Металл Speculum представляет собой смесь примерно двух третей меди и одной трети олова , что делает белый хрупкий сплав , который можно полировать для создания высокоотражающей поверхности. Он исторически использовался для изготовления различных видов зеркал от средств личной гигиены до оптических приборов, пока его не заменили более современные материалы, такие как стеклянные зеркала с металлическим покрытием.
Смеси металла для спекулума обычно содержат две части меди на одну часть олова вместе с небольшим количеством мышьяка , хотя есть и другие смеси, содержащие серебро, свинец или цинк. Это примерно вдвое больше пропорции олова к меди, обычно используемой в бронзовых сплавах. Археологи и другие предпочитают называть ее «высокооловянной бронзой» [2], хотя этот широкий термин также используется для других сплавов , таких как колокольный металл , который обычно содержит около 20% олова.
Большие зеркала из металла-спекулума трудно изготавливать, а сплав склонен к потускнению , требуя частой повторной полировки. Тем не менее, это был единственный практичный выбор для больших зеркал в высокоточном оптическом оборудовании между серединой 17-го и серединой 19-го веков, до изобретения серебрения стекла .
Металл Speculum был известен своим использованием в металлических зеркалах отражающих телескопов , и известными примерами его использования были телескоп Ньютона , Левиафан из Парсонстауна и телескоп Уильяма Гершеля , использовавшийся для открытия планеты Уран . Основная трудность с его использованием в телескопах заключается в том, что зеркала не могли отражать столько света, сколько современные зеркала, и быстро тускнели.
Знание о том, как сделать очень твердый белый металл с высоким блеском из сплавов бронзового типа с высоким содержанием олова, может датироваться более 2000 лет назад в Китае, [3] хотя это также могло быть изобретением западных цивилизаций. [4] Замечания у Плиния Старшего могут ссылаться на это. [5] Это, безусловно, использовалось в европейском Средневековье , давая лучшую отражательную способность, чем обычные бронзовые зеркала , и тускнея медленнее. Однако олово было дорогим, и состав сплава нужно было 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 чеканка и штамповка , поскольку был слишком твердым, но хорошо поддавался обработке при литье в небольшие предметы, а также использовался для изготовления «ременной фурнитуры, пряжек, брошей Темного века» и подобных мелких изделий, придавая им 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)
Металлический спекулум 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 наносится на заднюю часть стеклянной панели и покрывается защитным лаком, точное оптическое оборудование, такое как телескопы, нуждается в первых поверхностных зеркалах , которые можно шлифовать и полировать в сложные формы, такие как параболические рефлекторы . В течение почти 200 лет металлический спекулум был единственным зеркальным веществом, которое могло выполнять эту задачу. Один из самых ранних проектов, телескоп Джеймса Грегори , Грегорианский телескоп, не мог быть построен, потому что Грегори не мог найти мастера, способного изготовить сложные зеркальные зеркала, необходимые для конструкции. [8]
Исаак Ньютон был первым, кто успешно построил рефлекторный телескоп в 1668 году. Его первый рефлекторный телескоп (конструкция, которая стала известна как ньютоновский рефлектор ) имел металлическое главное зеркало диаметром 33 мм (1,3 дюйма) его собственной формулы. [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 усовершенствован и продолжал использоваться в 1700-х и 1800-х годах во многих конструкциях рефлекторных телескопов. Идеальный состав был около 68,21% меди и 31,7% олова; больше меди делало металл более желтым, больше олова делало металл более синим. [10] Соотношения с содержанием олова до 45% использовались для устойчивости к потускнению.
Хотя зеркальные телескопы с металлическим зеркалом могли быть построены очень большими, например, 126-сантиметровый (49,5-дюймовый) « 40-футовый телескоп » Уильяма Гершеля 1789 года и 183-сантиметровое (72-дюймовое) зеркало лорда Росса его « Левиафана из Парсонстауна » 1845 года, непрактичность использования металла заставила большинство астрономов предпочесть их меньшие аналоги с рефракторными телескопами . [11] Металлический зеркальный ... [11] Также требовалось, чтобы для каждого телескопа было изготовлено два или более зеркал, чтобы одно можно было использовать, пока другое полировалось. Быстро охлаждающийся ночной воздух вызывал напряжения в больших металлических зеркалах-зеркалах, искажая их форму и заставляя их давать плохие изображения. У лорда Росса была система регулируемых рычагов на его 72-дюймовом металлическом зеркале, чтобы он мог регулировать форму, когда она была ненадежной для получения приемлемого изображения. [12]
В 1856–57 годах было изобретено усовершенствование зеркал-зеркал, когда Карл Август фон Штейнгель и Леон Фуко представили процесс нанесения сверхтонкого слоя серебра на переднюю поверхность (первую поверхность) шлифованного блока стекла. Посеребренные стеклянные зеркала были огромным улучшением, поскольку серебро отражает 90% света, который на него попадает, и гораздо медленнее тускнеет, чем зеркала. Серебряные покрытия также можно удалить со стекла, поэтому потускневшее зеркало можно было повторно посеребрить, не меняя тонкую прецизионно отполированную форму стеклянной подложки. Стекло также более термически стабильно, чем металл зеркала, что позволяет ему лучше сохранять свою форму при изменении температуры. Это ознаменовало конец эпохи зеркальных телескопов-рефлекторов, последний из которых, Большой Мельбурнский телескоп с зеркалом диаметром 122 см (48 дюймов), был построен в 1867 году. Началась эра больших зеркальных рефлекторов с такими телескопами, как 36 -дюймовый (91 см) рефлектор Эндрю Эйнсли Коммона 1879 года и 60-дюймовый (152 см) рефлектор 1887 года, построенные в Илинге , а также первый из «современных» больших исследовательских рефлекторов со стеклянными зеркалами, 60-дюймовый (150 см) телескоп Хейла обсерватории Маунт-Вильсон 1908 года, 100-дюймовый (2,5 м) телескоп Маунт-Вильсон Хукера в 1917 году [11] и 200-дюймовый (5 м) телескоп Хейла на горе Паломар в 1948 году.
