Zwierciadło optyczne
Z Wikipedii
Zwierciadło optyczne, lustro – gładka powierzchnia o nierównościach mniejszych niż długość fali świetlnej. Z tego względu zwierciadło w minimalnym stopniu rozprasza światło, odbijając większą jego część. Zwierciadła wykonywane są na ogół z polerowanego metalu lub gładkiego kawałka szkła pokrytego z jednej strony metaliczną warstwą odbijającą.
Spis treści |
[edytuj] Rodzaje zwierciadeł
Ze względu na kształt powierzchni, zwierciadła dzieli się na
- płaskie
- wklęsłe (skupiające)
- wypukłe (rozpraszające)
Ze względu na rodzaj krzywizny zwierciadła wklęsłe i wypukłe dzieli się na:
- sferyczne/kuliste
- cylindryczne
- paraboliczne (paraboloidalne)
- hiperboliczne (hiperboloidalne)
- inne (o powierzchni opisanej równaniami wyższego rzędu lub nieregularnej)
[edytuj] Zwierciadło płaskie
W zwierciadle płaskim obraz obiektu konstruuje się poprzez wykonanie odbicia symetrycznego względem płaszczyzny zwierciadła. Jest to obraz pozorny, nieodwrócony i tej samej wielkości.
[edytuj] Zwierciadło sferyczne
Zwierciadło sferyczne ma powierzchnię będącą fragmentem sfery. Promienie biegnące równolegle do osi symetrii sfery, po odbiciu od wklęsłej strony lustra przechodzą przez lub w pobliżu ogniska optycznego (pod warunkiem, że biegną dostatecznie blisko osi symetrii). Odległość ogniskowa mierzona jako odległość ogniska od wierzchołka zwierciadła (czyli najgłębiej położonego punktu czaszy zwierciadła), wynosi f=R/2, gdzie R jest promieniem krzywizny. Dzięki zdolności do skupiania promieni świetlnych lustro sferyczne wklęsłe może być wykorzystywane w podobny sposób jak soczewka. Obraz, tak pozorny (w przypadku zwierciadła wypukłego) jak rzeczywisty (w przypadku zwierciadła wklęsłego), powstaje w analogiczny sposób jak w przypadku soczewek i do wyznaczania jego położenia stosuje się zasady optyki geometrycznej.
[edytuj] Zwierciadło paraboliczne
Zwierciadło paraboliczne ma krzywiznę będącą fragmentem paraboloidy obrotowej. Bieg promieni w zwierciadle parabolicznym jest zasadniczo taki sam jak w przypadku zwierciadła sferycznego, z tą różnicą, że wszystkie promienie świetlne równoległe do osi symetrii zwierciadła skupiane są w jednym punkcie, bez względu na odległość od osi. Oś symetrii paraboloidy jest także osią optyczną zwierciadła. Jeżeli przekrój zwierciadła w płaszczyźnie zawierającej oś optyczną ma postać paraboli o równaniu y=ax2 wtedy odległość ogniskowa wynosi f=1/(4a).
[edytuj] Wady zwierciadeł
Ze względu na fakt, iż zwierciadło zmienia bieg promieni tak samo, niezależnie od długości fali światła, zwierciadła pozbawione są aberracji chromatycznych. Bieg odbitych promieni podlega jednak aberracjom optycznym:
- zwierciadła sferyczne ze względu na swój kształt posiadają aberrację sferyczną
- zwierciadła paraboliczne nie posiadają aberracji sferycznej, występuje w nich natomiast zniekształcenie o nazwie koma.
[edytuj] Zastosowania
Zwierciadła płaskie są typem najczęściej spotykanym w życiu codziennym:
- lustra i lusterka powszechnego użytku (ścienne, łazienkowe, kieszonkowe, dekoracyjne itp.),
- lustra fenickie,
- w lustrzankach jako element kierujący światło do wizjera, podnoszony na czas robienia zdjęcia,
- w laserach jako elementy ograniczające wnękę rezonansową,
- jako elementy zmieniające bieg światła w urządzeniach optycznych,
Niekiedy w miejsce zwierciadeł stosuje się pryzmaty dobrane tak, by wewnątrz nich zachodziło Całkowite wewnętrzne odbicie – np. w lornetkach.
Zwierciadła wypukłe oraz wklęsłe stosowane są między innymi w:
- teleskopach,
- obiektywach lustrzanych,
- "powiększających" lusterkach kosmetycznych,
- samochodowych lusterkach wstecznych,
- lustrach ustawianych przy drogach w miejscach szczególnie niebezpiecznych, o ograniczonej widoczności,
- lampach i reflektorach
- lupach
- mikroskopach
- aparatach fotograficznych
- projektoskopach.
Zwierciadła mogą służyć także do odbijania promieniowania elektromagnetycznego spoza zakresu fal światła widzialnego, tak jak ma to miejsce w przypadku anteny satelitarnej, czy teleskopu rentgenowskiego.
