Oglindă sferică optică: o introducere

Oglindă sferică optică sunt elemente fundamentale în optică.  Sunt elemente optice care reflectă lumina și au forma unei piese tăiate dintr -o suprafață sferică, spatele fiind de obicei plano.  Acestea sunt utilizate pe scară largă în diverse cereri tehnice vizibile sau IR, inclusiv apărare și securitate, tehnologii medicale și agricole și supraveghere de mediu.

Tipuri de oglinzi sferice optice

Oglinzi sferice concave: suprafața reflectantă a oglinzilor sferice concave se curbe spre interior.  Sunt oglinzi convergente, ideale pentru focalizarea luminii.  Ele măresc obiectele care sunt apropiate de ele și au o distanță focală pozitivă.  Raza de curbură este, de asemenea, pozitivă, care este distanța dintre oglindă și centrul sferei din care a fost formată.

Oglinzile sferice convexe: Oglinzile sferice convexe fac de obicei obiecte să pară mai mici.  Aceste oglinzi sunt utilizate pentru extinderea câmpului vizual al unui sistem imagistic.  Au distanțe focale negative, ceea ce înseamnă că accentul este în spatele oglinzii, iar raza de curbură este, de asemenea, negativă.  Imaginea formată dintr -o oglindă convexă este virtuală, deoarece razele de lumină nu trec de fapt prin punctul din care par să fie originar.  Pentru o oglindă convexă, cu cât este mai scurtă distanță focală, cu atât câmpul de vedere este mai larg.

Terminologie legată de oglinzile sferice optice

Axa principală: este linia normală (perpendiculară) față de centrul oglinzii.

Vertex sau pol: Acesta este punctul central în care axa principală intră în oglindă.

Centrul de curbură: punctul de pe axa principală care se află la aceeași distanță față de fiecare punct din oglindă.  Este, de asemenea, centrul sferei părinte.

Raza de curbură: distanța de la centrul curburii la vertex.

Focus sau punct focal: Pentru o oglindă concavă, toate razele de lumină care lovesc oglinda paralelă și aproape de axa principală se vor reflecta printr -un punct pe axa principală, care este focalizarea.  Pentru o oglindă convexă, accentul este de unde par să se divergească razele.  Distanța focală este distanța de -a lungul axei principale de la vertex la focalizare și este întotdeauna jumătate din raza de curbură pentru o singură oglindă sferică.

Formarea imaginii în oglinzi sferice optice

În oglinzile concave: Când un obiect este plasat la distanțe diferite de o oglindă concavă, natura imaginii formată variază.  Poate fi real sau virtual, mărit sau diminuat, în funcție de distanța obiectului în raport cu punctul focal.

În oglinzile convexe: oglinzile convexe formează întotdeauna imagini virtuale, diminuate și verticale, indiferent de poziția obiectului.

Aplicații ale oglinzilor sferice optice

Oglinzi concave: sunt utilizate în mod obișnuit în telescoapele astronomice, telescoapele reflectate și farurile vehiculului.  De asemenea, sunt angajați în cuptoarele solare și în oglinzile de bărbierit datorită capacității lor de a converge lumina și de a forma imagini clare.

Oglinzile convexe: cu câmpul lor larg de vedere, oglinzile convexe sunt esențiale în oglinzile din spate - oglinzi de vedere, oglinzi de securitate în magazine și ca parte a oglinzilor de intersecție a străzii pentru siguranța traficului.

Provocări și limitări ale oglinzilor sferice optice

O problemă semnificativă este aberația sferică.  Acest lucru se întâmplă atunci când razele departe de axa principală nu converg în același punct, ceea ce duce la o imagine încețoșată.  Tehnologiile avansate, precum oglinzile parabolice, sunt uneori utilizate în unele aplicații pentru a depăși această limitare.