Optičko sferno ogledalo: uvod

Optičko sferno ogledalo su temeljni elementi u optici.  Oni su optički elementi koji odražavaju svjetlost i imaju oblik komada izrezanog s sferne površine, s tim da je leđa obično plano.  Naširoko se koriste u različitim tehničkim OEM vidljivim ili IR aplikacijama, uključujući obrambenu i sigurnost, medicinsku i poljoprivredu te tehnologije i nadzor okoliša.

Vrste optičkih sferičnih ogledala

Konkavna sferna ogledala: reflektirajuća površina konkavnih sfernih ogledala zakrivljene prema unutra.  Oni se konvergiraju ogledala, idealna za fokusiranje svjetla.  Oni uvećavaju predmete koji su im blizu i imaju pozitivnu žarišnu duljinu.  Polumjer zakrivljenosti je također pozitivan, što je udaljenost između ogledala i središta sfere iz koje je formirana.

Konveksna sferna ogledala: Konveksna sferna ogledala obično čine da predmeti izgledaju manje.  Ova se ogledala koriste za širenje vidnog polja sustava za obradu.  Imaju negativne žarišne duljine, što znači da je fokus iza ogledala, a polumjer zakrivljenosti je također negativan.  Slika formirana konveksnim ogledalom virtualna je jer svjetlosne zrake zapravo ne prolaze kroz točku iz koje izgleda da potječu.  Za konveksno ogledalo, kraća žarišna duljina, širi vidno polje.

Terminologija vezana za optička sferna ogledala

Glavna os: To je linija koja je normalna (okomita) do središta zrcala.

Vertex ili pol: Ovo je središnja točka u kojoj glavna os ulazi u ogledalo.

Središte zakrivljenosti: točka na glavnoj osi koja je ista udaljenost od svake točke na ogledalu.  To je ujedno i središte roditeljske sfere.

Polumjer zakrivljenosti: udaljenost od središta zakrivljenosti do vrha.

Fokus ili žarište: Za konkavno ogledalo, sve svjetlosne zrake koje se udaraju ogledalo paralelno i blizu njegove glavne osi odrazit će se kroz točku na glavnoj osi, što je fokus.  Za konveksno ogledalo, fokus je na kojem se čini da se zrake razlikuju.  Žarišna duljina je udaljenost duž glavne osi od vrha do fokusa i uvijek je pola polumjera zakrivljenosti za jedno sferno ogledalo.

Formiranje slike u optičkim sfernim ogledalima

U konkavnim ogledalima: kada je objekt postavljen na različite udaljenosti od konkavnog ogledala, priroda formirane slike varira.  Može biti stvarna ili virtualna, povećana ili umanjena, ovisno o udaljenosti objekta u odnosu na žarišnu točku.

U konveksnim ogledalima: konveksna ogledala uvijek tvore virtualne, smanjene i uspravne slike bez obzira na položaj objekta.

Primjene optičkih sferičnih ogledala

Konkavna ogledala: Obično se koriste u astronomskim teleskopima, odražavaju teleskope i prednja svjetla vozila.  Također se koriste u solarnim pećima i ogledalima za brijanje zbog njihove sposobnosti konvergiranja svjetla i oblikovanja jasnih slika.

Konveksna ogledala: Sa njihovim širokim vidnim poljem, konveksna ogledala su ključna u stražnjim ogledalima - sigurnosnim ogledalima u trgovinama i kao dio ogledala ulice za sigurnost u prometu.

Izazovi i ograničenja optičkih sfernih ogledala

Jedno značajno pitanje je sferna aberacija.  To se događa kada se zrake daleko od glavne osi ne konvergiraju u istoj točki, što dovodi do zamagljene slike.  Napredne tehnologije, poput paraboličnih ogledala, ponekad se koriste u nekim aplikacijama za prevladavanje ovog ograničenja.