Espéculo de metal - Speculum metal
El metal del espéculo es una mezcla de alrededor de dos tercios de cobre y un tercio de estaño , lo que produce una aleación quebradiza blanca que se puede pulir para crear una superficie altamente reflectante. Se utilizó históricamente para fabricar diferentes tipos de espejos, desde ayudas para el aseo personal hasta dispositivos ópticos, hasta que fue reemplazado por materiales más modernos, como espejos de vidrio recubiertos de metal.
Los espejos de metal con espéculo grandes son difíciles de fabricar y la aleación es propensa a deslustrarse , lo que requiere un pulido frecuente. Sin embargo, fue la única opción práctica para grandes espejos en equipos ópticos de alta precisión entre mediados del siglo XVII y mediados del siglo XIX, antes de la invención del plateado del vidrio .
El metal del espéculo se destacó por su uso en los espejos de metal de los telescopios reflectores , y ejemplos famosos de su uso fueron el telescopio de Newton , el Leviatán de Parsonstown y el telescopio de William Herschel utilizado para descubrir el planeta Urano . Una de las principales dificultades de su uso en telescopios es que los espejos no pueden reflejar tanta luz como los espejos modernos y se empañan rápidamente.
Visión general
Las mezclas de metal de espéculo generalmente contienen dos partes de cobre por una parte de estaño junto con una pequeña cantidad de arsénico , aunque hay otras mezclas que contienen plata, plomo o zinc. El conocimiento de la fabricación de un metal muy duro y blanco de alto brillo a partir de aleaciones de tipo bronce con alto contenido de estaño se remonta a más de 2000 años en China, aunque también podría ser una invención de las civilizaciones occidentales. Estos metales se utilizaron en la escultura y para hacer espejos más efectivos que los espejos de bronce amarillos que se empañan fácilmente . En esa época, los espejos de metal espéculo, o cualquier metal precioso, eran raros y solo los poseían los ricos.
Uso en telescopios
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El metal del espéculo encontró una aplicación en la Europa moderna temprana como la única buena superficie reflectante conocida para espejos en telescopios reflectantes . A diferencia de los espejos domésticos, donde la capa de metal reflectante se recubre en la parte posterior de un panel de vidrio y se cubre con un barniz protector, los equipos ópticos de precisión como los telescopios necesitan espejos de primera superficie que se puedan rectificar y pulir en formas complejas como los reflectores parabólicos . Durante casi 200 años, el metal del espéculo fue la única sustancia espejo que podía realizar esta tarea. Uno de los primeros diseños, James Gregory ‘s telescopio gregoriano no se podía construir, porque Gregorio no pudo encontrar un artesano capaz de fabricar los espejos espéculo complejos que son necesarios para el diseño.
Isaac Newton fue el primero en construir con éxito un telescopio reflector en 1668. Su primer telescopio reflector (un diseño que llegó a ser conocido como reflector newtoniano ) tenía un espejo primario de metal espéculo de 33 mm (1,3 pulgadas) de diámetro de su propia formulación. . Newton también se enfrentó al problema de fabricar la compleja forma parabólica necesaria para crear la imagen, pero simplemente se decidió por una forma esférica. La composición del metal del espéculo se refinó aún más y se utilizó en los años 1700 y 1800 en muchos diseños de telescopios reflectores. La composición ideal era de alrededor de 68,21% de cobre a 31,7% de estaño; más cobre hizo que el metal fuera más amarillo, más estaño hizo que el metal tuviera un color más azul. Se utilizaron proporciones con hasta un 45% de estaño para resistencia al deslustre.
Aunque los telescopios reflectores de espejos de metal con espéculo podrían construirse muy grandes, como el " telescopio de 40 pies " de William Herschel de 1789 de 126 cm (49,5 pulgadas) y el espejo de Lord Rosse 1845 de 183 cm (72 pulgadas) de su " Leviatán de Parsonstown ", la impracticabilidad del uso del metal hizo que la mayoría de los astrónomos prefirieran sus contrapartes de telescopios refractores más pequeños . El metal del espéculo era muy difícil de moldear y moldear. Solo reflejaba el 66% de la luz que lo golpeaba. El espéculo también tenía la desafortunada propiedad de empañar al aire libre con una sensibilidad a la humedad, requiriendo un pulido constante para mantener su utilidad. Esto significaba que los espejos del telescopio tenían que ser quitados, pulidos y remodelados constantemente para que tuvieran la forma correcta. Esto a veces resultó difícil, y algunos espejos tuvieron que abandonarse. También requería que se fabricaran dos o más espejos para cada telescopio, de modo que uno pudiera usarse mientras se pulía el otro. El aire nocturno que se enfría rápidamente causaría tensiones en los grandes espejos de metal espéculo, distorsionando su forma y provocando que produzcan imágenes deficientes. Lord Rosse tenía un sistema de palancas ajustables en su espejo de metal de 72 pulgadas para poder ajustar la forma cuando no era confiable para producir una imagen aceptable.
En 1856-1857 se inventó una mejora con respecto a los espejos de espéculo cuando Karl August von Steinheil y Léon Foucault introdujeron el proceso de depositar una capa ultrafina de plata en la superficie frontal (primera superficie) de un bloque de vidrio esmerilado. Los espejos de vidrio plateado fueron una gran mejora, ya que la plata refleja el 90% de la luz que la golpea y se empaña mucho más lentamente que el espéculo. Los recubrimientos de plata también se pueden quitar del vidrio, por lo que un espejo deslustrado podría recuperarse sin cambiar la delicada forma pulida con precisión del sustrato de vidrio. El vidrio también es más estable térmicamente que el metal espéculo, lo que le permite mantener mejor su forma a través de los cambios de temperatura. Esto marcó el final del telescopio reflector espéculo-espejo, y el último gran telescopio, el Gran Telescopio de Melbourne con su espejo de 122 cm (48 pulgadas), se completó en 1867. La era del gran reflector de vidrio-espejo había comenzado. con telescopios como los reflectores 1879 de 36 pulgadas (91 cm) y 1887 de 60 pulgadas (152 cm) de Andrew Ainslie Common construidos en Ealing , y el primero de los reflectores de investigación de espejos de vidrio grandes "modernos", de 60 pulgadas ( 150 cm) el telescopio Mount Wilson Observatory Hale de 1908, el telescopio Mount Wilson Hooker de 100 pulgadas (2,5 m) en 1917 y el telescopio Mount Palomar Hale de 200 pulgadas (5 m) en 1948.
Ver también
- Telescopio de espejo líquido
- Lista de los telescopios ópticos más grandes del siglo XIX
- Lista de los telescopios ópticos más grandes del siglo XVIII