Параболическое зеркало

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Параболи́ческое зе́ркало — тело, обладающее полированной параболической поверхностью, способной отражать световые лучи.

Физические основы[править]

Файл:Параболическое зеркало.jpg
Рис. 1. Фотография осевого параболического зеркала
Файл:Ход лучей в параболичском зеркале 2.png
Рис. 2. Ход лучей в осевом параболическом зеркале
Файл:Внеосевое параболическое зеркало.jpg
Рис. 3. Внеосевое параболическое зеркало

Параболические зеркала делятся на осевые и неосевые.

Осевые параболические зеркала фокусируют всё попадающие на них лучи коллимированного пучка в дифракционно ограниченное пятно (фокус зеркала). Если источник света поместить в фокус параболического зеркала, выходной пучок оказывается коллимированным (параллельным оптической оси параболического зеркала). Внешний вид осевого параболического зеркала показан на рисунке 1, а схема лучей в нём — на рисунке 2[1].

У параболического зеркала есть две анаберрационные точки — одна находится в фокусе параболического зеркала, а вторая — в бесконечности. На основе параболических зеркал создают анаберрационные зеркальные системы, например, система Кассегрена, Грегори, Мерсенна[2].

Неосевые параболические зеркала (см. рисунок 3) фокусируют коллимированный пучок или коллимируют расходящийся пучок. Основное отличие таких зеркал от осевых состоит в том, что поверхности внеосевого параболического зеркала не перекрывают точку фокуса зеркала. В этом случае свет, идущий под небольшими углами к оптической оси зеркала, также будет попадать в фокус. Параметром внеосевого параболического зеркала является внеосевой угол — угол между оптической осью и осью фокуса. На величину осевого угла влияют ширина параболы, чем больше ширина, тем осевой угол меньше.

Параболические зеркала, в отличие от сферических, практически лишены сферической аберрации и могут отражать широкие пучки света. Однако, если если источник излучения находится не в фокусе параболического зеркала, возникает другая оптическая аберрация — кома.

Отражающие покрытия параболических зеркал обоих типов обычно изготавливаются из золота, серебра или алюминия. Коэффициенты отражения таких покрытий равны, соответственно:

,

,

.

В общем случае асферические поверхности могут быть описаны уравнением:

,

где  — радиус кривизны поверхности у её вершины,  — эксцентриситет сечения поверхности. Если , сечение представляет собой окружность, при  — эллипс,  — сечение параболическое, и если  — сечение гиперболическое.

Применение[править]

Параболические зеркала используются в лабораторных оптических установках, голографии, параболических отражателях, оптических телескопах (в частности, телескопах Ньютона и Грегори, Вольтера), астрономических приборах, солнечных печах, оптических измерительных инструментах, фотографических широкоугольных объективах, спутниковых антеннах, космических телескопах, радарах и спутниковой связи, лазерных системах, освещении, отражающих коллиматорах, проекционном оборудовании, оптоволоконной оптике, оптоволоконных линиях связи и метрологии.

Примечания[править]

  1. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. — Москва: Наука, 1973.
  2. Цуканова Г. И. Прикладная оптика. Часть 1.. — СПб., 2008. — 108 с.

Литература[править]

  • Яворский Б. М., Детлаф А. А. Курс физики. Том III. Волновые процессы, оптика, атомная и ядерная физика. — Москва : Высшая школа, 1972.
  • Апенко М. И., Дубовик А. С. Прикладная оптика. — Москва : Наука, 1982.
  • Ландсберг Г. С. Оптика : учебное пособие для вузов. — Москва : Физматлит, 2003.
  • Бутиков Е. И. Оптика : учебное пособие для вузов. — СПб. : БХВ-Петербург : Невский ДиалектЪ, 2003.
  • Заказнов Н. П., Кирюшин С. И., Кузичев В. И. Теория оптических систем : учебное пособие для студентов вузов. — СПб., : Лань, 2008.
  • Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. 4. Оптика. — Москва : Физматлит, 2014.
  • Михеенко А. В. Геометрическая оптика : учебное пособие. — Хабаровск : Издательство Тихоокеанского государственного университета, 2018.
  • Максутов Д. Д. Астрономическая оптика. — Л. : Наука, 1979.
  • Страницы истории астрономии в Одессе. Вып.4, 1997, Одесса, Астропринт
  • Жуков В. Ю. Пулковский астроном и телескопостроитель Д. Д. Максутов (1896—1964) // Инновации экономики и управления в строительстве: Матери-алы Междунар. науч.-практ. конф. 10-12 октября 2012 г. / под общ. ред. В. Ю. Жукова, Г. Ф. Токуновой: Междунар. конгресс «Наука и инновации в современном строительстве — 2012», посвящ. 180-летию СПбГАСУ. СПб.: СПбГАСУ, 2012. С. 156—161.
  • Фомин А. В. § 5. Фотографические объективы // Общий курс фотографии / Т. П. Булдакова. — 3-е. — М.: «Легпромбытиздат», 1987. — С. 12—25. — 256 с. — 50 000 экз.

Ссылки[править]

Шаблон:Геометрическая оптикаШаблон:Волновая оптика

Рувики

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Параболическое зеркало», расположенная по адресу:

Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий.

Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».