فرن دوار

الفرن الدوار هو جهاز لصنع أجسام صلبة ذات أسطح مقعرة، وهي عبارة عن أجزاء من قطع مكافئ متناظر محوريًا . عادةً ما تُصنع هذه الأجسام من الزجاج . يعتمد الفرن على حقيقة معروفة لنيوتن ، وهي أن شكل السطح العلوي لسائل دوار، الناتج عن قوة الطرد المركزي، هو قطع مكافئ مقعر، مطابق لشكل المرآة الرئيسية العاكسة في التلسكوب.

يمكن استخدام القطع المكافئ بطرق مختلفة، بما في ذلك (بعد طلائها بالفضة ) كمرايا أساسية في التلسكوبات العاكسة والمواقد الشمسية . ^{[ 1 ]}

يشتمل الفرن على آلية تُدير وعاءً مفتوحًا من الأعلى بسرعة ثابتة حول محور رأسي. تُوضع كمية من الزجاج تكفي لصنع المرآة في الوعاء، وتُسخّن حتى تنصهر تمامًا، ثم تُترك لتبرد مع استمرار دورانها حتى تتصلب تمامًا. عندما يتصلب الزجاج، يتوقف الدوران ويُحفظ الشكل القطعي المكافئ لسطحه العلوي. ^{[ 2 ] [ 3 ]} تُسمى هذه العملية بالصب الدوراني .

يمكن استخدام نفس العملية لصنع عدسة ذات سطح مكافئ مقعر. أما السطح الآخر فيتشكل بواسطة الوعاء الذي يحتوي على الزجاج المنصهر والذي يعمل كقالب. وتُستخدم العدسات المصنوعة بهذه الطريقة أحيانًا كعدسات موضوعية في التلسكوبات الكاسرة .

يصبح محور الدوران هو محور القطع المكافئ. ليس من الضروري أن يكون هذا المحور في مركز الوعاء الزجاجي، أو حتى أن يمر عبره. بوضع الوعاء بعيدًا عن المحور، يمكن صبّ أجزاء قطع مكافئ خارج المحور. يُستخدم هذا الأسلوب في صناعة التلسكوبات الضخمة جدًا ذات المرايا المكونة من عدة أجزاء.

عموماً، لا تتمتع القطع المكافئ المصبوب بالدوران بدقة كافية تسمح باستخدامها مباشرةً كمرآة أو عدسة تلسكوب، لذا يتم تصحيحها بواسطة آلات طحن يتم التحكم فيها بواسطة الحاسوب. وتكون كمية الطحن المنجزة، وكتلة الزجاج المهدرة، أقل بكثير مما كان مطلوباً لولا عملية الدوران.

يمكن استخدام تقنية الصب الدوراني، غالبًا مع مواد أخرى غير الزجاج، لإنتاج نماذج أولية من القطع المكافئ، مثل عاكسات الأضواء الكاشفة أو مُركِّزات الطاقة الشمسية، والتي لا تحتاج إلى أن تكون قطعًا مكافئًا دقيقًا مثل مرايا التلسكوب. إن صب كل قطعة مكافئة يتم إنتاجها بهذه التقنية سيكون بطيئًا ومكلفًا للغاية، لذا يتم ببساطة نسخ النموذج الأولي بسرعة وبتكلفة منخفضة وبدقة كافية.

تحتوي التلسكوبات ذات المرايا السائلة على مرايا دوارة مصنوعة من معدن سائل كالزئبق أو سبيكة منخفضة الانصهار من الغاليوم . لا تتصلب هذه المرايا، وتُستخدم وهي سائلة وتدور. يُشكّل الدوران هذه المرايا إلى قطع مكافئة دقيقة بما يكفي لاستخدامها كمرايا عاكسة أساسية في التلسكوبات. ^{[ 4 ]} بالمقارنة مع المرايا الزجاجية المصبوبة بالدوران، والتي تحتاج إلى تصحيح بسبب التشوهات التي تحدث أثناء التصلب وبعده، فإن هذه المرايا لا تتطلب مثل هذا التصحيح. ^{[ 5 ]}

• الصب بالطرد المركزي
• قائمة بأكبر التلسكوبات العاكسة البصرية
• الصب بالدوران
• الصب الدوراني (المرايا)
• تلسكوبات المرايا السائلة