Применение выпуклых зеркал – Изогнутые зеркало — Curved mirror

Опубликовано

Содержание

Изогнутые зеркало - Curved mirror

Отражение в сферическом зеркале. Выпуклой Фотограф видно отражение в верхнем правом углу

Изогнутые зеркала являются зеркалом с изогнутой отражающей поверхностью. Поверхность может быть либо выпуклой (изогнутой наружу) или вогнутой (изогнуты). Большинство зеркала имеют изогнутые поверхности , которые сформированы как часть сферы , но и другие формы иногда используются в оптических устройствах. Наиболее распространенный несферический типом являются параболическими рефлекторами , найденными в оптических устройствах , такие как отражающие телескопы , которые должны изображения удаленных объектов, так как сферические зеркала систем, как сферические линзы , страдают от сферической аберрации . Искажающие зеркала используются для развлечений. Они имеют выпуклые и вогнутые участки , которые производят намеренно искаженные изображения.

Выпуклые зеркала

Выпуклая зеркало диаграмма , показывающая фокус, фокусное расстояние , центр кривизны, главная ось, и т.д.

Выпуклое зеркало , расходящееся зеркало , или зеркало рыбьего глаза

представляет собой изогнутое зеркало , в котором отражающая поверхность выпирает в направлении источника света. Выпуклые зеркала отражают свет наружу, поэтому они не используются для фокусировки света. Такие зеркала всегда образуют виртуальный образ , так как фокальная точка ( F ) и центр кривизны ( 2F ) являются мнимыми точками «внутри» зеркало, которое не может быть достигнуто. В результате, изображения , сформированные эти зеркала не могут быть спроецированы на экране, так как изображение в зеркале. Изображение меньше объекта, но становится все больше , как объект приближается к зеркалу.

Коллимировались (параллельный) луч света расходится (распространяется) после отражения от выпуклого зеркала, так как нормальные к поверхности отличается каждым пятном на зеркале.

Использование выпуклых зеркал

Выпуклые зеркала позволяют автомобилистам видеть вокруг угла.

Пассажирской стороны зеркало на автомобиле , как правило , выпуклое зеркало. В некоторых странах они помечены предупреждения безопасности « Объекты в зеркале ближе , чем они появляются », чтобы предупредить водителя о искажающих эффектов выпуклого зеркала на восприятие расстояния. Выпуклые зеркала являются предпочтительными в транспортных средствах , так как они дают в вертикальном положении, хотя уменьшенное, изображение и потому , что они обеспечивают более широкое поле зрения , поскольку они изогнуты наружу.

Эти зеркала часто встречается в коридорах различных зданий (обычно известных как «зеркало безопасности коридора»), в том числе больниц , гостиниц , школ , магазинов и жилых домов . Они, как правило , монтируется на стене или потолке , где прихожие пересекаются друг с другом, или там , где они делают резкие повороты. Они полезны для людей , имеющих доступ прихожие, особенно в местах , имеющих слепые пятна или где видимость может быть ограничена. Они также используются на дорогах , подъездных путях и переулках , чтобы обеспечить безопасность для автомобилистов , где есть отсутствие видимости, особенно на кривых и поворотах.

Выпуклые зеркала используются в некоторых автоматических кассовых машинах , как простая и удобная функция безопасности, что позволяет видеть пользователь , что происходит за ними. Подобные устройства продаются быть присоединены к обычным компьютерным мониторам . Выпуклые зеркала делают все , кажется меньше , но покрывают большую площадь наблюдения.

Круглые зеркала выпуклые называемые Oeil де sorcière (французский язык для «глаза колдуна») были популярным предметом роскоши из года в 15 - м веке, как показано во многих изображениях интерьеров того времени. С помощью технологии 15 -го века, это было проще сделать обычное вогнутое зеркало (из выдувного стекла) , чем совершенно плоскому. Они также были известны как «глаза банкиров» из - за того , что их широкое поле зрения было полезно для безопасности. Известные примеры в искусстве включают Портрет Arnolfini на Яне ван Эйка и левое крыло алтаря Werl по Роберте Campin .

Выпуклые зеркала изображения

Изображение на выпуклое зеркало всегда виртуальные ( лучи фактически не прошли через образ, их продолжений делать, как в обычном зеркале), уменьшается (меньше), и в вертикальном положении . Поскольку объект становится ближе к зеркалу, изображение становится больше, пока не достигнет примерно размера объекта, когда он соприкасается с зеркалом. По мере того как объект перемещается в сторону, изображение уменьшается в размерах и становится постепенно ближе к фокусу, пока она не будет снижена до точки , в фокусе , когда объект находится на бесконечном расстоянии. Эти особенности делают выпуклые зеркала очень полезно: так как все кажется меньше , в зеркале, они охватывают более широкий угол обзора , чем обычное плоское зеркало .

Влияние на изображение положения относительно объекта до зеркального фокальной точки (выпуклой)
Положение объекта ( S ),
фокус ( F )
Образ схема
S>F, Sзнак равноF, S<F{\ Displaystyle S> F, \ S = F, \ S <F}
  • виртуальный
  • вертикальный
  • Снижение (уменьшенный / меньше)

Вогнутые зеркала

Вогнутое зеркало диаграмма , показывающая фокус, фокусное расстояние , центр кривизны, главная ось, и т.д.

Вогнутое зеркало , или сходящееся зеркало , имеет отражающую поверхность , которая углублена внутрь (от падающего света). Вогнутые зеркала отражают свет внутрь одной фокальной point.They используются для фокусировки света. В отличии от выпуклых зеркал, вогнутые зеркала показывают различные типы изображений в зависимости от расстояния между объектом и зеркалом.

Эти зеркала называется «сходящиеся зеркалами» , потому что они , как правило, собирают свет, попадающие на них, переориентацию параллельных входящих лучей в направлении фокуса. Это происходит потому , что свет отражается под разными углами, так как по нормали к поверхности отличается каждым пятном на зеркале.

Использование вогнутых зеркал

Вогнутые зеркала используются в отражающих телескопы . Они также используются , чтобы обеспечить увеличенное изображение лица для нанесения макияжа или бритья. В осветительных приложениях, вогнутые зеркала используются для сбора света от небольшого источника и направить его наружу в пучке , как в факелах , фаре и прожекторах , или для сбора света с большой площадью и сосредоточить его в небольшое место, как и в концентрированной солнечной энергии мощность . Вогнутые зеркала используются для формирования оптических полостей , которые играют важную роль в лазерном строительстве . Некоторые стоматологические зеркала используют вогнутую поверхность , чтобы обеспечить увеличенное изображение. Зеркало посадки помощи системы современных авианосцев также использует вогнутое зеркало.

Вогнутое зеркало изображение

Влияние на изображении положения относительно объекта до зеркального фокальной точки (вогнутой)
Положение объекта ( S ),
фокус ( F )
Образ схема
S<F{\ Displaystyle S <F}
(Объект между фокальной точкой и зеркалом)
  • виртуальный
  • вертикальный
  • Увеличенный (больше)
Sзнак равноF{\ Displaystyle S = F}
(Объект в фокусе)
  • Отраженные лучи параллельны и никогда не встречаются, поэтому не образуется изображение.
  • В пределе , где S приближается F, расстояние изображения приближается к бесконечности , и изображение может быть реальным или виртуальным и либо в вертикальном или перевернутом в зависимости от того, приближается ли S F сверху или снизу.
F<S<2F{\ Displaystyle Р <S <2F}
(Объект между фокусом и центром кривизны)
  • действительное изображение
  • Инвертированный (вертикально)
  • Увеличенный (больше)
Sзнак равно2F{\ Displaystyle S = 2F}
(Объект в центре кривизны)
  • действительное изображение
  • Инвертированный (вертикально)
  • Тот же размер
  • Изображение формируется в центре кривизны
S>2F{\ Displaystyle S> 2F}
(Объект за пределами центра кривизны)
  • действительное изображение
  • Инвертированный (вертикально)
  • Снижение (уменьшенный / меньше)
  • По мере удаления от объекта увеличивается, то изображение асимптотически приближается фокальной точка
  • В предельном случае, когда S приближается к бесконечности, размер изображения приближается к нулю, как изображение приближается F

форма зеркала

Большинство сферического зеркала имеет сферический профиль. Это проще всего сделать, и это лучшая форма для использования общего назначения. Сферические зеркала, однако, страдают от сферической аберрации -parallel лучи , отраженные от таких зеркал не фокусируются в одной точке. Для параллельных лучей, например, тех , кто прибывает из очень отдаленного объекта, параболический отражатель может сделать лучшую работу. Такое зеркало может сосредоточиться на входящие параллельные лучи в гораздо меньшее место , чем сферическое зеркало может. Тороидальный отражатель представляет собой форму параболического отражателя , который имеет различное фокусное расстояние в зависимости от угла зеркала.

Анализ

Уравнение зеркала, увеличение, и фокусное расстояние

Гауссово уравнение зеркала, также известное как зеркала и линза уравнение, связывающее расстояние до объекта и расстояние изображения для фокусного расстояния : dо{\ Displaystyle D _ {\ mathrm {O}}}dя{\ Displaystyle D _ {\ mathrm {я}}}е{\ Displaystyle е}

1dо+1dязнак равно1е{\ Displaystyle {\ гидроразрыва {1} {D _ {\ mathrm {O}}}} + {\ гидроразрыва {1} {D _ {\ mathrm {я}}}} = {\ гидроразрыва {1} {е}}},

Конвенции знака используется здесь является то , что фокусное расстояние положительно для вогнутых зеркал и отрицательное для выпуклых из них, а также и является положительными , когда объект и изображение перед зеркалом, соответственно. (Они являются положительными , когда объект или изображение является реальным.) dо{\ Displaystyle D _ {\ mathrm {O}}}dя{\ Displaystyle D _ {\ mathrm {я}}}

Для выпуклых зеркал, если один перемещает член в правую часть уравнения для решения , то результат будет всегда отрицательное число, а это означает , что расстояние изображения отрицательно изображение является виртуальным, расположенным «за» зеркалом. Это согласуется с поведением , описанным выше . 1/dо{\ Displaystyle 1 / D _ {\ mathrm {O}}}1/dя{\ Displaystyle 1 / D _ {\ mathrm {я}}}

Для вогнутых зеркал, является ли изображение изображением виртуального или реального зависит от того, насколько велико расстояние до объекта сравнивается с фокусным расстоянием. Если срок больше , чем срок, является положительным , а изображение является реальным. В противном случае, этот термин является отрицательным , а изображение является виртуальным. Опять же , это подтверждает поведение , описанное выше . 1/е{\ Displaystyle 1 / е}1/dо{\ Displaystyle 1 / D _ {\ mathrm {O}}}1/dя{\ Displaystyle 1 / D _ {\ mathrm {я}}}

Увеличение зеркала определяется как высота изображения , разделенного на высоту объекта:

м≡часячасознак равно-dяdо{\ Displaystyle м \ эквив {\ гидроразрыва {H _ {\ mathrm {я}}} {H _ {\ mathrm {O}}}} = - {\ гидроразрыва {D _ {\ mathrm {я}}} {D _ {\ mathrm {O}}}}},

По соглашению, если в результате увеличения положительно, то изображение находится в вертикальном положении. Если увеличение отрицательна, изображение инвертируется (вверх ногами).

трассировка лучей

Расположение и размер изображения также могут быть найдены с помощью трассировки лучей графического, как показано на рисунках выше. Луч взят из верхней части объекта на поверхность вершину (где оптическая ось встречает зеркало) будет образовывать угол с этой осью. Отраженный луч имеет тот же угол к оси, но ниже его (см Зеркальное отражение ).

Второй луч можно сделать из верхней части объекта , проходящие через координатор и отраженный от зеркала в точке , где ниже оптической оси. Такой луч будет отражаться от зеркала в виде луча параллельно оптической оси. Точка , в которой два луча , описанный выше встречаются является точкой изображение , соответствующее верхней части объекта. Ее расстояние от оси определяет высоту изображения, а ее расположение вдоль оси является расположение изображения. Уравнение зеркала и уравнение увеличения могут быть получены геометрический с учетом этих двух лучей.

Рая матрица передачи сферических зеркал

Математическая обработка выполняется под приосевой приближении , а это означает , что при первом приближении сферическое зеркало является параболический отражатель . Луч матрицы сферического зеркала показано здесь вогнутой отражающей поверхности сферического зеркала. Элемент матрицы , где является координационным центром оптического устройства. С{\ Displaystyle C}-1е{\ Displaystyle - {\ гидроразрыва {1} {е}}}е{\ Displaystyle е}

Коробки 1 и 3 функции суммирования углов треугольника , и по сравнению с п радиана (или 180 °). Вставка 2 показывает ряд Маклорен из до порядка 1. дифференцирований лучевых матриц выпуклого сферического зеркала и тонких линз очень похож. агссоз⁡(-рр){\ Displaystyle \ агссоз \ влево (- {\ гидроразрыва {г} {R}} \ справа)}

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка

ru.qwertyu.wiki

Применение сферических зеркал - Класс!ная физика

Применение сферических зеркал

В оптических приборах применяются зеркала с различной отражающей поверхностью: плоские, сферические и более сложных форм. Неплоские зеркала подобны линзам, имеющим свойство увеличивать или уменьшать изображение предмета по сравнению с оригиналом.

Вогнутые зеркала.

В наше время вогнутые зеркала чаще используются для освещения. В карманном электрическом фонарике стоит крошечная лампочка всего в несколько свечей. Если бы она посылала свои лучи во все стороны, то от такого фонарика было бы мало пользы: его свет не проникал бы дальше одного-двух метров. Но за лампочкой поставлено маленькое вогнутое зеркальце. Поэтому луч света от карманного фонаря прорезывает темноту на десять метров вперед. Однако, в фонаре имеется еще и маленькая линза — перед лампочкой. Зеркальце и линза помогают друг другу создавать направленный луч света.

Так же устроены и автомобильные фары и прожекторы, рефлектор синей медицинской лампы, корабельный фонарь на верхушке мачты и фонарь маяка. В прожекторе светит мощная дуговая лампа. Но если бы вынули из прожектора вогнутое зеркало, то свет лампы бесцельно разошелся бы во все стороны, она светила бы не на семьдесят километров, а всего на один-два...

Особенно сложно устроен фонарь маяка. В древности самым мощным маяком был Александрийский маяк - последнее из чудес света, связанное с именем Александра Македонского. Согласно легенде, на Александрийском маяке находилось огромное зеркало, при помощи которого можно было видеть корабли, отплывавшие из Греции. Маяк находился в городе Александрия, основанном в 332 году до н.э. в дельте Нила. На подходе к городу на острове Фарос было решено построить маяк. Маяк получился в виде трехэтажной башни высотой 120 метров. На башне находилось множество остроумных технических приспособлений: флюгера, астрономические приборы, часы. На третьем этаже, в круглой, обнесенной колоннами ротонде, горел вечно громадный костер.


Но и большой костер дает не так уж много света. К тому же свет его расходился бы во все стороны и должен был бы быстро терять свою силу. Можно предположить, что огонь костра отражался с помощью большого вогнутого металлического зеркала с линзой. Вогнутое зеркало отбрасывало все лучи в одном направлении, и благодаря этому свет маяка значительно усиливался. Дрова для костра доставлялись наверх по спиральной лестнице, такой пологой и широкой, что по ней на стометровую высоту въезжали повозки, запряженные ослами.

С падением римской империи он перестал светить, обвалилась верхняя башня, а стены нижнего этажа разрушились после землетрясения в 14 веке. Руины древнего маяка были встроены в турецкую крепость и в ней существуют поныне.

___

Английский ученый Исаак Ньютон использовал вогнутое зеркало в телескопе. И в современных телескопах также используются вогнутые зеркала.

А вот вогнутые антенны радиотелескопов очень большого диаметра состоят из множества отдельных металлических зеркал. Например, антенна телескопа РАТАН-600 состоит из 895 отдельных зеркал, расположенных по окружности. Конструкция этого телескопа позволяет одновременно наблюдать несколько участков неба

Выпуклые зеркала.

Такие выпуклые небьющиеся зеркала часто можно увидеть на улицах города и в общественных местах.

Установка дорожных зеркал на дорогах с ограниченной видимостью позволяет обезопасить автотранспорт и людей. Эти зеркала оснащены по контуру светоотражающими элементами и светятся в темноте, отражая свет фар автомашин.

Купольные зеркала для помещений представляют собой зеркальную полусферу, с углом обзора, достигающим 360 градусов. При этом зеркало крепится в основном на потолке.

Обзорные зеркала используются как на улицах, так и в помещениях. Так, например, в магазине обзорное показывает персоналу кто и что делает в проходах между стеллажами, а на тяжелом участке автостоянки позволяет автовладельцам выполнять маневры без столкновений.

Примеры установки и угол обозрения:

для купольного зеркала.


class-fizika.ru

И ВСЁ ЭТО ДЕЛАЮТ ЗЕРКАЛА

Скотарев  Иван  Николаевич

студент  1  курса,  кафедра  физики  СтГАУ,  г.  Ставрополь

E-maildragon_007.ru@mail.ru

Хащенко  Андрей  Александрович

научный  руководитель,  кан.  физ.-мат.  наук,  доцент  СтГАУ,  г.  Ставрополь

 

Зеркала  сыграли  свою  роль  и  в  реальной  жизни,  и  художественной  литературе.  Они  начали  выполнять  своё  назначение  с  тех  пор,  как  была  замечена  способность  спокойной  воды  отражать.  В  природе  нет  зеркал,  так  что  озера  и  реки  служили  единственными  отражателями,  пока  люди  не  научились  добывать  блестящие  металлы  из  руд  и  мастерить  из  них  грубые  отражатели  [4].

Зеркала  времён  древнегреческой  и  римской  цивилизации  были  изготовлены  большей  частью  из  полированной  бронзы,  хотя  были  известны  и  стеклянные  зеркала. 

В  ранние  времена  христианства,  когда  женщины  заботились  о  своей  внешности  не  меньше,  чем  сегодня,  они  носили  с  собой  маленькие  зеркала  в  качестве  обязательной  принадлежности  туалета.  Такие  зеркала  делались  из  золота  и  серебра,  были  предметом  гордости  богатых  дам.  В  средние  века  был  изобретён  способ  покрывать  стекло  тонким  слоем  серебра  или  стали,  что  делало  зеркала  доступными  более  широкому  кругу  людей  [3].

Но  лишь  в  эпоху  итальянского  Возрождения,  золотой  век  развития  искусств,  началось  массовое  изготовление  стеклянных  зеркал,  особенно  в  Венеции.  Венецианская  стекольная  промышленность  и  по  сей  день  пользуется  мировой  известностью.  Для  покрытия  стекла  в  Венеции  пользовались  смесью  олова  и  ртути.  Эта  пастообразная  смесь  называется  амальгамой;  её  намазывают  на  стекло  и  получают  отражающую  металлическую  поверхность.  Такая  техника  изготовления  зеркал  применяется  во  многих  местах  и  сегодня.

Высококачественные  зеркала  для  научных  целей  сложны  в  изготовлении.  Оптическая  поверхность  хорошего  отражателя  должна  быть  прежде  всего  хорошо  отшлифована  и  отполирована  так,  чтобы  не  сохранилось  неровностей,  превышающих  длину  световой  волны.  После  изготовления  она  должна  поглощать  как  можно  меньше  света.  По  своим  физическим  свойствам  для  этого  лучше  всего  подходят  такие  металлы,  как  серебро  и  алюминий.

В  наши  дни  серебрение  зеркал,  предназначенных  для  научных  целей,  производится  обычно  по  методу  Брешира.  В  этом  видоизменённом  первоначальном  методе  Либиха  используется  азотнокислотное  серебро,  аммиак  и  едкий  натрий.  В  качестве  восстановителя  берётся  сахар,  превращающий  азотнокислотное  серебро  в  металлическое.

В  последние  годы  алюминий  вытеснил  серебро  при  изготовлении  покрытий  многих  зеркал  (лицевое  покрытие),  особенно  тех,  которые  служат  объективами  телескопов.  Алюминий  даёт  более  плотное  покрытие,  чем  серебро,  при  этом  оказывается  более  мягким  и  устойчивым  по  отношению  к  коррозии  [1].

Луч  света  падающий  на  зеркало  отражается  в  соответствии  с  законом  отражения:  угол  падения  каждого  луча  света  равен  углу  его  отражения  (рисунок  1).

 

Рисунок  1.  Закон  отражения  света

 

Плоские  зеркала  дают  мнимые  изображения  предметов,  они  к  тому  же  ещё  и  поворачивают  его  в  разные,  не  соответствующие  действительности,  стороны.  Если  вы,  например,  посмотрите  на  себя  в  зеркало,  то  правая  сторона  вашего  тела  на  изображении  будет  перед  вами  справа.  В  жизни  же  правая  сторона  того,  кто  стоит  перед  вами,  находится  слева  от  вас.  В  оптике  это  изображение  называется  зеркальным  или  инверсией.  Изображение  в  плоском  зеркале  всегда  имеет  те  же  размеры,  что  и  объект,  если  их  обоих  рассматривать  с  поверхности  [5].

Сферические  зеркала  —  это  зеркала,  отражающая  поверхность  которых  является  частично  сферой.  Сферические  зеркала  бывают  вогнутые  и  выпуклые.

У  вогнутого  зеркала  отражающей  поверхностью  является  внутренняя  поверхность  сферы.  Если  на  такое  зеркало  направить  несколько  параллельных  пучков  света,  то  отразившись  от  него,  они  пересекутся  в  одной  очке  (фокус  зеркала).

У  выпуклого  зеркала  отражающей  поверхностью  является  внешняя  поверхность  сферы.  Если  на  это  зеркало  направить  параллельные  пучки  света,  то  они  отразятся  по  разным  направлениям.

  Если  зеркало  искривить,  у  него  появится  множество  интересных  и  полезных  свойств.  Так  вогнутое  зеркало  даёт  увеличенное  изображение  предмета  и  используется  в  повседневной  жизни  как  неотъемлемая  часть  женского  туалета.  Такие  зеркала  применяются  так  же  в  телескопах,  прожекторах,  микроскопах,  фотокамерах,  солнечных  нагревателях,  а  в  последние  время  —  в  лазерах  и  на  космических  кораблях.

Выпуклое  зеркало  даёт  уменьшенное  изображение  предметов.  При  этом  наше  поле  зрения  увеличивается,  что  позволяет  охватить  взглядом  сразу  большой  угол,  чем  может  наш  невооруженный  глаз.  Такие  зеркала  используются  в  телескопах  некоторых  типов,  в  фотокамерах,  в  качестве  зеркала  заднего  вида  у  автомобилей.

Не  все  знают,  что  искривлённое  зеркало  часто  может  играть  роль  линзы.  Как  и  линза,  оно  изменяет  ход  световых  лучей.  Однако,  во  многих  случаях  использование  зеркал  в  качестве  оптических  устройств  является  более  предпочтительным,  так  как  они  проще  дешевле  в  изготовлении.

Даваемые  вогнутым  зеркалом  действительные  изображения  могут  быть  любых  размеров  в  зависимости  от  расстояния  до  проекции.

Выпуклое  зеркало  даёт  только  уменьшенные  и  прямые  изображения,  так  как  его  поверхность  искривлена  наружу  [5].

Зеркала  являются  основной  частью  сотен  приспособлений,  полезных  и  необходимых  в  жизни  современного  общества.  В  фотоаппаратах,  телескопах,  микроскопах,  биноклях,  увеличителях,  дальномерах  —  везде  используются  зеркала  [2].

Моряки  используют  зеркала  в  секстантах,  которыми  они  нацеливаются  на  солнце,  чтобы  определить  широту  и  долготу,  т.е.  положение  своего  корабля.

Зеркалами  оснащены  перископы  подводных  лодок,  чтобы  можно  было  следить  за  поверхностью  воды.  В  солнцезащитных  очках,  смотровых  глазках,  в  приборах  для  измерений,  при  цветной  киносъёмке  используются  такие  зеркала,  которые  одновременно  и  отражают,  и  пропускают  свет  [4].

В  зависимости  от  своего  расположения  зеркала  «поворачивают»  изображение  либо  в  горизонтальной,  либо  в  вертикальной  плоскости.  Иногда  изображение  оказывается  повёрнутым  так,  что  мы  не  можем  решить,  где  на  самом  деле  находится  и  как  повёрнут  сам  объект.  Фокусники  и  маги  часто  пользуются  этими  удобными  для  них  свойствами  зеркал,  чтобы  обвести  зрителя  вокруг  пальца,  поскольку  наши  глаза  не  могут  отличить  реального  предмета  от  его  изображения.  Например,  старым  классическим  трюком  является  демонстрация  человеческой  головы,  лежащей  на  блюде  на  столе  [3].

Одно  из  чудесных  свойств  зеркал  состоит  в  том,  что  они  позволяют  переносить  изображения  куда  угодно,  если  они  образуются  в  неудобном  для  наблюдения  месте,  или  находится  там,  где  мы  не  можем  его  непосредственно  увидеть.  С  помощью  зеркал  можно  перенести  изображение  в  более  удобное  место,  что  и  делается  во  многих  оптических  приборах.

Зеркала  издавна  употребляются  в  целях  сигнализации.  Ими  пользуются  маленькие  дети,  туристы,  путешественники  в  пустыне  или  океане,  военные  и  т.  д.

Глазные  врачи,  не  располагающие  кабинетами  достаточной  длины,  чтобы  проверить  остроту  зрения  на  стандартном  расстоянии  5  м  от  таблицы,  часто  «удлиняют»  свой  кабинет,  используя  отражения  этой  таблицы,  висящей  на  задней  стене  кабинета,  в  зеркале  на  передней  стене.  Тогда  пациент  видит  таблицу  так,  как  если  бы  он  глядел  на  неё  с  расстояния  удвоенной  длины  кабинета  [2].

Иллюзионист  может  так  же  использовать  зеркала,  чтобы  прятать  от  зрителей  предметы  —  целиком  или  частично.  Отражённые  зеркалами  изображения  маскируют  присутствие  самих  зеркал,  внушая  зрителям  ложное  представление  о  расстановке  предметов.

Другой  увлекательный,  хотя  и  ставящий  многих  в  тупик,  аттракцион,  —  это  зеркальный  лабиринт,  представляющий  собой  комнату,  стены  которой  увешаны  плоскими  зеркалами.  Все  зеркала  повёрнуты  под  разными  углами,  и  в  них  многократно  отражаются  все  проходы  и  двери.  Попавший  в  лабиринт  посетитель  теряется,  увидев  несусветное  количество  выходов,  которые  он  не  может  отличить  от  истинных  [3].

Проблема  использования  искривлённых  зеркал  для  собирания  обильного  потока  энергии,  который  непрерывно  испускается  нашим  солнцем,  уже  давно  привлекает  к  себе  внимание  инженеров  и  учёных.

По  современным  оценкам  количество  солнечной  энергии,  падающей  на  Землю,  в  3000  раз  больше,  чем  употребляет  в  настоящие  время  человечество  для  всех  своих  нужд.

Проекты  использования  зеркал  для  собирания  солнечной  энергии  корнями  в  древность,  к  легендарной  попытке  Архимеда  поджечь  римский  флот  в  212  году  до  нашей  эры.  В  1747  году  французский  естествоиспытатель  Ж.Л.  Бюффон  расположил  40  небольших  плоских  зеркал  в  параболоид  и  пожёг  с  их  помощью  штабель  дров  на  расстоянии  60  метров,  подтвердив  тем  самым  правдоподобность  легенды  об  Архимеде.  В  конце  XVIII  столетия  французский  химик  Антуан  Лавуазье  и  английский  химик  Джозеф  Пристли  нагревали  химические  вещества  с  помощью  вогнутых  зеркал,  так  как  при  изучении  законов  химических  превращений  они  не  хотели  загрязнять  продукты  реакции  выделениями  газовой  горелки.

Позднее  французское  правительство  установило  экспериментальное  зеркало  на  вершине  Пиренеев.  Это  зеркало  представляет  собой  параболический  отражатель,  дающий  температуру  3000°  и  мощность  75  киловатт.  Подобный  же  рефлектор  был  построен  в  Натике  (штат  Массачусетс,  США).  В  дальнейшем  от  цилиндрического  отражателя  удалось  получить  мощность  100  лошадиных  сил  [3].

За  последние  несколько  лет  были  разработаны  способы  преобразования  энергии  света  в  значительные  количества  электроэнергии  с  помощью  солнечных  батарей  и  термоэлементов.  Это  вновь  привлекло  внимание  к  отражателям  как  «сгустителям»  солнечной  энергии.

В  настоящее  время  построены  большие  рефлекторы,  по  форме  напоминающие  зонтик,  которые  используются  в  качестве  печей  на  открытом  воздухе  в  бедных  горючим,  но  изобилующим  солнцем  районах,  таких  как  Индия  и  Африка.

В  1672  году  Исаак  Ньютон,  крупнейший  научный  мыслитель  своего  времени,  пришёл  к  заключению,  что  невозможно  построить  телескоп  рефрактор,  который  бы  удовлетворил  бы  запросы  астрономов  при  наблюдении  далёких  соседей  —  планет  и  их  спутников.  У  Ньютона  родилась  мысль:  применить  в  качестве  объектива  вогнутое  зеркало  вместо  выпуклой  линзы  (рисунок  2).

 

Рисунок  2.  Рефлектор  Ньютона

 

С  течением  времени  создавались  всё  более  крупные  телескопы-рефлекторы,  так  как  астрономы  поняли,  что  только  очень  большие  зеркала  могут  собрать  заметное  количество  света,  доходящего  до  нас  от  далёких  областей  бесконечной  Вселенной  [5].

В  1957  году,  после  стремительного  наступления  космической  эры,  представители  космической  науки  естественно  обратились  к  проблеме  использования  вогнутых  зеркал  для  собирания  мощного  и  непрерывного  в  условиях  космоса  солнечного  излучения.  Примерно  в  это  время  немецкий  учёный-ракетчик,  работавший  в  США,  Краффт  Эрике,  предложил  использовать  два  больших  вогнутых  отражателя  для  разогревания  двигателя  с  жидким  водородом,  дающего  тягу  ракете  [3].

Для  испытания  эффективности  различных  зеркальных  собирателей  света,  производящих  электроэнергию,  корпорация  «Сандстрэнд»  в  Денвере  построила  крупнейшую  в  мире  следящую  систему.  Эта  система  оснащена  13  м  параболическим  зеркалом,  автоматически  следящем  за  солнцем  при  его  движению  по  небу.

Это  13  метровое  зеркало  собирает  солнечные  лучи  в  пятно  в  20  см,  температура  в  котором  достигает  2000°.

Такие  зеркала  можно  будет  упаковывать  весьма  компактно  в  космических  кораблях,  так  как  они  сделаны  из  пластмассовой  плёнки  и  пенопласта.  На  орбите  их  можно  будет  легко  надувать  газом  и  устанавливать  в  нужном  направлении.

Корпорация  «Вестингауз»  исследует  вопрос  о  применении  огромных  параболических  рефлекторов  в  качестве  солнечных  парусов.  Эти  паруса  подобны  обычным  парусам  на  лодках,  только  вместо  ветра  давление  на  зеркальные  паруса  будет  оказывать  свет.  Как  и  другие  зеркала,  предназначенные  для  космических  исследований,  солнечные  паруса  позволяют  значительно  снизить  вес  космического  корабля  [5].

Чтобы  ясно  и  подробно  рассмотреть  внутреннее  устройство  человеческого  глаза,  нужно  направить  в  него  свет  с  помощью  маленького  плоского  или  вогнутого  зеркал.

Все  кому  доводилось  бывать  в  комнате  смеха,  наверняка  потешались  над  своим  уродливым  изображением  в  кривых  зеркалах.  Такие  зеркала  используются  в  популярных  аттракционах,  на  морских  курортах,  в  парках  и  других  местах  отдыха.  Чудные  превращения,  которым  подвергается  ваше  изображение  в  кривых  зеркалах,  объясняется  их  формой  —  вогнутой,  выпуклой  или  цилиндрической.  Поэтому  в  зависимости  от  кривизны  зеркала  вы  выглядите,  то  высоким,  то  низким,  то  худым,  то  толстым,  но  только  не  такими,  как  на  самом  деле  [1].

Проблема  измерения  скорости  света  захватила  воображение  ученых-экспериментаторов  того  времени,  как  в  предыдущие  века  она  властвовала  над  умами  астрономов  (рисунок  3).

Преимущества  зеркал  при  прецизионных  измерениях  были  продемонстрированы  в  1884  г.  американским  физиком  Альбертом  Майкельсоном,  измерившим  с  их  помощью  скорость  света.  Майкельсон  позднее  был  удостоен  за  свои  эксперименты  Нобелевской  премии.  Его  работы  заняли  своё  место  среди  величайших  достижений  науки  [2].

 

Рисунок  3.  История  измерения  скорости  света

 

Таким  образом,  обобщая  рассмотренный  материал  можно  сделать  общий  вывод  о  том,  что  оптические  приборы  и  устройства,  использующие  различные  виды  зеркал,  в  дальнейшем  будут  находить  всё  большее  применение  в  различных  областях  техники,  что  приведёт  к  созданию  в  ближайшем.

 

Список  литературы:

1.Артамонов  И.Д.  Иллюзии  зрения:  изд.  3-е.  М.:  Наука,  1969.  —  234  c.

2.Блудов  М.И.  Беседы  по  физике  Часть  II:  научн.  изд.  М.:  Просвещение,  1985.  —  208  с.

3.Глюк  И.  И  всё  это  делают  зеркала:  изд.  М.:  Мир,  1970.  —  191  с.

4.Енохович  А.С.  Хрестоматия  по  физике:  изд.  М.:  Просвещение,  1982.  —  223  с.

5.Шосток  В.И.  Природа  наших  ощущений:  изд.  М.:  Просвещение,  1983.  —  127  с.

sibac.info

Популярные и полезные сферические зеркала – области применения, советы по выбору, установке и уходу

Большинство систем безопасности отличаются своей дорогой стоимостью, вследствие чего далеко не все владельцы недвижимого имущества могут позволить себе их приобретения. Именно поэтому существенную популярность в настоящее время обрели обзорные сферические зеркала. Они бывают вогнутые или выпуклые, и представляют собой эффективную, универсальную и весьма доступную альтернативу другим средствам наблюдения. Рассмотрим в статье свойства, области и примеры применения сферических вогнутых или выпуклых зеркал для наблюдения, способы крепления и другие нюансы.

Преимущества использования

Прежде чем приобретать сферического обзорное зеркало, необходимо обратить внимание на его преимущества. Они заключаются в следующем:

  1. Высокая отражающая способность поверхности, обеспечивающая хорошее качество изображения помещения.
  2. Наличие гарантийного срока использования, в пределах которого завод-производитель несет ответственность за корректную работу устройства.
  3. Значительный угол обзора, способный достигать 160 градусов, что позволяют обеспечивать действительно хороший осмотр.
  4. Широкий выбор габаритных размеров зеркал, благодаря чему можно подобрать именно такое изделие, которое лучше всего подходит покупателю.
  5. Усиленное крепление, способное длительный период времени обеспечивать неподвижность зеркала.
  6. Наличие несколько различных видов зеркал, предназначенных для использования в различных условиях – как в помещении, так и на улице.
  7. Прочная защитная поверхность, позволяющая сохранять целостность устройства даже при внешнем механическом воздействии на него.
  8. Наличие антивандальных свойств, что крайне важно в случае наличия высокого риска повреждения изделия.

Таким образом, вследствие всех вышеперечисленных преимуществ, обзорные сферические зеркала на сегодняшний день обрели значительную популярность.

Области применения для наблюдения

Отличительной особенностью сферических обзорных зеркал является большое количество областей, в которых их можно использовать, таких как:

  1. На улице. Чаще всего сферические зеркала устанавливают на автостоянках или же вблизи въездов во дворы и огражденные территории. Также такие изделия применяют на автозаправочных станциях.
  2. На горных и лесных дорогах. Таким образом достигается улучшение обзора на извилистых участках. Это существенно повышает безопасность движения, так как часть дорожного полотна в таких случаях перекрывается заморами, стенами, деревьями, кустами, скалами или другими заграждениями.
  3. В торговых залах магазинов. Зеркалами обеспечивается хороший обзор проходов между стеллажами с места нахождения кассира, продавца или же охранника.
  4. В холлах разнообразных сооружений, на приемных, кассовых и операционных залах. Это касается всех без исключения общественных заведений, предприятий, организаций и учреждений. Зеркала позволяют осуществлять осмотр скрытых от прямого видеонаблюдения мест помещений.
  5. На предприятиях автомобильного сервиса. В большинстве случае изделия устанавливают возле парковок, въездов или выездов.
  6. На заводах или фабриках. Объемные зеркала позволяют руководителю осуществлять наблюдение рабочего помещения непосредственно с его рабочего кабинета.

Таким образом, на сегодняшний момент сферические обзорные зеркала имеют весьма широкую область своего использования.

Как крепятся?

Для улицы (индустриальные)

В настоящее время на рынке присутствует большое количество зеркал для улицы. Они отличаются друг от друга не только своими размерами, но и предназначением.

Вследствие этого крепление разных изделий необходимо осуществлять особым образом. В этом плане существуют следующие соответствия:

  1. Зеркала радиусом до 900 миллиметров или размером 600х400 миллиметров необходимо крепить на трубы, диаметр которых достигает 57 миллиметров.

    Если радиус изделия превышает 900 миллиметров или 800х600 миллиметров, необходимо подобрать более надежную основу. Лучше всего для этого использовать трубу, радиус которой превышает 76 миллиметров. Это касается прежде всего дорожных, универсальных и индустриальных зеркал.

  2. Вместо металлической стойки в виде трубы для крепления обзорных уличных зеркал можно использовать специальные кронштейны.

    Они бывают двух типов – длиной 210 и 480 миллиметров. Первый вид кронштейна позволяет осуществлять крепление зеркала довольно близкой к поверхности стены. Вследствие этого изделие можно поворачивать не более чем на 90 градусов. Чем больше его диаметр, тем меньше угол поворота.

    В свою очередь более длинные кронштейны на 480 миллиметров предназначаются для крепления зеркал на довольно значительном расстоянии от поверхности стены. Такой монтаж позволяет обеспечить значительный угол поворота изделия, который достигает 180 градусов.

После завершения крепления обзорного уличного зеркала, необходимо с его поверхности снять защитную пленку. Если этого не сделать, со временем вследствие влияния климатических условий она потеряет свой красивый внешний вид. Это приведет к значительному ухудшению отражающих способностей изделия.

Купольные

Купольные обзорные зеркала безопасности иметь два основных типа крепления, таких как:

  1. При помощи крючка и металлической цепочки. Такие изделия монтируются к потолку практически таким же образом, как и классические люстры. Как правило, данный тип обзорных купольных зеркал можно установить самостоятельно без необходимости использования помощи специалистов.
  2. Посредством системы «Армстронг». Она предназначена для крепления изделий к подвесным потолкам. Процесс монтажа при этом довольно простой. Это обусловлено тем, что зеркала типа «Армстронг» вставляют вместо одной из секций подвесного потолка, полностью удаляя ее.

Также купольные обзорные зеркала могут крепиться другими методами. Для этого часто используются шурупы, которые не идут в комплекте с изделием. К тому же корпус зеркала можно приклеить к гладкой ровной поверхности.

Для помещений

Отличительной особенностью обзорных круглых зеркал для помещений является их возможность крепления различными способами. Они могут монтироваться как потолку или стене, так и к любой другой ровной надежной поверхности, способной выдержать их вес.

Крепление обзорных зеркал состоит из двух частей, таких как:

  • металлический диск;
  • гибкий кронштейн.

Процесс крепления:

  1. Диск должен крепится к ровной поверхности при помощи шурупов. Как правило, они входят в комплект товара.
  2. После этого к диску следует прикрепить гибкий кронштейн. Как только это будет выполнено, нужно осуществить монтаж зеркала.
  3. В конце следует снять с поверхности защитную пленку, сохраняющую внешний вид изделия во время его транспортировки.
  4. После того, как зеркало окажется на своем месте, необходимо провести его регулировку и настройку положения. Этот процесс осуществляется вручную в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Как правильно подобрать размер?

Для того чтобы правильно подобрать сферическое обзорное зеркало, необходимо определить дистанцию наблюдения, которое оно должно обеспечивать.

В этом плане существуют следующие соответствия, выраженные в таблице:

Габаритные размеры зеркала, мм Дистанция наблюдения, м
d = 300 3
d = 400 4
d = 500 5
d = 600 6
d = 700 7
d = 800 8
d = 900 9
d = 1000 10
d = 1200 12
600х400 5
800х600 7

Вышеперечисленные соответствия габаритных размеров обзорного зеркала и дистанции наблюдения являются рекомендательными. Покупатель изделия может самостоятельно решать, какое по величине изделие его приобрести.

Рекомендации по уходу

Для того чтобы длительное время отражающие способности обзорных сферических зеркал были хорошими, необходимо соответствующим образом осуществлять уход за данными изделия. Для этого могут понадобиться такие приспособления, как:

  • классическое средство для чистки стекол на спиртовой основе;
  • любая мягкая ткань, не оставляющая разводов.

Очень важно протирать поверхность обзорных зеркал таким образом, чтобы не повреждать их. Для этого перед данной работой стоит обязательно осмотреть использующуюся ткань. На ней ни в коем случае не должно быть твердых частиц или каких-либо остатков мусора.

www.sdmeb.ru

Сферическое зеркало — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Мнимое изображение фотокамеры и окружающего пространства в выпуклом сферическом зеркале — ёлочном шаре.

Сферическое зеркало — зеркало, отражающая поверхность которого имеет вид сегмента сферы.

Сферическое зеркало может быть выпуклым или вогнутым — в зависимости от того, какая сторона сегмента сферы — выпуклая или вогнутая — является отражающей. Центр соответствующей сферическому зеркалу сферы называется его центром или оптическим центром, середина сегмента — полюсом зеркала, прямая, проходящая через центр и полюс — главной оптической осью зеркала. Другие прямые, проходящие через центр зеркала и точку, отличную от полюса, называются его побочными оптическими осями.

Параксиальные лучи, параллельные главной оптической оси выпуклого сферического зеркала, так же как и продолжения параксиальных лучей, параллельных главной оптической оси вогнутого сферического зеркала, пересекаются в одной точке, называемой его фокусом. Он расположен посередине между центром и полюсом зеркала, то есть расстояние (f) его до зеркала равно половине радиуса (R):

f=R2{\displaystyle f={\frac {R}{2}}}

У сферического зеркала, как вообще у любого зеркала, отсутствует хроматическая аберрация, но выражена сферическая аберрация. Сферическая аберрация выражена потому, что в отличие от параболического зеркала (то есть сегмента параболоида вращения), сферическое зеркало может собирать в одной точке лишь параксиальные лучи, то есть те из лучей, параллельных главной оптической оси, которые близки к этой оси. Сферическая аберрация в одном из примеров применения сферического вогнутого зеркала, зеркально-линзовом телескопе системы Дмитрия Максутова, устраняется компенсированием специально подобранной линзой — мениском.

Известным примером выпуклого сферического зеркала является ёлочный шар.

Построение изображения в сферическом зеркале[править | править код]

Проще всего построить изображение отрезка, перпендикулярного главной оптической оси зеркала и настолько небольшого по высоте, что луч, исходящий из его верхней точки и параллельный главной оптической оси зеркала — параксиальный. Его изображение будет также перпендикулярным главной оптической оси зеркала, расстояние его от зеркала при известном расстоянии от зеркала до предмета и фокусного расстояния зеркала можно вычислить по формуле зеркала. Высота изображения (y') будет равна произведению высоты предмета (y) на отношение расстояния от изображения до зеркала (v) к расстоянию от зеркала до предмета (u):

y′=y⋅vu{\displaystyle y'=y\cdot {\frac {v}{u}}}

Для вогнутого сферического зеркала[править | править код]

Видеоурок: вогнутое зеркало

Если сферическое зеркало вогнутое, возможны различные случаи расположения изображения относительно зеркала при различных расстояниях до предмета. Буквой C обозначен центр зеркала, а буквой F — его фокус. При u>f формула зеркала имеет вид:

1u+1v=2R,{\displaystyle {\frac {1}{u}}+{\frac {1}{v}}={\frac {2}{R}},}

а при u<f:

1u−1v=2R.{\displaystyle {\frac {1}{u}}-{\frac {1}{v}}={\frac {2}{R}}.}

Для построения взято три луча (хотя достаточно и двух):

  • луч, параллельный главной оптической оси после отражения от зеркала пройдёт через его фокус;
  • луч, проходящий через фокус после отражения пойдёт параллельно главной оптической оси;
  • луч, падающий на полюс зеркала после отражения пойдёт под углом, равным углу падения (по закону отражения света).
Если предмет приближён к зеркалу и находится на расстоянии, превышающем расстояние от зеркала до его центра, то изображение его будет действительным, перевёрнутым и уменьшенным и расположится на отрезке между центром и фокусом. Если предмет помещён в центре зеркала, то его изображение также будет расположено в центре зеркала. Изображение получается действительным, перевёрнутым и равным по величине предмету.
Если предмет помещён между центром и фокусом, то изображение будет расположено дальше от зеркала, чем его центр и будет действительным, перевёрнутым и увеличенным. Если предмет ближе фокуса к зеркалу, то изображение — мнимое, прямое, увеличенное, по другую сторону зеркала от предмета.

Для выпуклого сферического зеркала[править | править код]

Построение изображения в выпуклом сферическом зеркале проще, чем в вогнутом: здесь при любом расстоянии предмета до зеркала его изображение будет расположено за зеркалом. На рисунке ниже буквой F обозначен фокус выпуклого зеркала, буквой V — полюс, y (в формуле u) — высота предмета, y' (в формуле v) — высота изображения. Формула зеркала в этом случае имеет вид:

1u−1v=−2R{\displaystyle {\frac {1}{u}}-{\frac {1}{v}}=-{\frac {2}{R}}}

Для построения взято два луча:

  • луч от верхней точки предмета, параллельный главной оптической оси, отразится от зеркала, и продолжение этого отражённого луча пройдёт через фокус и через верхнюю точку изображения;
  • луч от верхней точки предмета, продолжение которого проходит через фокус, после отражения пойдёт параллельно главной оптической оси, а продолжение этого отражённого луча также пройдёт через верхнюю точку изображения.

Таким образом, верхней точкой изображения будет точка пересечения продолжения первого отражённого луча и продолжения второго отражённого луча.

Изображение в выпуклом зеркале — мнимое, прямое, уменьшенное, находится по другую сторону зеркала от предмета.

  • Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. — 13-е изд. — М.: Физматлит, 2003. — Т. 3. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика. — С. 249—266. — 656 с. — ISBN 5922103512.

ru.wikipedia.org

Зеркало — Википедия

Ваза, отражённая в зеркале

Зе́ркало -гладкая поверхность, предназначенная для отражения света (или другого излучения[Комм 1]). Наиболее известный пример — плоское зеркало.

Археологи обнаружили первые небольшие зеркала из олова, золота и платины, относящиеся к эпохе Бронзы.

Современную историю зеркал отсчитывают с 1240 года, когда в Европе научились выдувать сосуды из стекла. Изобретение настоящего стеклянного зеркала следует отнести к 1279 году, когда итальянский монах-францисканец Джон Пекам описал способ покрывать стекло тонким слоем олова.

Производство зеркала выглядело так. В сосуд через трубку мастер вливал расплавленное олово, которое растекалось ровным слоем по поверхности стекла, а когда шар остывал, его разбивали на куски. Первое зеркало было несовершенным: вогнутые осколки слегка искажали изображение, но оно стало ярким и чистым.

В XIII веке в Голландии освоили кустарную технологию производства зеркал. За ней последовали Фландрия и немецкий город мастеров Нюрнберг, где в 1373 году возник первый зеркальный цех.

В 1407 году венецианские братья Данзало дель Галло выкупили у фламандцев патент, и Венеция целых полтора века удерживала монополию на производство отличных венецианских зеркал, которые следовало бы именовать фламандскими. И хотя Венеция была не единственным местом производства зеркал в то время, но именно венецианские зеркала отличало высочайшее качество. Венецианские мастера добавляли в отражающие составы золото и бронзу. Стоимость одного венецианского зеркала равнялась стоимости небольшого морского судна, и для их покупки французские аристократы иногда были вынуждены продавать целые имения. Например, цифры, дошедшие до наших дней, говорят, что не такое уж большое зеркало размером 100х65 см стоило больше 8000 ливров, а картина Рафаэля того же размера — около 3000 ливров. Зеркала были чрезвычайно дороги. Покупать и коллекционировать их могли лишь очень богатые аристократы и королевские особы.

В начале XVI века братья Андреа Доменико с острова Мурано разрезали вдоль ещё горячий цилиндр из стекла и половинки его раскатали на медной столешнице. Получилось листовое зеркальное полотно, отличавшееся блеском, хрустальной прозрачностью и чистотой. Такое зеркало, в отличие от осколков шара, ничего не искажало. Так произошло главное событие в истории производства зеркал.

В конце XVI века, поддавшись моде, французская королева Мария Медичи заказала в Венеции 119 зеркал для своего зеркального кабинета, заплатив за заказ огромную сумму. Венецианские зеркальщики в ответ на королевский жест проявили также необыкновенную щедрость — подарили французской королеве Марии Медичи зеркало. Оно является самым дорогим в мире, и сейчас хранится в Лувре. Украшено зеркало агатами и ониксами, а рама инкрустирована драгоценными камнями.

Французские аристократы во время роскошных приёмов в своих замках и дворцах, демонстрируя гостям своё благосостояние, с гордостью показывали зеркала в богатых, отделанных драгоценными камнями оправах, более того, знать, а также их жены и любовницы обожали украшать маленькими зеркалами свои парадные наряды. Однажды французская королева Анна Австрийская, мать Людовика XIV, появилась на балу в платье, усыпанном кусочками зеркал. В свете свечей от неё исходило поистине царственное сияние. Это зеркальное платье стоило государственной казне огромных денег, и министр финансов — месье Кольбер — решил, что необходимо что-то срочно делать, иначе страна разорится. Кольбер отправил на Мурано своих доверенных лиц, которые смогли подкупить четырёх мурановских мастеров и под покровом ночи вывезли их на маленькой лодочке во Францию. Французы, поселив беглецов в прекрасной усадьбе, вывезли с Мурано и их семьи. Конечно же, Венеция так просто смириться с дерзким побегом своих подданных не могла — мастерам послали два строгих предупреждения, но те на них не среагировали, понадеявшись на защиту Французской короны. Некоторое время итальянцы работали, наслаждаясь вольной жизнью и высокими заработками. Но потом от отравления умер лучший и самый опытный из них, через две недели — второй. Оставшиеся в живых, осознав, что им грозит, в ужасе стали проситься обратно, домой. Их не удерживали — сообразительные французы уже успели освоить все секреты изготовления зеркал, и в Тур де Виле в 1665 году открылась первая во Франции зеркальная мануфактура.

Французы оказались способными учениками, и вскоре даже превзошли своих учителей. Зеркальное стекло стали получать не выдуванием, как это делали на Мурано, а литьём. Технология заключается в следующем: расплавленное стекло прямо из плавильного горшка выливают на ровную поверхность и раскатывают вальцом. Автором этого способа называют Луку Де-Негу.

Изобретение пришлось как нельзя кстати: в Версале строили Галерею зеркал. Она была длиной 73 метра, и нуждалась в зеркалах большого размера. В фирме «Сан-Габен» изготовили 306 таких зеркал, чтобы их сиянием ошеломить тех, кому посчастливится побывать в гостях у короля в Версале. Как после этого было не признать за Людовиком XIV права именоваться «король-солнце»?

После открытия французской зеркальной мануфактуры цены на зеркала стали резко снижаться. Этому способствовали также немецкие и богемские стекольные заводы, производившие зеркала по более низкой цене. Зеркала стали появляться на стенах частных домов, в картинных рамах. В XVIII веке уже две трети парижан обзавелись ими. Кроме того, дамы стали носить на поясе маленькие зеркальца, прикрепленные цепочками.

Революцию в производство зеркал принёс немецкий химик, Юстус фон Либих, начав применять серебро[1] в 1835 году для серебрения зеркал и получая более ясное изображение. Эта технология, практически без изменений до сих пор используется в производстве зеркал.

Принцип хода лучей, отражённых от зеркала, прост, если применять законы геометрической оптики, не учитывая волновую природу света. Пусть луч света падает на идеальную плоскую зеркальную поверхность, полностью отражающую весь падающий на него свет, под некоторым углом к нормали (перпендикуляру), проведённой к поверхности в точке падения луча на зеркало[Комм 2]. Тогда отражённый луч будет лежать в плоскости, образованной падающим лучом и нормалью к поверхности, а угол, образованный отражённым лучом и нормалью[Комм 3], будет равен углу падения. Луч, падающий на зеркало под прямым углом к плоскости зеркала, отразится сам в себя.

Для простейшего — плоского — зеркала изображение будет расположено за зеркалом симметрично предмету относительно плоскости зеркала, оно будет мнимым, прямым и такого же размера, как сам предмет. Это нетрудно установить, пользуясь законом отражения света[2]. Плоское зеркало также можно рассматривать как предельный случай сферического зеркала (неважно, выпуклого, или вогнутого), при радиусе, стремящемся к бесконечности, тогда его свойства получаются из формулы сферического зеркала и формулы увеличения сферического зеркала.

Материалы и технология изготовления зеркал[править | править код]

Зеркало из полированного металла, походное

Первые зеркала относятся к бронзовому веку. Они изготавливались из серебра, меди или бронзы. Позднее стали делать зеркала из стекла, на заднюю поверхность которых наносили тонкий слой серебра, золота или олова.

Вогнутые зеркала появились в 1240 году. Выдували стеклянные шары, в которые вливали расплавленное олово, оно растекалось ровным слоем по внутренней поверхности. Затем шар разбивали на куски.

В начале XVI века зеркальщики научились делать плоские зеркала. Горячий цилиндр из стекла разрезался вдоль, и эти половинки раскатывали на медной столешнице, получая листы стекла. Тогда же стали применять амальгамы (жидкие сплавы ртути с другими металлами) для нанесения отражающего слоя на стекло.

Позднее французы стали получать зеркальные стекла не выдуванием, а литьём. Расплавленное стекло выливали на ровную поверхность и раскатывали вальцом.

В некоторых оптических приборах используются зеркала, работающие за счёт эффекта полного отражения на границе сред с различными показателями преломления.

Применение в быту[править | править код]

Первые зеркала были созданы для того, чтобы следить за собственной внешностью[источник не указан 1855 дней].

В настоящее время зеркала, особенно большие, широко используются в дизайне интерьеров для создания иллюзии пространства и большого объёма в небольших помещениях. Такая традиция возникла ещё в Средние века, как только во Франции появилась техническая возможность создания больших зеркал, не столь разорительно дорогих, как венецианские.

Зеркала в качестве рефлекторов[править | править код]

Стоматологическое зеркало Носовое зеркало Ушное зеркало Гинекологическое зеркало Куско

Значительная часть источников света требует применения зеркал для формирования оптимального светового потока. Наиболее часто используются параболические зеркала, позволяющие создать пучок параллельных лучей (фары, прожекторы, коллиматоры).

Применение в научных приборах[править | править код]

Медицинский налобный рефлектор

Как оптический инструмент используются плоские, вогнутые и выпуклые сферические, параболические, гиперболические и эллиптические зеркала.

Зеркала широко используются в оптических приборах — спектрофотометрах, спектрометрах в других оптических приборах:

Устройства для безопасности, автомобильные и дорожные зеркала[править | править код]

Зеркало на дороге у крутого поворота

В тех случаях, когда обзор человека по каким-либо причинам ограничен, зеркала особенно полезны. Так, в каждом автомобиле, на многих дорожных велосипедах имеется одно или несколько зеркал, иногда слегка выпуклых — для расширения поля зрения.

На дорогах и на тесных парковках стационарные выпуклые зеркала позволяют избежать столкновений и аварий.

В системах видеонаблюдения зеркала обеспечивает обзор в большем числе направлений с одной видеокамеры.

Полупрозрачные зеркала[править | править код]

Полупрозрачные зеркала широко используются в оптических приборах (лазеры, зеркально-призматические видоискатели, телесуфлёры и др.).

Полупрозрачные зеркала иногда называют «зеркальными стёклами» или «односторонними стёклами». Такие стёкла применяются для скрытного наблюдения за людьми (в целях контроля над поведением или шпионажа), при этом шпион находится в тёмном помещении, а объект наблюдения — в освещённом. Принцип действия зеркального стекла в том, что плохо освещённый шпион не виден на фоне яркого отражения.

Применение в военном деле[править | править код]

В современном термоядерном оружии используется для фокусировки излучения от запала и создания условий для начала термоядерного процесса синтеза.

Применение рентгеновских зеркал в термоядерной бомбе

Зеркала в фольклоре, поверьях, мифах и художественных произведениях[править | править код]

Зеркальное отражение очень сильно действовало на людей, впервые столкнувшихся с возможностью существования «второго я». Они часто полагали, что в зеркале отражён кто-то совсем другой, затем — что в зеркале отражена душа человека.

Реакция ребёнка на своё отражение

С этим связано большое число гаданий, обрядов и предрассудков (например, запрет глядеться в разбитое зеркало или завешивание зеркал в доме на 9 дней после смерти человека).

Зеркала и зазеркалье в литературе и кинематографе[править | править код]

В греческой мифологии Персей убил Медузу Горгону, пользуясь блестящим щитом, как зеркалом (взгляд Горгоны превращал людей в камень)[3].

В средневековых текстах зеркало является образом, символом иного мира. Зеркало есть символ вечности, поскольку в нëм есть всë, что минуло, что есть сейчас, всë, что грядет.

Зеркало в искусстве средневекового Востока — это художественный образ мира, в котором живëт божество. Так, надписи на бронзовых зеркалах представляли собой заклинательные тексты.

Литературный приём «в зазеркалье» широко используется авторами книг. Наибольшую известность приобрела дилогия Льюиса Кэрролла — «Алиса в стране чудес» и «Алиса в Зазеркалье». Аналогичный приëм использовал Гастон Леру: в книге «Призрак Оперы» Кристина попадает в подземное жилище Призрака через зеркало. Через зеркало в Королевство кривых зеркал попадает Оля — героиня одноимённой повести-сказки Виталия Губарева и поставленного по ней фильма.

Зеркала в изобразительном искусстве[править | править код]

Широко использовали образ зеркала художники Нового времени. Среди подобных картин «Девочка у зеркала» американского художника Нормана Роквелла.

Видения[править | править код]

В других произведениях зеркало является источником видений. Так, в «Сказке о мёртвой царевне и о семи богатырях» Зеркало рассказывало злой мачехе, кто красивее неё. Во «Властелине колец» Зеркало Галадриэль показывало смотрящему в него видения из прошлого, настоящего и будущего. В книге «Гарри Поттер и философский камень» зеркало Еиналеж показывало самые сокровенные желания человека. В «плоском мире» Терри Пратчетта существуют «маги зеркал» («Ведьмы за границей»), которые с помощью «зеркального коридора» многократно увеличивали свою магическую мощь, при этом могли видеть отражение в любых зеркалах мира.

Не отражающееся в зеркале[править | править код]

Существуют поверья/мифы, что в зеркале не отражаются вампиры, доппельгангеры и призраки.

Символика[править | править код]

Бронзовое зеркало, именуемое Ята-но-Кагами, является регалией японских императоров.

Развлечения[править | править код]

В Диснеевском аттракционе «Призрачное поместье» есть Бесконечный зал (Endless Hallway), где эффект бесконечности получается за счёт двух зеркал, направленных друг на друга, на небольшом расстоянии. Плюс ко всему прочему в этом зале есть парящий в воздухе канделябр. Призрачное поместье является первым аттракционом, где используются зеркала как для украшения какого-либо помещения, так и создания оригинального эффекта.

Не так давно в новых американских аттракционах ужасов появились Зеркальные лабиринты, что является самой забавной игрой. В России первые зеркальные лабиринты появились в Санкт-Петербурге и приобрели большую популярность в развлекательной индустрии.

  • Первое поверхностное зеркало, покрытое алюминием и усиленное диэлектрическими покрытиями. Угол падающего света (представленный как светом в зеркале, так и тенью позади него) совпадает с точным углом отражения (отражённый свет падает на стол).

  • Фотограф фотографирует себя в изогнутом зеркале в музее Универсум в городе Мехико

  • Большое выпуклое зеркало. Искажения на изображении увеличиваются с увеличением расстояния просмотра.

  • Четыре разных зеркала, показывающие разницу в отражательной способности. По часовой стрелке сверху слева: диэлектрик (80%), алюминий (85%), хром (25%) и улучшенное серебро (99,9%). Все зеркала первой поверхности, кроме хромированного зеркала. Диэлектрическое зеркало отражает жёлтый свет от первой поверхности, но действует как антиотражающее покрытие для фиолетового света, создавая тем самым призрачное отражение лампочки от второй поверхности.

  • Диэлектрический зеркальный блок работает по принципу тонкоплёночной интерференции. Каждый слой имеет различный показатель преломления, что позволяет каждому интерфейсу создавать небольшое количество отражения. Когда толщина слоёв пропорциональна выбранной длине волны, множественные отражения конструктивно мешают. Стеки могут состоять из нескольких сотен отдельных слоёв.

  • Диэлектрический лазерный выходной ответвитель с отражающей способностью 75–80% в диапазоне 500–600 нм. Слева: зеркало хорошо отражает жёлтый и зелёный, но хорошо пропускает красный и синий. Справа: зеркало пропускает 25% лазерного излучения 589 нм. Поскольку частицы дыма рассеивают больше света, чем отражают, луч кажется намного ярче при отражении назад к наблюдателю.

  • Ошибки плоскости, такие как волнистые дюны на поверхности, приводили к этим артефактам, искажениям и низкому качеству изображения при отражении в дальнем поле бытового зеркала.

  • Зеркало шеваль — полноразмерное напольное зеркало, установленное в раме, которая позволяет ему свободно качаться

  • Отражения в сферическом выпуклом зеркале. Фотограф виден справа вверху.

  • Зеркало заднего вида

  • Тестируемые зеркальные сегменты E-ELT

  • Деформируемое зеркало с тонким корпусом. Его ширина составляет 1120 мм, а толщина — всего 2 мм, что делает его намного тоньше, чем большинство стеклянных окон.[4]

  • Зеркало с диэлектрическим покрытием используется в лазере на красителях. Зеркало имеет отражающую способность более 99% при 550 нанометрах, (жёлтого цвета), но пропускает большинство других цветов.

ru.wikipedia.org

Сферические зеркала: типы и их предназначение


Одно из самых простых и элегантных решений в сфере систем безопасности – сферические зеркала. Казалось бы, мощная система видеонаблюдения со множеством видеокамер может контролировать все и вся. Трудно дискутировать с этим утверждением, особенно когда камеры видеонаблюдения способны «заглянуть» куда угодно в любое время дня и ночи.
 
Действительно, система охранного телевидения предоставляет великолепную возможность наблюдать за состоянием контролируемого объекта. Но тут вступает «в игру» фактор стоимости. И часто оказывается, что для охраны объекта небольшой площади вполне достаточно инспектору информации, предоставляемым потолочным или настенным сферическим зеркалом. К таким объектам можно отнести минимаркеты на заправках, небольшие магазинчики «на районе», помещение библиотек или библиотечных магазинов и т.п.
 
Характерен другой пример «выигрыша» сферического зеркала у системы охранного видеонаблюдения, регистрации и записи. Это «закрытые» въезды на территории, когда водитель не имеет информации о встречном транспортном средстве в зоне прямой видимости. И тут пульт охранной телевизионной системы с несколькими мониторами нет возможности использовать – его не разместить на торпедо авто…
 

Какие бывают сферические зеркала?

 
Впрочем, сферические зеркала имеют не только применение в охранных целях. Их типы делятся на несколько позиций:
 

 
Первый тип зеркал предусмотрен для наружной установки. Его цель – дать водителю транспортного средства информацию о том, какие объекты находятся за углом здания, выезда, «закрытого» перекрестка и т.п. Более того, такой тип зеркал применяют на больших складских территориях, где одновременно работает много погрузчиков в узких проходах. Дорожное сферическое зеркало характерно большими габаритными показателями для обеспечения видимости ситуации с большой дистанции. Его практически невозможно разбить, трудно поцарапать, его поверхность не запотевает, сохраняет эксплуатационные свойства в течение долгого времени.


Охранные сферические зеркала нашли нишу применения в торговых залах, в местах проведения выставок, на въездах и выездах парковок. С их помощью можно контролировать контрольно-пропускные пункты и т.д. Характеристики этого типа оборудования – отличные отражающие свойства в пределах уверенного оптического эффекта в 160°. Материал изготовления также имеет хорошие прочностные характеристики.


Перечисленные типы купольных зеркал изготовляются в таких форм-факторах, как потолочные, настенные, угловые (крепятся к потолку и стене одновременно, сектор обзора у таких зеркал несколько ниже, но выше «приспособляемость» к интерьеру), подвесные и с боковым креплением на настенном кронштейне.
 
Отдельный тип сферических зеркал – досмотровые. Классика их использования – днище автомобилей, имеющих доступ в строго охраняемые зоны. Например – территории тюрем, изоляторов строгого содержания, колоний для заключенных. Пользуются они популярностью и на производственных, коммерческих предприятиях, территориях складов и перевалочных баз. Конструктивная особенность – зеркала небольшого диаметра, прикрепленные к достаточно длинной штанге, что позволяет осмотреть большегрузные авто.


Сегодня купить сферическое зеркало можно и другой формы. Рынок богат изделиями удлиненной четырехугольной или квадратной, а также овальной формы… Возможно приобрести и такие аксессуары, как усиленная система крепления, защитные козырьки и т.д.

www.forter.com.ua

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о