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宮古島天体観測所50cm反射望遠鏡  投稿者: 夢作 投稿日:2012/09/22(Sat) 23:42 No.2085

Facebookに連載中の宮古島天体観測所の50cm反射望遠鏡についての記事を、こちらにも掲載することにしましたので、何かご意見・ご質問がありましたら遠慮なく突っ込んでください。

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岩崎さんと平井さんにヨイショされて、そのまま沈黙を保っているのも非礼?と考え、FbにするかStarBoys掲示板が良いのか迷いましたが、Fbに少しずつ掲載していくことにしました。えっ、何のことかって? 沖縄県・宮古島観測所の50cm反射望遠鏡の光学系製作秘話のことですよ(^^;
で・・今夜はこれでおしまい(笑)

(9月16日掲載分)

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宮古島天体観測所の50cm反射望遠鏡はカセグレンタイプですが、大きな凹面鏡の主鏡と小さな凸面鏡の副鏡を適当な距離を置いて向かい合わせに配置した光学系をカセグレンタイプと称するならば、実はいろいろな光学系があります。
いわゆる純カセグレン(クラシカルカセグレンともいう)、ドール・カーカム(発音によってはドール・キルハムともいう)、リッチー・クレチアンなどが代表的な光学系です。
これらは皆、それぞれの光学系の考案者の名前が付けられていますが、ドール・カーカムとリッチー・クレチアンはそれぞれ2人の名前です。
ちなみにカセグレンは、カスグランあるいはカセグレインなどとも発音されますが、フランスの数学者ギョーム・カセグレンが1672年に考案した光学系であるとされています。
さて・・では、宮古島の50cmはカセグレンタイプとはいうものの、これらの中のどの光学系なのでしょうか・・
あ〜疲れた、続きはまたね〜(^^;

(9月17日掲載分)




Re: 宮古島天体観測所50cm反射望...   夢作 - 2012/09/23(Sun) 23:01 No.2086

ところで、皆さんとっくにご存知のことを今さら復習でもないですが、一応確認の為、書いておきます。
純カセグレンの主鏡面の形状は言わずと知れた放物面。BSアンテナでお馴染みのパラボラです。無限遠からやって来る光や電波を一点に集中させる性質がありますね。この一点を焦点と言います。ここで無限遠と限定したのは、無限遠からの平行な光や電波でなければ一点に集まらないからで、有限距離からの発散する光や電波だと、いわゆる球面収差が発生して一点に集まらないからです。
そして、この主鏡面とある適当な距離(ここで言う適当とは、いい加減の意味ではありません。きちんと計算された距離のことです。)だけ離して向かい合わせに配置された副鏡の面形状は双曲面となっています。双曲面には二つの焦点がありますが、そのうちの一つの焦点を主鏡の放物面の焦点と一致させると、もう一つの焦点に像を結びます。
ここで、主鏡はもちろん凹面で副鏡は凸面となっています。
今夜はおさらいで終わりました(^^;

(9月19日Facebook掲載分)




Re: 宮古島天体観測所50cm反射望...   ひらい - 2012/09/24(Mon) 09:53 No.2087

夢作さん、おはようございます。
Facebookだと、記事がどんどん下のほうへ流れていってしまうので、掲示板のほうが見やすいですね。
記事の続編、期待してます。




Re: 宮古島天体観測所50cm反射望...   夢作 - 2012/09/24(Mon) 11:52 No.2088

ひらいさん、こんにちは。
Facebookは、ホーム(ニュースフィード)で見ると確かに記事がどんどん下がってしまうので、
私のタイムラインで見ていただければ、間に他の方の記事が入らないので少しは見やすいと思います。




Re: 宮古島天体観測所50cm反射望...   夢作 - 2012/09/24(Mon) 12:51 No.2089

それと、Facebookのコメントのやり取りは、こちらには掲載されないので、コメントも見たい方はFacebookへどうぞ(^^
コメントを全部合わせると記事本文よりも長いくらいですし、補足的なことも書かれていますから、是非どうぞ。




Re: 宮古島天体観測所50cm反射望...   ひらい - 2012/09/24(Mon) 15:01 No.2090

夢作さん、Facebookの説明ありがとうございます。
まだFBは初心者なので、使い方がよくわかっていないんですよ。




Re: 宮古島天体観測所50cm反射望...   夢作 - 2012/09/24(Mon) 22:13 No.2091

前回、二つの焦点を持つ双曲面の話が出て来たからには、それこそ本当の(?)二つの焦点を持つ楕円面の話をしなければ、話になりませんね(笑)
まあ、放物面にしろ双曲面にしろ楕円面にしろ、いわゆる円錐曲面ということで一括されますが、球面というのは楕円面の二つの焦点が互いに近づいて、最後に一致した特別な面であることは言わずと知れたこと。
皆さん、レンズ面とかで球面が当たり前と思っているそこのあなた!球面というのは楕円面の中の極めて特殊な一つのケースなのですぞ!
あれ?話がそれた(^^; 何が言いたかったのかというと、つまり、楕円面を副鏡としたグレゴリー式反射望遠鏡のことを今日は書こうと思ったのです(^^
グレゴリー式・・立派な反射望遠鏡です。カセグレンの副鏡が凸双曲面なのに対し、グレゴリーの副鏡は凹楕円面です。光路図を描いてみれば分かるように、凹面の副鏡で主鏡との合成で焦点を結ばせるためには、主鏡焦点よりも外側に副鏡を配置しなければなりません。つまり、主鏡で反射した光線(光束というべきですね)が焦点に収束して、焦点通過後は焦点から発散する光束となって広がって行きます。その発散光束を主鏡の焦点に一方の焦点を一致させて配置した凹楕円面の副鏡が、もう一方の焦点に像を結ばせる・・これがグレゴリー式反射望遠鏡です。
主鏡で焦点に集まった光束は、焦点通過後は上下左右反対に進みますから、副鏡で反射されてもう一つの焦点に結ばれた像を接眼レンズを通して覗くと、双眼鏡のような正立像が見えます。(ちなみにカセグレンは倒立像です。図を描いてみれば一目瞭然ですから、お勧め!)

は〜〜、酔って書いたけど、間違ってないかな〜?(^^;;

(9月21日Facebook掲載分)




Re: 宮古島天体観測所50cm反射望...   夢作 - 2012/09/27(Thu) 14:42 No.2092

さて、カセグレン、グレゴリーと話は進みましたが、ここまでは主鏡が放物面、副鏡は双曲面や楕円面という組み合わせの光学系で、これらの曲面の幾何学的な性質からして、誰でもいつかは考えそうな光学系でした。ですから、300年以上も昔に考案されたのでしょう。
この二つの光学系は、主鏡も副鏡もそれぞれ別個に設計・製作が可能ですから、ある特定の一つの主鏡に対していろいろな副鏡を使い分けることが出来ます。つまり一つの主鏡で、副鏡との合成F値が8とか15とか25とかにすることが可能なのです。
大口径の反射望遠鏡では、カセグレン焦点(F8〜12位が多い?)とナスミス焦点(F20〜30位が多い?)を使い分けることが多いですが、カセグレン(グレゴリーも同じ)ならではの利点です。
ところが、ドール・カーカムでは、そうはいかない・・
その辺の話はまた次回に(^^

(9月25日Facebook掲載分)




Re: 宮古島天体観測所50cm反射望...   夢作 - 2012/09/29(Sat) 16:25 No.2093

さて、カセグレンにしろグレゴリーにしろ、これらは数学的に厳密な幾何学から考え出された光学系です。なので、主鏡も副鏡も正確な曲面に出来ていれば光軸上の球面収差はゼロになります。
ここで問題になるのは、それらの円錐曲面が実際にどれだけの正確さで製作可能かということです。
言い方を変えれば、それらの曲面をどれだけ正確に検査・計測・測定し得る手段があるか、ということになります。検査・計測・測定さえ出来れば、モノ作りにおいて製作不可能なものは無いと言ってよいですから。
そこで、登場するのがフーコーテスト! 鏡面製作を経験したことのある方なら誰でもお世話になったはずの、あの安い・簡単・高精度の三拍子そろったテスト方法です。
フーコーテストでは面形状の検査、焦点距離の計測、(いわゆる修正量)の測定が、一つのテスト装置で行なうことが出来ます。フーコーさん、こんな便利なテスト方法を考案してくれてありがとう!
ちなみに、あの8mすばる望遠鏡の主鏡でさえ、研磨の初期にはフーコーテストを行なっていたと聞いています。
ところで、この素晴らしいフーコーテストですが、さすがに万能とは言えません。それはあくまでも収束光線(光束)でテストする方法であって、発散光線(光束)ではテストすることは出来ないのです。
ですから、凹面鏡である主鏡やグレゴリーの副鏡ならテスト出来るのですが、凸面鏡であるカセグレンの副鏡は、フーコーテストでは直接テストすることは出来ません。
では、凸双曲面をテストするにはどうやったらよいのでしょうか・・
話は佳境に入ってきましたが、なかなかドール・カーカムまで行きませんね(^^;

(9月27日Facebook掲載分)




Re: 宮古島天体観測所50cm反射望...   ひらい - 2012/10/02(Tue) 09:16 No.2094

おっ! 画像が入りましたね。これで記事もぐっと引き立ちます。続編、とても楽しみにしています。




Re: 宮古島天体観測所50cm反射望...   夢作 - 2012/10/02(Tue) 16:10 No.2095

凸双鏡面に限らず、一般的に凸面をテスト(検査、評価)するにはどうやったらよいのでしょう。屈折式望遠鏡の対物レンズ、カメラレンズ、接眼鏡などには凸球面がたくさん使われていますが、最も製作容易なこれらの球面でさえ凸面の場合は直接テストする方法はありません。実は凸面だけでなく、凸面(あるいは凹面)の曲率半径が無限大になった面であるところの平面も同じく直接テストすることは出来ないのです。
ここで補足しておきますが、現代では接触式あるいは非接触式の三次元測定器などが高度に発達していて、球面に限らず、平面、さらには放物面や双曲面などの非球面でも凹面・凸面どちらでも直接測定できるようにはなっています。しかし、それらの測定器は極めて高価であり、小企業や、まして趣味で鏡面製作をする個人にはほとんど縁の無いものです。しかも、昔はそんな測定器は存在しませんでした・・
では、昔は(そして今も)どうやって凸面をテストしていたのか、いるのか。
光には(もちろん電波も)、干渉というある意味便利な性質があります。この性質を利用できないか?
昔の田舎道はほとんどが未舗装で、雨上がりにはあちこちに水溜りが出来ていたものです。そして、その水溜りにはオンボロ自動車から漏れた油が薄い油膜となって広がって虹の七色のような色の着いた縞模様のようなものが見えました。これはシャボン玉でも同じこと。フワフワと飛んでいくシャボン玉には時折、虹のような色が着いて見えますね。
さて、水溜りの油膜とシャボン玉の共通点は何でしょうか。それは、どちらも非常に薄い透明な膜であることです。
どうやら薄い透明な膜という奴は虹のような色が着いて見えるらしい・・なぜだろう?
これこそが、物理で「薄膜の干渉」と呼ばれる現象の実例で、薄膜の表面で反射した光と裏面で反射した光が干渉して、あのような色が着いて見えるのです。
数式は抜きにして、干渉とは波の山と山が重なって強くなったり、山と谷が重なって打ち消しあったりする現象のことです。
今日は「干渉」のおさらいで終わってしまいました(^^;

(10月2日Facebookと同時掲載)


どうでした?  投稿者: メル 投稿日:2012/08/28(Tue) 06:48 No.2081

携帯電話の画像を整理していたら、こんなものが出てきました。はたして結果は?





Re: どうでした?   oga - 2012/08/29(Wed) 11:24 No.2082

その節はお世話になりました。
名コンビの登場ですね!
ファーブルさんこんなところで購入されていたんですね。
購入後の結果聞いていません。
太陽撮影の新兵器 ゲットでしょうか?




Re: どうでした?   メル - 2012/08/29(Wed) 12:46 No.2083

ogaさん、こちらこそお世話になりっぱなしで、本当にありがとうございました。
ファーブルさんは、「もし60cm鏡を買ったら、当選したと思ってね」と言っていましたが・・・。伊豆へ発注したという噂はまだ耳に入っていませんね(内緒で発注してたりして)。




Re: どうでした?   夢作 - 2012/08/29(Wed) 23:38 No.2084

残念ながら未だ注文はありません。ということは・・・
それにしても、私も薄くなったものだ・・(悲笑)


トライアングルの星々  投稿者: 夢作 投稿日:2012/08/23(Thu) 12:19 No.2068

このところ日没後の西空で、土星と火星とおとめ座の1等星スピカが形作る三角形が目を引きます。

土星と火星は惑星なので、星座の間を少しずつ移動して行きますから、三角形の形も
二等辺三角形になったり、正三角形になったり、日々変わっていきます。

数日置きに写真に撮って、その変化を記録しておくと面白いと考えていたのですが、いつも
日没前後の西空には雲がたなびいていて、結局撮影できたのは8月2日の一日のみ・・
あんまり日が経ってしまうのも何ですから、ここで2日の写真1枚だけをアップしておきます。

最近は、右にスピカ、左上に土星、左下に火星が来ていますが、写真の時は、右が火星、
左上が土星、左下がスピカとなっています。
なお、そびえている岩山は、ロッククライミングで有名な城山(じょうやま)で、
満月近い月光が岩壁を照らしています。





Re: トライアングルの星々   あくつ - 2012/08/23(Thu) 21:01 No.2069

夢作 さん

ご無沙汰してます。私も昨日(22日)沈む前に何とか撮影してみました。毎度おなじみ自宅窓からのお気楽撮影です。月が一緒に入るようにAi NIKKOR 105mm 2.5で撮影しました。昔のレンズですがそれなりに写ってくれています。




Re: トライアングルの星々   あくつ - 2012/08/25(Sat) 18:34 No.2070

昼間の金星を撮ってみました。

本日旭川市科学館でボランティアをしていて、昼間の星を65cmで見せていた際、肉眼で金星が余裕で見えていたので急いでデジカメで撮影してみました。中央に何とか白い点として写っていました。




Re: トライアングルの星々   夢作 - 2012/08/26(Sun) 12:45 No.2072

あくつさん、こんにちは。

スピカ、土星、火星のトライアングル、最近はすっかり星の間隔が広くなってしまいましたね。
8月初め頃には、小ぢんまりとまとまっていたのが、最近は大きな三角形になってしまって、特別に目立つ存在ではなくなってしまったようです。
ここ数日、見えてはいましたが、撮影できていません・・

昼間の金星、星像が鋭すぎて、最初は私のPCのモニターのゴミかと思ってしまいました(笑)。




Re: トライアングルの星々   夢作 - 2012/08/27(Mon) 02:53 No.2080

昨夜(8月26日夜)、久しぶりにトライアングルを撮影することができました。
昨夜は、火星(左)と土星(右)が、ほぼ地平線と平行で、土星の下にスピカがありました。
土星が直角の角となる直角三角形となっていました。
もうしばらくすると水星も近づいてきて、ひし形になるのが楽しみですね。



カミナリ  投稿者: あくつ 投稿日:2012/08/26(Sun) 22:46 No.2075

先ほどまでカミナリがすごかったです。
何とか1枚納めることができました。今のレンズには∞の位置が無いためピント合わせがうまく行きません。そこでAi Nikor 35mmを取り付け撮影しました。その時にはカミナリのピークが過ぎてしまいました。
このカメラにはLIVE BULB、LIVE TIMEという便利な機能があり、露出中の画像が指定間隔で見ることができます。星野撮影や花火の撮影に便利です。今回はこの機能を使って撮影しました。




Re: カミナリ   夢作 - 2012/08/27(Mon) 02:26 No.2079

あくつさん、カミナリ写真、凄い迫力です!
ホントに今のレンズは∞位置がないので困ります。
「トライアングルの星々」の城山の写真も、見てお分かりのようにピンボケになってしまいました。
お陰で(?)星像が肥大して分かりやすくはなりましたが・・(苦笑)


田奈観望会にて  投稿者: まき 投稿日:2012/08/26(Sun) 01:29 No.2071

夢作さん、みなさん、こんばんは。 まきです。
横浜の某望遠鏡屋の観望会に参加してきました。

Ninja320改(エンコーダ付)を見せていただいて、
鏡の話などをしていたら、なんと、武蔵鏡なのが判明!

気になる月齢だったので、持ち主とアルプス谷の中の
溝が見えないか数十分、アイピースを変えたり、双眼に
したり格闘しましたが、条件はあまり良くなく、残念
ながら見えそうで見えず・・・
#次の機会に期待

携帯で撮影を試みましたが、撮影できず・・

画像は、久々のイリジウム・フレアですが、予想が
10秒近くずれていたようで、5秒前に撮影開始した
つもりだったが、既に見えていた・・・




Re: 田奈観望会にて   夢作 - 2012/08/26(Sun) 12:56 No.2073

まきさん、こんにちは。

田奈の観望会、私は行ったことがありませんが、盛況でしたか?

T.Tさんも来ていたんですね!
なかなか苦労した鏡でしたが、T.Tさんにはご満足いただいているようなので、ホッとしています。
条件の良い時に私も覗かせていただきたいものです。

イリジウム・フレア、良く写っていますね。北斗七星がとても印象的です!




Re: 田奈観望会にて   まき - 2012/08/26(Sun) 20:49 No.2074

夢作さん、みなさん、こんばんは。

>T.Tさんも来ていたんですね!
あれ、イニシャルが同じ?

鏡の件でお世話になりましので、よろしくお伝えください・・
とのことでした。
とても滑らかな鏡になっていると言われていました。

横浜の空なのでせいぜい3等くらいしか見えていませんでしたが、
M57とM27を見せていただきました。

今回の観望会は案内が8/22と直前だったので数十人でしたが、
多いときは50人くらいは集まるようですが、なにせ、田んぼの中の
道路なので、限界があります・・・

昨年はわたなべさんやジークさんにもお会いしました。
場所は、東名の横浜青葉インターから数kmです。
https://maps.google.co.jp/maps/ms?hl=ja&ie=UTF8&vps=3&jsv=176c&oe=UTF8&msa=0&msid=103277159608747550164.0004580b47bb0a3b8f39f




Re: 田奈観望会にて   わたなべ - 2012/08/26(Sun) 23:21 No.2076

まきさん、こんばんわ。
実は、当日7時半頃から参加して24時頃までいました・・・
一番奥に暗い中でセッティングしていたので、目立たなかったかな・・・
また、ご一緒しましょう。




Re: 田奈観望会にて   まき - 2012/08/27(Mon) 00:05 No.2077

わたなべさん、こんばんは。
>実は、当日7時半頃から参加して24時頃までいました・・・
あれ! 一番南側でしょうか・・・

今回、TさんのNinjya320の近く(いつもより北側)ばかりで
ほとんど他の望遠鏡を見ていませんでした。 失礼いたしました。

>また、ご一緒しましょう。
週末は車を使えないことが多いので、手ぶらでの参加が多いですが、
できるだけ参加しますので、よろしくお願いいたします。




Re: 田奈観望会にて   夢作 - 2012/08/27(Mon) 01:54 No.2078

まきさん、情報ありがとうございます。
わたなべさんもご常連なんですね(^^
いつか私もお邪魔しようかな?


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