走進(jìn)不科學(xué) 第一百四十五章 驢 amp;%￥#@

兩日后。

依舊是老蘇書(shū)房所在的院落。

此時(shí)此刻。

院落中的裝飾品已然盡數(shù)被挪走騰空。

整片院子里，只剩下了一片空地、一張石桌以及少數(shù)幾棵樹(shù)木。

徐云則帶著老蘇、老賈、小李等七八人一起，站在了庭院正中心。

而他們的身邊，則擺放著大量或外露或封裝的物品，以及......

一頭驢。。

待人都到齊后。

老蘇眼中閃過(guò)一絲期待，輕輕拍了拍裝有貨物的箱子，對(duì)徐云說(shuō)道：

“小王，你要的東西都在這兒了。”

徐云聞言打開(kāi)一口箱子，從中拿起了一塊粗制的玻璃。

只見(jiàn)他將玻璃放在眼前檢查了一番，滿意的點(diǎn)點(diǎn)頭，道：

“沒(méi)問(wèn)題，原料的質(zhì)量都很好。”

作為一位后世diy圈的資深老鳥(niǎo)，徐云兩輩子手搓過(guò)的鏡片已經(jīng)超過(guò)了三百枚不止。

通過(guò)手感判斷玻璃質(zhì)量，已然屬于一種被刻入靈魂的本能了。

隨后老蘇又小心翼翼的從謝老都管手中取過(guò)一個(gè)箱子，謹(jǐn)慎的遞給徐云，囑咐道：

“小王，此物有些危險(xiǎn)，你且拿好。”

徐云小心將箱子接過(guò)，穩(wěn)穩(wěn)的將它放到了石桌上。

一旁的小王見(jiàn)狀，不由好奇的問(wèn)道：

“王林，盒子里頭是什么？”

徐云看了她一眼，也沒(méi)賣關(guān)子，直接了當(dāng)?shù)恼f(shuō)道：

“水銀。”

小李眨了眨眼，下意識(shí)的后退一步：

“水銀，這可是毒物呀，你拿它想要做什么？”

徐云見(jiàn)狀輕輕笑了笑，這個(gè)在宋朝頗具威名的毒物，對(duì)于這次的制鏡環(huán)節(jié)而言，卻是個(gè)不可或缺的重要物件呢。

只見(jiàn)他抬起頭，看了眼天空，緩緩呼出口氣：

“當(dāng)然是為了做.....拋物面了。”

先前提及過(guò)。

在后世的diy領(lǐng)域中，牛頓反射式望遠(yuǎn)鏡基本上屬于最常見(jiàn)的一個(gè)類型。

因?yàn)楸绕鹫凵涫酵h(yuǎn)鏡，牛反的光學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，更容易上手。

同時(shí)牛反沒(méi)有色差存在，便捷性上要高于折射鏡。

而所謂的便捷性，指的便是牛反真正參與成像的只有一個(gè)反射凹面。

不過(guò)再便捷的東西，在和光學(xué)搭上邊后，往往也會(huì)變得復(fù)雜起來(lái)。

例如在后世。

這個(gè)單獨(dú)凹面的選擇,

便一直都頗具話題性。

準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)。

應(yīng)該是球面和拋物面該選哪個(gè)的爭(zhēng)議。

后世通過(guò)費(fèi)馬原理可以證明,

拋物面對(duì)于平行光入射的情況能完美地滿足等光程條件,

因而可以對(duì)平行光完美成像。

但另一方面呢。

拋物面只有一條對(duì)稱軸，并且不滿足阿貝正弦條件。

所以拋物面有很明顯的彗差。

它對(duì)于不沿著對(duì)稱軸入射的平行光線，無(wú)法完美成像。

即使入射角度很小,

成像質(zhì)量也會(huì)迅速降低。

而球面雖然有球差，但是相對(duì)的,

它也有一個(gè)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)——它有無(wú)數(shù)的對(duì)稱軸。

對(duì)于單一的球來(lái)說(shuō),

是不存在軸外光線這種說(shuō)法的。

在望遠(yuǎn)鏡這個(gè)場(chǎng)景中。

雖說(shuō)球面不能對(duì)星點(diǎn)完美成像,

但是整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)的成像質(zhì)量卻可以保證均勻。

加之成本方面的問(wèn)題，很多人負(fù)擔(dān)不起拋物面的價(jià)格。

因此在后世,

相當(dāng)多數(shù)的人都選擇了球面來(lái)做單獨(dú)凸面。

但別忘了。

這個(gè)選擇的前提條件是...在后世。

眼下徐云所在的時(shí)間線，卻是古代宋朝。

因此手搓球面透鏡，有件事是無(wú)論如何繞不開(kāi)的難題：

徐云搞不出刀口儀和干涉儀。

其實(shí)刀口儀還好說(shuō)點(diǎn),

真要手搓起來(lái),

還是可以做出二三十種簡(jiǎn)易雛形的。

但干涉儀就很難了,

因?yàn)檫@玩意是需要激光的....

而這兩個(gè)儀器,

恰恰是手搓球面鏡中極為關(guān)鍵、甚至可以說(shuō)核心的一環(huán)：

為啥說(shuō)后世手藝好的diy球鏡，完全能夠超越機(jī)器呢？

元嬰就是因?yàn)橛羞@兩個(gè)機(jī)器提供極其精密的檢測(cè)。

只要檢測(cè)到哪里有誤差,

拿沾著拋光粉的軟瀝青去蹭幾下就行了。

比如佳能鏡頭——尤其是高端l鏡頭里，現(xiàn)在還有很多手工磨的鏡片來(lái)著。

至于剩下的轉(zhuǎn)儀鐘啥的倒還好說(shuō)：

老蘇鼓搗的水運(yùn)儀象臺(tái)，其實(shí)就是最早的轉(zhuǎn)儀鐘,

等于一下穿到了祖宗頭上了......

考慮到咱們這是一本紀(jì)實(shí)...咳咳，嚴(yán)謹(jǐn)。

因此在一開(kāi)始,

徐云便提前做好了一個(gè)方案：

用利用旋轉(zhuǎn)的水銀實(shí)現(xiàn)拋物面，同時(shí)再手磨一個(gè)不需要太過(guò)精度的球面鏡做像差極限的臨界焦比輔助,

也就是類rc結(jié)構(gòu)。（水銀溫度計(jì)的時(shí)候暗示過(guò)了，居然沒(méi)人發(fā)現(xiàn),

失望啊.....）

實(shí)際上。

將液體應(yīng)用在光學(xué)器件上的想法，可以一直追溯到小牛...或者說(shuō)老牛的年代。

但是由于諸多工程和技術(shù)上的困難，直到19世紀(jì)，后世才有反射式液體元器件的開(kāi)發(fā)嘗試。

所謂反射式液體拋物鏡，便是指使用高反射率的水銀作為鏡片材料制成的液體鏡面。

通過(guò)將其置于穩(wěn)定、以8.5rpm恒速旋轉(zhuǎn)的容器中，便可形成拋物面。

由于無(wú)需玻璃鏡片的澆筑、研磨和拋光過(guò)程，因此它的造價(jià)成本也歷來(lái)很低。

后世本土最著名的例子,

就是不列顛哥倫比亞大學(xué)的lzt大型望遠(yuǎn)鏡了：

它擁有一塊直徑6m的超大液體鏡片，也是目前世界上最大的液體鏡片。

徐云上輩子還沒(méi)下海碼字的時(shí)候，也曾經(jīng)參與過(guò)國(guó)內(nèi)某液體拋物鏡的設(shè)計(jì)，在當(dāng)時(shí)屬于國(guó)二的項(xiàng)目。

直徑幾米的鏡片,

成本才五十萬(wàn)美元不到。

不過(guò)相較于望遠(yuǎn)鏡，

后世更有名的液態(tài)鏡片，應(yīng)該是某米手機(jī)打的，一度還霸占過(guò)熱搜。

但那玩意兒其實(shí)是折射式液體鏡片，和反射式還是有比較大差距的。

視線再回歸原處。

在準(zhǔn)備好諸多物件后，徐云便開(kāi)始分配起了任務(wù)：

“老爺，水銀揮發(fā)有毒，加之其需要與轉(zhuǎn)儀鐘組合，必須要有專業(yè)人士監(jiān)察才行。

因此液體拋物面便交給小人負(fù)責(zé)，您看可好？”

過(guò)去的這些天里。

徐云和老蘇的關(guān)系已經(jīng)發(fā)展到了類似亦師亦友的地步，早就不是普通主仆的性質(zhì)了。

因此徐云的請(qǐng)示主要只是過(guò)個(gè)場(chǎng)，老蘇自然也不會(huì)去胡亂下令：

“如此便依你所言，小王，你還需要哪些幫手？”

徐云想了想，指著王稟和另一位男子道：

“只需校尉大人與張器監(jiān)即可。”

老王是部隊(duì)里的軍官，還承擔(dān)過(guò)運(yùn)糧的任務(wù)，在監(jiān)察經(jīng)驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)性上還是不用多說(shuō)的。

至于另外的一位張器監(jiān)，則是制器局的一位從八品器監(jiān)。

此人全名張家寶，大概有些類似后世那種從一線提拔起來(lái)的車間主管。

張家寶在一周前被借調(diào)到了老蘇府上聽(tīng)用，徐云見(jiàn)過(guò)幾次他的技術(shù)，水平也相當(dāng)可靠的。

有了兩位監(jiān)理人員協(xié)助，液體拋物面應(yīng)該不會(huì)出太大的紕漏。

老蘇沉默片刻，同意了徐云的訴求，轉(zhuǎn)身對(duì)王稟二人道：

“正臣，張器監(jiān)，你二人便去小王手下幫忙吧。”

王稟和張家寶齊齊領(lǐng)命。

隨后徐云想了想，又說(shuō)道：

“至于副鏡嘛....恐怕就要由老爺您來(lái)帶隊(duì)了。”

在這次的制鏡方案中，徐云為望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)的是一種類rc結(jié)構(gòu)。

也就是在經(jīng)典卡塞格林系統(tǒng)基礎(chǔ)上，根據(jù)初級(jí)像差理論，優(yōu)化出的一個(gè)進(jìn)階版牛反。

后世的比如凱克望遠(yuǎn)鏡、雙子望遠(yuǎn)鏡等都是使用的這種結(jié)構(gòu)。

不過(guò)這些望遠(yuǎn)鏡的副鏡采用的都是磨制和檢測(cè)成本極高的凸鏡，徐云則由于工業(yè)能力的問(wèn)題，顯然不可能做到因?yàn)槌潭取?p/> 因此他只能退而求其次，選擇了類似dallkirkham系統(tǒng)的球鏡。

也就是水銀液體拋物面為主，球鏡為輔的組合式結(jié)構(gòu)。

從觀測(cè)數(shù)據(jù)上來(lái)看。

徐云這次設(shè)計(jì)的效視角為

1.3°左右，也就是半視場(chǎng)角

至于感光元件徐云使用的是螢石，對(duì)角線長(zhǎng)度約為74mm。

這樣在觀測(cè)木星時(shí)，假設(shè)木星視直徑為40角秒時(shí)。

它在焦平面上的大小便為:401800/2062640.776mm。

用目鏡放大后，在250毫米明視距離處，大小差不多有27.4mm。

這樣一來(lái)。

便可以保證木星能看到明暗相間的云帶，土星能看到土星環(huán)，金星能看到盈虧。

這種級(jí)別的成像效果，應(yīng)該足夠滿足老蘇的需求了。

沒(méi)錯(cuò)。

看到這兒。

有些同學(xué)想必已經(jīng)反應(yīng)了過(guò)來(lái)：

根據(jù)有效視場(chǎng)角可以推算，徐云這次要搞的，是一座焦距在4000mm的巨炮！（見(jiàn)注）

4000mm焦距，這是啥概念呢？

最直白的說(shuō)。

它的直徑接近一米，差不多等于潘多拉去掉腦袋的高度。

至于長(zhǎng)度嘛.....

不會(huì)少于十米。

也就是有些類似威廉·赫歇爾的那架定義了銀河系的反射式望遠(yuǎn)鏡。

面對(duì)如此一尊龐然大物，哪怕輔助副鏡不需要太過(guò)精細(xì)的數(shù)據(jù)，鍛造起來(lái)也是非常麻煩的。

首先便是副鏡的曲率問(wèn)題，這事兒徐云只能親自出手了。

沒(méi)辦法。

球差是三階像差，無(wú)法在高斯光學(xué)的范圍內(nèi)表達(dá)，更別提現(xiàn)在連高斯光學(xué)都沒(méi)接觸多少的老賈了。

徐云的計(jì)算方案是這樣的：

根據(jù)賽德?tīng)栂癫疃囗?xiàng)式中的球差部分，可以寫(xiě)出單個(gè)薄透鏡的球差系數(shù)：

這里c1和c2是薄透鏡的兩個(gè)表面的曲率，s是物距，y是光線高度。

對(duì)于徐云的副鏡組來(lái)說(shuō)。

由于采用薄透鏡假設(shè)，兩個(gè)球面透鏡上的光線高度是一樣的。

從而可以在最終結(jié)果里約去這個(gè)高度。

而第一個(gè)球面鏡a的物位于無(wú)窮遠(yuǎn)，第二個(gè)球面鏡b的物就是第一個(gè)透鏡的像。

所以有sa∞，sb∫a。

徐云之前特意找老蘇收集了火石玻璃（見(jiàn)125章），通過(guò)制備大蒜素的電解池處理，可以得到折射率n在1.51680的標(biāo)準(zhǔn)玻璃。

是的。

徐云之前在準(zhǔn)備制作大蒜素的時(shí)候，便考慮到了望遠(yuǎn)鏡的這一步，甚至更遠(yuǎn)。

隨后把實(shí)際參數(shù)代入求解，便可以得到兩組可行解。

一組是c10.000494801mm1，c20.00173844mm1

另一組則是c10.00107834mm1，c20.0011155mm1（應(yīng)該沒(méi)算錯(cuò)，有算錯(cuò)的話歡迎指正）

也就是說(shuō)。

合適的玻璃曲率有兩種。

接著再將這兩組數(shù)據(jù)記錄轉(zhuǎn)移，套到老賈他們先前算出的那個(gè)接近1.3的式子中。

便可以得出理論上不需要干涉儀便可以確定的最優(yōu)曲庫(kù)模板。

隨后徐云想了想，繼續(xù)對(duì)老蘇道：

“老爺，按照咱們的預(yù)估，副鏡的研磨可能需要一個(gè)月左右。

因此接下來(lái)的日子里，可能就需要您和齊師傅他們多辛苦一下了。”

老蘇聞言，有些感慨的笑了一聲：

“區(qū)區(qū)旬月而已，若能看清星辰，莫說(shuō)一月，一年老夫都撐得住！”

隨后他轉(zhuǎn)過(guò)身，對(duì)著另一位五六十歲的小老頭拱了拱手：

“倒是齊師傅，這次恐怕要有勞你了。”

小老頭連忙回禮：

“不敢不敢，若非恩公當(dāng)初援手，小老舉家上下怕是早已成了路邊枯骨，何曾得享今日之福？

還請(qǐng)恩公莫要多言，否則實(shí)乃羞煞小老也。”

老蘇聞言沒(méi)再說(shuō)話，而是親切的拍了拍小老頭的肩膀。

這個(gè)小老頭也是制器局的一位大師，名叫齊格飛，據(jù)說(shuō)是北宋目前鍛造工藝最好的一位匠人。

當(dāng)初老蘇前往魯東清點(diǎn)賬目之時(shí)，偶然在路旁遇到了因糧荒逃難的齊格飛。

當(dāng)時(shí)老蘇看他可憐，便本著好心將他帶在了身邊。

一如當(dāng)初對(duì)徐云那般，打算回京后安排個(gè)仆役的差事。

不過(guò)在一次巧合下，老蘇意外發(fā)現(xiàn)齊格飛有著一手不錯(cuò)的工活，甚至要比不少京中工匠還要好。

于是老蘇便改了主意，將他介紹到了制器局工作，期間也多有照顧。

后來(lái)齊格飛在京娶妻生子，便全家將老蘇當(dāng)做了恩公相待。

凡是老蘇需要自己又力所能及之事，齊格飛從不推卻，盡皆全力而為。

例如老蘇自吸泵中的擺輪游絲，便是由此人打造。

另外徐云水銀溫度計(jì)的毛細(xì)管，也是出自此人之手。

按照徐云的肉眼判斷。

這位齊大師的精度水準(zhǔn)，估摸著大概能和后世傳說(shuō)中的八級(jí)技工相媲美，屬于人形自走精工機(jī)的類型。

當(dāng)然了。

磨鏡片除了需要人手之外，自然也需要研磨的設(shè)備。

在1671年。

惠更斯曾經(jīng)搞出過(guò)一個(gè)可以加工鏡片的機(jī)床，組裝難度很低，徐云便把它復(fù)制了過(guò)來(lái)。

當(dāng)時(shí)惠更斯使用的動(dòng)力是人力，也就是花錢請(qǐng)人來(lái)推動(dòng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。

但現(xiàn)在嘛.......

徐云抬起頭，看向了院落中的......

那頭驢。

其實(shí)天文望遠(yuǎn)鏡單純談焦距是不太適合的，不過(guò)為了普通讀者有直觀概念還是勉強(qiáng)對(duì)等了一下，光學(xué)專業(yè)的讀者不用太過(guò)深究