Кіріспе
Айнаның қисық бетінің бейнелеуі Айнаның қисық бетінің бейнелеуі. Беттісі құрғақ (сыртқа қарай бұрқалып) немесе қуыс (ішкіге қарай бұрқалып) болуы мүмкін. Көптеген қисық айналардың бетінде шар тәрізді пішін бар, бірақ басқа пішіндер кейде оптикалық құрылғыларда қолданылады. Ең көп таралған сфералық емес тип - бұл параболалық рефлекторлар, олар алыс объектілерді бейнелеуге қажетті телескоптарды бейнелеу сияқты оптикалық құрылғыларда кездеседі, өйткені сфералық айна жүйелері, сфералық линзалар сияқты, сфералық аберрациядан зардап шегеді. Бұрмалаушы айналар ойын-сауық үшін қолданылады. Олардың конвекс және конкава аймақтары бар, олар әдейі бұрмаланған суреттерді шығарады. Олар сондай-ақ объект белгілі бір қашықтықта орналастырылған кезде жоғары ұлғайтылған немесе жоғары азайтылған (кішірек) бейнелерді ұсынады.
A curved mirror is a mirror with a curved reflecting surface. The surface may be either convex (bulging outward) or concave (recessed inward). Most curved mirrors have surfaces that are shaped like part of a sphere, but other shapes are sometimes used in optical devices. The most common non spherical type are parabolic reflectors, found in optical devices such as reflecting telescopes that need to image distant objects, since spherical mirror systems, like spherical lenses, suffer from spherical aberration. Distorting mirrors are used for entertainment. They have convex and concave regions that produce deliberately distorted images. They also provide highly magnified or highly diminished (smaller) images when the object is placed at certain distances.
Қиыр айналар
Конвекс айна немесе дивергенттік айна - жарық көзіне қарай шағылысқан рефлекторлық беті бар қисық айна. Қиыр айналар жарықты сыртқа қарай шағылыстырады, сондықтан олар жарықты шоғырландыру үшін пайдаланылмайды. Мұндай айналар әрқашан виртуалды бейне жасайды, өйткені фокустық нүкте (F) және қисықтық орталығы (2F) - бұл айнаның "ішіндегі" қиялдық нүктелер, оларға қол жеткізу мүмкін емес. Нәтижесінде ойымдалған суреттер экранға шығарылмайды, өйткені сурет айнаның ішінде болады. Сурет заттың өзінен кіші, бірақ заттың айнаға жақындаған сайын үлкен болады. Бір-бірімен қатар орналасқан (паралельді) жарық сәулесі бүкпелі айнадан шағылысқаннан кейін бұрылады (таралады), өйткені айнаның әр нүктесінде бетке қатысты нормаль әр түрлі болады.
Қиыршық айналардың қолданылуы
Көліктің жолаушы жағындағы айнасы әдетте дөңес айна болып табылады. Кейбір елдерде оларда "Көзік айнадағы заттар көрінісінен де жақын" деген ескерту бар. Көлік құралдарында бүктелген айналарға артықшылық беріледі, өйткені олар тік (кері емес), бірақ кішірейтілген (кішірек) бейне береді және олар сыртқа қарай қисық болғандықтан, кеңірек көрініс өрісін қамтамасыз етеді. Бұл айналар жиі түрлі ғимараттардың дәліздерінде (әдетте "дәліз қауіпсіздігі айналары" деп аталады), соның ішінде ауруханалар, қонақ үйлер, мектептер, дүкендер және пәтер ғимараттарында кездеседі. Олар әдетте қабырғаға немесе төбеге орнатылады, онда дәліздер бір-бірімен қиылысады немесе олар өткір бұрылыстар жасайды. Олар адамдарға келесі дәлізде немесе келесі бұрылыстан кейін кездесетін кез келген кедергілерді көруге көмектеседі. Олар сондай-ақ жолдарда, көлік жолақтарында және аллеяларда, әсіресе бұрылыстар мен бұрылыстарда көру қабілеті төмен жол пайдаланушыларына қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін қолданылады. 15 ғасырдағы технология бойынша, толық жазық айнаға қарағанда, (ағытылған шыныдан) қалыпты қисық айна жасау оңайырақ болды. Олар сондай-ақ "банкшілердің көзі" деп аталды, өйткені олардың кең көрінісі қауіпсіздік үшін пайдалы болды. Өнердегі танымал мысалдарға Ян ван Эйктің Арнольфини портреті мен Роберт Кампеннің Верл құрбандық үстелінің сол жақ қанаты жатады.
Қиық айналар
Қиық айнаның немесе конвергентті айнаның ішкі жағына (жарықтан алыс) кірген шағылыстыратын беті болады. Конкавты айналар жарықты бір нүктеге қарай кері қайтарылады. Олар жарықты шоғырландыру үшін қолданылады. Қиыр айналардан айырмашылығы, қуыс айналар нысан мен айна арасындағы қашықтыққа байланысты әр түрлі бейне түрлерін көрсетеді. Айналар "қосылатын айналар" деп аталады, өйткені олар өздеріне түсетін жарықты жинап, параллель кіретін сәулелерді фокусқа қарай қайта бағыттайды. Бұл жарық айнаның әр түрлі нүктелерінде әртүрлі бұрыштарда шағылысып отырады, өйткені айнаның бетіндегі норма әр нүктеде әртүрлі.
Қиыр айналардың қолданылуы
Конкавты айналар телескоптарды шағылыстыруда қолданылады. Сондай-ақ, олар макияж жасау немесе қырқу кезінде бетінің ұлғайтылған бейнесін беру үшін қолданылады. Жарықтандыруда, қуыс айналар кішкентай көзден жарық жинап, оны факелдер, фаралар мен жарық шамдары сияқты сәулемен сыртқа бағыттауға немесе үлкен аумақтан жарық жинап, оны шағын нүктеге шоғырландыруға арналған, мысалы, шоғырланған күн энергиясы. Конкавты айналар лазерлік конструкция үшін маңызды оптикалық қуыстарды қалыптастыру үшін қолданылады. Кейбір айналар көбейтілген бейне беру үшін қуыс бетті пайдаланады.
Айна пішіні
Көптеген қисық айналардың пішіні шар тәрізді. Бұл ең қарапайым және жалпы мақсаттағы ең жақсы пішін. Сфералық айналар, бірақ, сфералық аберрациядан зардап шегеді. Мұндай айналардан шағылған параллель сәулелер бір нүктеге шоғырланбайды. Паралель сәулелер үшін, мысалы, өте алыс объектіден келетіндер үшін, параболалық шағылыстырғыш жақсы жұмыс істей алады. Мұндай айна шар тәрізді айнаға қарағанда, енетін параллель сәулелерді әлдеқайда кішірек нүктеге бағыттай алады. Тороидалық шағылыстырғыш - айнаның бұрышына байланысты әр түрлі фокустық қашықтығы бар параболалық шағылыстырғыш түрі.
Жарық ізін табу
Суреттің орналасуы мен өлшемін жоғарыдағы суреттерде көрсетілгендей графикалық сәулелік іздену арқылы табуға болады. Нысанның жоғарғы жағынан айна бетінің ұшына (оптикалық ось айнаға тап болған жерде) тартылған сәуле оптикалық осьпен бұрыш жасайды. Қайта шағылған сәулесі оське қатысты бірдей бұрышта болады, бірақ қарама-қарсы жағында (Көзік рефлексияны қараңыз). Екінші сәуле объектінің жоғарғы жағынан, оптикалық оське параллель тартылуы мүмкін. Бұл сәуле айнадан шағылып, оның фокус нүктесінен өтеді. Бұл екі сәулелер кездесетін нүкте - нысанның жоғарғы жағына сәйкес келетін бейне нүктесі. Оның оптикалық осьтен қашықтығы кескіннің биіктігін анықтайды, ал ось бойымен орналасуы - кескіннің орналасуы. Ойнау теңдеуі мен ұлғайту теңдеуін осы екі сәулелерді қарастыру арқылы геометриялық түрде алуға болады. Оның орнына объектінің жоғарғы жағынан шоғырлық нүкте арқылы өтетін сәуле қарастырылуы мүмкін. Мұндай сәуле оптикалық оське параллель түрде шағылады және сонымен қатар объектінің жоғарғы жағына сәйкес келетін бейне нүктесінен өтеді.
Сфералық айналардың сәулелер ауысу матрицасы
Математикалық өңдеу параксиалды шамалау бойынша жүргізіледі, яғни бірінші шамалау бойынша шар тәрізді айна параболалық шағылыстырғыш болып табылады. Мұнда шар тәрізді көлеңкелі айнаның сәулелік матрицасы көрсетілген. Матрицаның элементі - , мұндағы оптикалық құрылғының фокустық нүктесі. 1 және 3-суреттерде үшбұрыштың бұрыштарының қосындысы және π радианмен (немесе 180°) салыстыру көрсетілген. 2-суретте 1-кезеңге дейінгі Маклаурин тізбегі көрсетілген. Көлбеу шар тәрізді айна мен жұқа линзаның сәулелік матрицаларының туындылары өте ұқсас.