Le testeur de Foucault
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Ce qui fera la qualité du miroir, c'est la perfection de sa courbure. La courbe
doit répondre à 2 critères: elle doit être régulière et s'écarter de la parabole
le moins possible.
Le testeur de foucault permet de vérifier ces 2 aspect. D'une part en
visualisant le miroir dans son ensemble grâce au couteau, nous allons nous
assurer que la surface est REGULIERE.
Le principe est le suivant: Nous plaçons une source de lumière juste à la
droite du centre de courbure. Les rayons vont frapper toute la surface du miroir
et revenir en un focus juste à la gauche du centre de courbure.
Si nous coupons précisément ce point focal à l'aide du couteau, le miroir va
s'assombrir. Si le miroir est une sphère parfaite, il s'assombrira également sur
toute sa surface. S'il y a des irrégularités, elles deviendront à ce moment
évidentes.
Quand la courbure du miroir est régulière, il faut, d'autre part, QUANTIFIER
l'erreur qui la sépare de la parabole la plus proche. Bien sûr nous n'allons pas
mesurer l'épaisseur du verre se qui serait impossible à cette échelle. Ce qui
sera mesuré c'est l'effet de l'erreur de courbure sur le point focal. Cette
mesure sera prise grâce à un micromètre de fabriquation maison incorporé au
testeur de foucault.
Maintenant que nous savons en gros ce que doit accomplir notre testeur,
allons-y avec la construction. Etant-donné que les dimensions sont plus ou moins
importantes, je n'ai mis aucune mesure par souci de simplicité, seulement des
approximations.
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Voici des exemples de surface régulières tel que vu par le test du couteau.
(la première est sphérique)
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Allons-y...
Découpez un rectangle d'une trentaine de cm de long. Placez un petit tube de
même longueur à la gauche. Si vous percez des trous pour visser comme sur
l'image suivante, ne les faites pas à moins de 5 cm à partir des extrémités.
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Placez à la droite et au centre un petit rectangle surmonté n'une lanière
métallique. La longueur de cette lanière sera d'au moins 5 cm. Si vous voulez
savoir où en trouver, regardez derrière votre ordinateur personnel, il y an a
plusieurs :-)
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Faites un deuxième rectangle identique au premier. Enlevez un coin jusqu'à la
moitié de sa largeur, ce morceau sera idéal pour le petit bloc de l'image
précédente.
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Ensuite, sous la pièce que nous venons de tailler, nous placerons 2 morceaux de
nylon ou mieux, de teflon taillés en V. Egalement une visse sera placée de sorte
qu'elle sera centrée sur la lamelle de métal. Avant de mettre la visse, percez
un trou légèrement plus petit que son diamètre et mettez-y un peu de cire. Vous
aurez plus de facilité à ajuster l'horisontalité du chariot.
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Pour le micromètre, vous aurez besoin d'un boulon à 20 filets par pouce. Ce qui
fait qu'en graduant notre rondelle à 50 unités dans un tour complet, nous
pourrons mesurer les millièmes de pouces. C'est une mesure commode puisque la
majorité des logiciels qui servent à interpréter les mesures de Foucault
fonctionnent en pouces.
Voici la graduation. En lisant de 0 à 49 à la
gauche puis lors du deuxième tour de 50 à 99 sur la droite, cela dous donne 100
millièmes de déplacement total.
Cette graduation est en haute résolution, vous n'avez qu'à l'enregistrer
sur votre disque. Ouvrez dabord l'image en mode fenêtré puis cliquez sur l'image
avec le bouton droit de la souris et enregistrez.
Ensuite, vous pourrez la rééchantillonner dans votre logiciel de dessin préféré
pour lui donner exactement la longueur voulue afin de faire le tour complet de
votre cadran.
Puis assemblez le boulon, un écrou qui barre sur place, le
cadran, et l'écrou à ailettes
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Ensuite, sous la pièce que nous venons de tailler, nous placerons 2 morceaux de
nylon ou mieux, de teflon taillés en V. Egalement une visse sera placée de sorte
qu'elle sera centrée sur la lamelle de métal. Avant de mettre la visse, percez
un trou légèrement plus petit que son diamètre et mettez-y un peu de cire. Vous
aurez plus de facilité à ajuster l'horisontalité du chariot.
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Bon, assez joué en dessous. La partie supérieure sera composée d'un bras qui
pourra pivoter grace à une visse située à l'arrière de notre testeur. Pour
faciliter le mouvement, percez dabord la pièce du haut pour que la visse y entre
librement.
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Un deuxième boulon assurera une poussée latérale sur ce bras. Aucun besoin de
précision ici, mais la poussée devra quand même être aisée. Noubliez pas qu'une
butée en métal aidera beaucoup à la fluidité du mouvement.
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A cet instant, il est temps de parler des ressorts. Je ne vais pas me donner la
peine de les dessiner en 3D (je doute que j'en aurais été capable de toute
manière). Il s'agit seulement de 2 ressorts qui vont s'opopser aux mouvements
des deux boulons poussoirs. Ils peuvent s'opposer à ces mouvement soit en tirant
sur les parties concernées, soir en poussant dans la direction inverse. Je
laisse cela à votre discrétion...
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Placez maintenant sur le bras un autre carreau en bois qui pourra tourner sur
lui même. Ceci nous permettra d'utiliser notre testeur en deux modes; tantôt
pour le teste du couteau, tantôt en mode de mesurage avec un oculaire.
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Maintenant, plaçons sur ce bloc le fameux couteau et une autre pièce taillée en
V pour recevoir l'oculaire. Le couteau peut être une simple lamelle en métal
mais vous pourrez au besoin y coller une lame d'exacto ou de rasoir.
Pour passer d'un mode à l'autre, nous n'avons qu'à rabattre le couteau
vers la gauche puis une simple rotation du bloc amènera l'oculaire en bonne
position. A cette fin, il est évident que le couteau et le support de l'oculaire
seront tous deux à une extrémité droite de notre bloc rotatif.
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Attaquons nous maintenant à la source de lumière. Elle sera au bout d'un support
fixé à la base du testeur. Un trou de la taille des mini ampoules sera fait en
haut et le plus à gauche possible. Pour juger de la hauteur où percer ce trou,
placez-le environ à égalité du centre de l'oculaire qui sera sur son support.
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Maintenant, pour la source de lumière elle même, nous allons fabriquer une fente
plutôt qu'un simple point. La fente nous apportera plus de lumière et permettra
également une lecture plus précise au test de l'oculaire.
Premièrement
découpez un trou de 4 ou 5 mm dans un bout de ruban à fil électrique (image de
gauche). Deuxièmement, à l'aide d'un exacto, faites un trait très droit et sans
bavure dans du papier d'aluminium. Faites le trait assez long, vous choisirez
ensuite la partie la mieux réussie. Troisièmement, découpez environ 1 cm dans la
meilleure partie de cette incision puis recollez la partie gauche et droite sur
le ruban adhésif pour couvrir le trou. Essayez de les recoller exactement côte à
côte comme si vous ne vouliez plus du tout voir l'incision (image du centre).
Etant donné que c'est impossible de les remettre exactement ensemble, la
dimension de la fente ainsi crée sera idéale. Pour finir, placez un autre
morceau de ruban électrique sur le dessus pour bien tenir le tout en place
(image de droite).
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Il reste maintenant à placer cette fente devant le trou de lumière. Un dernier
détail: la source de lumière doit être diffuse, donc il faudra soit sabler
l'ampoule, soit placer du papier blanc entre celle-ci et la fente. L'intensité
lumineuse dans l'illustration suivante a été exagérée.
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Il ne manque plus qu'a placer une aiguille qui pointera sur le cadran pour
prendre les mesures. Je l'ai placée en dernier parce que je l'avais complètement
oubliée dans les illustrations précédentes, mais c'est un bon oubli puisqu'elle
aurait étée très accrochante ;-)
Voici donc le résultat final, aiguille
incluse mais sans les ressorts...
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