Зеркальный металл представляет собой смесь примерно двух третей меди и одной трети олова , образующую белый хрупкий сплав , который можно полировать, чтобы получить поверхность с высокой отражающей способностью. Исторически его использовали для изготовления различных видов зеркал, от средств личного ухода до оптических устройств, пока его не заменили более современные материалы, такие как стеклянные зеркала с металлическим покрытием.
Смеси металлов для зеркал обычно содержат две части меди и одну часть олова, а также небольшое количество мышьяка , хотя существуют и другие смеси, содержащие серебро, свинец или цинк. Это примерно вдвое превышает соотношение олова и меди, обычно используемое в бронзовых сплавах. Археологи и другие специалисты предпочитают называть ее «бронзой с высоким содержанием олова» [2] , хотя этот широкий термин также используется для других сплавов, таких как колокольный металл , который обычно содержит около 20% олова.
Большие зеркальные металлические зеркала сложны в изготовлении, а сплав склонен к потускнению , что требует частой повторной полировки. Однако это был единственный практический выбор для больших зеркал в высокоточном оптическом оборудовании в период с середины 17 по середину 19 веков, до изобретения серебрения стекла .
Металл Speculum был известен тем, что использовался в металлических зеркалах телескопов-рефлекторов , а известными примерами его использования были телескоп Ньютона , Левиафан Парсонстауна и телескоп Уильяма Гершеля , использованный для открытия планеты Уран . Основная трудность при его использовании в телескопах заключается в том, что зеркала не могут отражать столько света, сколько современные зеркала, и быстро тускнеют.
Знания о производстве очень твердого белого металла с высоким блеском из сплавов бронзового типа с высоким содержанием олова появились в Китае более 2000 лет назад [3] , хотя это также могло быть изобретением западных цивилизаций. [4] Замечания Плиния Старшего могут относиться к этому. [5] Оно, безусловно, использовалось в европейском Средневековье , поскольку давало лучшую отражательную способность, чем обычные бронзовые зеркала , и медленнее тускнело. Однако олово было дорогим, и состав сплава приходилось точно контролировать. Как ни странно, зеркала, сделанные из зеркального металла, были известны в то время, а часто и позже, как «стальные зеркала», хотя в них не было стали . [6]
Он не подходил для техник «холодной обработки», таких как репуссе и чеканка , поскольку был слишком твердым, но хорошо работал при отливке мелких предметов, а также использовался для «фурнитуры для поясов, пряжек, брошей Темного века» и подобных мелких предметов. , придающий привлекательный серебристо-белый цвет. [7]
.jpg/1280px-Lossy-page1-1280px-Lord_Rosse's_Great_Reflecting_Telescope,_at_Parsonstown,_Ireland_RMG_F8661_(cropped).jpg)
.jpg/1280px-60%22_Mirror_for_William_Parsons,_Earl_of_Rosse_(9237613525).jpg)
Металл Speculum нашел применение в Европе раннего Нового времени как единственная известная хорошая отражающая поверхность для зеркал в телескопах-рефлекторах . В отличие от бытовых зеркал, где отражающий металлический слой нанесен на обратную сторону стеклянной панели и покрыт защитным лаком, прецизионному оптическому оборудованию, такому как телескопы, необходимы сначала поверхностные зеркала , которые можно отшлифовать и отполировать, чтобы придать им сложные формы, такие как параболические отражатели . На протяжении почти 200 лет зеркальный металл был единственным зеркальным веществом, способным выполнить эту задачу. Один из самых ранних проектов, григорианский телескоп Джеймса Грегори, не удалось построить, потому что Грегори не смог найти мастера, способного изготовить сложные зеркальные зеркала, необходимые для этой конструкции. [8]
Исаак Ньютон был первым, кто успешно построил телескоп-рефлектор в 1668 году. Его первый телескоп-рефлектор (конструкция, которая стала известна как рефлектор Ньютона ) имел главное металлическое зеркало диаметром 33 мм (1,3 дюйма) его собственной разработки. . [9] Ньютон также столкнулся с проблемой изготовления сложной параболической формы, необходимой для создания изображения, но просто остановился на сферической форме. Состав металла зеркала был дополнительно уточнен и в 1700-х и 1800-х годах использовался во многих конструкциях телескопов-рефлекторов. Идеальный состав составлял примерно 68,21% меди и 31,7% олова; Больше меди делало металл более желтым, больше олова делало металл более синим. [10] Для устойчивости к потускнению использовались соотношения с содержанием олова до 45%.
Хотя телескопы-отражатели с металлическим зеркалом зеркала можно было построить очень большие, такие как 126-сантиметровый (49,5-дюймовый) « 40-футовый телескоп » Уильяма Гершеля 1789 года и 183-сантиметровое (72-дюймовое) зеркало лорда Росса его « Левиафана ». Парсонстауна » 1845 года, непрактичность использования металла заставила большинство астрономов предпочесть меньшие аналоги телескопов-рефракторов . [11] Зеркальный металл было очень трудно отливать и придавать ему форму. Он отразил только 66% попавшего на него света. Зеркало также имело досадное свойство тускнеть на открытом воздухе из-за чувствительности к влажности, что требовало постоянной повторной полировки для сохранения его полезности. Это означало, что зеркала телескопа приходилось постоянно снимать, полировать и придавать правильную форму. Иногда это оказывалось трудным, и от некоторых зеркал приходилось отказываться. [11] Также требовалось изготовить два или более зеркала для каждого телескопа, чтобы одно можно было использовать, пока другое полировалось. Быстрое охлаждение ночного воздуха может вызвать напряжения в больших металлических зеркалах, искажая их форму и приводя к плохому изображению. Лорд Росс имел систему регулируемых рычагов на своем 72-дюймовом металлическом зеркале, чтобы он мог регулировать форму, когда оно было ненадежно для получения приемлемого изображения. [12]
В 1856–1857 годах было изобретено усовершенствование зеркал-зеркал, когда Карл Август фон Штайнхайль и Леон Фуко представили процесс нанесения ультратонкого слоя серебра на лицевую поверхность (первую поверхность) отшлифованного блока стекла. Зеркала из посеребренного стекла стали огромным улучшением, поскольку серебро отражает 90% падающего на него света и тускнеет гораздо медленнее, чем зеркала. Серебряное покрытие также можно удалить со стекла, поэтому потускневшее зеркало можно заново посеребрить, не меняя изящную и прецизионно отполированную форму стеклянной подложки. Стекло также более термически стабильно, чем зеркальный металл, что позволяет ему лучше сохранять форму при изменениях температуры. Это ознаменовало конец существования телескопа-отражателя с зеркалом-зеркалом, и в 1867 году был завершен последний крупный телескоп, Большой Мельбурнский телескоп с зеркалом диаметром 122 см (48 дюймов). Началась эра большого зеркала-рефлектора. с такими телескопами, как 36-дюймовые (91 см) и 60-дюймовые (152 см) рефлекторы Эндрю Эйнсли Коммон 1879 года, построенные в Илинге , а также первые из «современных» больших исследовательских рефлекторов со стеклянными зеркалами, 60-дюймовые ( 150 см) телескоп Хейла обсерватории Маунт-Вилсон в 1908 году, 100-дюймовый (2,5 м) телескоп Маунт-Вилсон Хукер в 1917 году [11] и 200-дюймовый (5 м) телескоп Маунт-Паломар Хейл в 1948 году.
