לִסְגוֹר
בחר את האתר שלך
גלוֹבָּלִי
מדיה חברתית
מראות אופטיות מקפיצות אור ליצירת תמונות. הם פועלים לפי חוק ההשתקפות. זווית ההשתקפות זהה לזווית הפגיעה.
צורות מראה שונות משנות את מראה התמונות. מראות מישוריות, קעורות וקמורות פועלות כולן בצורה שונה. מראות קעורות יכולות ליצור תמונות אמיתיות או וירטואליות. מראות קמורות תמיד מייצרות תמונות וירטואליות קטנות יותר.
ציפויים מיוחדים עוזרים למראות להחזיר יותר אור. ציפויים אלו גם מגנים על המראות. זה גורם למראות להחזיק מעמד זמן רב יותר ולעבוד טוב יותר במדע ובטכנולוגיה.
משוואת המראה ונוסחאות ההגדלה מועילות. הם מראים היכן ייווצרו תמונות וכמה גדולות הן יהיו. זה עוזר לאנשים לעצב כלים אופטיים.
מראות משמשות במקומות רבים. הם נמצאים בכלים מדעיים כמו טלסקופים ולייזרים. הם נמצאים גם במראות לרכב ובמראות בחדר האמבטיה. זה מראה כמה חשובות מראות.
מראות אופטיות הן משטחים שמקפיצים אור ליצירת תמונות. בפיזיקה, מראות אלו חשובות עבור ניסויים וכלים רבים. מראות יכולות להיות שטוחות, מעוקלות פנימה או מעוקלות כלפי חוץ. כל צורה משנה את אופן פעולתן של קרני האור כשהן פוגעות במראה. מדענים משתמשים במראות כדי ללמוד על אור וליצור דברים כמו טלסקופים וספקטרומטרים.
מראות מישוריות שומרות על קרני האור באותו כיוון, כך שהן טובות להחזרה פשוטה.
מראות קעורות מפגישות את קרני האור בנקודה אחת, מה שעוזר בטלסקופים ומכשירים סולאריים.
מראות קמורות מפזרות את קרני האור, כך שהן מציגות שטח גדול יותר.
כמה מראות, שנקרא מראות דיאלקטריות , משקפות רק צבעים מסוימים של אור ומשמשות בלייזרים.
מראות ניתנות לעיוות יכולות לשנות את צורתן כדי לתקן תמונות מטושטשות במחקרי חלל.
מראות דיכרואיות מאפשרות לכמה צבעים לעבור ולשקף אחרים, עובדות כמסננים במצלמות.
מראות מצמידות שלב פותרות בעיות באלומות אור.
צלחות מתכת קעורות מקפיצות קרני אינפרא אדום או מיקרוגל, המשמשות בצלחות לוויין.
מחזירי פינות שולחים אור בחזרה למקום ממנו הגיע, וזה מועיל בניסויים בירח.
למראות יכולות להיות ציפויים מיוחדים, כמו אלומיניום, כדי לשקף צבעים מסוימים טוב יותר. אם תשים שתי מראות זו מול זו, תוכל לראות השתקפויות אינסופיות. מדענים משתמשים בזה בכלים כמו אינטרפרומטרים של Fabry-Pérot.
חוק ההשתקפות הוא כלל פשוט בפיזיקה. זה מסביר איך מראות פועלות. כאשר האור פוגע במראה, הוא קופץ. הזווית שבה האור פוגע במראה נקראת זווית הפגיעה. הזווית שבה האור קופץ נקראת זווית ההשתקפות. שתי הזוויות נמדדות מקו הנקרא נורמלי. הנורמלי הוא קו ישר שעומד מהמראה.
חוק ההשתקפות כתוב כ-θr = θi, כאשר θr היא זווית ההשתקפות ו-θi היא זווית הפגיעה.
כלל זה עובד עבור כל המשטחים החלקים, במיוחד מראות אופטיות. בגלל החוק הזה, דמותו של אובייקט נראית כאילו היא מאחורי המראה, באותו מרחק 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 והוא חשוב לבניית כלים אופטיים.
מראות ועדשות יוצרות תמונות, אבל הן עושות את זה אחרת. מראות אינן שקופות ויוצרות תמונות על ידי הקפצת אור מהמשטחים שלהן. חוק ההשתקפות אומר לנו איך האור פועל. עדשות ברורות ויוצרות תמונות על ידי כיפוף האור בזמן שהוא עובר. זה בהתאם לחוקי השבירה.
מראות מקפיצות את כל האור שפוגע בהן, אבל עדשות מכופפות את כל האור שעובר.
מראות יכולות להיות שטוחות, מעוקלות פנימה או מעוקלות כלפי חוץ, וכל סוג יוצר תמונות בדרכו שלו.
עדשות יכולות להיות מעוקלות גם פנימה או החוצה, אבל הן משתמשות בכיפוף כדי למקד או להפיץ אור.
משוואת המראה ומעקב אחר הקרניים מראים כיצד מראות יוצרים תמונות, בעוד שמשוואת העדשה הדקה מיועדת לעדשות.
מראות משמשות בטלסקופים, מקרנים וכלים אחרים כדי להקפיץ ולמקד אור. עדשות נמצאות במשקפיים, במגדילים ובמצלמות, שם הן מכופפות את האור כדי לעזור לנו לראות או לצלם. גם מראות וגם עדשות חשובות בפיזיקה, אבל הן פועלות בדרכים שונות ומשמשות לדברים שונים.
מקור תמונה: פקסלים
למראות יש צורות שונות. כל צורה משנה את האופן שבו האור קופץ ואת איך שהתמונות נראות. הצורות הנפוצות ביותר הן מראות מישוריות, קעורות, קמורות, אליפטיות ומראות בצורת D. אנשים בוחרים את צורת המראה על סמך מה שהמערכת האופטית צריכה. צורת
| תיאור מאפייני | מראה | היווצרות תמונה |
|---|---|---|
| מראה מטוס | בעל משטח שטוח וללא עיקול. | יוצר תמונות וירטואליות מאחורי המראה. התמונה בגודל זהה לאובייקט. |
| קעור כדורי | מתעקל פנימה ובעל אורך מוקד חיובי. | יכול ליצור תמונות אמיתיות או וירטואליות. תמונות אמיתיות הפוכות וניתנות להצגה על מסך. תמונות וירטואליות גדולות יותר. |
| כדורי קמור | מתעקל כלפי חוץ ובעל אורך מוקד שלילי. | תמיד עושה תמונות וירטואליות קטנות יותר ומאחורי המראה. זה לא יכול ליצור תמונות אמיתיות. |
מראה מישורית שטוחה. היא מקפיצה אור באותה זווית שבה היא נכנסת. המראה הזו יוצרת תמונה וירטואלית מאחורי המראה. התמונה בגודל זהה לאובייקט. אנשים משתמשים במראות מטוסים בבית, בכיתות ובמעבדות מדעיות. מראות שטוחות עוזרות לכוון את קרני האור בהגדרות אופטיות.
מראה קעורה מתעקלת פנימה כמו קערה. זוהי מעין מראה כדורית. הוא מביא קרני אור מקבילות לנקודה מול המראה. מראות קעורות יכולות ליצור תמונות אמיתיות או וירטואליות. אם האובייקט רחוק, התמונה אמיתית והפוכה. אם האובייקט קרוב, התמונה היא וירטואלית ונראית גדולה יותר. מראות קעורות משמשות בטלסקופים, פנסים ומכשירים סולאריים. מדענים משתמשים בהם כדי למקד וליישר אור בניסויים.
מראות קעורות מחזירות אור טוב מאוד. הם יכולים להחזיר מעל 99% מהאור בזוויות רגילות. זה הופך אותם למעולים לעבודות הדורשות השתקפות גבוהה.
מראות קעורות גם עוזרות להזיז את אלומות האור, לעבוד במקרנים ולהנחות אור בסיבים אופטיים. ברפואה ובהגנה, מראות קעורות עוזרות למיקוד ולכוון אור.
מראה קמורה מתעקלת כלפי חוץ כמו גב כפית. זה סוג אחר של מראה כדורית. זה מפיץ קרני אור בנפרד. מראה קמורה תמיד יוצרת תמונה וירטואלית קטנה יותר ומאחורי המראה. מראות קמורות אינן יכולות ליצור תמונות אמיתיות. אנשים משתמשים במראות קמורות לנוף רחב, כמו במראות צד לרכב ובמראות אבטחה לחנויות. מראות קמורות עוזרות לראות שטחים גדולים ולצמצם כתמים עיוורים.
מראות קמורות משמשות גם בכלים מדעיים כאשר יש צורך במבט רחב. במערכות אופטיות מסוימות, מראות קמורות עוזרות לשלוט ולהפיץ אור.
מראות אליפטיות מעוצבות כמו אליפסות. הם עשויים לעבוד בצורה הטובה ביותר בזוויות מסוימות, לעתים קרובות 45 מעלות. מראות אליפטיות נותנות פתח ברור ועוזרות לכוון אור בחללים קטנים. מדענים משתמשים בהם במערכות לייזר מהירות ובהגדרות אופטיות מיוחדות. מראות אלו עוזרות להפוך תמונות ברורות יותר ולהפחית טעויות בתמונה.
למראות בצורת D יש צד שטוח אחד וצד אחד מעוקל. צורה זו מאפשרת למראה להשתלב בחללים צרים. מראות בצורת D משמשות במערכות לייזר ולהזזת קרני אור. הצד השטוח עוזר ליישר את המראה עם חלקים אחרים. מראות בצורת D טובות לניסויים הדורשים שליטה קפדנית באור.
טיפ: צורת המראה משנה את האופן שבו היא מקפיצה ושולטת באור. מראות כדוריות, כמו קעורות וקמורות, נבחרות למיקוד או להפצת אור במערכות אופטיות.
הציפוי במראה משנה את מידת החזרה שלו, כמה זמן הוא מחזיק ואיזה אור הוא יכול להתמודד. ציפויים שונים הופכים מראות טובות למדע, לתעשייה וללייזרים.
| סוג ציפוי | טווח אורך גל (ננומטר) | רפלקטיביות (ממוצע) | עמידות / מגבלת צפיפות אנרגיה |
|---|---|---|---|
| אלומיניום מוגן | 400 - 700 | מעל 85% | 0.3 J/cm² ב-532nm & 1064nm, 10ns |
| אלומיניום משופר | 400 - 650 (גלוי) | השתקפות גבוהה יותר | שכבות נוספות גורמות לו לשקף יותר ולהחזיק מעמד 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 הגנה. |
מראות מצופות אלומיניום משמשות רבות באופטיקה. אלומיניום מחזיר כ-90% מהאור מ-UV לנראה. כיסוי מיוחד הופך אותם לחזקים יותר וקלים יותר לטיפול. מראות אלו טובות לכלי מדע ואופטיקה כללית.
מראות מצופות כסף משקפות את מירב האור בטווח הנראה, כ-95%. הם נהדרים לשימושים בפס רחב ואינפרא אדום. כיסוי מונע מהם להכתים, אפילו באוויר רטוב. מראות כסף משמשות בלייזרים ובכלים מדעיים מדויקים.
מראות מצופות זהב משתקפות היטב באינפרא אדום, מ-750 עד 1500 ננומטר. שכבת הזהב מחזירה כ-96% מהאור. כיסוי עושה את המראה חזק. מראות זהב משמשות בבדיקות אינפרא אדום, מצלמות תרמיות וכלי חלל.
למראות דיאלקטריות בפס רחב יש שכבות רבות של חומרים מיוחדים. הם מחזירים למעלה מ-99% מהאור בצבעים ובזוויות מסוימות. מראות אלה מתמודדות עם קרינה טוב יותר מאשר מראות מתכת. מדענים משתמשים בהם בלייזרים, להזזת אלומות ובהגדרות אופטיות מדויקות.
מראות קו לייזר HR מיוצרות עבור צבעי לייזר מסוימים. הם מחזירים למעלה מ-99% מהאור בצבעים האלה. מראות קו לייזר HR משתמשות בציפויים מיוחדים כדי להחזיק מעמד זמן רב יותר ולאבד פחות אור. הם חשובים בריתוך לייזר, סימון ומחקר.
מראות לייזר YAG מיוצרות עבור צבעי לייזר YAG, כמו 1064 ננומטר. יש להם ציפויים מיוחדים כדי להתמודד עם כוח חזק ולעצור יותר מדי חום. מראות לייזר YAG שומרות על קרן הלייזר חזקה וברורה במערכות קשוחות.
מפצלי אלומות לא מקטבים הם מראות מיוחדות המפצלות אור לשתי אלומות אך אינן משנות את הקיטוב של האור. הם משתמשים בציפויים מתקדמים כדי לאזן כמה אור מוחזר ועובר דרכו. מראות אלו חשובות בבדיקות לייזר ובמדידת אור.
רפלקטורי HR בזווית ישרה הם מראות ששולחות אור בחזרה למקום ממנו הגיע. הם משתמשים בציפויים בעלי השתקפות גבוהה ובזוויות מדויקות. רפלקטורים משמשים במבחנים מדעיים, בדיקות מרחק לייזר, ויישור חלקים אופטיים.
הערה: מראות מיוחדות ללייזרים חייבות להתמודד עם קרניים חזקות. הציפויים והחומרים נבחרים לצורך השתקפות גבוהה, חוזק ועמידה בפני נזקי לייזר.
טיפ תחזוקה:
כדי לשמור על ציפויי מראה יפים, השתמש במטליות רכות נטולות מוך וחומרי ניקוי עדינים. אחסן מראות במקומות נקיים וללא אבק ולבש כפפות בעת נגיעה בהן. אין להשתמש בכימיקלים קשים שעלולים לפגוע בציפויים.
מראות יוצרים תמונות על ידי הקפצת קרני אור. איך הקרניים קופצות מחליטה אם התמונה אמיתית או וירטואלית. אם הקרניים נפגשות לאחר הקפצה, נוצרת תמונה אמיתית . אתה יכול לראות תמונה אמיתית על המסך. מראה קעורה יכולה ליצור תמונה אמיתית אם האובייקט רחוק מספיק. תמונה זו הפוכה ויכולה להופיע על נייר או קיר.
תמונות וירטואליות קורות כאשר קרניים נראות כאילו הן מגיעות מאחורי המראה. הקרניים לא ממש נפגשות שם. אי אפשר לשים את התמונות האלה על מסך. מראות מטוסים תמיד מייצרות תמונות וירטואליות. התמונה בגודל זהה לאובייקט. זה נראה כאילו הוא מאחורי המראה, באותו מרחק כמו שהאובייקט נמצא מלפנים. מראות קמורות גם תמיד מייצרות תמונות וירטואליות. תמונות אלו קטנות יותר ומציגות מבט רחב. לכן מראות לרכב משתמשות במראות קמורות.
מראות מטוסים יוצרים תמונות וירטואליות, באותו גודל, מאחורי המראה.
מראות קעורות יכולות ליצור תמונות אמיתיות או וירטואליות, על סמך היכן נמצא האובייקט.
מראות קמורות תמיד מייצרות תמונות וירטואליות קטנות יותר, טובות לתצוגות רחבות.
מראות בחדר האמבטיה מציגות תמונות וירטואליות שלא ניתן להעלות על מסך.
לפעמים, תמונות אמיתיות נראות כאילו הן מרחפות באוויר, כמו בכמה טריקים.
אורך המוקד והיכן נמצא האובייקט מחליטים אם התמונה אמיתית או וירטואלית. מראות מעוקלות משתמשות בצורתן כדי לשלוט כיצד קרניים קופצות והיכן נוצרות תמונות. מעקב אחר קרניים 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. העניין הוא כמה האובייקט נמצא מהמראה. הדי הוא כמה רחוק התמונה מהמראה. הסימן של אורך המוקד אומר אם המראה קעורה או קמורה. למראות קעורות יש אורך מוקד חיובי. למראות קמורות יש אורך מוקד שלילי.
כאשר אתה משתמש במשוואת המראה, הסימן של di אומר אם התמונה אמיתית או וירטואלית. די חיובי פירושו שהתמונה אמיתית ונמצאת באותו צד של האובייקט. די שלילי אומר 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. זה אומר שהתמונה היא וירטואלית.
מעקב אחר קרני בודק את התשובה ממשוואת המראה. אתה מצייר את שבילי הקרניים מהאובייקט. אתה יכול לראות היכן הם נפגשים או כאילו נפגשים. זה עובד הן עבור מראות קעורות והן קמורות.
הגדלה מראה כמה גדולה או קטנה התמונה מהאובייקט. הנוסחה להגדלה היא:
M = -di/do
M היא הגדלה. הדי הוא מרחק התמונה. ה-do הוא מרחק האובייקט. הסימן השלילי מראה אם התמונה הפוכה. אם ההגדלה חיובית, התמונה זקופה. אם הוא שלילי, התמונה הפוכה.
גודל התמונה תלוי גם בגובה האובייקט והתמונה. הנוסחה היא:
M = היי/הו
הנה, היי זה גובה התמונה. ה-ho 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 קטנה מ-1, התמונה קטנה יותר.
אם ההגדלה שלילית, התמונה הפוכה.
אם ההגדלה חיובית, התמונה זקופה.
מראות קעורות יכולות ליצור גם תמונות אמיתיות גדולות יותר וגם תמונות וירטואליות גדולות יותר, תלוי איפה האובייקט נמצא. מראות קמורות תמיד עושות תמונות עם הגדלה של פחות מ-1, כך שהתמונות קטנות יותר. מעקב אחר קרניים מראה כיצד קרניים קופצות והיכן נוצרת התמונה, מה שמקל על הבנת ההגדלה.
טיפ: בדוק תמיד את הסימנים בעת שימוש בנוסחת משוואת המראה וההגדלה. זה עוזר לך למצוא את המיקום והגודל הנכונים של התמונה.
החומר המשמש למראה משנה את מידת העבודה שלו וכמה זמן היא מחזיקה מעמד. חומרים שונים נבחרים כדי לעזור למראות להחזיר אור היטב ולשמור על צורתם. הטבלה שלהלן מפרטת כמה חומרים נפוצים ומה טוב או רע בהם:
| של חומר/מצע | מאפיינים ויתרונות עיקריים | חסרונות/הערות |
|---|---|---|
| N-BK7 בורוסיליקט זכוכית | בעל מעט בועות; לא יקר; משמש הרבה עבור חלונות אופטיים | לא טוב אם המראה מתחממת או קרה מהר |
| Viosil קוורץ סינתטי | אין בועות; עומד בפני כימיקלים; חזק מאוד; יכול לסבול חום גבוה | מגיע רק בחתיכות דקות (עד 0.250') |
| סיליקה ממוזגת | טהור מאוד; מאפשר לאור UV ו- IR לעבור; עובד בחום או קר; קשה מאוד; לא משנה את הגודל הרבה עם החום | קשה יותר להכנה; עולה יותר; סוגים מסוימים מכניסים פחות אור בגלל תכולת OH |
| קוורץ מרוכז | עשוי מקוורץ טבעי; מתמודד היטב עם חום וכימיקלים; לא יקר | יש פיסות מתכת החוסמות אור UV; קשה יותר להכנה מזכוכית אחרת |
| ULE® Low Expansion Glass | כמעט לא משנה גודל עם חום; נהדר עבור דברים כמו מראות טלסקופ | עולה יותר מזכוכית אחרת |
מראות סיליקון קרביד טובות לסריקת לייזר מהירה. הם נוקשים, מעבירים חום היטב, וניתן להפוך אותם לצורות מסובכות. מראות אלה קלות ועובדות היטב. מראות בריליום הן גם קשיחות וקלות, כך שהן יכולות לנוע מהר יותר ממראות סיליקה התמזגות. אבל בריליום קשה לשימוש ולא קל להשגה. סיליקון קרביד יכול לתפוס את מקומו של בריליום ועדיין להיות חזק ויציב. זה עושה מראות סיליקון קרביד טובות לעבודות קשות שבהן אורך המוקד חייב להישאר זהה.
הציפוי במראה מחליט כמה אור הוא מחזיר וכמה זמן הוא יחזיק מעמד. ישנן דרכים שונות לצבוע מראות כדי לשפר אותן:
ציפויים משופרים משתמשים בשכבות רבות, כמו טיטניום דו חמצני, תחמוצות טנטלום, מגנזיום פלואוריד, תחמוצות סיליקון, אבץ גופרתי וסידן פלואוריד, על גבי אלומיניום.
ציפויים אלו גורמים למראה להחזיר יותר אור, מכ-86-91% עד 96% או יותר.
ציפויים שומרים על השכבה המבריקה מפני שריטות ונזקים מהאוויר.
הציפוי מונח בחדר נקי בצעדים זהירים כדי לשמור על המראה חלקה.
ציפויים מסוימים עשויים עבור זוויות מסוימות, מה שמשנה את כמות האור המוחזר.
ציפויים משופרים עוזרים למראה להחזיק מעמד זמן רב יותר ולהמשיך לעבוד היטב.
אנשים שמצפים מראות צריכים מיומנות ותרגול כדי לעשות זאת נכון.
ציפוי טוב מאפשר למראה להתמודד עם אור חזק ושומר על מיקוד חד. זה חשוב לטלסקופים, לייזרים וכלים אחרים שצריכים תמונות ברורות.
רפלקטיביות מראה כמה אור מראה חוזרת. מראה טובה מחזירה את רוב האור שפוגע בה. הציפוי על המראה משנה עד כמה היא מחזירה אור. ציפויי אלומיניום טובים לאור הנראה. ציפוי כסף משקף עוד יותר אור, במיוחד בנראות ובאינפרא אדום. ציפוי זהב הוא הטוב ביותר להחזרת אור אינפרא אדום.
מדענים מודדים רפלקטיביות באחוזים. מראה מושלמת תשקף את כל האור, אבל מראות אמיתיות מחזירות קצת פחות. רוב המראות הטובות מחזירות בין 85% ל-99% מהאור. זווית האור הפוגע במראה יכולה לשנות את מידת ההחזר. ציפויים מיוחדים עוזרים למראות לשמור על רפלקטיביות גבוהה עם לייזרים או אורות חזקים.
מראה עם רפלקטיביות גבוהה נותנת תמונות בהירות וקורות חזקות. בטלסקופים ולייזרים, רפלקטיביות גבוהה חשובה מאוד. אם מראה מאבדת את יכולת ההשתקפות, התמונה נראית עמומה או מטושטשת. שמירה על המראה נקייה ונטולת שריטות עוזרת לה לשקף טוב יותר.
איכות פני השטח פירושה עד כמה חלקה ומושלמת המראה. מראה חלקה נותנת תמונות חדות וקורות חזקות. אפילו בליטות או שריטות זעירות עלולות לפזר אור. זה הופך את התמונה לפחות ברורה ואת האלומה חלשה יותר.
אם המשטח מחוספס ברמת הננומטר, האור מתפזר והתמונה נעשית מטושטשת.
שריטות, חפירות ושבבים יכולים לפזר אור, להפחית את הניגודיות, ואפילו לשבור את המראה עם לייזרים חזקים.
כתמים או ערפול מראים נזק כימי או ניקוי גרוע. בעיות אלו גורמות למראה להחזיק פחות ואיכות תמונה נמוכה יותר.
סדקים או שבבים יכולים להחמיר ולשבור את המראה.
מדענים משתמשים בכלים מיוחדים כדי לבדוק עד כמה חלקה המראה:
אינטרפרומטריה משתמשת בדפוסי אור כדי לראות עד כמה שטוחה המראה.
פרופילומטריה בודקת חספוס על ידי נגיעה או אי נגיעה במראה.
התערבות אור לבן ומיקרוסקופיה קונפוקלית מודדות בליטות זעירות בצורה מדויקת מאוד.
סריקת לייזר ממפה את פני המראה מבלי לגעת בה.
חדרים נקיים וניקוי קפדני שומרים על מראות נקיות מאבק ולכלוך. ליטוש מתקדם, כמו גימור מגנטוריאולוגי, הופך את המראה לסופר חלקה. איכות משטח טובה עוזרת למראות לעבוד היטב בלייזרים וטלסקופים.
סטייה כדורית מתרחשת כאשר מראה מעוצבת כמו כדור. במראה קעורה, האור ליד הקצה אינו מתמקד באור מהמרכז. זה גורם לתמונה להיראות מטושטשת או לא חדה. הבעיה מחמירה עם יחסי מוקד מהירים , כמו בחלק מהטלסקופים. סטייה כדורית גורמת לאיכות התמונה נמוכה יותר. מיקוד, רזולוציה וניגודיות נחלשים כולם. קרניים מחלקים שונים של המראה נפגשות בנקודות שונות. 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 אספריים או מוסיפים עדשות כדי לפתור בעיה זו. הפחתת סטייה כדורית חשובה לתמונות ברורות וחדות במערכות אופטיות.
טיפ: מראה קעורה בעלת צורה מושלמת יכולה למקד טוב יותר את האור ולהפוך את התמונות לבהירות יותר.
למראות יכולות להיות גם סטיות אופטיות אחרות. תרדמת מתרחשת כאשר קרניים מעצמים מחוץ למרכז אינם נפגשות בנקודה אחת. זה גורם לתמונה להיראות כאילו יש לה זנב, כמו שביט. אסטיגמציה מתרחשת כאשר קרניים בכיוונים שונים מתמקדות בנקודות שונות. זה גורם לתמונה להימתח או לטשטש בכיוון אחד. עקמומיות שדה פירושה שהמראה יוצר תמונה על משטח מעוקל. חלקים מסוימים של התמונה עשויים להיות לא בפוקוס. עיוות משנה את צורת התמונה. קווים ישרים יכולים להיראות כפופים. בעיות אלו נובעות מצורת המראה ומזווית האור. למראות אין סטייה כרומטית מכיוון שהצבע אינו משנה את אופן החזר האור.
| סוג סטייה | סיבה | תיאור |
|---|---|---|
| סטייה כדורית | צורה כדורית של המראה | קרניים מתמקדות בנקודות שונות, וגורמות לטשטוש |
| תִרדֶמֶת | קרניים מחוץ לציר פוגעות במראה | לתמונות יש זנב דמוי שביט |
| אסטיגמציה | קרניים מתמקדות במרידיאנים שונים | תמונה נמתחת או מטושטשת בכיוון אחד |
| עקמומיות שדה | גיאומטריית מראה | תמונה נוצרת על משטח מעוקל, לא שטוח |
| סַלְפָנוּת | צורה ומיקום המראה | קווים ישרים מופיעים מעוקלים בתמונה |
הערה: למראות קעורות יש סיכוי גבוה יותר שיהיו סטיות אלו, במיוחד בטלסקופים או בכלים מדעיים.
מדענים משתמשים במראות בכלים רבים. בטלסקופים, מראה אוספת אור מדברים רחוקים. הוא ממקד את הקרניים לנקודה אחת. זה הופך את התמונה לבהירה ומפסיק את טשטוש הצבע. הטלסקופ הניוטוני משתמש במראה קעורה. הוא אוסף קרניים ושולח את התמונה הצידה. עיצוב Cassegrain משתמש במראות קעורות וקמורות כאחד. מראות אלו שולחות קרניים בחזרה דרך חור אל העינית. עיצובים אלה עוזרים למדענים לראות דברים בחלל. במיקרוסקופים, מראה מאירה קרניים על דגימה. זה הופך את האובייקט לבהיר יותר וקל יותר לראות. לחלק מהמראות יש ציפויים מיוחדים. ציפויים אלו עוזרים להם לשקף יותר קרניים ולהחזיק מעמד זמן רב יותר. הם גם עוזרים למראה לעבוד במקומות חמים או קרים. הציפויים שומרים על חדות התמונה.
דיוק וציפויים מיוחדים חשובים מאוד בכלים מדעיים. הם עוזרים למקד היטב את הקרניים ולשמור על תמונות ברורות.
מראות חשובות בלייזרים ובמכונות. בלייזר, מראה חייבת לשקף כמעט את כל הקרניים. זה שומר על הקורה חזקה. למראות אלו יש ציפויים להספק וחום גבוהים. המראה יכולה להיות שטוחה או מעוקלת. הצורה תלויה באופן שבו היא צריכה למקד או להפיץ קרניים. מפעלים משתמשים במראות להנחיית קרני לייזר. לייזרים לחתוך, לרתך או למדוד חפצים. המראה חייבת להתמודד עם קרניים חזקות ולהחזיק מעמד לאורך זמן. חומרים כמו קוורץ מאוחה או סיליקון קרביד הופכים את המראות לחזקות ומדויקות. הציפוי הנכון מאפשר למראה להחזיר קרניים בצבעים שונים. זה הופך את המראה לשימושית עבור עבודות רבות.
רפלקטיביות גבוהה (מעל 99%) שומרת על קרניים חזקות.
ציפויים קשיחים מגנים על המראה מפני פגיעה.
צורות מיוחדות עוזרות להתמקד או להעביר קרניים לאובייקט.
אנשים משתמשים במראות כל יום במקומות רבים. מראה חדר אמבטיה או חדר שינה מאפשר לאנשים לראות את עצמם. מראות לרכב עוזרות לנהגים לראות מאחוריהם או לצידם. כיריים סולאריות משתמשות במראות כדי למקד את קרני השמש ולבשל אוכל. פריסקופים משתמשים במראות כדי לאפשר לאנשים לראות מעל קירות או סביב פינות. לפידים משתמשים במראה כדי להבהיר את האלומה. מראות חד-כיווניות מאפשרות לאנשים לראות מבלי שיראו אותם. רוב המראות הביתיות שטוחות או פשוט מעוקלות. הם מחזירים קרניים כדי להראות את האובייקט כפי שהוא. מראות אלו לא משנות את התמונה הרבה. למראות המדע יש צורות וציפויים מיוחדים. הם ממקדים קרניים ומראים דברים רחוקים או זעירים בבירור.
מראות יומיומיות עוזרות לאנשים לראות, להאיר חדרים ולגרום לחללים להיראות גדולים יותר.
מראה מקפיצה אור ועושה תמונה של כל דבר מלפנים. המקום שבו אתה שם את האובייקט משנה את התמונה שאתה רואה. מדענים משתמשים במראות כדי לראות כיצד פועלות קרני חפצים. מראה קעורה יכולה להפגיש אור וליצור תמונות אמיתיות או וירטואליות. מראה קמורה תמיד גורמת לאובייקט להיראות קטן יותר. מרכז העקמומיות והציר הראשי עוזרים להראות כיצד מראות פועלות עם עצמים. אנשים משתמשים במראות בטלסקופים כדי להסתכל על דברים רחוקים. פריסקופים משתמשים במראות כדי שתוכלו לראות סביב פינות. כיריים סולאריות משתמשות במראות כדי להפנות אור שמש לעבר מזון לבישול. הידיעה כיצד מראות פועלות עם חפצים עוזרת ליצור כלים מדעיים ועוזרת לנו בכל יום. ללמוד כיצד מראות מייצרות תמונות יכול לעזור לנו למצוא דברים חדשים.
תמונה אמיתית נוצרת כאשר קרני אור נפגשות בנקודה מסוימת. תמונה וירטואלית נוצרת כאשר קרניים נפגשות רק. מראה יכולה ליצור את שני הסוגים, בהתאם לצורתה ולמיקומו של האובייקט.
ציפויים מיוחדים עוזרים למראה להחזיר יותר אור ולהחזיק מעמד זמן רב יותר. מדענים בוחרים ציפויים בהתאם לסוג האור והשימוש במראה. לדוגמה, ציפוי זהב פועל היטב לאור אינפרא אדום.
מראה קעורה מתעקלת פנימה. הוא מפגיש קרני אור מקבילות בנקודה אחת הנקראת נקודת המוקד. תכונה זו הופכת אותו לשימושי בטלסקופים ופנסים.
אנשים משתמשים במראות קמורות בכלי רכב לצפייה מהצד והאחור. מראות אלו מציגות שטח רחב יותר, ועוזרות לנהגים לראות יותר ולהימנע מתאונות. חנויות משתמשות בהם גם לאבטחה.
