Сферическое зеркало и асферическое – Отличия и типы автомобильных зеркал.

Отличия и типы автомобильных зеркал.

» Отличия и типы автомобильных зеркал.

Многих посетителей нашего онлайн магазина  автозеркал волнует вопрос в чем же отличия сферического зекала от асферического и как же все таки правильно подобрать и купить автомобильное зеркало или зеркальный элемент на свою машину. Все на самом деле не так уж и сложно как кажется на первый взгляд, существует 3 разновидности автомобильных зекрал:

1. Плоские зеркала. 

Обычные плоские автомобильные зеркала, их в основном устанавливали на автомобили которым приходилось ездить только по автобанам. Приемущества плоского автозеркала в том что через него водителю удобнее рассчитать расстояние до движущегося позади автомобиля так как оно не удаляет и не приближает объекты. Обычно внутрисалонное зеркало и левое боковое зеркало легковых автомобилей имеют плоский оптический элемент. Такой элемент обеспечивает наиболее адекватную передачу информации об обстановке на дороге.

2. Сферическое зеркало. 

Это выпуклое зеркало у котрого за счет выпуклости и получается больший угол обзора автодороги. Многие в простонародье такие автозеркала называют еще панорамными и зачастую их ставили и до сих пор ставят не только на наружние зеркала заднего вида, но и в салон для большего обзора. Несомненно плюс сферических автозеркал в их большем обзоре, но многие автолибители видят в них и минус – такие зеркала отдаляют обьекты! 

Правое боковое зеркало на легковых автомобилях, как и зеркала грузовиков, весьма удалены от водителя. Если бы эти зеркала были плоскими, то для обеспечения надлежащего обзора их пришлось бы делать весьма большими, что не приемлемо ни с точки зрения аэродинамики, ни по цене, ни из эстетических соображений.

Для достижения надлежащего обзора в таких зеркалах используют сферический панорамный оптический элемент. Сферический зеркальный элемент обеспечивает необходимый обзор при разумных размерах зеркала. Радиус кривизны его выбирается исходя из необходимого поля обзора, но, согласно стандартам, не может быть меньше 1200 мм для зеркал легковых автомобилей и 1500 мм – для основных зеркал грузовиков.

Сферический зеркальный элемент несколько удаляет предметы. Поэтому зеркала многих иномарок имеют надпись «objects in the mirror are closer than they appear», что означает «объекты в зеркале ближе, чем кажется».

Очень важно, чтобы сферический зеркальный элемент имел равномерную кривизну. Неравномерность кривизны приводит к искажению формы отражаемых объектов и расстояний до них, иногда к двойному отражению объекта, и, вследствие этого, к ошибкам в оценке дорожной обстановки. Элементы с неравномерной кривизной получаются, как правило, при нарушении технологии изготовления (брак).

3. Асферическое зеркало. 

 

Это почти плоское зеркало, у которого сбоку стоит секция так называемой “мертвой зоны”, которая имеет выпуклость и за счет чего дает водителю больший обзор автодороги. Как правило асферические зеркала ставят в основном на водительскую сторону. Асферические зеркала обеспечивают увеличение зоны обзора за счет особой формы зеркала. 

Зеркало разделено на две зоны. Ближняя к водителю и большая по размеру зона “А” представляет собой обыкновенное сферическое зеркало. Поле обзора в этой зоне не должно быть меньше, чем это предусмотрено стандартами для зеркал соответствующего класса.

Дальний от водителя край оптического элемента (зона “В”) выгнут по особому закону, с планомерным увеличением кривизны по мере приближения к краю зеркала. Благодаря этому в асферической зоне просматривается увеличенный сектор пространства.

Однако, в этой зоне форма объектов сильно искажается, а расстояния вообще оценить невозможно. Поэтому между сферической и асферической зоной на зеркало наносят разделительную линию. Кривизна зеркала подобрана таким образом, чтобы по мере сближения объекта с автомобилем наблюдателя, его отражение плавно перемещалось из асферической зоны в сферическую и приобретало реальные очертания.

 

zerkala.autoline78.pro

Title

Ремонт зеркального элемента –  замена отражающего элемента (стекла).
Автомобильные зеркала можно также подразделить на категории по форме: плоские, асферические и сферические.

   Асферический зеркальный элемент.   

  • Асферические зеркала: Асферическое зеркало заднего вида (отличающееся от сферического) обеспечивает повышенные зоны обзора за счет формы зеркала.Тут зеркало разделяется на 2 зоны. Большая по размеру (ближняя к водителю) представляет собой зеркало сферическое. Здесь действует тот же стандарт (как для зеркал сферического класса).Нижний край оптического элемента выгибается по особому закону, и по мере приближения к краю наблюдается панорамное увеличение кривизны. Благодаря чему, в такой асферической зоне просматривается еще больший сектор пространства.

  Сферический зеркальный элемент.

  • Сферические зеркала: Сферический зеркальный элемент удаляет предметы. Поэтому зеркала многих иномарок имеют надпись:         «objects in the mirror are closer than they appear», что означает «объекты в зеркале ближе, чем кажется».Для достижения надлежащего обзора в таких зеркалах используют сферический панорамный оптический элемент. Сферический зеркальный элемент обеспечивает необходимый обзор при разумных размерах зеркала. Радиус кривизны его выбирается исходя из необходимого поля обзора, но, согласно стандартам, не может быть меньше 1200 мм для зеркал легковых автомобилей и 1500 мм – для основных зеркал грузовиков.Очень важно, чтобы сферический зеркальный элемент имел равномерную кривизну. Неравномерность кривизны приводит к искажению формы отражаемых объектов и расстояний до них.Сферический зеркальный элемент не заменим в внутрисалонных панорамных автозеркалах. Такой элемент обеспечивает наиболее адекватную передачу информации об обстановке на дороге.

Замена отражающего элемента производится в оригинальную рамку заказчика с демонтажем зеркального элемента от поврежденного или помутневшего стекла. 
В полученную очищенную рамку по желанию заказчика может быть установлен отражающий элемент плоской, сферической или асферической формы. 

Стоимость: 

  • Плоский и сферический  зеркальный элемент   – 1300 руб/шт
  • Асферический зеркальный элемент                     – 1500 руб/шт

 

avtozerkala.net

Сферические зеркала

Сферические зеркала

Маршалкин  В.Ю. 1


1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №6

Милостивая  Н.Ю. 1


1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №6


Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке “Файлы работы” в формате PDF

Введение

Актуальность выбранной темы.

Мы современные школьники – поколение, выросшее на мобильных телефонах и компьютерах, планшетах, хорошо разбираемся в гаджетах, умеем молниеносно находить информацию в Интернете, но пользуемся всеми научными достижениями и не задумываемся а как эти благо цивилизации были изобретена и какой путь они прошли до нас. Взять хотя бы исторический путь зеркал, их поразительные свойства и современное применение.

Обобщить эти материалы в одной работе, отличить мистику от реальности – было моей задачей.

Цели и задачи исследовательской работы

Цель моей работы – донести до нашего поколения историю возникновения зеркал, рассказать о начальном этапе их развития, показать самые уникальные свойства зеркал и самые уникальные способы их применения.

Задачи:

экспериментальное и теоретическое изучение свойств зеркал различной формы: плоских, сферических и асферических, которые применяются в быту и технике

2.Теоритический материал.

2.1 История плоских зеркал

Ученые считают, что возраст зеркал насчитывает уже более семи тысяч лет. До появления зеркального стекла использовали хорошо наполированные разные виды металлов, к примеру, золото и серебро, олово и медь, бронза, и камень.

Согласно древнегреческим мифам, именно собственное изображение, увиденное медузой Горгоной на щите Персея, настолько испугало ее, что она превратилась в камень. Многие археологи считают наиболее ранними зеркалами полированные кусочки обсидиана, которые были найдены в Турции, а насчитывают они около 7500 лет. Но использовать подобные зеркальные поверхности, чтобы тщательно рассмотреть себя, к примеру, сзади, было нельзя, да и оттенки различать было очень проблематично.

Однако купить зеркало тогда было очень трудно, стоимость его к тому же была очень высока, ведь наполировать металл до блеска было непросто. Стоит учитывать, что подобная чистка была необходима зеркальной поверхности ежедневно, ведь она постоянно окислялась.

Годом рождения настоящего зеркала считается 1279 год, когда францисканцем Джоном Пекам был описан уникальный, в то время, способ покрытия обычного стекла тончайшим слоем свинца.

В это время появилась первая багетная мастерская, ведь технология производства подобного чуда была непростой. Слой фольги из олова клали на бумагу, которую с обратной стороны покрывали ртутью, после чего на нее опять помещали лист бумаги, и только после этого накладывали стекло, которое служило неким прессом для этого слоеного пирога, откуда в это время аккуратно вытаскивали бумагу. Конечно, зеркало было очень мутным. Эта технология просуществовала без существенных изменений практически до 1835 года. Именно в этом году профессор Либих обнародовал весьма интересную гипотезу о том, что покрытие серебром вместо олова сделает зеркала более ясными и сверкающими.

Венеция очень ревностно охраняла тайну создания этого чудо -товара. Зеркальщикам было запрещено покидать республику, в ином случае угрожали расплатой над их родными и близкими. По следам тех, кто особенно упорствовал, посылали убийц. Поэтому целых три века это был невероятно дорогой и фантастически редкий товар, позволить себе сделать зеркала могли лишь очень состоятельные люди.

Любителем зеркал был и французский король Людовик XIV. В его время был разгадан секрет производства венецианских зеркал и цены начали резко уменьшаться. Теперь этот атрибут интерьера можно было все чаще встретить в стенах обычных граждан. В восемнадцатом веке больше половины парижан имели зеркала. Королевский дворец в Париже в это время имел особое превосходство, именно здесь впервые появилось напольное зеркало.

Появившаяся возможность наблюдать за собой со стороны, привела к огромным последствиям: все состоятельные граждане стали более тщательно следить не только за своим внешним видом, но и своим поведением.

2.2 История сферических зеркал.

Еще более интересна история сферических зеркал.

История возникновения сферического стеклянного зеркала уходит в глубь веков, в Венецию конца XII – начала XIII века. В то время венецианские стеклодувы научились выдувать из стекла небольшие колбы, которые в размягченном виде наполнялись через трубку оловом. Когда колбы остывали, их нарезали на куски в форме выпуклых линз. Эти выпуклые зеркала, представляющие из себя часть сферы, называли «воловий глаз». Они мало чем походили на современные зеркала. Изображение в них было искаженным, слегка уменьшенным и прямым. Чтобы представить отражение в таком зеркале, достаточно взглянуть на «Автопортрет в выпуклом зеркале» итальянского художника Пармиджанино.

А вот история произошедшая с Архимедом.

Этот день 212 года до н.э. уцелевшим римлянам запомнился на всю жизнь. Почти полтысячи маленьких солнц вдруг загорелись на крепостной стене. Сначала они просто ослепили, но через некоторое время произошло нечто фантастическое: передовые римские корабли, подошедшие к Сиракузам, один за другим вдруг начали вспыхивать, как факелы. Бегство римлян было паническим…

Вообще говоря, о необычном архимедовом оружии вспомнили мы не ради исторических изысканий. Нас интересуют уникальные свойства вогнутых зеркал. Да-да, вогнутых зеркал. Ведь Архимедом, по существу, было изобретено “распределенное” вогнутое зеркало. Составленное из множества обычных зеркал, отражения от которых направлены в одну точку, оно способно концентрировать в своем фокусе огромную энергию. В случае с римскими кораблями это — световая и тепловая энергии.

Вогнутые зеркала издавна использовали и для других целей — “магических”. Более того, их всегда считали самыми эффективными в этом деле. Маги и колдуны полагали, что вогнутость позволяет собрать в одном фокусе некий “астральный свет”. Мистики говорили, что там, “где происходит сосредоточение света, появляется эфирный фокус — узел вибраций эфирной среды”.

С помощью больших вогнутых чаш вызывали духов умерших. Об этом упоминают — кто смутно, кто яснее — древние авторы. Некоторые из них даже указывают места, где происходили эти таинства. В конце 1950-х годов по такой “наводке” греческий археолог Сотир Дакар обнаружил в Эпире (Западная Греция) подземную пещеру. Самой интересной для нас находкой в этой пещере были остатки огромного бронзового котла. По мнению ряда исследователей, его внутренняя часть, будучи хорошо отполированной, могла вызывать видения величиной в человеческий рост.

Но есть вогнутые зеркала, назначение которых остается тайной и по сей день. К ним, например, относятся так называемые “зеркала Тулу”, во множестве найденные в захоронениях вблизи всемирно известного плато Наска в Перу. Диаметром до полуметра, зеркала эти изготовлены из тщательно отполированных металлов: золота, серебра, меди и их сплавов. Для чего они были нужны? Для передачи сигналов (отраженный от них солнечный луч виден за несколько километров)? Для проецирования огромных рисунков на плато Наска? Для магических целей? А может, с помощью этих зеркал краснокожие жрецы получали те самые знания, что и сегодня поражают ученых своей точностью? Кто знает. Во всяком случае, есть сведения, что некоторые научные открытия были сделаны именно благодаря вогнутым зеркалам.

Одно из таких загадочных зеркал принадлежало крупнейшему ученому XIII века монаху Роджеру Бэкону (1214-1294). Большинство научных работ Бэкона до сих пор не напечатаны, но и то, что сегодня известно, поражает воображение. Непостижимым образом он заглядывал на сотни лет вперед: предсказал изобретение микроскопа и телескопа, автомобиля и самолета, кораблей, приводимых в действие моторами; за двести лет до изобретения пороха Бертольдом Шварцем описал состав и действие этого взрывчатого вещества.

В наше время большинство производимых зеркал представляет собой зеркала, изготовленные из листового стекла, полированного или неполированного, толщиной 3-7 мм.

2.3. Физика сферических зеркал.

2.3.1. Изображение в плоском зеркале.

Изображение предмета, даваемое плоским зеркалом, формируется за счет лучей, отраженных от зеркальной поверхности.

На рисунке показано, как глаз воспринимает изображение точки S в зеркале. Лучи SО, SО1 и SО2отражаются от зеркала в соответствии с законами отражения. Луч падает на зеркало перпендикулярно ( = 0°) и, отражаясь ( = 0°), не попадает в глаз. Лучи SО1 и SО2 после отражении попадают в глаз расходящимся пучком, глаз воспринимает светящуюся точку S1 за зеркалом. На самом деле в точке S1 сходятся продолжения отраженных лучей (пунктир), а не сами лучи (это только кажется, что попадающие в глаз расходящиеся лучи исходят из точек, расположенных в “зазеркалье”), поэтому такое изображение называют воображаемым (или мнимым), а точка из которой, как нам кажется, исходит каждый пучок, и есть точка изображения. Каждой точке объекта соответствует точка изображения.

Вследствие закона отражения света мнимое изображение предмета располагается симметрично относительно зеркальной поверхности. Размер изображения равен размеру самого предмета.

В действительности световые лучи не проходят сквозь зеркало. Нам только кажется, будто свет исходит от изображения, поскольку наш мозг воспринимает попадающий к нам в глаза свет как свет от источника, находящегося перед нами. Так как лучи в действительности не сходятся в изображении, поместив лист белой бумаги или фотоплёнку в то место, где находитсяизображение, мы не получим никакого изображения. Поэтому такое изображение называют мнимым.Его следует отличать от действительного изображения , через которое свет проходит и которое можно получить, поместив там, где оно находится, лист бумаги или фотоплёнку. Как мы увидим в дальнейшем, действительные изображения можно формировать с помощью линз и кривых зеркал (например сферических).

Точки S и S’ симметричны относительно зеркала: SО = ОS’. Их ображение в плоском зеркале воображаемое, прямое (не обратное), одинаковое по размерам с предметом и расположено на таком же расстоянии от зеркала, что и сам предмет.

2.3.2. Сферическое зеркало.

Отражающими поверхности не обязательно должны быть плоскими. Изогнутые зеркала чаще всего бывают сферическими, т. е. имеют форму сферического сегмента. Сферические зеркала бывают вогнутыми и выпуклыми. Сферическое вогнутое зеркало представляет собой тщательно отполированную шаровую поверхность. На рисунках далее точка О – центр сферической поверхности, которая образует зеркало. На рисунке буквой С отмечен центр сферической зеркальной поверхности, точка О — вершина зеркала. Прямая линия СО, проходящая через центр зеркальной поверхности С и вершину зеркала О, называется оптической осью зеркала.

Пустим от фонаря на зеркало пучок лучей света, параллельных оптической оси зеркала. После отражения от зеркала лучи этого пучка соберутся в одной точке F, лежащей на оптической оси зеркала. Эта точка называется фокусом зеркала. Если источник света поместить в фокусе зеркала, то лучи отразятся от зеркала, как показано на рисунке.

Расстояние OF от вершины зеркала до фокуса называется фокусным расстоянием зеркала, оно равно половине радиуса ОС сферической поверхности зеркала, то есть OF= 0,5 ОС.

Приблизим к вогнутому зеркалу источник света (зажжённую свечу или электрическую лампу) настолько, чтобы в зеркале было видно его изображение. Это изображение— мнимое — расположено за зеркалом. По сравнению с предметом оно увеличенное и прямое.Станем постепенно удалять источник света от зеркала. При этом будет удаляться от зеркала и его изображение, размеры его будут увеличиваться, а затем мнимое изображение исчезнет. Но теперь изображение источника света можно получить на экране, расположенном перед зеркалом, то есть можно получить действительное изображение источника света.Чем дальше будем отодвигать источник света от зеркала, тем ближе к зеркалу придётся располагать экран, чтобы получить на нём изображение источника. Размеры изображения при этом будут уменьшаться.Все действительные изображения по отношению к предмету оказываются обратными (перевёрнутыми). Их размеры в зависимости от расстояния предмета до зеркала могут быть большими, меньшими, чем предмет, или равными размерам предмета (источника света).

Таким образом, расположение и размеры изображения, получаемого с помощью вогнутого зеркала, зависят от положения предмета относительно зеркала.

2.3.3. Изображение в сферическом вогнутом зеркале.

Сферическое зеркало называется вогнутым, если отражающей поверхностью служит внутренняя сторона сферического сегмента, т. е. если центр зеркала находится от наблюдателя дальше его краёв.

Если размеры вогнутого зеркала малы в сравнении с его радиусом кривизны, то есть на вогнутое сферическое зеркало падает пучок лучей, параллельный главной оптической оси, после отражения от зеркала лучи пересекутся в одной точке, которая называется главным фокусом зеркала F . Расстояние от фокуса до полюса зеркала называют фокусным расстоянием и обозначают той же буквой F . У вогнутого сферического зеркала главный фокус действительный. Он расположен посередине между центром и полюсом зеркала (центром сферической поверхности), значит фокусное расстояние: ОF = СF = R/2.

Пользуясь законами отражения света, можно геометрически построить изображение предмета в зеркале. На рисунке светящаяся точка S расположена перед вогнутым зеркалом. Проведём от неё к зеркалу три луча и построим отражённые лучи. Эти отражённые лучи пересекутся в точке S1. Так как мы взяли три произвольных луча, исходящих из точки S, то и все другие лучи, падающие из этой точки на зеркало, после отражения пересекутся в точке S1 Следовательно, точка S1 является изображением точки S.Для геометрического построения изображения точки достаточно знать направление распространения двух лучей, выходящих из этой точки. Лучи эти могут быть выбраны совершенно произвольно. Однако удобнее пользоваться лучами, ход которых после отражения от зеркала заранее известен.

Построим изображение точки S в вогнутом зеркале. Для этого проведём из точки S два луча. Луч SA параллелен оптической оси зеркала; после отражения он пройдёт через фокус зеркала F. Другой луч SB проведём через фокус зеркала; отразившись от зеркала, он пойдёт параллельно оптической оси. В точке S1 оба отражённых луча пересекутся. Эта точка и будет изображением точки S, в ней пересекутся все отражённые зеркалом лучи, идущие из точки S.Изображение предмета складывается из изображений множества отдельных точек этого предмета. Чтобы построить изображение предмета в вогнутом зеркале, достаточно построить изображение двух крайних точек этого предмета. Изображения остальных точек расположатся между ними. На рисунке предмет изображён в виде стрелки АВ.Построив указанным выше способом изображения точек А и В, получим изображение всего предмета А1В1. Предмет АВ находится за центром шаровой поверхности зеркала (за точкой С). Его изображение А1В1 оказалось между фокусом F и центром шаровой поверхности зеркала С. По отношению к предмету оно уменьшенное и перевёрнутое. Изображение А1В1 действительное, так как отражённые от зеркала лучи действительно пересекаются в точках А1 и В1. Такое изображение можно получить на экране.

2.3.4. Изображение в сферическом выпуклом зеркале.

Сферическое зеркало называетсявыпуклым, еслиотражение происходит от внешней поверхности сферического сегмента, т. е. если центр зеркаланаходится к наблюдателю ближе, чем края зеркала.

Если параллельный пучок лучей падает навыпуклоезеркало, то отраженные лучи рассеиваются, но их продолжение (пунктир) пересекаются у главном фокусе выпуклого зеркала. То есть главный фокус выпуклого зеркала является мнимым.

Фокусным расстояниям сферических зеркал приписывается определенный знак, для выпуклого где R – радиус кривизны зеркала: OF=CF=-R/2.

Свойство вогнутых зеркал фокусировать параллельный их оси пучок света используется в телескопах-рефлекторах. На обратном явлении — преобразовании в зеркале пучка света от источника, находящегося в фокусе, в параллельный пучок — основано действие прожектора. Зеркала, применяемые в сочетании с линзами, образуют обширную группу зеркально-линзовых систем. В лазерах зеркалах применяют в качестве элементов оптических резонаторов. Отсутствие хроматических аберраций обусловило использование зеркал в монохроматорах (особенно инфракрасного излучения) и многих др. приборах.

Помимо измерительных и оптических приборов, зеркала применяют и в др. областях техники, например в гелиоконцентраторах, гелиоустановках и установках для зонной плавки (действие этих устройств основано на свойстве вогнутых зеркал концентрировать в небольшом объёме энергию излучения). В медицине из зеркал наиболее распространён лобный рефлектор — вогнутое зеркало с отверстием посередине, предназначенное для направления узкого пучка света внутрь глаза, уха, носа, глотки и гортани. Зеркала многообразных конструкций и форм применяют также для исследований в стоматологии, хирургии, гинекологии и т.д.

Вогнутые зеркала используют для изготовления прожекторов: источник света помещают в фокусе зеркала, отраженные лучи идут от зеркала параллельным пучком. Если взять вогнутое зеркало больших размеров, то в фокусе можно получить очень высокую температуру. Тут можно разместить резервуар с водой для получения горячей воды,например, для бытовых нужд за счёт энергии Солнца.

Спомощью вогнутых зеркал можно направить большую часть света, излучаемого источником, в нужном направлении. Для этого вблизи источника света помещается вогнутое зеркало, или, как его называют, рефлектор. Так устраиваются автомобильные фары, проекционные и карманные фонари, прожекторы.

Прожектор состоит из двух главных частей: мощного источника света и большого вогнутого зеркала. При указанном на рисунке расположении источника и зеркала отражённые от зеркала лучи света идут почти параллельным пучком.

Крупный прожектор может освещать предметы, находящиеся на расстоянии 10—12 км от него. Такой прожектор виден с очень больших расстояний, если глаз окажется в области посылаемого прожектором светового пучка. Мощные прожекторы используются при устройстве маяков. Кроме того, вогнутые зеркала применяются в телескопах-рефлекторах, с помощью которых наблюдают небесные тела.

Практическая часть

1. Исследование параллельных лучей.

Цель: Показать, что параллельные лучи сходятся в фокусе F и точечный источник света, помещенный в F, создает в вогнутом зеркале параллельный пучок света.

Приборы и материалы: вогнутое зеркало, источник света, собирающая линза,

Ход работы:

При помощи проектора с тремя щелями направьте три параллельных луча на вогнутое зеркало (рис., а).

Измерить линейкой расстояние FP, чтобы получить фокусное расстояние. Для иллюстрации принципа обратимости света поместите «точечный» источник света в F, фокус зеркала (см. рис., б). Образуется параллельный пучок света.

Если на зеркало падают параллельные лучи, которые не параллельны главной оптической оси, то они сфокусируются в точке F1, которая лежит прямо под F.

Если на зеркало падают параллельные лучи, которые не параллельны главной оптической оси, то они сфокусируются в точке F1, которая лежит прямо под F.

Вывод: лучи, идущие параллельно оптической оси пересекаются в фокусе.

Фокус вогнутого зеркала.

Цель: измерить фокусное расстояние вогнутого зеркала

Приборы и материалы: вогнутое зеркало, источник света( окно в солнечный день), белая картонка,

Ход работы:

1.Направьте вогнутое зеркало на ярко освещенное окно в солнечный день. Держите белую картонку между зеркалом и окном, как показано на рисунке.

2. Перемещайте картонку (или зеркало), пока на ней не образуется четкое перевернутое изображение окна. Это изображение появится на картонке, когда она окажется в фокальной плоскости. Измерьте линейкой расстояние от зеркала до картонки.

3. Повторите несколько раз фокусирование изображения окна, чтобы получить различные значения.

4. Подсчитайте среднее значение фокусного расстояния вогнутого зеркала.

5.На главной оптической оси существует точка С, все лучи, исходящие из нее, падают на зеркало нормально (перпендикулярно) и отражаются через эту же точку (рис., а). Эта точка называется центром кривизны С зеркала и является центром сферы, частью которой является это зеркало. Расстояние от полюса Р зеркала до центра кривизны С известно как радиус кривизны вогнутого зеркала (рис., б).

6.Увеличить интенсивность света, идущего направо от источника, возможно помещением источника света в точку С, поскольку свет слева от лампы после падения на зеркало будет отражен обратно через С.

Вывод: Мы показали теоретически и экспериментально, что r = 2ƒ, это означает, что фокусное расстояние вогнутого зеркала также может быть подсчитано по формуле ƒ = r/2.

Создание прожектора.

Цель : практическое создание прожектора

Приборы и материалы: мощный источник света, большое вогнутое зеркало,

Ход работы:

Прожектор состоит из источника света (лампы, дающей ненаправленный, или направленный под широким углом свет) ирефлектора и/или линзы, концентрирующих свет в нужном направлении. В качестве рефлектора обычно используетсяпараболическое, либо гиперболическое (в случае использования совместно с линзой) зеркало. В качестве линзы обычно используется линза Френеля, что позволяет достичь меньших габаритов и массы, чем при использовании обычных линз. Прожекторы, предназначенные для освещения открытых пространств, требуют обязательной защиты от пыли и влаги.

Для освещения железнодорожных и автомобильных развязок, перронов аэровокзалов, морских портов, бассейнов, футбольныхполей используются металлогалогенные прожекторы.

Прожектор состоит из источника света (лампы, дающей ненаправленный, или направленный под широким углом свет) и рефлектора и/или линзы, концентрирующих свет в нужном направлении. В качестве рефлектора обычно используется параболическое, либо гиперболическое (в случае использования совместно с линзой) зеркало.

Прожекторы применяются для освещения как внутри помещений, так и больших открытых пространств. Они предназначены для освещения стадионов, сцен, бассейнов и фасадов зданий. Мощность таких светильников подбирается в зависимости от площади и расчетной интенсивности освещения.

Принцип действия прожектора: в фокусе параболического зеркала помещается лампочка – на выходе получается хорошо сколлимированный пучок света. для большей эффективности лампочка прикрывается зеркалом с внешней стороны.

Hа картинке нарисован ход лучей в этой системе: красным – лучи, напрямую отраженные от параболического зеркала, синим – отраженные сначала от сферического зеркала, центр которoго совпадает с центром лампочки: такое зeркало точно возвращает луч тогда, откуда он пришел – но запускает в обратном направлении.

Вывод:

Радиус кривизны r вогнутого зеркала.

Цель: Измерение радиуса кривизны r вогнутого зеркала.

Приборы и материалы: вогнутое зеркало, источник света, линейка

Ход работы:

Маленький освещенный объект, помещенный в центр кривизны С вогнутого зеркала, посылает лучи света к зеркалу, которое затем отражает их обратно к точке С и образует перевернутое изображение рядом с объектом. Установите прибор и вогнутое зеркало, как показано на рисунке а. Необходимо слегка наклонить зеркало на его подставке так, чтобы пятно света оказалось на «экране» рядом с объектом.

Двигайте источник света по направлению к зеркалу (или от него), пока не образуется четкое перевернутое изображение рядом с объектом. Измерительной линейкой отмерьте расстояние от полюса Р зеркала до объекта, который теперь находится в точке С.

Запишите значение r в таблицу результатов. Повторите эксперимент, но на этот раз оставьте источник света неподвижным и двигайте зеркало на подставке, пока изображение снова точно не сфокусируется. Измерьте и запишите второе значение r. Подсчитайте среднее значение радиуса кривизны r.

3.5 Применение сферических, цилиндрических и параболических зеркал

С помощью выпуклого зеркала можно заглянуть за угол.

С помощью очень длинного вогнутого зеркала можно нагревать воду в трубке, расположенной в его фокусе.

С помощью системы из двух вогнутых зеркал на ветровое стекло машины можно выводить различные параметры. В своей работе, приоткрыв тайну кривых зеркал, я погрузился в волшебный мир.

Литература:

Учебники Физика – 11 кл. (раздел геометрическая оптика) В.А. Касьянов.

Справочник фельдшера, А. Шабанов, издательство «Медицина», Москва, 1976г.

Электронное пособие «Открытая физика 1.1» под редакцией профессора МФТИ С.М. Козела.

Справочник по физике, А.С. Енухович, Москва «Просвещение». 1978г.

Справочник по физике и технике, А.С. Енухович, Москва, «Просвещение», 1989г.

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.

Гершун А. Л.,. Электрический прожектор // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Прожектор в Большой советской энциклопедии

Карякин Н. А. Световые приборы прожекторного и проекторного типов, М.: 1966.

Трембач В. В. Световые приборы, М.: 1972.

Применение сферических зеркал http://kaf-fiz-1586.narod.ru/11bf/dop_uchebnik/curved_mirrors.htm

История возникновения зеркал http://www.klintsy.ru/music/istorija-vozniknovenija-zerkal_2538.html

История о сферическом зеркале http://inlavka.ru/ideas/history/183/

http://globalphysics.ru/physics/svet/250-vognutoe-zerkalo.html

http://f33.ucoz.ru/publ/11-1-0-122

http://zablugdeniyam-net.ru/fakty/vognutye-zerkala/

Просмотров работы: 1200

school-science.ru

Асферическое зеркало – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Асферическое зеркало

Cтраница 1

Асферические зеркала крепятся в нескольких точках ( в зависимости от размера детали) регулируемыми или подпружиненными самоустанавливающимися прижимами с установкой эластичных прокладок.
 [2]

Сферические и асферические зеркала ( параболические, гиперболические, эллиптические), внеосевые с внешней и с задней отражающей поверхностью применяются для объективов астрономических приборов, объективов микроскопов, телеобъективов фотоаппаратов, для прожекторов и различных осветительных устройств.
 [3]

Таким образом, проблема изготовления асферического зеркала сводится к более простой проблеме изготовления сферического эталонного зеркала.
 [4]

Некоторые трудности представляет крепление сферических зеркал некруглой формы и асферических зеркал.
 [6]

Крупный шаг в развитии изображающей рентгеновской оптики был сделан в 1952 г. Вольтером [86], который предложил использовать осесимметричные, глубоко асферические зеркала о поверхностями вращения второго порядка. Такие зеркала не имеют астигматизма и сферической аберрации, апертура пучка может быть значительно большей, чем в системах скрещенных зеркал. Вольтер показал, что кома первого порядка, препятствующая построению изображений с помощью одиночных осесимметрич-ных зеркал скользящего падения, значительно снижается в системах с четным числом отражений. К ним относятся системы параболоид-гиперболоид, гиперболоид-эллипсоид, параболоид-эллипсоид и ряд других, которые будут подробно рассмотрены ниже. Системы, построенные на идеях Вольтера, в настоящее время находят широкое применение в различных рентгеновских приборах.
 [7]

Вернемся к системам, состоящим из большого сферического зеркала и афокального компенсатора в сходящемся пучке, и системам Кассегрена с большим асферическим зеркалом. При своей крайней простоте эти системы обладают весьма ценным свойством, вытекающим из того, что компенсаторы к ним обладают малыми значениями параметров Р и W, что обеспечивает возможность получения светосильных и сравнительно широкоугольных систем.
 [8]

Хотя рефлекторы свободны от хроматической аберрации, однако при сферической форме зеркал весьма значительной помехой является сферическая аберрация. Поэтому в хороших рефлекторах приходится пользоваться асферическими зеркалами, например, в виде параболоида вращения, которые технически значительно сложнее изготовлять. Дальнейшее усовершенствование подобных рефлекторов может быть получено за счет взаимной компенсации аберраций, вносимых каждым из зеркал.
 [10]

Чтобы интенсивность падающего на кювету излучения была достаточной, светосила оптических систем должна быть большой. Наибольшей светосилой обладают зеркальные системы со сферическими или асферическими зеркалами.
 [12]

Свободен от этих недостатков монохроматор фирмы Mc-Pherson со скрещенными пучками. Модель 218 имеет схему, показанную на рис. 4.26. Асферические зеркала имеют фокус 30 см. Шесть сменных дифракционных решеток ( 75 – 2400 штр / мм) позволяют использовать прибор от 1050 А до 16 мкм.
 [14]

Страницы:  

   1

   2




www.ngpedia.ru

Виды автозеркал – Автозеркала Воронеж

Сферические панорамные зеркала

Обычно внутрисалонное зеркало и левое боковое зеркало легковых автомобилей имеют плоский оптический элемент. Такой элемент обеспечивает наиболее адекватную передачу информации об обстановке на дороге.

Однако, правое боковое зеркало на легковых автомобилях, как и зеркала грузовиков, весьма удалены от водителя. Если бы эти зеркала были плоскими, то для обеспечения надлежащего обзора их пришлось бы делать весьма большими, что не приемлемо ни с точки зрения аэродинамики, ни по цене, ни из эстетических соображений.

Для достижения надлежащего обзора в таких зеркалах используют сферический панорамный оптический элемент. Сферический зеркальный элемент обеспечивает необходимый обзор при разумных размерах зеркала. Радиус кривизны его выбирается исходя из необходимого поля обзора, но, согласно стандартам, не может быть меньше 1200 мм для зеркал легковых автомобилей и 1500 мм – для основных зеркал грузовиков.

Сферический зеркальный элемент несколько удаляет предметы. Поэтому зеркала многих иномарок имеют надпись «objects in the mirror are closer than they appear», что означает «объекты в зеркале ближе, чем кажется».

Асферические зеркала

Асферические зеркала обеспечивают увеличение зоны обзора за счет особой формы автозеркала.

Зеркало разделено на две зоны. Ближняя к водителю и большая по размеру зона “А” представляет собой обыкновенное сферическое зеркало. Поле обзора в этой зоне не должно быть меньше, чем это предусмотрено стандартами для зеркал соответствующего класса.

Дальний от водителя край оптического элемента (зона “В”) выгнут по особому закону, с планомерным увеличением кривизны по мере приближения к краю зеркала. Благодаря этому в асферической зоне просматривается увеличенный сектор пространства.

Однако, в этой зоне форма объектов сильно искажается, а расстояния вообще оценить невозможно. Поэтому между сферической и асферической зоной на автозеркало наносят разделительную линию. Кривизна зеркала подобрана таким образом, чтобы по мере сближения объекта с автомобилем наблюдателя, его отражение плавно перемещалось из асферической зоны в сферическую и приобретало реальные очертания.

Накладные панорамные зеркала

Накладные панорамные зеркала устанавливаются обыкновенно поверх «штатного» внутрисалонного зеркала с целью увеличения обзора через него. Они, как правило, имеют сферическую форму и увеличенную ширину, за счет чего, собственно, и достигается увеличение зоны обзора. В силу сферической формы эти зеркала несколько удаляют наблюдаемые в них предметы.

При выборе накладного панорамного автозеркала следует, в первую очередь, обратить внимание на отсутствие искажений изображения (равномерность кривизны оптического элемента), а также на размер зеркала и надежность его крепления. «Штатное» автозеркало, как правило, имеет возможность переключения в неослепляющее положение. При установке панорамного зеркала такая возможность исчезает. Поэтому необходимо, чтобы панорамное зеркало имело собственные средства зашиты от ослепления, например, противоослепляющее тонирование. Кроме того, желательно, чтобы накладное зеркало имело минимальный вес, чтобы избежать вибраций и исключить вероятный отрыв крепления зеркала (особенно важно, если «штатно» зеркало крепится к ветровому стеклу путем приклеивания).

Заметим, что при правильной установке и регулировке всей системы зеркал автомобиля «штатное» внутрисалонное автозеркало обеспечивает достаточный обзор. Если все же необходимо обзор увеличить, лучше установить более совершенные наружные зеркала, а не накладное внутрисалонное.

 

xn—-7sbaaidrejd8an3afia0ah0a.xn--p1ai

Сферические и асферические зеркала – Энциклопедия по машиностроению XXL







Применяются плоские, сферические и асферические зеркала с наружным и задним отражающим покрытием (сплошным или частично отражающим и частично пропускающим свет).  [c.224]

Сферические и асферические зеркала  [c.225]

Сферические и асферические зеркала (параболические, гиперболические, эллиптические), внеосевые с внешней и с задней отражающими поверхностями применяются для объективов астрономических приборов, объективов микроскопов, телеобъективов фотоаппаратов, для прожекторов и различных осветительных устройств.  [c.225]










Применяются плоские, сферические и асферические зеркала с наружным и задним отражающим покрытием (сплошным или частично отражающим и частично пропускающим свет). Плоские зеркала применяются в тех случаях, когда они дают выигрыш в весе и простоте конструкции по сравнению с отражательными призмами.  [c.168]

Некоторые трудности представляет крепление сферических зеркал некруглой формы и асферических зеркал. На рис. 56 и 57 показано креп-  [c.334]

Нетрудно вывести уравнение для асферической поверхности корректирующей пластинки камеры Шмидта. Для этого сравним уравнение сферического, и параболического зеркал. Уравнение сферического зеркала радиуса Я 2[ имеет вид (рис. 6.22)  [c.235]

Первый признак, по которому происходит это деление, — вид основных оптических деталей системы, определяющих ее оптические свойства. Если форма или сходимость пучка лучей, проходящего через систему, изменяется с помощью линз, то система называется линзовой. Системы, в которых для этой цели применяют сферические или асферические зеркала, называются зеркальными. Если в оптической системе одновременно используют детали с преломляющими или отражающими поверхностями, т. е. линзы и зеркала, то систему называют зеркально-линзовой.  [c.97]

Крупный шаг в развитии изображающей рентгеновской оптики был сделан в 1952 г. Вольтером [86], который предложил использовать осесимметричные, глубоко асферические зеркала о поверхностями вращения второго порядка. Такие зеркала не имеют астигматизма и сферической аберрации, апертура пучка может быть значительно большей, чем в системах скрещенных зеркал. Вольтер показал, что кома первого порядка, препятствующая построению изображений с помощью одиночных осесимметричных зеркал скользящего падения, значительно снижается в системах с четным числом отражений. К ним относятся системы параболоид—гиперболоид , гиперболоид—эллипсоид , параболоид—эллипсоид и ряд других, которые будут подробно рассмотрены ниже. Системы, построенные на идеях Вольтера, в настоящее время находят широкое применение в различных рентгеновских приборах.  [c.158]

Для устранения хроматизма целесообразно применять зеркальные объективы. Однако здесь надо опасаться сферической аберрации и астигматизма. Для их устранения или уменьшения применяют асферические зеркала и, в частности, параболические. В приборах для инфракрасной области спектра применяются только зеркальные объективы. Чаще всего один зеркальный объектив выполняет функции объективов входного и выходного коллиматоров, т. е. используется автоколлимационная схема.  [c.346]

Если испытуемая поверхность имеет идеальную форму, а центр кривизны С сферического зеркала 7 и задний фокус Р объектива 5 совмещены с геометрическими фокусами и Р.,, то волновой фронт выходящей из рабочей ветви волны должен быть плоским. Плоская волна из рабочей ветви интерферирует с плоской эталонной волной образуется картина полос равной толщины. По виду этих полос судят о качестве асферической поверхности.  [c.148]

Хотя рефлекторы свободны от хроматической аберрации, однако при сферической форме зеркал весьма значительной помехой является сферическая аберрация. Поэтому в хороших рефлекторах приходится пользоваться асферическими зеркалами, например, в виде параболоида вращения, которые технически значительно сложнее изготовлять. Обычно применяют сложные системы из двух неплоских асферических зеркал (главного и вторичного), подобные изображенной на рис. 14.18 (система Кассегрена). Дальнейшее усовершенствование подобных рефлекторов может быть получено за счет взаимной компенсации аберраций, вносимых каждым из зеркал.  [c.335]

Скрещенные системы Киркпатрика и Баеза имеют свои недостатки. Во-первых, при использовании сферических или цилиндрических зеркал апертура системы ограничивается комой и сферической аберрацией, поскольку в скрещенной системе эти аберрации не компенсируются. Для их уменьшения было предложено использовать зеркала асферической формы, в частности — с поверхностями третьего порядка [5]. Однако из-за трудности изготовления такие системы распространения не получили.  [c.163]

Кроме того, число элементов в оптической схеме минимально по сравнению с рассмотренными выше, и не требуется плоское эталонное зеркало, поскольку отражение от опорного зеркала происходит в малой области. Диафрагма вблизи опорного зеркала пропускает только нулевую пространственную частоту. В отличие от всех вышерассмотренных типов преобразований (сферический в асферический, плоский в квазиплоский), в этой схеме компенсатор должен не только вносить заданные аберрации в волновой фронт, но и иметь некоторую положительную оптическую силу. Таким образом, ДОЭ на рис. 8.4 является аналогом асферической линзы, в то время как в схемах на рис. 8.1-8.3 — аналогом пласташки с заданными аберрациями. Из-за знaчитeJП)HOЙ разности хода лучей межд – плоским и асферическим фронтами, соот-ветствуюшцй компенсатор должен иметь несколько тысяч структурных зон (колец), изготовление которых является трудной технологической задачей.  [c.544]

Как известно, параболические рефлекторы, идеально исправленные в отношении сферической аберрации, обладают очень значительной комой. Последнюю можно устранить применением двух асферических зеркал их форма определяется из условия апланатизма, которое должно выполняться для всего отверстия пучка. Рассмотрим здесь наиболее изящный с математической точки зрения прием Шварцшильда, который привел задачу к системе дифференциальных уравнений первого порядка. Пусть АМ (рис. IX. 13) — меридиональное сечение поверхности первого большого зеркала телескопа ВМ — меридиональное сечение поверхности второго малого зеркала. Луч, падающий на систему параллельно оси, проходит через точки С, А, В, 3. Если точка 5 лежит за первым зеркалом, в ием делается отверстие можно также еще отбросить лучи в сторону с помощью плоского зеркала, как в телескопе Ньютона, Пусть f и — фокусные расстояния большого и малого зеркал ё расстояние между нх верпшнами  [c.563]

Шварцшильд [181 в 1904 г. н Кретьен [111 в 1922 г. предложили применять зеркала асферической формы с таким расчетом, чтобы исправить сферическую аберрацию н отступление от закона синусов. Шварцшильд достиг этого результата решением системы двух дифференциальных уравнений. Кретьен пришел к подобным результатам на основании теории аберраций 3-го порядка. Системы Кретьена были изготовлены и получили большое применение в астрономии.  [c.324]

Вернемся к системам, состояш,им из большого сферического зеркала и афокального компенсатора в сходящемся пучке, и системам Кассегрена с большим асферическим зеркалом. При своей крайней простоте эти системы обладают весьма ценным свойством, вытекающим из того, что компенсаторы к ним обладают малыми значениями параметров Р и W, что обеспечивает возможность получения светосильных и сравнительно широкоугольных систем.  [c.357]

Несколько позже была выдвинута идея использования поверхностей вращеиЛя для образования изображений. Легко показать, что число поверхностей должно быть четным. Уже при двух зеркалах можно полностью исправить сферическую аберрацию и кому. Дальнейшее усложнение нецелесообразно из-за трудностей изготовления асферических поверхностей с той высокой точностью, которой требует длина волны отражаемых лучей — на один-два порядка выше, чем у обычных зеркал ответственных оптических систем.  [c.385]

Седьмая глава посвящена применению отражательных дифракционных рещеток для получения рентгеновских спектров и спектральных изображений. Высокая эффективность этих элементов, как и зеркал, может быть достигнута только при скользящем падении (если не говорить о многослойных покрытиях), которое при использовании обычных сферических решеток приводит к большим аберрациям. В седьмой главе кратко рассматриваются основные типы решеток с коррекцией аберраций решетки асферической формы, с переменным шагом и кривизной штрихов. Весьма важным является вопрос об эффективности нарезных и гологра-  [c.8]

Асферические решетки. Существенным недостатком сферической вогнутой решетки является астигматизм, в результате чего энергия, проходящая, через щель, распределяется на площади изображения, высота которого может оказаться в несколько раз больше высоты освещенной части щели. Это приводит к тому, что уменьшается освещенность изображения, и приходится увеличивать экспозицию при фотографической регистрации. При фотоэлектрической регистрации желательно использовать весь световой поток, пропущенный прибором, однако вследствие астигматизма изображение щели может оказаться так велико, что выйдет за пределы фотокатода. В обоих случаях это ухудшает условия регистрации спектра. Кроме того, астигматизм затрудняет получение спектров сравнения и, даже при очень малом наклоне щели относительно штрихов решетки, уменьшает разрешающую способность. Рекомендуемые иногда для исследований видимой области спектра способы установки решетки, уменьшающие астигматизм, например, установка Вод-сворта [41], редко применяются для вакуумного ультрафиолета, так как требуют дополнительной оптики. Для уменьшения астигматизма пользуются при освещении входной щели тороидальными зеркалами, см., например, [42] применение тороидального зеркала позволяет в некоторых случаях освободиться и от спектров высоких порядков. Астигматизм можно уменьшить для отдельных точек фокальной поверхности, если производить нарезку с переменным шагом на сферических поверхностях [43, 44]. Для этих решеток фокальная кривая для меридиональных лучей смещена по отношению к кругу Роуланда, и она пересекается с фокальной кривой для сагиттальных лучей. Стигматическое изображение получается при угле дифракции 45° в автоколлнмационной схеме и в схеме нормального падения.  [c.137]

Для решения широкого класса задач астрономии, оптического приборостроения и оптической обработки тформадии необходимы высококачественные асферические поверхности, например, параболическая оптика для больших телескопов. Получение асферических поверхностей высокого качества зависит от разработки эффективных методов их аттестации [1-4]. Методы аттестации асферических поверхностей основаны на созданжи эталонных волновых фронтов, форма которых соответствует контролируемой поверхности. Сферические ж плоские водаовые фронты естественным образом формируются в классических оптических системах, состоящих из линз, призм, сферических зеркал, а также пробными стеклами. Создание эталонов волновых фронтов более сложной формы наталкивается на значительные трудности.  [c.541]

Если не требуется высокого разрешения, можно применять сферические зеркала это целесообразно в схемах Водсворта— Черни (с призмой) и горизонтальной несимметричной схеме Эберта—Фасти (с решеткой) при относительных отверстиях примерно до 1 7, а в автоколлимационной схеме до 1 10. В наименее ответственных случаях (для разделения порядков дифракционного спектра) можно применять самую простую автоколлимационную схему с полупризмой. При работе в инфракрасной области (25—50 мкм) также нет необходимости в применении асферической оптики Из-за большой X нормальная ширина щели значительна и требования к коррекции аберраций не являются жесткими.  [c.387]

В 1930 г. гамбургский оптик Бернард Шмидт сконструировал телескоп нового типа, состоящий из сферического зеркала и соответствующим образом рассчитанной асферической линзы, помещенной в центр кривизны зеркала. Оказалось, что такая система (она рассмотрена более подробно в 6.4) обладает замечательными свойствами. С помощью этого телескопа удается сфотографировать на одной пластинке очень большой участок неба, в сотни раз превышающий по размерам участок, который можно сфотографировать при использовании телескопов обычной конструкции. С тех пор камера Шмидта стала очень важным инструментом при астрономических наблюдениях. Асферические системы, в которых используется принцип камеры Шмидта, применяются также в некоторых телевизионных приемниках ироекторного типа (см., например, (52J), в рентгеновской фотографии с флуоресцирующим экраном и в некоторых скоростных спектрографах с низкой дисперсией. Асферические поверхности находят также полезное применение в микроскопии (см. 6.6).  [c.191]

Менисковые системы не могут быть столь свсто-сильны, как камерыШмид-та, по зато оии не имеют сложных асферических поверхностей и почти в два раза короче, что очень важно с точки зрения стоимости купола. Но если пойти на небольшоеот-ступление от строго сферической формы поверхностей т. в. нанести незначительную ретушь на зеркало или иа одну из поверхностей мениска, то остаточная сферическая аберрация может быть исправлена полностью. Если ретушь наносить на зеркало, то максималь-цая асферичность исправляющая остаточную сферическую  [c.286]

Реальная оптическая система образуется совокуп ностью оптических деталей линз, призм, зеркал и т. д. взаимоположение которых устанавливается расчетом Каждая оптическая деталь ограничивается поверхностью на которой лучи испытывают преломление или отражение Поверхности выполняют сферическими, плоскими, цилин дрическими, торическими, коническими и несфериче скими (асферическими).  [c.15]


mash-xxl.info

Устройство для преобразования сферических зеркал в асферические

 

Полезная модель относится к оборудованию для экономичного изготовления асферических зеркал с повышенными требованиями к качеству преобразования световых потоков – минимизации аберраций, увеличенной угловой апертуре точечной фокусировки и т.д. Устройство для преобразования сферических зеркал в асферические содержит пресс-форму с кольцевым пуансоном, упирающимся при деформировании в граничную область сферического зеркала, прилегающую к его внешней кромке, при этом в состав пресс-формы входит опорный шток, составленный из коаксиальных втулок, торцы которых, обращенные в сторону деформируемой заготовки, образуют асферическую поверхность, соответствующую геометрии конечного зеркала, а преобразуемое сферическое зеркало имеет толщину, достаточную для сохранения после снятия нагрузки геометрии, приданной ему в процессе пластического деформирования.

Полезная модель относится к оборудованию для экономичного изготовления асферических зеркал с повышенными требованиями к качеству преобразования световых потоков – минимизации аберраций, увеличенной угловой апертуре точной фокусировки и т.д. До настоящего времени массовая экономичная технология асферической оптики отсутствует, хотя в научно-технических публикациях и патентах описаны множества устройств и приемов изготовления линз и зеркал параболических и более сложных геометрий [1]. Среди наиболее часто используемых при изготовлении асферической оптики технических решений – абразивная обработка разных секторов оптических поверх» остей с варьируемыми по специальной программе скоростями вращения и давлением обрабатывающего инструмента, напыление дополнительных слоев регулируемой толщины, подклейка сверхтонкой отражающей мембраны на основу из отверждаемого материала, толщина которого регулируется заданным образом

В нашем случае за прототип принято устройство для формирования асферического зеркала упругим прогибом тонкой круглой зеркальной пластины. опирающейся внешней кромкой на твердое кольцо, под действием перепада давления, действующих по разные стороны пластины [2]. Перепад давлений подбирается так, чтобы форма мембраны наилучшим образом соответствовала требуемой геометрии асферического зеркала.

Описанное асферическое зеркало при относительной простоте его формирования применительно к конкретным условиям эксплуатации имеет определенные недостатки. Это связано с необходимостью поддерживать стабильную величину перепада давлений газа, связанными с этим дополнительными приспособлениями и соответствующим увеличением габарите в и веса конструкции, ограниченностью температурного диапазона работы зеркале, подверженностью его геометрии и, соответственно, оптических свойств вибрациям,

Технический результат, для достижения которого предназначена заявляемая полезная модель, заключается в существенном улучшении стабильности параметров асферического зеркала, так как при изготовлении асферического зеркала из исходной сферической заготовки, наиболее соответствующей требуемой асферической форме, посредством ее пластического деформирования форма полученного зеркала сохраняется независимо от распределения давления в окружающей среде.

Отличительными особенностями предлагаемого устройства являются:

1) Наличие в пресс – форме опорного штока, составленного из коаксиальных втулок разной длины, огибающая торцов которых, контактирующих с преобразуемым сферическим зеркалом, при температуре пластического деформирования наилучшим образом приближается к заданной форме асферического зеркала и обеспечивает при окончании деформирования соответствие формы заготовки требуемой геометрии.

2) Наличие пластически деформируемой сферической заготовки с зеркальной отражающей поверхностью, соответствующей по оптической чистоте требованиям, предъявляемым к конечному асферическому зеркалу и исходной макроскопической геометрией, наилучшим образом приближенной к его геометрии.

3) Наличие деформирующего пуансона кольцевой формы, который в процессе деформирования контактирует только с узкой кольцевой областью заготовки, прилегающей к ее внешней кромке, и не оказывает воздействия на исходную оптическую чистоту зеркальной отражающей поверхности.

Схема устройства для преобразования сферических зеркал в асферические приведена на Фиг.1, где:

1 – составной опорный пуансон из коаксиальных втулок

2 – сферическая зеркальная заготовка, преобразуемая в асферическое зеркало посредством пластического деформирования

3 – нагрузочный пуансон кольцевой формы, упирающийся в кольцевую область заготовки, прилегающую к ее внешней кромке

4 – направляющий цилиндр.

Оно представляет собой пресс – форму, в которой при температуре, соответствующей области пластичности материала зеркала, посредством пластического деформирования производится преобразование исходной заготовки сферической формы в зеркало с заданной асферической геометрией. Указанная асферическая геометрия задается опорой 1, собранной из коаксиальных втулок, верхние торцы которых отшлифованы по сфере, наилучше м образе м приближающейся по форме к соответствующему участку заданного асферического зеркала. Сферическая заготовка 2 имеет верхнюю зеркальную и нижнюю опорную поверхности со сферическими поверхностями, наилучшим образом приближающимися к заданной геометрии асферического зеркала. Например, если заданная геометрия является параболической, кривизна обеих сторон сферической заготовки соответствует кривизне параболического зеркала на его о<и. Верхняя сторона сферической заготовки должна быть отполирована до требуемой оптической чистоты асферического зеркала. Нижняя ее сторона должна 1 меть ту же сферическую геометрию, что и верхняя, но в этом случае полировка оси до требуемой оптической чистоты не требуется. Пластическое деформирование сферической заготовки производится с помощью цилиндрического пуансона 3, упирающегося в прилегающую к внешней кромке кольцевую область заготовки 2. Пуансон 3 перемещается внутри направляющего цилиндра 4. Высоты коаксиальных втулок 1 подобраны таким образом, чтобы при температуре деформирования огибающая верхних торцов втулок наилучшим образом приближалась к заданной форме асферического зеркала.

Де формирование посредством перемещения пуансона 3 производится до наилучшего прижатия нижней стороны заготовки 2 к огибающей асферической поверхности коаксиальных втулок 1. По окончании деформирования заготовка 2 выдерживается под нагрузкой в состоянии прижатия к составному пуансону 1 до полной релаксации макроскопических упругих напряжений в заготовке 2 с тем, чтобы остаточные напряжения не могли исказить геометрию зеркала после снятии нагрузки.

Литературные источники

1. «Технология оптических деталей» под. ред. М.Н.Семибратова, «Машиностроение», Мос

poleznayamodel.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о