Алиса Шпигель - История зеркал. От отражения в воде до космической оптики

При применении выпуклых зеркал интересно то, что изображение всегда будет мнимым, но, что самое интересное, его будет видно наблюдателю с любого места, независимо от расположения предмета.

Во избежание опасности и дабы избежать несчастных случаев, из зеркального стекла изготавливаются специальные устройства для безопасности: автомобильные зеркала, а также зеркала на дорогах. Боковые зеркала на автомашинах делают всегда выпуклыми: водитель видит, сидя на месте, все, что окружает его с соответствующей стороны. Зеркало на стороне пассажира в автомобиле обычно представляет собой выпуклое зеркало.

Имеющиеся на дорогах и парковках выпуклые зеркала круглой формы развешаны с целью предотвращения столкновений. Эти зеркала оснащены по контуру светоотражающими элементами и светятся в темноте, отражая свет фар автомашин.

Выпуклые зеркала круглой формы развешивают на дорогах с целью предотвращения столкновений

Выпуклые зеркала используются, чтобы видеть позади машины, потому что образы, которые они производят, являются виртуальными, но по-прежнему в вертикальном положении. То есть изображение, которое вы видите в зеркало заднего вида может быть увеличено по-разному, но это не будет перевернутым изображением с ног на голову.

Выпуклые зеркала, позволяют водителям видеть больше, потому что они обеспечивают большее поле зрения за счет сворачивания объектов, которые они отражают. Для сравнения, плоские зеркала показывают объекты на точном расстоянии и точные размеры, а вогнутые зеркала в состоянии показывать реальные образы, часто инвертируя изображения. Поэтому выпуклые зеркала обеспечивают лучшие изображения в вертикальном положении и дальность видимости для водителей. Обзорные зеркала используются на улицах, на тяжелом участке автостоянки они позволяют автовладельцам выполнять маневры без столкновений.

В некоторых странах они помечены предупреждением о безопасности: «Объекты в зеркале находятся ближе, чем они кажутся», – чтобы предупредить водителя об искажающем воздействии выпуклого зеркала на восприятие расстояния.

Выпуклые зеркала часто можно найти в коридорах различных зданий (обычно называемых «зеркалами безопасности в коридорах»), включая больницы, отели, школы, магазины и многоквартирные дома. Их обычно устанавливают на стене или потолке в местах пересечения коридоров или резких поворотов. Они полезны для людей, чтобы посмотреть на любое препятствие, с которым они столкнутся в следующем коридоре или после следующего поворота. Они также используются на дорогах, проездах и переулках для обеспечения безопасности автомобилистов в условиях недостаточной видимости, особенно на поворотах.

Выпуклые зеркала используют владельцы магазинов. Они часто устанавливают их на самое высокое место в дальние уголки. В магазине обзорное зеркало показывает персоналу, кто и что делает в проходах между стеллажами.

Выпуклые зеркала используются в некоторых банкоматах как простая и удобная функция безопасности, позволяющая пользователям видеть, что происходит за ними.

Подобные устройства продаются для подключения к обычным компьютерным мониторам. Выпуклые зеркала заставляют все казаться меньше, но закрывают большую зону наблюдения.

Круглые выпуклые зеркала, называемые Oeil de Sorcière (по-французски «волшебный глаз»), были популярным предметом роскоши с XV века и позже, с тех пор на многих изображениях интерьеров. С технологиями XV века было проще сделать обычное изогнутое зеркало (из выдувного стекла), чем идеально плоское. Их также называли «глазами банкиров» из-за того, что их широкое поле зрения было полезно для безопасности.

Купольные зеркала для помещений представляют собой зеркальную полусферу с углом обзора, достигающим 360°. При этом зеркало крепится в основном на потолке.

Выпуклые зеркала встречаются реже, так как находят менее широкое применение в практике. Они почти не используются в технике освещения, световой сигнализации и кинопроекции.

В быту иногда приходится встречаться с выпуклыми зеркальными поверхностями, например никелированные или хромированные поверхности кофейника, самовара, ложки, зеркального елочного шара, шарообразного или цилиндрического графина с водой и т. п.

Ёлочные игрушки тоже делают в виде металлизированных шариков (выпуклые сферические зеркала) – с любого места видны изображения в этих шариках окружающих их предметов и когда в них видны изображения светящихся предметов, то шарики как бы блестят.

Рассматривая свое изображение в таком зеркале, мы видим его необычно искаженным и уродливым – то непропорционально вытянутым или расплюснутым, то с искривленными и размытыми чертами. Дело в том, что такие зеркальные поверхности, двойной и, как правило, неодинаковой кривизны, дают искаженные изображения предметов вследствие разной степени увеличения в разных плоскостях, различной резкости изображения, пространственного смещения изображения одних деталей относительно других и т. п. При этом оказывает свое влияние на качество изображения и низкая оптическая точность этих зеркальных поверхностей.

Вогнутое зеркало

Вогнутое зеркало, или сходящееся зеркало, имеет отражающую поверхность, которая углублена внутрь (от падающего света). Вогнутые зеркала отражают свет внутрь к одной точке фокусировки. Они используются для фокусировки света. В отличие от выпуклых зеркал, вогнутые зеркала показывают разные типы изображений в зависимости от расстояния между объектом и зеркалом. Эти зеркала называются «сходящимися зеркалами», потому что они имеют тенденцию собирать падающий на них свет, перенаправляя параллельные падающие лучи к фокусу. Это связано с тем, что свет отражается под разными углами в разных точках зеркала, так как нормаль к поверхности зеркала в каждой точке различается.

Вогнутые зеркала применяются тогда, когда возникает необходимость создать параллельный пучок света. В этом случае источник света, например лампочку, помещают в фокусе зеркала, тогда отраженные от него лучи будут параллельными.

Замечательным свойством вогнутых зеркал является их способность давать следующие изображения: увеличенное, уменьшенное или равное по величине предмету, прямое или перевернутое, действительное или мнимое. Тот или иной характер изображение предмета приобретает в зависимости от того, как предмет расположен относительно оптической оси, фокуса и центра кривизны зеркала.

С помощью вогнутых зеркал концентрируют энергию Солнца в гелионагревательных установках. Их используют в качестве рефлекторов (отражателей) в телескопах, прожекторах, фарах, нагревателях.