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Foucaulttester: mit feststehender Lichtquelle
Der Tester wurde aus Siebdruckplatten (Resteholz vom Baumarkt) gefertigt; Die Grundplatte ist ca. 20mm stark. Siebdruckplatte ist äußerst widerstandsfähig und auch Feuchtigkeitsbeständig, somit war lakieren unnötig.

Das Grundprinzip:

In der hellen senkrechten Holzstrebe ist eine Ultrahelle LED befesigt, vor der Lampe befinden sich zwei schmale Bastelmesserklingen, weche nach Bedarf zusammengeschoben werden können und so nur einen schmalen Lichtspalt (kleiner 0,05mm, besser 0,01mm) offenlassen. Das Licht wird vom Spiegel reflektiert der so aufgestellt wurde, daß das zurückfallende Licht auf die Schneide der Teppichmesserklinge fällt.

Die Teppichmesserklinge kann verfahren werden:
> nach vorne mittels einer Schraube
> zur Seite durch drehen des Silberknopfes kann die Klinge in den Lichtstrahl gekippt werden.

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Verstellung

Zum Hineinkippen wird ein einfacher Schulbadengriff, der auf ein M5-Gewindestück geschraubt wurde verwendet. Als Gewinde in der Basisplatte dient eine Einschraubmutter. Bei Verstellung des Vorschubs rutscht das vorne rund geschliffene Gewindestück über einen aufgeklebten 1,5mm dicken Alublechstreifen.

Für das Ausmessen der Zonen ist Genauigkeit gefragt. Wie machen ohne eine Meßuhr zu kaufen? Der Trick: eine M6-Gewindestange hat genau 1mm Steigung, d.h. pro einer Umdrehung verschiebt sich die Stange (und daran befestigte Ausrüstung) um exakt einen mm.

Wie ablesen? einen großen, runden Drehknopf verwenden und eine Skala anbringen. Ich habe einen übrigen Plastik-Schrankfuß verwendet, diesen zurechtgeschnitten und eine 20er Teilung eingritzt. Da zwischen den 20er Teilstrichen noch viel Platz ist, kann man gesichert auf mind. 1/40mm genau ablesen - bei weitem ausreichend!

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Details -1

Das ganze muß spielfrei sein, damit die Ablesung auch stimmt. Das Spiel in der M6-Druckschraube habe ich durch Verwendung von zwei eingeklebten M6-Messingmuttern in dem senkrechten Holzbrettchen eleminiert, das klappt sehr gut.

Der "Schlitten" ist auf ein 8mm Alurohrstück geklebt, welcher auf einem Stück M6 Gewindestange gesteckt ist. Die Gewindestange ist zwischen dem vorderen Holzstück und einem kleinen Klötzchen an anderen Ende gehalten. Warum Gewindestange? Weil ich nichts anderes greifbar hatte.

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Details - 2

Der Schlitten muß immer gegen die Schraube drücken. Dies wird durch eine Zugefeder erreicht. Diese ist unten am Schlitte befestigt und wird in einen kleine Haken (umgebogener Nagel) am vorderen Holzstück eingehakt.

Um am Schlitten eine stabile, unnachgiebige Auflage für die Justierschraube zu haben, läuft die vorne rund und glatt geschiffene Schraube auf einem aufgeklebten Metallplättchen.

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Kreuztisch

Ein Kreuztisch ist eine praktische Sache. Man braucht nur das notwendige Testmittel darauf plazieren, und kann dann über zwei Achsen einen absolut präzisen Vorschub erreichen, den man dann auch noch ablesen kann.

Im eingefügten Bild habe ich meinene Slitless Foucaulttester darauf plaziert.

Das Grundprinzip: Auf einer massiven Basisplatte aus 23mm Birke Multiplex sind zwei Holzplatten montiert. Beide werden durch kugelgelagerte Schubladen Linearlager aus dem Baumarkt geführt. Die Verstellung erfolgt über Gewindestangen, welche jeweils auf der darunter gelegenen Ebene gehalten werden.

Um beim Verstellen möglichst keine ungewünschte Verkippung zu haben, erfolgt der "Antrieb der jeweiligen Ebene durch jeweils zwei in der geometrischen Mitte der Platten eingeklebte Muttern. In einem Schlitz laufen die Gewindestangen, die Auflage für Messmittel bleibt dadurch über die gesamte Fläche eben.

Die Vorlage für diesen Kreuztisch bildet eine Anleitung von Thomas Heising (VDS-Materialzentrale)

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Linearführungen

Die Führungen lassen sich her gut erkennen. Diese sind jeweils mittels 6,5mm Birke Multiplex_Holzplättchen mit dem Brett darunter verbunden. Zwischen Brett 1 und Brett zwei habe ich als Führung für die Gewindestangen durchbohrtes Alublech verwendet.

Die Gewinde der Stangen greifen ausschließlich in den Muttern in der Mitte der Brettchen, an den enden werden diese lediglich gehalten. Damit hier kein Spiel auftritt, habe ich mehrere Sprengringe bzw. Beilagscheiben verwendet. Dies funktioniert wirkt aber nicht sehr professionell. Wenn jemand hier eine Idee hat - her damit!

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Messuhr

Wird der Foucaultmesser mit Lampe auf den Lineartisch gestellt, hat man automatisch eine "bewegliche Lichtquelle".

Vorteil: Für das Ausmessen von Zonen wird der Verstellweg verglichen zur feststehenden Lichtquelle halbiert
Nachteil: Man muß nun doppelt genau messen können. Über e-bay hatte ich für 13 Euro incl. Porto eine neuwertige, massive Meßuhr aus DDR-Fertigung erstanden. Mit der 1/100mm-Teilung wird die Genauigkeit der Abschätzung von Hell- und Dunkelzonen übertroffen, 1/100mm ist gut ausreichend.

Der Vorschub wird durch den Drehgriff unter der Meßuhr erreicht, seitlich habe ich momentan keine Meßuhr, es wäre nur wenig Aufwand, auch hier eine zu montieren.

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Slitless Foucaulttester - allgemeines

Was ist ein Slitless-Tester? Nun, hier wird die Lichtquelle nicht soweit abgeblendet, daß ein schmaler Schlitz ("Slit") oder ein kleiner Punkt für den Lichtaustritt verbleibt, vielmehr wird die Lichtquelle (hier eine Ultrahelle weiße LED) mit einer Klinge zur hälfte abgeschattet.

Der Trick, daß Foucault trotzdem funktioniert liegt daran, daß mit der gleichen Klinge das reflektierte Licht, oberhalb der Lichtquelle abgeschattet wird. Die Kante der Reflektion hat exakt den gleichen Neigungswinkel, wie die Kante der Klinge vor der Lichtquelle.
Der Vorteil: viel mehr Licht, als bei anderen Aufbau. Mit solch einem Tester kann man auch bei Tageslicht ohne Abdunklung den Foucaulttest durchführen. Die Distanz zwischen Lichtquelle und Reflektion sollte gering gehalten werden, um nicht Meßaufbaubedingt merklichen Astigmatismus zu erzeugen, 2cm sind bei normalen Spiegelgrößen noch im grünen Bereich.

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Mein Tester

Für das Grundgerüst habe ich Birke Multiplex Restholz verwendet. Mit der Dekupiersäge läßt sich dies wunderbar bearbeiten.

Die LED habe ich mit feinem Schleifpapier angeschliffen, um ein möglichst gleichmäßiges Licht zu erhalten. Als Stromquelle dienen 4 AA-Batterien in Reihe geschaltet, einen passenden Vorwiderstand darf man nicht vergessen, sonst hält die LED nur kurz. Den Kippschalter zum An- und Ausmachen habe ich in das Frontbrettchen integriert.

Um möglichst viel auf dem Spiegel erkennen zu können, habe ich ein kleines Fernglas - besser eine Hälfte eines gesteigerten alten Opernglases - beweglich montiert. Bei ca. 30mm Öffnung hat das Glas 3 oder 4-fache Vergrößerung.

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Details

Wie ein Fernglas beweglich lagern? Ich hatte ein Kugelgelenk (eigentlich für Befestigung eines Fotoapparats) in meiner Gruschtelkiste, das ist hier Ideal geeignet. Die Neigung läßt sich beliebig verstellen. Um auch die Höhe einstellen zu können ist der Halter in einer Schlitznut mit Sterngriff geklemmt. Einfach nach Bedarf etwas nach oben oder unten schieben - fertig.

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Dank Kreuztisch ist das Ausrichten des Testers recht einfach. Der Kreuztisch muß nur grob im Abstand des Krümmungsradius des Testspiegels aufgestellt werden. An der Spiegelhalterung wird die Höhe durch eine Justierschraube so eingestellt, daß der Reflex in etwa auf Höhe des Fernglases ist.

Der Rest erfolgt am Tester. Da die Auflagefläche des Kreuztischs mit ca. 22cm mal 24cm relativ groß ist, kann darauf der Slitlesstester nach Bedarf verschoben werden, bis der Reflex auf die Kante der Messerscheide fällt, und der Krümmungsradiusabstand bis auf wenige 1/10mm paßt.

Der Rest wird mit den Linearvorschub erledigt.

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Künstlicher Stern

Einen künstlichen Stern braucht man nicht für den Foucaulttest. Man kann diesen jedoch gut als Hilfe zum Justieren verwenden, und - bei genügend großem Abstand zum Teleskop - auch einen Startest durchführen.

Bei kleineren Optiken reicht oftmals ein Abstand von einigen Metern, um die sphärische Abberation klein genug zu halten, um über die zu prüfende Optik etwas auszusagen. Mit steigender Öffnung und schnellerem Öffnungsverhältnis nimmt der notwendige Abstand überproportional zu.

Für meinen 20-Zoll f/4,7-Spiegel müßte der Abstand schon über 200m betragen, um nicht eine Unterkorrektur von größer Lamda/6 Wavefront durch den Aufbau zu erzeugen. 
Für meinen Suchernewton mit 106mm f/4,1 reichen 15m Abstand - eine Strecke, die ich im Garten bewältigen kann. 
Bei noch kleineren Optiken, wie meinem 80mm Refraktor reicht ein größerer Kellerraum.  

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Als Lichtquelle für den Künstlichen Stern dient eine ultrahelle LED, mit 6V und entsprechenden Vorwiderstand gespeist. In die LED ist mit einem 2mm-Bohrer ein Loch gebohrt, bis kurz vor die Leuchteinheit. Mit Sekundenkleber ist das Ende eines abgeknipsten Lichtwellenleiters (LWL) eingeklebt, das ganze mit schwarzen Schrupfschlauch fixiert. Der Leiter ist ca. 2m lang, dies macht jedoch nichts, da im Leiter selbst nur sehr geringe Übertragungsverluste auftreten.

Das vordere Ende des LWL ist eine Stiftverbindung, welche normalerweise in eine enstprechende Buchse gesteckt wird, um das Signal weiter zu übertragen.

Der Stift hat den Vorteil, daß hier ein exakt runder Ausgang des Lichtstrahls mit 0,052mm Öffnung vorhanden ist, man also nicht ein mit mehr oder weniger Glück gerade abgekniffene Öffnung zur Verfügung steht.

Das Ganze ist in ein kleines selbstgebasteltes Holzschächtelchen integriert und mit einem Schalter versehen.
Dank üppiger Stromversorgung könnte die LED über Wochen ohne Unterbrechung leuchten, wenn dies notwendig wäre.

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Feinsteinzeug-Fließentool
Zur Fertigung der Primäroptik bem Newton - dem Hauptspiegel benötigt man zum Schleifen neben dem Rohling und Schleifpulver in verschiedenen Körnungsstufen ein Gegenstück, Tool oder Schleifschale genannt.

Eine zweiter Glasrohling ist hierfür gut geeignet, nur bei größeren Tools wird dies schnell recht teuer, auch wenn man auf Glas minderer Qualität zurückgreift.

Bei mir und mittlerweile vielen anderen hat sich die Eigenfertigung aus Feinsteinzeugfließen und billigen Baumarktfließenkleber bewährt.
Man investiert etwas Arbeit, sehr wenig Geld und wenige Tage Zeit, und erhält ein vollwertiges Tool.
Eine genauere Anleitung zum Herstellungsprozess findet Ihr hier: Herstellung eines Fliesen Sandwichtools

Tabellen für Berechnung der Biegesteifigkeit von Rohren
In der gleichen Excel-Datei, jedoch einer eigenen Tabelle kann man die Biegesteifigkeit von Rund- oder Rechteckrohren miteinander vergleichen. Man gibt den Durchmesser (bzw. Länge und Breite) sowie die Wandstärke ein, und erhält den Elastitzitätsmodul.
Schnell wird einem auffallen, daß vor allem  der Durchmesser massiven Steifigkeitsgewinn bringt, bei nur moderat zunehmenden Gewicht.