladimir Sacek| date data= 14 Julyluglio 2006| url = http://www.telescope-optics.net/foucault_test.htm| access-date accesso= 18 Decemberdicembre 2010}}</ref>

==Nozioni di base==

[[File:Foucault-Test 2 rotated.jpg|thumb|left|150pxupright=0.7| Dall'alto: specchio parabolico che mostra i motivi delle ombre di Foucault realizzati dal bordo del coltello all'interno del raggio di curvatura R (X rossa), a R e all'esterno di R.]]

Il test di Foucault è comunemente utilizzato dai produttori di telescopi amatoriali per calcolare gli specchi primari nei telescopi riflettenti.<ref>{{Cita|Texereau, 1984| pp. 55-61 section 2.21}}.</ref><ref>{{CiteCita web| last cognome= Harbour| first nome= David A| title titolo= Understanding Foucault: A Primer for Beginners (Second Edition)| publishereditore = The ATM's Workshop| date data= Julyluglio 2001| url = http://www.atm-workshop.com/foucault.html| access-date accesso= 18 Decemberdicembre 2010}}</ref> Lo specchio da testare viene posizionato verticalmente su un supporto. Il tester di Foucault è posizionato alla distanza del raggio di curvatura dello specchio (il raggio R è il doppio della [[lunghezza focale]]) con il foro stenopeico su un lato del centro di curvatura (al suo posto è possibile utilizzare una breve fessura verticale parallela al bordo del coltello) del foro stenopeico). Il tester è regolato in modo tale che il raggio di ritorno dalla sorgente luminosa stenopeica venga interrotto dal bordo del coltello.

Guardando lo specchio da dietro il bordo del coltello si vede un motivo sulla superficie dello specchio. Se la superficie dello specchio fa parte di una sfera perfetta, lo specchio appare illuminato in modo uniforme su tutta la superficie. Se lo specchio è sferico ma presenta difetti quali rigonfiamenti o avvallamenti, i difetti appaiono molto ingranditi in altezza. Se la superficie è paraboloidale, lo specchio solitamente appare come una ciambella o una losanga, sebbene l'aspetto esatto dipenda dall'esatta posizione del bordo del coltello.

È possibile calcolare quanto la superficie dello specchio assomigli ad una parabola perfetta posizionando una maschera di [[André Couder|Couder]],<ref>[http://w1.411.telia.com/~u41105032/couder/zcalc.htm Designing and calculating Couder screens for Foucault testing] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20210223193456/http://w1.411.telia.com/~u41105032/couder/zcalc.htm |date=23 febbraio 2021 }} Ken Slater and Nils Olof Carlin</ref> uno spillo Everest (secondo A. W. Everest)<ref>[http://stellafane.org/tm/atm/test/mask.html Stellafane ATM Build a Couder Mask; Build an Everest Pin Stick]</ref> o un altro indicatore di zona<ref name="Harbour49-51">Harbour 2008 pp 49-51</ref> sopra lo specchio. Una serie di misurazioni con il tester, rilevando i raggi di curvatura delle zone lungo l'asse ottico dello specchio (asse Y). Questi dati vengono quindi ridotti e rappresentati graficamente rispetto a una curva parabolica ideale.

==Altre tecniche di test==

{{mainVedi anche|Test di Ronchi|Interferometria}}

Vengono utilizzati numerosi altri test che misurano lo specchio al centro di curvatura. Alcuni produttori di telescopi utilizzano una variante del test di Foucault chiamata test di Ronchi che sostituisce il bordo del coltello con un reticolo (simile a un [[reticolo di diffrazione]] molto grossolano) comprendente sottili fili paralleli, un'incisione su una lastra di vetro, un negativo fotografico o una trasparenza stampata al computer. I modelli di prova Ronchi sono abbinati a quelli degli specchi standard o generati dal computer.

Altre varianti del test di Foucault includono il test Gaviola o caustico che può misurare specchi con rapporto f/rateo in modo più accurato rispetto al test di Foucault che è limitato a circa (λ/8) precisione della [[lunghezza d'onda]] su specchi di piccole e medie dimensioni. Il test caustico è in grado di misurare specchi più grandi e di ottenere una precisione dell'onda picco-valle (λ/20) utilizzando una fase di test regolata da un lato all'altro in modo da misurare ciascuna zona di ciascun lato dello specchio dal centro di la sua curvatura.<ref>{{CiteCita web| last cognome= Baldwin| first nome= Jeff| title titolo= The Caustic Test| work opera= Valley Skies| publishereditore = Stockton Astronomical Society| date data= Septembersettembre 2000| url = http://stocktonastro.org/Newsletter/TTN_CausticTest.html| access-date accesso=9 January 9,gennaio 2011| archive-url urlarchivio= https://web.archive.org/web/20110728061837/http://stocktonastro.org/Newsletter/TTN_CausticTest.html| archive-date urlmorto= July 28, 2011| url-status = deadsi}}</ref>

Il ''test del nullo di Dall'' utilizza una [[lente]] piano-convessa posizionata a breve distanza davanti al foro stenopeico. Con il corretto posizionamento della lente, uno specchio parabolico durante il test appare piatto anziché a forma di toro, quindi il test è molto più semplice e non sono necessarie misurazioni zonali.[http://www.atm-workshop.com/dall-null.html]

Sono stati utilizzati numerosi test [[Interferometria|interferometrici]], tra cui il [[Esperimento di Michelson-Twyman|metodo Michelson-Twyman]] e il [[Esperimento di Michelson|metodo Michelson]], entrambi pubblicati nel [[1918]], il [[Esperimento di Lenouvel|metodo Lenouvel]] e il [[Esperimento di Fizeau|metodo Fizeau]]. I test interferometrici sono stati resi più accessibili negli ultimi anni grazie a [[laser]], [[Fotocamera digitale|fotocamere digitali]] (come le [[webcam]]) e [[computer]] a prezzi accessibili, ma rimangono principalmente una metodologia industriale.

== Note ==

<references />

==Bibliografia==

*{{Cite bookCita libro| last cognome= Harbour | first nome= David A| title titolo= Understanding Foucault: A primer for beginners|editor curatore= William J Welker| publishereditore = Sapphire Publications | date data= Julyluglio 2013 | isbn = 978-1-62374-003-0| edition edizione= 2nd2|cid=Harbour}}

{{Reflist}}

* {{CiteCita booklibro| last cognome= Texereau| first nome= Jean| title titolo= How to Make a Telescope|anno= publisher1984|url= https://archive.org/details/howtomaketelesco0000texe| editore = Willman-Bell| date data= 1984| ___location città= Richmond, VA| isbn = 0-943396-04-2| edition edizione= second English|cid=Texereau, 1984}}

*{{Cite book | last = Harbour | first = David A| title = Understanding Foucault: A primer for beginners|editor = William J Welker| publisher = Sapphire Publications | date = July 2013 | isbn = 978-1-62374-003-0| edition = 2nd}}

*{{CiteCita booklibro| last cognome= Thompson| first nome= Allyn J| title titolo= Making Your Own Telescope| publishereditore = Sky Publishing| date data= 15 Aprilaprile 1947| ___location città= Cambridge, MA| asin = B0007DK32U}}

* {{Cite book| last = Texereau| first = Jean| title = How to Make a Telescope| publisher = Willman-Bell| date = 1984| ___location = Richmond, VA| isbn = 0-943396-04-2| edition = second English}}

*{{Cite book| last = Thompson| first = Allyn J| title = Making Your Own Telescope| publisher = Sky Publishing| date = 15 April 1947| ___location = Cambridge, MA| asin = B0007DK32U}}

==Ulteriori consultazioni==

* L. Foucault, "Description des procedees employes pour reconnaitre la configuration des surfaces optiques," ''Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences, Paris'', vol. 47, pages 958-959 (1858).

*L. Foucault, "Mémoire sur la construction des télescopes en verre argenté," ''Annales de l'Observatoire impériale de Paris'', vol. 5, pages 197-237 (1859).

== Altri progetti ==

{{interprogetto}}

{{portale|fisica}}

[[Categoria:Scienza nel 1858]]

[[Categoria:Esperimenti di fisica]]