Sferometar je sprava za mjerenje polumjera zakrivljenosti sferne plohe. Ovo je precizni instrument kojim se najčešće mjeri udubljenje plohe, pa se onda iz udubljenja računa polumjer zakrivljenosti.
Da bi se točnost mjerenja poboljšala, udubljenje plohe se obično odreduje kao razlika očitanja mikrometarskog vijka ili mjerne ure kod mjerenja sferne plohe i mjerenja referentne ravne plohe. Za ovakvo mjerenje moramo naravno imati preciznu ravnu plohu. I dok profesionalni optičari za tu svrhu koriste točno polirane kvarcne standarde, mi kao referentnu plohu možemo upotriebiti zadnju stranu zrcala, naravno ako smo je pažljivo izbrusili tako da bude ravna, o čemu će još biti riječi.
Na ovoj skici prikazan je sferometar sa čašicom. On se često koristi jer ga relativno lako izraditi. U profesionalnoj izvedbi čašica je napravljena od kaljenog čelika sa precizno brušenim rubovima. Za amaterski rad dovoljna je točno istokarena čašica od čelika, mjedi, pa čak i aluminija. Pri tome treba paziti da rubovi čašice budu oštri (s vremena na vrijeme prebrusimo čašicu na komadu ravnog stakla brusnim praškom veličine zrna oko 100, pomiješanim sa uljem). Obratite pažnju na to da se za mjerenje udubljenih ploha koristi vanjski, a za mjerenje ispupčenih ploha unutarnji rub čašice.
Najčešće ipak nemamo pristup tokarskom stroju. U tom slučaju možemo izraditi jednostavni sferometar od obične dašćice, dva čavlića i običnog vijka. Skica ovakvog sferometra prikazana je na slijedećoj slici.
Ako ga pažljivo izradimo, ovakav jednostavni sferometar će biti dovoljno točan za naše potrebe. Ako možemo, rupu za vijak i rupice za čavliće probušimo na stupnoj bušilici kako bi bile potpuno okomite na dašćicu. Za čavlice bušimo rupice nekoliko desetinki mm manjeg promjera od promjera čavlića, a za vijak 1 mm manju od promjera vijka. Najbolje je upotrijebiti vijak M6 jer on ima hod od 1 mm, pa nam je lako izraditi podjelu na kotačiću koji na njega montiramo i sa kojeg ćemo očitavati pomak vijka.
Kao kotačić upotrijebimo kartonski ili plastični disk promjera 5-10 cm na koji nacrtamo podjelu kruga na 20 dijelova (crtica svakih 18 stupnjeva). Zaokret vijka za 1 podjelu odgovara pomaku vrha vijka od 0,05 mm (ako je vijak M6!) što je za naše potrebe dovoljna točnost. Vrh vijka turpijom zašiljimo, pri čemu je dovoljno da on bude smanjen na promjer od oko 1 mm. Pazimo pri tome da je šiljak u osi (sredini) vijka. Isto vrijedi i za vrhove čavlića. Dobro je vrhove čavlića i vijka zaobliti brušenjem sa finim brusnim papirom kako kod mjerenja ne bismo slučajno zaparali staklo. Vijak namažemo sapunom ili uljem i na silu ga uvrtimo u srednju rupu u drvenoj letvici. Pazimo pri tome da vijak ide okomito u nju. Na ovaj način smo u drvetu napravili maticu koja nema zazora pa će mjerenje biti točnije. Kao pokazivač mozemo uz disk u dašćicu zabiti mali čavlić.
Razmak vrhova čavlića odaberemo tako da je za 1 do 2 cm manji od promjera zrcala jer veći razmak čavlića omogučava točnije mjerenje. Ovim sferometrom mjeri se tako da se on bez pritiska prisloni uz ravnu plohu (zadnja strana zrcala ili sl.), pa se laganim zakretanjem vijka njegov vrh dovede u dodir sa plohom. Kod toga treba paziti da se sferometar drži tako da vijak stoji okomito na plohu.Sad se očita i zapiše polozaj vijka prema skali na njemu. Na ovaj način smo odredili tzv. nulu mjerenja, odnosno pložaj vijka kad je udubina zrcala jednaka nuli. Postupak mjerenja sad ponovimo na sfernoj plohi zrcala, pri čemu ne smijemo zaboraviti brojiti i pune okrete vijka jer svaki od njih dodaje po 1 mm izmjerenom udubljenju. Udubljenje sferne plohe razlika je položaja vijka kod mjerenja na sfernoj i na ravnoj plohi. Ovu vrijednost uvrstimo u formulu za polumjer zakrivljenosti sfernog zrcala, gdje umjesto polumjera zrcala uvrstimo polovicu razmaka čavlića mikrometra. Razmak čavlića najlakše odredimo tako da sferometar lagano pritisnemo na papir. Vrhovi čavlića na njemu će ostaviti otiske čiji razmak pažljivo izmjerimo ravnalom. Kao polumjer mjerenja, d, uzmemo polovicu ove vrijednosti. Točnost od nekoliko desetinki milimetra je ovdje dovoljna.
Kad nije potrebna velika preciznost možemo umjesto sferometra upotrijebiti neki drugi predmet poznate debljine, npr. limove za podešavanje razmaka ventila kod automobilskih motora i ravnalo i tako vrlo jednostavno odrediti zakrivljenost našeg zrcala. Ravnalo stavimo na zrcalo tako da leži preko njegove sredine, pa limove umećemo ispod njega dok ne dobijemo potrebnu debljinu. Za račun zakrivljenosti koristimo istu formulu kao i kod sferometra, samo što za promjer sferometra uvrštavamo promjer zrcala jer se ravnalo proteže preko cijelog zrcala. Pazimo pri tome da oduzmemo fazetu koju smo izbrusili na rubu diska!
Nakon skoro 50 godina amaterskog brušenja, naučio sam da je vrlo jednostavno mjerenje udubine zrcala pomoću ravnala i diska (često opisivano u starijoj literaturi, a ovdje ilustrirano Koradovim ctežom) i više nego dovoljno točno za izradu zrcala za newton-ov teleskop. Naime, ako kod takvog zrcala pogtiješimo nekoliko centimetara u polumjeru zakrivljensoti, t će jedino utjecati na konačnu duljinu tubusa teleskopa, ništa više. Zato jednostavno prvo izradimo zrcalo, a onda ostatak teleskopa!
Kod ovakvog mjerenja ravnalo položimo preko promjera zrcala i u sredini uz njega prislonimo disk poznatog promjera (novčić, čep i sl.). Na ravnalu očitamo kolia je tetiva dijela diska koji viri ispod ravnala i uz pomoću formule na slici izračunamo dubinu zrcala. Kod računa polumjera zakrivljenosti ne zaboravimo za polumjer zrcala uzeti polumjer korigiran za veličinu rubne fazete!
Umjesto ravnala možemo upotrijebiti bilo koji ravni predmet koji nam je pri ruci, a dubinu mjeriti npr. pomičnom mjerkom, ili sl., ako nam je tako jednostavnije!