לִסְגוֹר
בחר את האתר שלך
גלוֹבָּלִי
מדיה חברתית
מראות אופטיות מקפיצות אור כדי ליצור תמונות. הם עוקבים אחר חוק ההשתקפות. זווית ההשתקפות זהה לזווית השכיחות.
צורות מראה שונות משנות את הנראות התמונות. מראות מטוס, קעור ומוצרי קמור כולם עובדים אחרת. מראות קעור יכולות ליצור תמונות אמיתיות או וירטואליות. מראות קמורות תמיד מייצרות תמונות וירטואליות קטנות יותר.
ציפויים מיוחדים עוזרים למראות משקפים אור יותר. ציפויים אלה מגנים גם על המראות. זה גורם למראות להימשך זמן רב יותר ולעבוד טוב יותר במדע וטכנולוגיה.
נוסחאות משוואת המראה והגדלה מועילות. הם מראים היכן ייווצרו תמונות וכמה גדולות הן יהיו. זה עוזר לאנשים לתכנן כלים אופטיים.
מראות משמשות במקומות רבים. הם נמצאים בכלים מדעיים כמו טלסקופים וליזרים. הם נמצאים גם במראות מכוניות ומראות אמבטיה. זה מראה עד כמה מראות חשובות.
מראות אופטיות הן משטחים שמקפיצים אור ליצירת תמונות. בפיזיקה מראות אלה חשובות לניסויים וכלים רבים. מראות יכולות להיות שטוחות, מעוקלות פנימה או מעוקלות כלפי חוץ. כל צורה משנה את האופן בו קרני אור פועלות כאשר הן פוגעות במראה. מדענים משתמשים במראות כדי ללמוד על אור וכדי ליצור דברים כמו טלסקופים וספקטרומטרים.
מראות מטוס שומרות על קרני אור באותו כיוון, כך שהן טובות להרהור פשוט.
מראות קעורות מפגישות קרני אור בשלב מסוים, המסייעות בטלסקופים ובמכשירים סולאריים.
מראות קמוות מפיצות קרני אור זו מזו, כך שהן מראות אזור גדול יותר.
כמה מראות, שנקראו מראות דיאלקטריות , משקפות רק צבעי אור מסוימים ומשמשים בלייזרים.
מראות מעוותות יכולות לשנות את צורתן כדי לתקן תמונות מטושטשות במחקרי חלל.
מראות Dichroic מאפשרות לחלק מהצבעים לעבור ולשקף אחרים, עובדים כמסננים במצלמות.
מראות צמודות שלב פותרות בעיות בקורות קלות.
מנות קעורות מתכתיות מקפיצות אינפרא אדום או קרני מיקרוגל, המשמשות בכלי לוויין.
מחזירי פינת שולחים אור חזרה למקום שממנו הגיע, וזה מועיל בניסויי ירח.
למראות יכולות להיות ציפויים מיוחדים, כמו אלומיניום, כדי לשקף צבעים מסוימים טוב יותר. אם אתה שם שתי מראות זו מול זו, אתה יכול לראות השתקפויות אינסופיות. מדענים משתמשים בזה בכלים כמו אינטרפרומטרים של פאברי -פרוט.
חוק ההשתקפות הוא כלל פשוט בפיזיקה. זה מסביר כיצד מראות עובדות. כאשר האור פוגע במראה, הוא מקפיץ. הזווית בה האור פוגע במראה נקרא זווית השכיחות. הזווית בה האור קופץ נקראת זווית ההשתקפות. שתי הזוויות נמדדות מקו שנקרא הנורמלי. הרגיל הוא קו ישר העומד מהמראה.
חוק ההשתקפות נכתב כ- θr = θi, כאשר θr הוא זווית ההשתקפות ו- θi הוא זווית השכיחות.
כלל זה עובד עבור כל המשטחים החלקים, במיוחד מראות אופטיות. בגלל החוק הזה, הדימוי של אובייקט נראה כאילו הוא מאחורי המראה, אותו מרחק משם כמו האובייקט האמיתי. אם המראה מחוספסת, האור מתפזר והתמונה נראית מטושטשת. מדענים משתמשים בחוק ההשתקפות כדי לנחש כיצד האור יפעל כאשר הוא פוגע במראה. כלל זה עוזר ליצור תמונות ברורות וחשוב לבניית כלים אופטיים.
מראות ועדשות שניהם מציגים תמונות, אך הם עושים זאת אחרת. מראות אינן נראות ומציעות תמונות על ידי הקפצת אור מהמשטחים שלהם. חוק ההשתקפות מספר לנו כיצד האור פועל. העדשות ברורות ומציגות תמונות על ידי כיפוף אור ככל שהן עוברות. זה עוקב אחר חוקי השבירה.
מראות מקפיצות את כל האור שפוגע בהן, אך עדשות מכופפות את כל האור שעובר.
מראות יכולות להיות שטוחות, מעוקלות פנימה או מעוקלות כלפי חוץ, וכל סוג מייצר תמונות בדרכו שלו.
עדשות יכולות להיות מעוקלות פנימה או חיצוניות, אך הן משתמשות בכיפוף כדי להתמקד או להפיץ אור.
משוואת המראה ומעקב קרני מראים כיצד מראות מציגות תמונות, ואילו משוואת העדשות הדקות מיועדת לעדשות.
מראות משמשות בטלסקופים, מקרנים וכלים אחרים כדי להקפיץ ומיקוד אור. עדשות נמצאות במשקפיים, מגדלים ומצלמות, שם הן מכופפות אור כדי לעזור לנו לראות או לצלם. גם מראות וגם עדשות חשובות בפיזיקה, אך הן פועלות בדרכים שונות ומשמשות לדברים שונים.
מקור תמונה: פקסס
למראות צורות שונות. כל צורה משנה את האופן בו אור מקפיץ ואיך נראות תמונות. הצורות הנפוצות ביותר הן מראות מטוס, קעור, קמור, סגלגל וצורת D. אנשים בוחרים את צורת המראה על בסיס מה שהמערכת האופטית צריכה.
| צורת | מראה תיאור | מאפייני היווצרות תמונה |
|---|---|---|
| מראה מטוס | יש משטח שטוח וללא עקומה. | מייצר תמונות וירטואליות מאחורי המראה. התמונה בגודל זהה לאובייקט. |
| כדורי קעור | מתעקם פנימה ובעל אורך מוקד חיובי. | יכול ליצור תמונות אמיתיות או וירטואליות. תמונות אמיתיות הפוכות וניתן להציג אותן על המסך. תמונות וירטואליות גדולות יותר. |
| כדורי קמור | מתעקם כלפי חוץ ובעל אורך מוקד שלילי. | תמיד מייצר תמונות וירטואליות קטנות יותר ומאחורי המראה. זה לא יכול להגיש תמונות אמיתיות. |
מראה מטוס שטוחה. הוא מקפיץ אור באותה זווית שהיא נכנסת. מראה זו מייצרת תמונה וירטואלית מאחורי המראה. התמונה בגודל זהה לאובייקט. אנשים משתמשים במראות מטוס בבית, בכיתות ובמעבדות מדעיות. מראות שטוחות עוזרות ישירות קורות אור בהגדרות אופטיות.
מראה קעורה מתעקלת פנימה כמו קערה. זו סוג של מראה כדורית. זה מביא קרני אור מקבילות לנקודה מול המראה. מראות קעור יכולות ליצור תמונות אמיתיות או וירטואליות. אם האובייקט רחוק, התמונה אמיתית והפוכה. אם האובייקט קרוב, התמונה וירטואלית ונראית גדולה יותר. מראות קעור משמשות בטלסקופים, פנסים ומכשירים סולאריים. מדענים משתמשים בהם כדי להתמקד וליישר אור בניסויים.
מראות קעורות משקפות אור טוב מאוד. הם יכולים לשקף מעל 99% מהאור בזוויות רגילות. זה הופך אותם נהדרים למשרות שצריכות השתקפות גבוהה.
מראות קעור עוזרות גם להזיז קורות אור, לעבוד במקרנים ולהנחות אור בסיבים אופטיים. ברפואה ובהגנה, מראות קעורות עוזרות להתמקד ומטרה אור.
מראה קמורה מתעקלת כלפי חוץ כמו גב כף. זהו סוג אחר של מראה כדורית. זה מפיץ קרני אור. מראה קמורה מייצרת תמיד תמונה וירטואלית קטנה יותר ומאחורי המראה. מראות קמוות אינן יכולות להגיש תמונות אמיתיות. אנשים משתמשים במראות קמור לנופים רחבים, כמו במראות צד רכב ומראות אבטחה בחנות. מראות קמור עוזרות לראות אזורים גדולים ולחתוך כתמים עיוורים.
מראות קמורות משמשות גם בכלי מדע כאשר יש צורך בראייה רחבה. במערכות אופטיות מסוימות, מראות קמורות עוזרות לשלוט ולהפיץ אור.
מראות אליפטיות מעוצבות כמו אליפסות. הם עשויים לעבוד בצורה הטובה ביותר בזוויות מסוימות, לרוב 45 מעלות. מראות אליפטיות נותנות פתיחה ברורה ועוזרות לכוון אור בחללים קטנים. מדענים משתמשים בהם במערכות לייזר מהירות ובמערכים אופטיים מיוחדים. מראות אלה עוזרות להבהיר תמונות ולהפחית את הטעויות בתמונה.
למראות בצורת D יש צד שטוח אחד וצד מעוגל אחד. צורה זו מאפשרת למראה להתאים לחללים צמודים. מראות בצורת D משמשות במערכות לייזר ולהזיז קורות אור. הצד השטוח עוזר ליישר את המראה עם חלקים אחרים. מראות בצורת D טובות לניסויים הזקוקים לשליטה מדוקדקת באור.
טיפ: צורת המראה משנה את האופן בו היא מקפיצה ושולטת באור. מראות כדוריות, כמו קעור וקמור, נבחרות למיקוד או הפצת אור במערכות אופטיות.
הציפוי במראה משנה כמה הוא משקף, כמה זמן הוא נמשך ואיזה אור הוא יכול להתמודד. ציפויים שונים הופכים מראות טובות למדע, לתעשייה ולייזרים.
| סוג ציפוי | טווח אורך גל (NM) | רפלקטיביות (ממוצע) | עמידות / צפיפות אנרגיה |
|---|---|---|---|
| אלומיניום מוגן | 400 - 700 | מעל 85% | 0.3 J/CM⊃2; ב 532NM ו- 1064NM, 10NS |
| אלומיניום משופר | 400 - 650 (גלוי) | השתקפות גבוהה יותר | שכבות נוספות גורמות לזה לשקף יותר ונמשך זמן רב יותר. |
| כסף מוגן | גלוי ואינפרא אדום | השתקפות גבוהה | כיסוי מפסיק להכתים; עובד הכי טוב במקומות יבשים. |
| זהב (מוגן) | 750 - 1500 | בערך 96% | גימור חזק עם שכבת מגן. |
מראות מצופות אלומיניום משמשות רבות באופטיקה. אלומיניום משקף כ- 90% מהאור מ- UV לגלוי. כיסוי מיוחד הופך אותם לחזקים וקלים יותר לטיפול בהם. מראות אלה טובות לכלי מדע ואופטיקה כללית.
מראות מצופות כסף משקפות את האור הגדול ביותר בטווח הגלוי, בערך 95%. הם נהדרים לשימושים בפס רחב ואינפרא אדום. כיסוי מונע מהם להכתים, אפילו באוויר רטוב. מראות כסף משמשות בלייזרים ובכלי מדע מדויקים.
מראות מצופות זהב משקפות היטב באינפרא אדום, בין 750 ל 1500 ננומטר. שכבת הזהב משקפת כ- 96% מהאור. כיסוי הופך את המראה לחזקה. מראות זהב משמשות בבדיקות אינפרא אדום, מצלמות תרמיות וכלי חלל.
למראות דיאלקטריות בפס רחב שכבות רבות של חומרים מיוחדים. הם משקפים מעל 99% מהאור בצבעים וזוויות מסוימות. מראות אלה מטפלות בקרינה טובה יותר מאשר מתכת. מדענים משתמשים בהם בלייזרים, כדי להזיז קורות ובמערכים אופטיים מדויקים.
מראות קו לייזר HR מיוצרות לצבעי לייזר מסוימים. הם משקפים מעל 99% מהאור בצבעים אלה. מראות קו לייזר HR משתמשות בציפויים מיוחדים כדי להימשך זמן רב יותר ולאבד פחות אור. הם חשובים בריתוך, סימון ומחקר בלייזר.
מראות לייזר של YAG מיועדות לצבעי לייזר YAG, כמו 1064 ננומטר. יש להם ציפויים מיוחדים לטיפול בכוח חזק ולעצור יותר מדי חום. מראות לייזר של YAG שומרות על קרן הלייזר חזקה וברורה במערכות קשות.
קורות קורות שאינן מקוטבות הן מראות מיוחדות המפצלות אור לשתי קורות אך אינן משנות את קיטוב האור. הם משתמשים בציפויים מתקדמים כדי לאזן בין כמה אור משתקף ועבר דרכם. מראות אלה חשובות בבדיקות לייזר ובמדידת אור.
HR זווית ימנית של זווית ימנית הם מראות ששולחות אור חזרה למקום שממנה הוא הגיע. הם משתמשים בציפויים ברפלקסיביות גבוהה ובזוויות מדויקות. משקפי רטרור משמשים במבחני מדע, בדיקות מרחק לייזר ובטנת חלקים אופטיים.
הערה: מראות מיוחדות ללייזרים חייבות להתמודד עם קורות חזקות. הציפויים והחומרים נבחרים להשתקפות גבוהה, לחוזק ולהתנגד לנזק בלייזר.
טיפ תחזוקה:
כדי לשמור על ציפויי מראה נחמדים, השתמש בבדים רכים ונטולי מוך ומנקים עדינים. אחסן מראות במקומות נקיים ונטולי אבק ולובש כפפות כשנוגעים בהם. אל תשתמש בכימיקלים קשים שיכולים לפגוע בציפויים.
מראות מייצרות תמונות על ידי הקפצת קרני אור. כיצד מחליטה קפיצת ה- Rays אם התמונה אמיתית או וירטואלית. אם הקרניים נפגשות לאחר הקפצה, תמונה אמיתית נוצרת . אתה יכול לראות תמונה אמיתית על המסך. מראה קעורה יכולה ליצור תמונה אמיתית אם האובייקט מספיק רחוק. תמונה זו הפוכה ויכולה להופיע על נייר או על קיר.
תמונות וירטואליות מתרחשות כאשר קרניים נראות כאילו הן מגיעות מאחורי המראה. הקרניים לא ממש נפגשות שם. לא ניתן לשים תמונות אלה על מסך. מראות מטוס תמיד מייצרות תמונות וירטואליות. התמונה בגודל זהה לאובייקט. נראה שהוא מאחורי המראה, אותו מרחק כמו האובייקט מקדימה. מראות קמוות תמיד מציגות תמונות וירטואליות. תמונות אלה קטנות יותר ומציגות תצוגה רחבה. לכן מראות מכוניות משתמשות במראות קמורה.
מראות מטוס מייצרות תמונות וירטואליות, בגודל זהה, מאחורי המראה.
מראות קעור יכולות ליצור תמונות אמיתיות או וירטואליות, על סמך היכן נמצא האובייקט.
מראות קמוות תמיד הופכות תמונות וירטואליות קטנות יותר, טובות לתצפיות רחבות.
מראות אמבטיה מציגות תמונות וירטואליות שלא ניתן לשים על המסך.
לפעמים, תמונות אמיתיות נראות כאילו הן צפות באוויר, כמו בכמה טריקים.
אורך המוקד ובמקום בו האובייקט מחליט אם התמונה אמיתית או וירטואלית. מראות מעוקלות משתמשות בצורתן כדי לשלוט על האופן בו קרניים מקפיצות ואיפה נוצרות תמונות. מעקב אחר ריי עוזר למדענים לנחש היכן יופיעו תמונות.
משוואת המראה עוזרת לך למצוא היכן תיווצר תמונה. משוואה זו מקשרת בין אורך המוקד, מרחק האובייקט ומרחק התמונה. הנוסחה היא:
1/f = 1/do + 1/di
כאן, F הוא אורך המוקד. ה- DO הוא עד כמה האובייקט הוא מהמראה. ה- DI הוא עד כמה התמונה נמצאת מהמראה. הסימן של אורך המוקד מספר אם המראה קעורה או קמורה. למראות קעור יש אורך מוקד חיובי. למראות קמוות אורך מוקד שלילי.
כשאתה משתמש במשוואת המראה, הסימן של DI מספר אם התמונה אמיתית או וירטואלית. פירושו של DI חיובי שהתמונה היא אמיתית ובאותו צד כמו האובייקט. פירושו של שלילי פירושו שהתמונה היא וירטואלית ומאחורי המראה. לדוגמה, אם למראה קמורה יש אורך מוקד של -12.2 ס'מ והאובייקט נמצא במרחק של 35.5 ס'מ, מרחק התמונה יהיה שלילי. המשמעות היא שהתמונה היא וירטואלית.
מעקב ריי בודק את התשובה ממשוואת המראה. אתה שואב את נתיבי הקרניים מהאובייקט. אתה יכול לראות היכן הם נפגשים או נראה שהם נפגשים. זה עובד גם עבור מראות קעורות וגם קמוות.
הגדלה מראה כמה גדולה או קטנה יותר התמונה מאשר האובייקט. הנוסחה להגדלה היא:
M = -di/do
M הוא הגדלה. ה- DI הוא מרחק התמונה. ה- DO הוא מרחק האובייקט. הסימן השלילי מראה אם התמונה הפוכה. אם ההגדלה חיובית, התמונה זקופה. אם היא שלילית, התמונה הפוכה.
גודל התמונה תלוי גם בגובה האובייקט והתמונה. הנוסחה היא:
M = היי/הו
הנה, היי הוא גובה התמונה. הו הוא גובה האובייקט. באמצעות שתי הנוסחאות, אתה יכול לדעת אם התמונה גדולה יותר, קטנה יותר, זקופה או הפוכה.
אם ההגדלה היא יותר מ -1, התמונה גדולה יותר.
אם ההגדלה היא פחות מ -1, התמונה קטנה יותר.
אם ההגדלה שלילית, התמונה הפוכה.
אם ההגדלה חיובית, התמונה זקופה.
מראות קעור יכולות ליצור תמונות אמיתיות גדולות יותר וגם תמונות וירטואליות גדולות יותר, תלוי היכן נמצא האובייקט. מראות קמוות תמיד מייצרות תמונות עם הגדלה פחות מ- 1, כך שהתמונות קטנות יותר. מעקב אחר ריי מראה כיצד קרניים מקפיצות ואיפה התמונה נוצרת, מה שמקל על ההבנה.
טיפ: בדוק תמיד את השלטים בעת השימוש במשוואת המראה וההגדלה. זה עוזר לך למצוא את המיקום והגודל הנכון של התמונה.
החומר המשמש למראה משנה כמה טוב הוא עובד וכמה זמן הוא נמשך. חומרים שונים נבחרים כדי לעזור למראות לשקף אור היטב ולשמור על צורתם. הטבלה שלהלן מפרטת כמה חומרים נפוצים ומה טוב או רע בהם:
| חומר/מצע | תכונות מפתח ויתרונות | חסרונות/הערות |
|---|---|---|
| זכוכית בורוסיליקט N-BK7 | יש מעט בועות; לא יקר; השתמש הרבה בחלונות אופטיים | לא טוב אם המראה מתחממת או קרה מהר |
| קוורץ סינטטי Viosil | אין בועות; עומד בכימיקלים; חזק מאוד; יכול לקחת חום גבוה | מגיע רק בחתיכות דקות (עד 0.250 ') |
| סיליקה התמזגה | טהור מאוד; מאפשר לאור UV ו- IR דרך; עובד בלהט או בקור; קשה מאוד; לא משנה גודל הרבה עם חום | קשה יותר להכין; עולה יותר; סוגים מסוימים נותנים פחות אור בגלל תוכן OH |
| קוורץ התמזג | מיוצר מקוורץ טבעי; מטפל היטב בחום וכימיקלים; לא יקר | יש חתיכות מתכת החוסמות אור UV; קשה יותר להכין מאשר זכוכית אחרת |
| Ule® זכוכית התרחבות נמוכה | כמעט לא משנה את גודל החום; נהדר לדברים כמו מראות טלסקופ | עולה יותר מזכוכית אחרת |
מראות סיליקון קרביד טובות לסריקת לייזר מהירה. הם נוקשים, מזיזים חום היטב, ויכולים להפוך לצורות מסובכות. מראות אלה קלות ועובדות היטב. מראות בריליום הן גם נוקשות וקלות, כך שהן יכולות לנוע מהר יותר ממראות סיליקה התמזגו. אבל קשה להשתמש בבריליום ולא קל להשיג. סיליקון קרביד יכול לתפוס את מקומו של בריליום ועדיין להיות חזק ויציב. זה הופך את מראות הסיליקון קרביד לטובות למשרות קשות בהן אורך המוקד צריך להישאר זהה.
הציפוי במראה מחליט כמה אור הוא משקף וכמה זמן הוא יימשך. ישנן דרכים שונות לציפוי מראות כדי לשפר אותן:
ציפויים משופרים משתמשים בשכבות רבות, כמו טיטניום דו חמצני, תחמוצות טנטלום, פלואוריד מגנזיום, תחמוצות סיליקון, סולפיד אבץ וסידן פלואוריד, על גבי אלומיניום.
ציפויים אלה גורמים למראה לשקף אור יותר, מכ- 86-91% עד 96% ומעלה.
ציפויים שומרים על השכבה המבריקה מפני שריטות ונזק מהאוויר.
הציפוי מונח בחדר נקי עם צעדים מדוקדקים כדי לשמור על המראה חלקה.
ציפויים מסוימים מיוצרים בזוויות מסוימות, מה שמשנה את כמה האור משתקף.
ציפויים משופרים עוזרים למראה להימשך זמן רב יותר ולהמשיך לעבוד טוב.
אנשים שמצפים מראות זקוקים למיומנות ותרגולים כדי לעשות זאת נכון.
ציפוי טוב מאפשר למראה להתמודד עם אור חזק ושומר על המיקוד שלה חד. זה חשוב לטלסקופים, לייזרים וכלים אחרים הזקוקים לתמונות ברורות.
רפלקטיביות מראה כמה אור מראה מקפיץ לאחור. מראה טובה שולחת לאחור את רוב האור שפוגע בו. הציפוי על המראה משנה כמה הוא משקף אור. ציפויי אלומיניום טובים לאור גלוי. ציפויי כסף משקפים אור עוד יותר, במיוחד גלוי ואינפרא אדום. ציפויי זהב הטובים ביותר לשיקוף אור אינפרא אדום.
מדענים מודדים רפלקטיביות באחוזים. מראה מושלמת תשקף את כל האור, אך מראות אמיתיות משקפות מעט פחות. רוב המראות הטובות משקפות בין 85% ל 99% מהאור. זווית האור הפוגעת במראה יכולה לשנות כמה משתקף. ציפויים מיוחדים עוזרים למראות לשמור על רפלקטיביות גבוהה עם לייזרים או אורות חזקים.
מראה עם רפלקטיביות גבוהה מעניקה תמונות בהירות וקורות חזקות. בטלסקופים ובלייזרים, הרפלקטיביות הגבוהה חשובה מאוד. אם מראה מאבדת רפלקטיביות, התמונה נראית עמומה או מטושטשת. שמירה על המראה נקייה ונטולת שריטות עוזרת לו לשקף טוב יותר.
איכות פני השטח פירושה עד כמה המראה חלקה ומושלמת. מראה חלקה נותנת תמונות חדות וקורות חזקות. אפילו בליטות או שריטות קטנטנות יכולים לפזר אור. זה הופך את התמונה פחות הבהירה והקורה חלשה יותר.
אם המשטח מחוספס ברמת הננומטר, אור אור והתמונה מטושטשת.
שריטות, חפירות וצ'יפס יכולים לפזר אור, ניגודיות נמוכה יותר ואפילו לשבור את המראה עם לייזרים חזקים.
כתמים או ערפל מראים נזק כימי או ניקוי רע. בעיות אלה הופכות את המראה להימשך פחות ונמוכה יותר איכות תמונה.
סדקים או צ'יפס יכולים להחמיר ולשבור את המראה.
מדענים משתמשים בכלים מיוחדים כדי לבדוק עד כמה מראה חלקה:
אינטרפרומטריה משתמשת בדפוסי אור כדי לראות עד כמה המראה שטוחה.
פרופילומטריה בודקת חספוס על ידי נגיעה או אי נגיעה במראה.
אינטרפרומטריה אור לבן ומיקרוסקופיה קונפוקלית מודדים בליטות זעירות במדויק מאוד.
סריקת לייזר ממפה את משטח המראה מבלי לגעת בו.
חדרי נקייה וניקוי זהיר שמור על מראות נקייה מאבק ולכלוך. ליטוש מתקדם, כמו גימור מגנטוריאולוגי, הופך את המראה לסופר במיוחד. איכות פני שטח טובה עוזרת למראות לעבוד היטב בלייזרים ובטלסקופים.
סטייה כדורית מתרחשת כאשר מראה מעוצבת כמו כדור. במראה קעור, אור ליד הקצה אינו מתמקד באור מהמרכז. זה גורם לתמונה להיראות מטושטשת או לא חדה. הבעיה מחמירה עם יחסי מוקד מהירים , כמו בכמה טלסקופים. סטייה כדורית הופכת את איכות התמונה נמוכה יותר. מיקוד, רזולוציה וניגודיות כולם נחלשים. קרניים מחלקים שונים של המראה נפגשים במקומות שונים. המראה לא יכולה להביא את כל הקרניים לנקודה חדה אחת. ישנם שני סוגים עיקריים. סטייה כדורית אורכית משנה את אורך המוקד לאורך הציר. סטייה כדורית רוחבית משנה את גובה התמונה במישור המוקד. מעצבים משתמשים במשטחים חריפים או מוסיפים עדשות לתיקון בעיה זו. הפחתת סטייה כדורית חשובה לתמונות ברורות וחדות במערכות אופטיות.
טיפ: מראה קעורה עם צורה מושלמת יכולה למקד אור טוב יותר ולהפוך את התמונות לבהירות יותר.
מראות יכולות להיות גם סטיות אופטיות אחרות. תרדמת מתרחשת כאשר קרניים מאובייקטים מחוץ למרכז לא נפגשים בשלב מסוים. זה גורם לתמונה להיראות כאילו יש לו זנב, כמו שביט. אסטיגמציה מתרחשת כאשר קרניים בכיוונים שונים מתמקדות בנקודות שונות. זה גורם לתמונה למתוח או לטשטש בכיוון אחד. עקמומיות שדה פירושה שהמראה מייצרת תמונה על משטח מעוקל. חלקים מסוימים בתמונה עשויים להיות מחוץ למוקד. עיוות משנה את צורת התמונה. קווים ישרים יכולים להיראות כפופים. בעיות אלה נובעות מצורת המראה ומזווית האור. למראות אין סטייה כרומטית מכיוון שהצבע אינו משנה את האופן בו אור משתקף.
| סוג סטייה | סיבה | תיאור |
|---|---|---|
| סטייה כדורית | צורה כדורית של המראה | קרניים מתמקדות בנקודות שונות וגורמות לטשטוש |
| תִרדֶמֶת | קרניים מחוץ לציר פוגעות במראה | לתמונות זנב דמוי שביט |
| אסטיגמציה | קרניים מתמקדות במרידיאנים שונים | תמונה נמתחת או מטשטשת בכיוון אחד |
| עקמומיות שדה | גיאומטריה של מראה | נוצר תמונה על משטח מעוקל, לא שטוח |
| סַלְפָנוּת | צורה ומיקום המראה | קווים ישרים מופיעים מעוקלים בתמונה |
הערה: סביר להניח כי מראות קעורות יש לסטיות אלה, במיוחד בטלסקופים או בכלי מדע.
מדענים משתמשים במראות בכלים רבים. בטלסקופים, מראה אוספת אור מדברים רחוקים. זה ממקד את הקרניים למקום אחד. זה מבהיר את התמונה ומפסיק טשטוש צבע. הטלסקופ הניוטוני משתמש במראה קעור. זה אוסף קרניים ושולח את התמונה לצד. העיצוב של CasseGrain משתמש במראות קעורות וגם קמוות. מראות אלה שולחות קרניים חזרה דרך חור אל העינית. עיצובים אלה עוזרים למדענים לראות דברים במרחב. במיקרוסקופים, מראה מאירה קרניים על דגימה. זה הופך את האובייקט לבהיר וקל יותר לראות. לחלק מהמראות יש ציפויים מיוחדים. ציפויים אלה עוזרים להם לשקף קרניים נוספות ונמשכות זמן רב יותר. הם גם עוזרים למראה לעבוד במקומות חמים או קרים. הציפויים שומרים על התמונה חדה.
דיוק וציפויים מיוחדים חשובים מאוד בכלי המדע. הם עוזרים למיקוד קרניים היטב ולשמור על תמונות ברורות.
מראות חשובות בלייזרים ובמכונות. בלייזר, מראה חייבת לשקף כמעט את כל הקרניים. זה שומר על הקורה חזקה. למראות אלה ציפויים לחשמל וחום גבוה. המראה יכולה להיות שטוחה או מעוקלת. הצורה תלויה כיצד היא צריכה למקד או להפיץ קרניים. מפעלים משתמשים במראות כדי להנחות קורות לייזר. לייזרים חותכים, ריתוך או מודדים חפצים. המראה חייבת להתמודד עם קרניים חזקות ונמשכות זמן רב. חומרים כמו קוורץ מתמזג או סיליקון קרביד הופכים את המראות לחזקות ומדויקות. הציפוי הימני מאפשר למראה לשקף קרניים בצבעים שונים. זה הופך את המראה למועילה עבור עבודות רבות.
רפלקטיביות גבוהה (מעל 99%) שומרת על קרניים חזקות.
ציפויים קשוחים מגנים על המראה מפני נזק.
צורות מיוחדות עוזרות למיקוד או להעביר קרניים לאובייקט.
אנשים משתמשים במראות כל יום במקומות רבים. מראה חדר אמבטיה או חדר שינה מאפשרת לאנשים לראות את עצמם. מראות מכוניות עוזרות לנהגים לראות מאחוריהם או לצידם. כיריים סולאריות משתמשים במראות כדי למקד קרני שמש ולבשל אוכל. פריסקופים משתמשים במראות כדי לאפשר לאנשים לראות על קירות או סביב פינות. לפידס משתמשים במראה כדי להפוך את הקורה לבהירה יותר. מראות חד כיווניות מאפשרות לאנשים לראות מבלי להיראות. רוב מראות הבית שטוחות או פשוט מעוקלות. הם משקפים קרניים כדי להראות את האובייקט כפי שהוא. מראות אלה אינן משנות את התמונה הרבה. למראות מדעיות צורות וציפויים מיוחדים. הם ממקדים קרניים ומראים דברים רחוקים או זעירים בבירור.
מראות יומיומיות עוזרות לאנשים לראות, להדליק חדרים ולגרום לרווחים להראות גדולים יותר.
מראה מקפיצה אור ועושה תמונה של כל דבר מקדימה. איפה שאתה מציב את האובייקט משנה את התמונה שאתה רואה. מדענים משתמשים במראות כדי לצפות כיצד קרניים מחפצים פועלים. מראה קעורה יכולה להפגיש אור ולבצע תמונות אמיתיות או וירטואליות. מראה קמורה תמיד גורמת לאובייקט להראות קטן יותר. מרכז העקמומיות והציר העיקרי עוזר להראות כיצד מראות עובדות עם חפצים. אנשים משתמשים במראות בטלסקופים כדי להסתכל על דברים רחוקים. פריסקופים משתמשים במראות כך שתוכלו לראות סביב פינות. כיריים סולאריות משתמשים במראות כדי להפנות אור שמש לאוכל לבישול. הידיעה כיצד מראות עובדות עם חפצים עוזרת ליצור כלים מדעיים ועוזרת לנו כל יום. למידה כיצד מראות מצביעות על תמונות יכולות לעזור לנו למצוא דברים חדשים.
תמונה אמיתית נוצרת כאשר קרני אור נפגשות בנקודה מסוימת. תמונה וירטואלית נוצרת כאשר נראה כי קרניים רק נפגשות. מראה יכולה ליצור את שני הסוגים, תלוי בצורתו ובמיקום האובייקט.
ציפויים מיוחדים עוזרים למראה משקפים יותר אור ונמשך זמן רב יותר. מדענים בוחרים ציפויים המבוססים על סוג האור והשימוש במראה. לדוגמה, ציפויי זהב פועלים היטב לאור אינפרא אדום.
מראה קעור מתעקלת פנימה. זה מפגיש קרני אור מקבילות בנקודה אחת שנקראת נקודת המוקד. מאפיין זה הופך אותו לשימושי בטלסקופים ובפנסים.
אנשים משתמשים במראות קמור ברכבים לתצוגות צד ואחוריות. מראות אלה מציגות אזור רחב יותר, ועוזרות לנהגים לראות יותר ולהימנע מתאונות. חנויות משתמשות בהן גם לצורך אבטחה.
