Qualche giorno fa ho avuto la necessità di collimare il mio catadiottrico. Poiché era mia intenzione fare le prime prove in casa avevo bisogno di una stellina artificiale e così ho provato a realizzarne una utilizzando ciò che avevo in casa o materiale di facile reperibilità.
Ho fatto diverse prove con vari metodi e materiali e i risultati migliori li ho ottenuti forando con un ago molto appuntito un foglietto di carta stagnola posato su una superficie piana rigida.
Dopo qualche decina di tentativi sono riuscito ad ottenere un forellino abbastanza piccolo e regolare, come si può vedere nella foto sottostante ottenuta con un microscopio ottico (Lidl) illuminando il foro dall’alto. Una ulteriore verifica della regolarità del forellino l’ho ottenuta illuminando il foro dal basso e verificando che la forma dell’immagine luminosa (profilo del forellino) fosse circolare.
A questo punto dovendo misurare con buona approssimazione il diametro del forellino, e poiché il microscopio che ho non possiede la scala graduata, ho usato il metodo della diffrazione.
Ho usato un puntatore laser verde come sorgente, posta a circa un metro dal forellino e ho proiettato l’immagine risultante su un foglio bianco posto su un muro a circa un metro di distanza dal lato opposto del forellino, come schematizzato nella figura seguente.
Il risultato ottenuto è la bella figura di diffrazione visibile nella foto in basso.
Misurando il diametro del primo anello scuro (primo minimo di diffrazione) si risale ad diametro del foro attraverso le note relazioni:
angolo = 1.22 * lambda / diametro foro
angolo = ( diametro anello / 2 ) / distanza
angolo = angolo di diffrazione
lambda = lunghezza d’onda della luce incidente
distanza = distanza dello schermo dal foro (molto maggiore del diametro del foro)
quindi
diametro foro = 1.22 * lambda * distanza * 2 / diametro anello
nel mio caso :
lambda = 532 nm
distanza = 1200 mm
diametro anello = 48mm
diametro foro = 32 micron
La misura ha una precisione del 10% dovuta principalmente alla difficoltà di misurare con precisione il diametro dell’anello scuro nel suo minimo.
Infine ho montato il foglietto di alluminio su un supporto ricavato da un basetta per circuiti stampati
Sulla sinistra e possibile vedere il led bianco da 0.25W (si può trovare nelle torcette dei cinesi) usato come sorgente di luce, limitato in corrente da una resistenza (il valore della resistenza dipende dal tipo di led utilizzato!) mentre al centro e sulla destra i due pezzi di PCB in cui stringere il foglietto di alluminio visibile in basso.
Ed ecco la stellina artificiale assemblata. Per l’alimentazione uso un paio di batterie stilo in serie.
Alla prova dei fatti ecco il disco di Airy ottenuto ponendo la stellina a 10m di distanza dal mio tele di 150mm di diametro.
E ora non mi resta che collimare ...
