المرآة الكروية البصرية: مقدمة

المرآة الكروية البصرية هي عناصر أساسية في البصريات.  إنها عناصر بصرية تعكس الضوء ولها شكل قطعة مقطوعة من سطح كروي ، مع الظهر عادة ما يكون بلانو.  يتم استخدامها على نطاق واسع في العديد من التطبيقات التقنية المرئية أو IR ، بما في ذلك التقنيات الدفاعية والأمن ، والطبية والزراعة ، والمراقبة البيئية.

أنواع المرايا الكروية البصرية

المرايا الكروية المقعرة: السطح العاكس للمرايا الكروية المقعرة المنحنيات الداخلية.  إنها مرايا متقاربة ، مثالية لتركيز الضوء.  أنها تضخيم الأشياء القريبة منها ولها طول بؤري إيجابي.  نصف قطر الانحناء إيجابي أيضًا ، وهو المسافة بين المرآة ومركز المجال الذي تم تشكيله منه.

المرايا الكروية المحدبة: المرايا الكروية المحدبة عادة ما تجعل الكائنات تبدو أصغر.  يتم استخدام هذه المرايا لتوسيع مجال رؤية نظام التصوير.  لديهم أطوال بؤرية سلبية ، مما يعني أن التركيز وراء المرآة ، ونصف قطر الانحناء سلبي أيضًا.  الصورة التي تم تشكيلها بواسطة مرآة محدب افتراضية لأن أشعة الضوء لا تمر فعليًا من خلال النقطة التي يبدو أنها تنشأ منها.  بالنسبة للمرآة المحدبة ، كلما كان الطول البؤري أقصر ، كلما كان مجال الرؤية أوسع.

المصطلحات المتعلقة بالمرايا الكروية البصرية

المحور الرئيسي: إنه الخط الطبيعي (العمودي) إلى مركز المرآة.

Vertex أو القطب: هذه هي النقطة المركزية التي يدخل فيها المحور الرئيسي المرآة.

مركز الانحناء: النقطة على المحور الرئيسي الذي هو نفس المسافة من كل نقطة على المرآة.  وهو أيضًا مركز المجال الأصل.

نصف قطر الانحناء: المسافة من مركز الانحناء إلى قمة الرأس.

التركيز أو النقطة المحورية: بالنسبة إلى مرآة مقعرة ، ستنعكس جميع أشعة الضوء التي تضرب المرآة الموازية وقريبة من محورها الرئيسي من خلال نقطة على المحور الرئيسي ، وهو التركيز.  بالنسبة للمرآة المحدبة ، فإن التركيز هو المكان الذي يبدو أن الأشعة تنحرف عن.  الطول البؤري هو المسافة على طول المحور الرئيسي من قمة الرأس إلى التركيز وهو دائمًا نصف دائرة نصف قطر الانحناء لمرآة كروية واحدة.

تكوين الصور في المرايا الكروية البصرية

في المرايا المقعرة: عندما يتم وضع كائن على مسافات مختلفة من مرآة مقعرة ، تختلف طبيعة الصورة المتكونة.  يمكن أن تكون حقيقية أو افتراضية ، مكبرة أو تقلص ، اعتمادًا على مسافة الكائن بالنسبة للنقطة المحورية.

في المرايا المحدبة: تشكل المرايا المحدبة دائمًا صورًا افتراضية وتناقصًا ومستقيمة بغض النظر عن موضع الكائن.

تطبيقات المرايا الكروية البصرية

المرايا المقعرة: يتم استخدامها بشكل شائع في التلسكوبات الفلكية ، والتي تعكس التلسكوبات ، والمصابيح الأمامية للمركبة.  كما أنها تعمل في الأفران الشمسية ومرايا الحلاقة بسبب قدرتها على تقارب الضوء وتشكيل صور واضحة.

مرايا محدبة: مع مجال عرضها الواسع ، تعتبر المرايا المحدبة ضرورية في خلفية المركبات - المرايا ، المرايا الأمنية في المتاجر ، وكجزء من مرايا تقاطع الشوارع للسلامة المرورية.

تحديات وقيود المرايا الكروية البصرية

إحدى القضايا المهمة هي الانحراف الكروي.  يحدث هذا عندما لا تتقارب الأشعة بعيدًا عن المحور الرئيسي في نفس النقطة ، مما يؤدي إلى صورة غير واضحة.  يتم استخدام التقنيات المتقدمة ، مثل المرايا المكافئة ، في بعض الأحيان في بعض التطبيقات للتغلب على هذا القيد.