Konkave speil
Et konkavt speil er et konkavt (innover) buet speil ( konkavt speil ). Konkave speil i form av et sfærisk snitt (" sfærisk " speil) og i form av rotasjonsparaboloider (se også parabolske speil ) brukes i praksis.
Et konkavt speil som brukes til å konsentrere stråler i fokuspunktet (fokus) (f.eks. Solstråler når du bruker solenergi i solenergianlegg ) kalles et brennende speil .
historie
Den franske legen Pierre Borel , et medlem av Paris Académie des Sciences , brukte det konkave speilet som et undersøkelsesinstrument på 1600-tallet. For medisinsk undersøkelse og bedre belysning av kroppsåpninger konstruerte han et konkavt speil for å reflektere og fokusere lyset på gjenstanden som skulle undersøkes. Lett modifiserte, konkave speil brukes fremdeles i dag som panne eller speilrefleks i medisinsk diagnostikk.
For tidligere beskrivelser av det konkave speilet, se også Archimedes - Brennspiegel , Alhazen (spesielt der om Alhazens problem ) og Schatz der Optik (der spesielt illustrasjonen på tittelsiden).
To hovedvarianter
I likhet med sfæriske og asfæriske konvergerende linser, er det også to design for konkave speil. Den mer komplekse og dyre utformingen har fordelen av å i stor grad undertrykke den sfæriske aberrasjonen .
Parabolske speil
Bare med det parabolske speilet samles alle lysstrålene parallelt med den optiske aksen nøyaktig i fokuspunktet (fokus). Den parabolske formen er noe mer kompleks å produsere enn den sfæriske formen.
Sfærisk konkav speil
Et parabolsk speil kan tilnærmes for små krumningsvinkler ved hjelp av en sfærisk overflate, med en nøyaktighet som er tilstrekkelig for mange bruksområder. Et sfærisk speil er mye lettere å produsere enn et parabolsk speil, så det er ofte foretrukket.
Den optiske egenskapen til det konkave speilet bestemmes av sfærens radius , det veggsegment det representerer, den såkalte krumningsradien. Hvis du plasserer en (tenkt) punktlyskilde i midten av sfæren , reflekterer speilet lyset fra kilden tilbake på det. Hvis lysstrålene kommer parallelt fra uendelig , reflekterer speilet dem til fokus (fokuspunkt). Dette er omtrent halvveis mellom sentrum og speilet. Den brennvidde av et konkavt speil er halvparten av sin sirkelradius. Imidlertid, på grunn av den sfæriske aberrasjonen, kombineres lysstrålene bare ufullstendig der: Lysstrålene danner en figur som kalles catac akustikk nær fokus . (I motsetning til dette unngås dette med det parabolske speilet.)
Optisk illustrasjon
Betraktningene gjøres under forutsetning av at de foregår i et vinkelområde hvor de sfæriske og parabolske speilene oppfører seg omtrent det samme.
Hvis du ser inn i et konkavt speil innenfor brennvidden, dvs. mellom speilet og brennpunktet, vil du se deg selv forstørret , bildet blir stående og lateralt reversert , som i et plan speil . Hvis du ser inn i et konkavt speil fra utsiden av fokuspunktet, er det reflekterte bildet opp ned. Bildet som genereres av et konkavt speil kan beregnes ved hjelp av refleksjonsloven (se også: optisk bildebehandling ).
Konkave speil brukes blant annet som hovedspeil i speilteleskoper , i optiske spektrometre og monokromatorer, og som barberspeil . Parabolantennene for TV-mottak eller radarantenner fungerer også på samme prinsipp, men for radiobølgene som er relatert til lys.
Bjelkebaner på forskjellige objektavstander
I likhet med den konvekse linsen opprettes et virtuelt bilde når objektavstanden er mindre enn brennvidden (se forstørrelsesglass ). Et typisk eksempel er det kosmetiske speilet , som bare har en liten krumning og dermed en stor brennvidde. Brennvidden er derfor større enn avstanden mellom observatøren (som i dette tilfellet er objektet) og speilet.
Forstørrelsen sammenlignet med et plan speil med samme synsavstand er maksimalt 2 ganger (begge speilene i en avstand fra brennvidden til det konkave speilet). Imidlertid, hvis flyspeilet er plassert så nær at speilbildet bare kan sees tydelig, øker det konkave speilet på avstand med faktoren . Denne forstørrelsen kan økes litt ved å redusere avstanden til det konkave speilet.
Formen på speilet er variabel, med konkave speil er det vanligvis rundt, med et normalt speil som ofte er innebygd på baksiden . Det kosmetiske speilet har vanligvis også en ramme slik at den kan plasseres loddrett eller henges opp.
Med objektavstander større enn brennvidden, oppstår generelt et omvendt reelt bilde , som også ligner på den konvekse linse (unntak: objektavstand er lik brennvidde; se nedenfor). Forstørrelsen avhenger av forholdet mellom objektavstanden og brennvidden. Et eksempel her er teleskopspeilet, der objektavstanden er veldig stor, og et sterkt redusert bilde blir opprettet nær fokalplanet (for at en stjerne skal få plass på en fotoplate, må den være ekstremt redusert).
Objektavstand ( G ), brennvidde ( F ) |
bilde | Bjelkevei |
---|---|---|
(Objekt mellom speil og fokuspunkt) |
|
|
(Objektet er i fokusplanet ) |
||
(Objektet er mellom enkelt og dobbelt brennvidde) |
|
|
(objektavstanden tilsvarer dobbelt brennvidde) |
|
|
(objektavstanden er større enn dobbelt så brennvidde) |
|
Diverse
I tidsskriftet Der Spiegel er det en kolonne på nest siste side med tittelen Concave Mirror . Morsomme, nysgjerrige eller ufrivillige komiske avisutklipp, avisoverskrifter, annonser , utklipp fra bruksanvisning og lignende siteres der.
Se også
weblenker
Individuelle bevis
- ↑ Brennende speil. I: Fysikkens leksikon. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1998 ( online ).
- ↑ Nezhat History of Endoskopi, kapittel 3 HTML-versjon , PDF-versjon ( Memento av den opprinnelige fra 07.10.2013 i Internet Archive ) Omtale: The arkivet koblingen ble satt inn automatisk og har ennå ikke blitt sjekket. Kontroller originalen og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen.
- ↑ J. Hattenbach: Utvidelsen av ens egen refleksjon i det kosmetiske speilet
- ↑ Konkave speil - De beste funnene. Heyne-Verlag, München 2010, ISBN 978-3-453-60164-2 .
- ↑ Det beste av konkavt speil 2008. hos Spiegel-Online