Specchi metallici

Gli specchi metallici in passato sono stati sperimentati e spesso accantonati (mi viene in mente per esempio il riflettore di alluminio da 1,35 metri dell'ossevatorio di Brera a Milano).

Il “concorrente” del metallo, cioè il vetro, ha (oltre al minor peso) due vantaggi essenziali:
La dilatazione termica enormemente minore, e l'assenza di struttura cristallina.

DILATAZIONE TERMICA:
La sensibile dilatazione termica del metallo incide negativamente sulle prestazioni dello specchio, perchè deforma altrettanto sensibilmente la forma della parabola (se il volume dello specchio non si trova uniformemente alla stessa temperatura), e/o ne varia il fuoco (se il volume dello specchio è a temperatura uniforme, ma diversa da quella di collaudo).

La dilatazione termica agisce con valori che possono essere molto vicini ai valori elevati di precisione necessaria per la superficie riflettente, che sono come segue:
Un “minimo sindacale” per uno specchio di qualità appena passabile, è un errore picco/valle della sua forma corrispondente a 69 nanometri (0.69 micron), cioè un ottavo della lunghezza d'onda della luce verde, a cui l'occhio è più sensibile.),
E un massimo corrispondente invece alla perfezione ottica è pari a 17 nanometri (vedi criterio di Françon).

STRUTTURA CRISTALLINA
Il vetro non ha struttura cristallina (è considerato fisicamente un liquido con viscosità infinita a temperatura ambiente), e questo gli conferisce il vantaggio che tutto il suo volume, e quindi anche la superficie, possiede OMOGENEAMENTE la medesima durezza, il che permette agli abrasivi di asportare il vetro in modo assolutamente omogeneo, e di produrre una parabola impeccabile.

I metalli invece, presentano tutti una struttura cristallina, il che vuol dire che la loro composizione molecolare è sempre affetta da zona a zona molecolare, da un diverso grado di durezza. Gli abrasivi quindi asportando di meno sulle aree dure, e di più su quelle molli, generano una superficie intrinsecamente rugosa che diffonderà la luce, non permettendo una immagine ad alta definizione paragonabile a quella fornita da uno specchio di vetro.
Gli stratagemmi per aggirare questo difetto creano a loro volta altri problemi, ed una notevole complicazione nella realizzazione.

Gli specchi metallici sono oggi sicuramente realizzabili ancor meglio che in passato, ma a parità di impegno nel fabbricarli si otterrebbero prestazioni, specie per l'alta risoluzione della osservazione di pianeti o stelle doppie, certamente inferiori a quelle ottenibili col vetro...E questo è il motivo per il quale non sono in auge.



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Dimenticavo uno strano fenomeno che è un certo “fluire” del vetro, che determina un elevatissimo grado di lucidatura, impossibile con i metalli.

Fenomeno strano anche da spiegare, ma che si verifica sempre.
Stante il fatto che il vetro è considerabile un liquido con viscosità infinita a temperatura ambiente, succede che durante la lucidatura con la patina di pece, si ha nel contatto pece - vetro - abrasivo - acqua - attrito e calore, un connubio di forze forse anche elettrochimiche molecolari (vedi *), che sono in grado di “spalmare” letteralmente piccole quantità di vetro trascinandolo allo stato fluido a “ tappare” e livellare via via crateri infinitesimi presenti sulla superficie, in quanto lasciati dagli abrasivi precedenti.

Spostamento fluido del vetro con la pece che è chiamato dai francesi “Fluage de la poix”.

Sulle superfici metalliche questo fenomeno di "sparizione" delle rugosità non avviene mai, e per quanto si utilizzino abrasivi di grana finissima al top (come il micron medio dell’ossido si Cerio o di Zirconio) il risultato è sempre una superficie rugosa e diffondente la luce, non paragonabile a quella assolutamente liscia ottenibile col vetro, che risulta trasparente ai raggi solari e senza diffusione come lo è il pelo libero dell'acqua.

Come ci si accorge del "Fluage"?
In fase di lucidatura si osserva col microscopio il rarefarsi del numero di crateri; Si segnano pertanto le forme dei più grandi e le loro posizioni come riferimento, con puntini a pennarello sul dorso dello specchio. Ma capita sempre che essi inspiegabilmente spariscano perchè colmati magari prima di altri seppur minori.

(*) Elettrochimiche molecolari....(forse...) perchè ad esempio.....non si deve mai abbandonare per ore sullo specchio di vetro l'utensile a fine sessione di lavoro, con pece ossido di cerio acqua, pena la comparsa di velature indesiderate.

Davvero interessante, è sempre un piacere leggere post di questo livello!