Lenzen slijpen in de 17e eeuw Door Rijk-Jan

Lenzen slijpen in de 17e eeuw
Door Rijk-Jan Koppejan
Al in de middeleeuwen werden brillenglazen geslepen. Waarom duurde het dan zo
lang eer in 1608 de combinatie van twee lenzen een bruikbare telescoop* opleverde?
In dat jaar demonstreerde de in Middelburg woonachtige Hans Lipperhey een
‘Seecker instrument omme verre te sien', aan prins Maurits in Den Haag.
Het antwoord op deze vraag is niet zo gemakkelijk te geven, maar duidelijk is wel dat
zowel het allerbeste glas als de beste slijptechnieken aanwezig moeten zijn om uit de
combinatie van twee
gewone brillenglazen
een
bruikbare
telescoop te kunnen
samenstellen. Uit de
correspondentie
van
Galileo Galileï weten
we hoezeer hij zelf
worstelde
met
het
probleem om goede
lenzen
voor
zijn
telescopen te maken.
De pupil van het
menselijk oog heeft een
opening van ongeveer
Al in de middeleeuwen was er volop handel in brillen
twee mm ( in daglicht).
Kijken we met ons oog direct door een brillenglas, dan kijken we slechts door ongeveer
drie mm van de lens. Als we met ons oog draaien, dan kijken we elke keer door een
ander klein deel van het brillenglas. In het geval de lens niet perfect sferisch is geslepen,
is er niets aan de hand, want ook al is de brandpuntsafstand iets afwijkend, dan
corrigeert ons oog dat wel. Om die reden geven relatief slecht geslepen (asferische)
lenzen toch nog een goed beeld. De brillen die in de middeleeuwen werden gemaakt en
verkocht, voldeden dus best aardig. Ter verduidelijking: sferische lenzen hebben een
bolvormig oppervlak dat als deel kan worden gezien van een perfecte bol. Asferische
lenzen zijn in feite alle lenzen die hiervan afwijken.
In een telescoop worden lenzen echter op een heel andere manier gebruikt dan in
brillen. Hier zorgt de opening van het objectief (de voorste lens) als geheel voor het
beeld en omdat een tweede lens, het oculair,
dit beeld nog eens flink kan vergroten, moet
het objectiefglas juist van uitstekende kwaliteit
zijn.
We hebben dus niet alleen goed glas nodig,
(zonder de destijds veel voorkomende
gasbellen), ook moeten we het sferisch slijpen
van lenzen perfect onder de knie hebben.
Instrument om ronde glazen te snijden
Slijpmachine
Houder, voorzien van glasplaatjes
Hoe werden lenzen in de vroege 17e eeuw
eigenlijk geslepen? Welke technieken werden
er toegepast? Laten we een kijkje nemen in de
werkplaats
van
een
lenzenslijper
of
brillenmaker uit die tijd.
Op
zijn
werkbank
lagen
diverse
gereedschappen om glas te bewerken. Het
glas haalde de ambachtsman uit de glasfabriek
uit de buurt. In het geval van de
Middelburgse slijpers was dit vrij eenvoudig.
Middelburg had immers de oudste en wellicht
beste glasblazerij van de Noordelijke
Nederlanden binnen haar vesten. Uit het
vlakglas sneed hij handmatig rondjes met een
doorsnede van ongeveer drie cm. Speciaal
hiervoor had hij een stuk handgereedschap
gemaakt, zoals in de bovenste illustratie te
zien is. Vervolgens plakte hij twee glasplaatjes
met bijenwas op elkaar. De ene was bedoeld
om te kunnen slijpen, de ander diende louter
als versteviging tijdens het bewerkingsproces.
In een plaat koper werd met een hamer een
mal geklopt die de gewenste sferische
bolvorm had. Deze mal werd op de as van een
slijpmachine bevestigd. Op vernuftige wijze
kon de as snel rond gedraaid worden,
waardoor de mal eveneens in een snelle
2
rond draaiende beweging kwam. Op een
soort houder die veelal van marmer, maar
ook wel van ijzer of hout gemaakt was,
werden de twee op elkaar geplakte
glasplaatjes bevestigd. Deze houder werd
met de glasplaatjes naar onder, op de mal
gedrukt, zodat het glas, met behulp van
slijppoeder, in de gewenste bolvorm op de
machine kon worden geslepen.
Het slijppoeder werd ‘zand’ genoemd maar
bestond uit veldspaat en kwarts. Veldspaat is
een veel voorkomend mineraal. Maar liefst
60% van de aardkorst bestaat er uit. Tenslotte
werd de geslepen lens op een snel
ronddraaiende houten schijf, voorzien van
een stuk leer, gepolijst met tripoliet of tinoxide. Tripoliet bestaat uit de schelpen van
kiezelwieren (diatomeeën) en is feitelijk niets
anders dan heel fijn kwartspoeder.
Deze manier van lenzen slijpen is eigenlijk
honderden jaren onveranderd gebleven. De
brillenmaker maakte er een bril van door de
lenzen in een metalen of lederen vatting te
bevestigen. De kwaliteit was goed genoeg,
voor een bril, maar de telescopenbouwer
stond voor een groot probleem. Verreweg de
meeste lenzen waren met deze methode
gewoonweg niet goed genoeg om een kijker
te kunnen construeren, vanwege het
asferische oppervlak.
Marskramer met o.a. brillen
Om voor telescopen geschikte lenzen te
kunnen maken moest dus een andere
Polijsttafel van een brillenmaker uit 1614. Let
op het met leer bespannen werkblad.
techniek bedacht worden. Het lijkt er op dat
in Middelburg, in 1608, die techniek
ontwikkeld was. Hans Lipperhey, de lenzenslijper die in september van dat jaar zijn
‘seecker instrument omme verre te sien’ had gedemonstreerd aan prins Maurits in Den
3
Marius claimde de manen van Jupiter
enkele dagen eerder ontdekt te hebben
dan Galileï. Dit leidde tot ruzie. Galileï
maakte Marius uit voor leugenaar en
zijn werk ‘Mundus Jovialis’ werd als
plagiaat beschouwd. Tegenwoordig
krijgt Marius toch iets meer krediet. Hij
zag de manen mogelijk eerder, maar
interpreteerde ze verkeerd. Let op de zeer
smalle ‘perspicillum’ (=verrekijker).
Galileo noemde zijn eerste kijkers ook zo.
Haag, verstond in elk geval die kunst, want hij was
in staat om op 11 december 1608, op verzoek van
de Staten-Generaal, een binoculair te presenteren.
Dus, een instrument, bestaande uit twee parallelle
buizen die een goed beeld gaf en waar je met beide
ogen door kon kijken. Deze werd, na beoordeling,
goedgekeurd en hij mocht er nog twee maken.
Hiervoor werd hij rijkelijk beloond. Van het
verkregen geld kon hij zelfs een huis kopen,
inderdaad, het was een bijzondere prestatie, want
pas in 1823 werden de eerste commercieel
succesvolle
binoculairs
geproduceerd
door
Friedrich Voigtländer in Wenen. Slechts een
handvol instrumentmakers had dit in de
tweehonderd jaar daarvoor geprobeerd. Hans
Lipperhey verdient dus alleen al wat dat betreft
enorm veel krediet. Hij was een echte vakman!
Wie in 1608 of 1609 een telescoop wilde hebben
voor astronomische doeleinden, moest aankloppen
bij een ‘Hollander’. In ‘Holland’ (lees: Middelburg)
was het beste Venetiaanse glas voorhanden én de
beste slijptechniek. Dit weten we, omdat de Duitse
astronoom Simon Marius in 1609 op zoek was naar
goede lenzenslijpers in Duitsland om een goede
telescoop te kunnen bouwen. Hij kwam uiteindelijk
in ‘Holland’ terecht. Ergens anders werd op dat
moment de kunst blijkbaar niet verstaan. Fred
Watson, de schrijver van het boek ‘Sterrenkijker’
schrijft: ‘Zelfs de bedreven lenzenslijpers van
Neurenberg – de beste van Duitsland – konden ze
(goede lenzen voor een telescoop) niet leveren.’
Marius had in november 1609 de planeet Jupiter
‘met sterren’ gezien en was bijzonder geïnteresseerd
in een goede telescoop. Hij publiceerde in 1614
‘Mundus Jovialis’ (‘De wereld van Jupiter’) waarin
hij schrijft over zijn Jupiterwaarnemingen. Hoewel
Galileo Galileï als ontdekker van de maantjes van
4
Jupiter wordt beschouwd, was hij beslist niet de eerste die de telescoop op de hemel
richtte, maar anderen vóór hem (waaronder Marius), publiceerden hun waarnemingen
later. Simon Marius wordt niet beschouwd als een medeontdekker van de manen van
Jupiter. Marius schrijft dat hij de manen op dezelfde dag als Galileï voor het eerst gezien
heeft, maar hij geeft de datum in het Juliaanse systeem. Uiteindelijk zegt hij dat Galileï
ze in Italië heeft ontdekt, en hijzelf in Duitsland. Zijn claim wordt niet als
geloofwaardig beschouwd. Galileï publiceerde in 1610, slechts 10 dagen na het
beëindigen van zijn Jupiterwaarnemingen, razendsnel zijn eerste waarnemingen, zodat
hij de geschiedenis is ingegaan als de ontdekker van de Jupitermanen. Wellicht wist
Galileï dat anderen ook de hemel
afspeurden
met
de
nieuwe
uitvinding.
Wat Lipperhey nu precies ontdekt
had om voor telescopen geschikte
lenzen te maken is niet met zekerheid
te zeggen. Als we middeleeuwse
lenzen
aan
een
kwaliteitstest
onderwerpen, dan blijkt dat feitelijk
alleen het middelste centrale deel van
de lens positief deze test doorstaat.
Lipperhey had dus ofwel een
slijptechniek ontwikkeld die de
gehele
lens
verbeterde,
ofwel
ontdekte hij het belang van het
diafragma.
Door
de
lens
te
diafragmeren gebruik je immers
alleen het centrale, goede, deel van de
lens en krijg je wél een goed beeld.
Als we naar de eerste bruikbare
telescopen kijken, dan zijn de lenzen
allemaal voorzien van een diafragma.
Ook de telescopen van Galileo Galileï.
Hieronymus Sirturus uit Milaan, die
veel reisde om alles te weten te
komen over de telescoop, schreef
vermoedelijk in 1612 een boek
(publicatie pas in 1618) waarin hij
Welgestelden dachten ook enige status aan een grote
telescoop te kunnen ontlenen. Op deze gravure worden de
rijke gasten zelfs per rijtuig aangevoerd om te komen
kijken naar de maan.
5
zich beklaagde over de slijptechniek van lenzenslijpers. Hoofdstuk drie van zijn boek
‘Telescopium’ draagt de titel: ‘Over het hedendaagse verval van de Kunst’ (van het
slijpen). Deze titel zegt genoeg en Sirturus komt met een aantal aanbevelingen om
betere sferische lenzen te slijpen.
Een van die aanbevelingen betreft het beter
sferisch krijgen van de mal. De koperen mal
werd hol geklopt met een hamer, maar dit
veroorzaakte kleine oneffenheden. Door met
een vijl deze oneffenheden weg te vijlen,
werd de mal gladder. Ook het gebruik van
vloeibaar lood om de putjes te vullen werd
door hem aanbevolen. Verder gaf hij ook nog
tips om de bolvorm beter te kunnen bepalen.
‘De Zeevsche Nachtegael’: een van de
belangrijkste Zeeuwse dichtbundels uit de 17e
eeuw (1623). Hierin schreef Cats onder meer het
gedicht ‘Cvpido Brille-Man’, waarbij een
afbeelding werd geplaatst van een Zeeuwse
verrekijker. Deze illustratie is gemaakt door de
bekende Middelburgse schilder en graveur
Adriaen van de Venne. Het is de oudst bekende
Nederlandse afbeelding van een telescoop.
Al deze aanbevelingen zorgden ervoor dat de
kwaliteit van de lenzen sterk verbeterde. De
een na de andere wetenschapper trad naar
buiten met schitterende waarnemingen.
Halverwege de 17e eeuw waren er al
complete maanatlassen. De telescopen
werden groter en groter en hoewel de
telescopen natuurlijk voor wetenschappelijke
doeleinden waren bedoeld, bracht een grote
telescoop in je tuin of op je dak enige status
met zich mee. Wat dát betreft is er in 400 jaar
niks veranderd…….
*In dit artikel gebruik ik gemakshalve het woord ‘telescoop’, hoewel het woord pas drieënhalf
jaar na de uitvinding werd bedacht ( telescopium = het verziend instrument). Ten tijde van de
uitvinding werd het instrument ‘het instrument omme verre te sien’ genoemd. Ook een mooie:
‘inventie omme het gesichte verre te doen uuytstrecken’. Elders in Europa kreeg de nieuwe
uitvinding benamingen van dezelfde strekking. ‘Fernrohr’ in Duitsland, ‘verrekijker’ in het
Nederlands.
Bronnen: Fred Watson ‘Stargazer’
Rolf Willach, ‘The development of lens grinding and polishing techniques in the first half of the
17th century’. (Bulletin van de Scientific Instrument Society. No. 68, 2003
Rolf Willach, ‘Der Lange Weg zur Erfindung des Fernrohres’ 2007
Borellus, Petrus, De vero telescopii inventore, Hagae, 1655.
Helden, Albert van, The invention of the telescope, in: Transactions of the American Philosophical
Society 67, nr. 4 (1977), 1-67.
Met dank aan Albert van Helden, Huib Zuidervaart en Peter Louwman voor de adviezen
6