На 2, 2 на 3

3 на 2, 2 на 3.

Если изготовляемые диски должны быть плоскими до самого своего края и потом будут применяться каждый в отдельности, то в вышеописанном методе рекомендуется при шлифовании и полировании дисков окружать их такими же вспомогательными кольцами, по возможности той же жесткости или из того же материала. Эти кольца служат направляющими и будут точно так же при этом отшлифованы и отполированы, однако оптически они неприменимы из-за образующихся на их внешних краях закруглений.

Затем каждый диск полируется отдельно на особой смоляной форме и отполированные диски испытывают на плоскость ньютоновским интерференционным методом. Смоляной слой можно наложить на стеклянный диск диаметром 5 см. Всем начинающим знакомиться с этой техникой обычно рекомендуется, если это возможно, установить связь с очень хорошим техником по точной оптике.

Во многих случаях изготовления оптических поверхностей можно частично или полностью отказаться от относительно сложных операций шлифовки или полировки. Некоторые из методов, позволяющих это сделать, будут здесь описаны, однако без претензий на полноту.

В) Иммерсионные методы Если кусок стекла или кристалл имеет неправильную поверхность, и необходимо исследовать, нет ли внутри него дефектов, таких, как помутнения, шлиры, изменение цвета, то это нетрудно сделать иммерсионным методом; достаточно погрузить этот кусок в жидкость с таким же, как и у него, коэффициентом преломления, которую предварительно наливают в сосуд прямоугольной формы с плоскими прозрачными стенками.

Стеклянные поверхности с тонкой шлифовкой можно сделать на время оптически прозрачными, протерев их водой, лучше маслом, ксилолом или глицерином; это дает возможность очень точно оптически исследовать их радиус кривизны, а также их отклонения от сферической формы, В кинопромышленности принято исцарапанные поверхности старых пленок оптически улучшать, покрывая их лаками. Стеклянные цилиндрические линзы можно очень быстро и просто изготовлять из стеклянных стержней, хороших по качеству; для этого на куске стеклянного стержня сошлифовывают плоскость, параллельную его оси, и, отказавшись от полировки, наклеивают вместо этого на нее пластинку из зеркального стекла канадским бальзамом или кедаксом. Практически клей имеет такой же показатель преломления, как и поделочное стекло. Поэтому неравномерности матовой плоскости на стеклянном стержне будут практически совершенно незаметными. Цилиндрические линзы такого типа выгодно применять в регистрирующих приспособлениях и в спектрографах для уменьшения экспозиции.

Кроме кедакса, который поставляется различного качества, в последние годы стало известно большое число искусственных смол, которые могут применяться вместо канадского бальзама. Обычно не бывает особых оснований для применения этих новых замазок. Однако в некоторых специальных случаях рекомендуется применение материалов с другими свойствами. Иногда может оказаться желательным применить материалы с большим или с малым коэффициентами преломления; иногда можно применять отвердевающие искусственные смолы, если место соединения не должно расплавляться даже при повышенных температурах. Наконец, при изготовлении сложных систем призм или линз иногда желательно облегчить юстировку при последовательном соединении деталей. В этом случае применение замазок с различными точками плавления или затвердевающих замазок служит большим облегчением.

Г) Термореактивные и термоплавкие искусственные материалы

Они могут застывать на плоских и сферических полированных поверхностях, стеклянных или металлических; поверхность получаемых отпечатков является весьма качественной.

Для предотвращения слипания искусственной смолы с матрицей последнюю покрывают в высоком вакууме слоем серебра. Это позволяет получать литые детали также и из отвердевающих смол типа аральдита. Слой серебра обеспечивает легкое разделение, остатки серебра легко смываются разбавленной азотной кислотой. На слой серебра можно нанести испарением в вакууме еще зеркальный слой алюминия, очень прочно соединяющийся со смолами типа аральдита.

Желатиновые пленки и клинья можно приготовлять, позволяя желатиновым растворам затвердевать в соответствующих формах, стеклянных или металлических. Для того чтобы обеспечить отделение желатина от стекла, последнее можно обработать разбавленным раствором бычьей желчи, сабунита или разбавленными растворами коллодия. Тщательно приготовленная желатиновая пленка является оптически настолько безупречной, что ее можно безоговорочно устанавливать на пути лучей мощного репродукционного объектива.

2. Способы изготовления плоских и параболических поверхностей

Поверхность всякой неподвижной жидкости представляет собой весьма точное приближение к хорошей плоской поверхности; эта поверхность только по краям изменяет свою форму вследствие сил поверхностного натяжения. Если такую жидкость вращать с постоянной угловой, скоростью, то образуется параболическая поверхность, которая, как впервые показал Р.В. Вуд, может достигать качества астрономического параболического зеркала. Досадные помехи при работе создаются только крайней чувствительностью такой поверхности к сотрясениям и воздушным токам. Однако несомненно, что, применяя жидкости с высокой вязкостью, в некоторых случаях этот недостаток можно в значительной степени устранить.

Другой способ применяет Бюннагел. Он пользуется ртутью в тонком слое, порядка десятой миллиметра, на плоской подложке из посеребренной меди. Благодаря этому достигается хорошее смачивание ртутью. Внутреннее трение в таких тонких слоях жидкости, вместе с высоким поверхностным натяжением ртути, способствуют тому, что вся поверхность зеркала в целом приобретает очень хорошую стабильность, которая даже при сотрясениях нарушается только на короткое время и затем снова восстанавливается. При этом, как правило, нет необходимости применять обычные демпфирующие установки, свободные от сотрясений. Для того чтобы ртуть не расползалась через края, внешнюю поверхность чашки и часть внутренней покрывают твердым лаком или слоем никеля. Так как при медленном изменении положения ртуть движется, И ее поверхность становится неровной, то вся аппаратура должна быть установлена на твердом основании, самое лучшее на фундаменте, отделенном от здания.

Медь перед амальгамированием обезжиривают, обрабатывая ее недолго в азотной кислоте плотностью 1,1 г/см³, затем ее промывают несколько раз в тщательно очищенной ртути до тех пор, пока стекающая ртуть более не обнаруживает загрязнений.

3. Изготовление черных поверхностей

A) Для большинства целей достаточно покрыть поверхность сажей, которая выделяется при горении маленького кусочка камфары. Отражение такого слоя сажи составляет для коротких длин волн только 0,8%, оно возрастает с увеличением длины волны. При 51 мк отражается 1,6%.

К. Гоффманн рекомендует смешивать сажу, продающуюся в виде "минеральной черни", с жидким стеклом стекла). Отражение такого слоя в очень широкой области длин волн равно 4-5%. Картрайт считает добавление жидкого стекла нецелесообразным.

Б) Платиновые и серебряные поверхности можно электролитически покрыть глубоким черным слоем платиновой черни. Люммер и Курлбаум применяли для этого раствор 2 г хлористой платины в 50 см³дистиллированной воды, к которому добавляли 8 см³ раствора уксуснокислого свинца в 200 см³ дистиллированной воды. Затем этот раствор подвергали электролизу при комнатной температуре в течение нескольких минут током плотностью около 30 ма/см². Платиновая чернь выделяется на катоде. Анод не поддается действию кислоты, и поэтому раствор постепенно расходуется. Очистить поверхность перед электролизом очень легко: достаточно вначале дать току на короткое время обратное направление. Черный осадок содержит по данным Хевеши и Сомия 1,5% свинца. Отражение составляет: при длине волны 0,8 мк 0,1%, а при 51 мк 1,1%.

B) Черные слои можно получить путем испарения металл ов при пониженном давлении. Из металлов, пригодных для этого, в последнее время предпочитают пользоваться золотом, позволяющим получить слои с сильной поглощающей способностью при малой теплоемкости. Различают два вида "черных" золотых слоев:

а) Поглощающие слои, которые получаются испарением при давлении 1-3 ЛЯЛЯ рт. ст. в атмосфере, совершенно не содержащей кислорода, имеют в интервале волн 0,3-3,9 мк приближенно, постоянный коэффициент отражения "2%).

б) Фильтрующие слои, при получении которых золото испаряют в атмосфере, содержащей около 1% O₂, пользуясь вольфрамовым нагревателем. Предполагают, что под влиянием образующейся окиси вольфрама WO₃ получаются слои, прозрачность которых в спектре 1-39 мк постоянна.

в) Слои висмута. Испарение при 0,25. мм рт. ст. в атмосфере водорода. Этот вид черных слоев можно безопасно получать даже на тонких пленках. Целлулоидные пленки можно получать на поверхности ртути. Вследствие мелкозернистости частички висмута при наклонном освещении придают поверхности блеск. Если желательно иметь при всех углах отражения сильное поглощение, то поверхность чернят камфарной копотью до тех пор, пока она не станет серой, а затем уже отлагают на ней испарением слой висмута ¹J.

Г) Для изготовления экранов, поглощающих свет, или для чернения деталей тех приборов, работа которых нарушается отражением, в настоящее время применяются матовые лаки, которые обеспечивают очень хорошее поглощение и матовость. Они изготовляются почти всеми лаковыми фабриками и после нагревания до температуры около 150° С становятся очень прочными.

Д) Для имитации бархата можно на поверхность, покрытую бесцветным или черным лаком, нанести черные волокна, пользуясь соответствующими методами.

4. Изготовление белых поверхностей

Если в пары сгорающего магния поместить белую пластинку, то можно получить матовую белую поверхность окиси магния. Покрываемая пластинка не должна помещаться слишком близко к пламени, так как в противном случае матовость ее поверхности может быть нарушена. Толщина поверхностного слоя должна быть около 1 мм. Надо заметить, что при такой толщине слой сравнительно легко отделяется.

5. Изготовление копий дифракционных решеток

Копии дифракционных решеток, правда, значительно уступают оригиналу в четкости, светосиле, но вместе с тем дают спектры, совершенно достаточные для качественных исследований. Их изготовляют по рецепту Уэллэса следующим образом. В 64 см³ амилацетата, покачивая сосуд, в котором он находится, растворяют постепенно 2,5 г бездымного пороха. Раствору дают отстояться в течение 24 часов и затем его наливают тонкой струей в большой наполненный водой сосуд. При непрерывном взбалтывании воды выпадает коллодий. После вторичного отстаивания в течение 24 часов плавающий на поверхности воды в виде мелких чешуек коллодий собирают на фильтр и сушат. Затем из полученного коллодия еще раз приготовляют такой же раствор, т.е.2,5 г высушенного коллодия растворяют в 64 см³ амилацетата. После итого раствор фильтруется, и его можно считать готовым к употреблению.

Дифракционную решетку, с которой снимают копию, тщательно очищают от пыли и наливают на нее небольшое количество указанной жидкости, давая ей возможность равномерно растечься по всей поверхности решетки. Количество жидкости определяют, исходя из расчета одной капли на квадратный сантиметр. Если сделать слой более толстым, то после высыхания получится шероховатая поверхность, а при малом количестве жидкости пленка будет слишком хрупкой; между этими крайностями лежит широкая область правильных решений. Установив решетку в горизонтальном положении, ее оставляют на один день для сушки в помещении, свободном от пыли. Стеклянную пластинку, на которой предполагается закрепить копию, тщательно очищают и покрывают с одной стороны очень тонким слоем желатина; эту пластинку высушивают также в горизонтальном положении.

После просушки решетку и стеклянную пластинку кладут в чашку с дистиллированной водой. Через несколько минут по краям решетки начинает отделяться пленочка. Решетку вынимают из воды и, несколько помогая ногтем, осторожно сдвигают слой параллельно штрихам решетки. Вынув из воды стеклянную пластинку, тотчас же накладывают на ее желатиновый слой снятую с решетки копию, при этом необходимо тщательно избегать воздушных пузырьков. Лишней воде дают стечь, плотно прижимают края копни к стеклу и сушат. В заключение края высушенной копии можно еще раз покрыть клеем, чтобы надежнее закрепить ее на стекле.

При высыхании копия решетки несколько сжимается, поэтому ее постоянная меньше постоянной оригинала. Если наложить готовую копию на оригинал так, чтобы направления их штрихов совпадали, то будут видны теневые полосы, которые при удачной копии должны быть прямолинейны и отстоять на равных расстояниях.

Если применяемый амилацетат совершенно не содержит кислоты, то изготовление копий не наносит никакого ущерба оригиналу решетки, даже, напротив, оно является лучшим средством для очистки решетки от загрязнений.

Вебер нашел, что копии с большей светосилой можно получить, применяя 2% раствор целлулоида в амилацетате. Слой должен в течение 48 часов сушиться под стеклянным колпаком, затем его можно снять. В продаже имеются копии дифракционных решеток, не уступающие оригиналу.

6. Очистка дифракционных решеток из зеркального металла

Имеющийся в продаже раствор аммиака разбавляют водой, сливают жидкость на решетку и стирают се очень мягкой льняной тряпкой в направлении штрихов решетки. Поражает количество грязи, которое удаляется таким путем с решетки, если она долгое время не употреблялась; одновременно после чистки наблюдается сильное увеличение яркости спектров.