Зеркало из чего состоит: Как делают зеркала? :: Класс!ная физика

Содержание

Как делают зеркала? :: Класс!ная физика





Предшественниками современных зеркал были полированные куски обсидиана и бронзовые диски. А вот римляне стали подкладывали под кусочки цветного стекла металлические пластинки,
что приводило к лучшему отражению в них окружающих предметов.
В 13 веке, с началом производства сосудов из прозрачного стекла, стеклодув заливал внутрь такого сосуда олово, а когда оно остывало, разбивал сосуд. Эти кривые осколки и служили зеркалом.

Позднее стекло научились раскатывать в плоские листы.


В 16 веке для производства зеркал впервые применили амальгаму — сплав ртути и олова. «Стеклянные зеркала чернятся с исподу или покрываются оловянным листком, нартучиваются,» — так сказано о зеркале в толковом словаре Даля. Зеркала, покрытые амальгамой, давали бледное отражение. При их изготовлении приходилось иметь дело с ядовитыми веществами. Бывали случаи, когда рабочие отравлялись насмерть ртутными парами.


Поэтому через какое-то время от амальгамы отказались. В 19 веке немецкий ученый Ю. Либих
придумал безвредное, в отличии от ртути, покрытие для зеркала. Вместо этого стали наносить на стеклянный лист тончайший слой серебра. Чтобы нежная серебряная пленка не повредилась, сверху её научились покрывать слоем краски. Такие зеркала давали очень яркое изображение.

Современное зеркало

состоит из стекла и нанесённого на одну его сторону отражающего слоя, покрытого защитным слоем лака или краски. Существует несколько основных технологий изготовления зеркального полотна.

1. Устаревающая технология.

Зеркала изготавливают из обычного стекла. И сначала из листового полированного стекла вырезают заготовки нужной формы, шлифуют края и, если необходимо, сверлят отверстия. Затем стекло моют специальным раствором, чтобы поверхность была абсолютно чистой. Далее следует самый сложный этап в производстве — это напыление алюминия, реже титана или других металлов и сплавов. После напыления наносится защитное лакокрасочное покрытие. Этот способ дешев, но использование алюминиевых зеркал ограничено их малыми размерами.


2. Более современная технология.

При изготовлении серебряных зеркал в качестве отражающего слоя используется раствор серебра, на который затем наносится защитный слой меди или специальных склеивающих химикатов, а уже затем два слоя защитного лакокрасочного покрытия. Преимуществом данной технологии является отличное качество зеркал и большие размеры. Серебряные зеркала имеют повышенную влагостойкость.

 


Другие страницы по теме « Страна «Зазеркалье»»

Древние металлические зеркала
Старинные стеклянные зеркала
Сигнальное зеркало
Секрет Этрусских зеркал
Волшебные зеркала
Ещё о волшебных зеркалах

Перископ
Зеркало разведчика
Зеркало художника
Цилиндрические зеркала
Как делают зеркала
Зеркала Архимеда
Сферические зеркала
Зеркала для развлечений
Опыты с зеркалами
Калейдоскоп
Необычные зеркала
«Зеркальные»предрассудки
Зеркало, которое не врет
Вогнутые зеркалa
Антизеркало для видимого света

ОПТИКА В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ


По страницам старых журналов


Совпадающая с фоном окраска у представителей животного мира — это своеобразная шапка-невидимка.

Но в природе однородный фон встречается крайне редко. Поэтому для надежной маскировки необходимо нарушить впечатление однородности и оптически расчленить предмет на несколько как бы различных.

Очень часто поверхность тела животного покрыта неправильным контрастным рисунком. Отдельные части этого рисунка в первую очередь привлекают внимание наблюдателя и мешают ему рассмотреть истинные контуры живого существа. Так, например, маскируются жирафы.

«Таинственность их исчезновения, — пишет известный натуралист, — просто поразительна. Я часто подбирался к ним, и если в этот момент какой-либо другой объект отвлекал на несколько мгновений мое внимание, то, взглянув снова, я видел, что они исчезли. Не просто скрылись, отойдя на какое-то расстояние, но буквально исчезли, пропали, как дымка тумана при восходе солнца».

Сколь это ни кажется странным, немногие животные так легко исчезают из виду, если на мгновение отвлечь от них свое внимание. А между тем используют жирафы чисто оптический эффект расчленения.

Устали? — Отдыхаем!


Вверх

Современные методы производства зеркал

Истоки

С незапамятных исторических времен, отражения приводили человечество в восторг. Якобы Нарцисс был околдован своим собственным отображением в водной глади, а в сказках магические силы были сосредоточены в зеркалах. Зеркала берут свое начало от отражаемых водных поверхностей и полированных металлических пластин до портативного зеркальца и зеркал для ванных комнат. Зеркала используются в декорировании интерьеров с 17 века, а отражающие поверхности на машинах и на лобби отелей до сих пор достаточно популярны в современном дизайне. Зеркала используются практически везде: зеркала, в которые мы смотримся, зеркала заднего вида на автомобилях, в строительстве небоскребов, в изготовлении приборов для научных исследований, таких как микроскопы и лазеры.

В сущности, отличие современного зеркала от отражения в водной гладит не так фундаментально. Когда свет попадает на какую-либо поверхность, большинство из них будут отражаться.

Зеркала это просто гладкие поверхности с глянцевыми, непрозрачными задними фонами, которые очень хорошо отражают. Вода отражает хорошо, стекло отражает недостаточно, полированный металл отражает очень хорошо. Степень отражаемости (как много света отражается от поверхности, коэффициент диффузии поверхности, каково направление светового отражения от поверхности) может варьироваться. Тем не менее, данные вариации всего лишь тонкости. Обычно все отражающие поверхности и зеркала имеют одинаковые свойства. Зеркала, сделанные человеком, существовали с древних времен. Первые зеркала представляли чаще всего кусок полированного железа и использовались только высшей знатью. Внешний вид отражал, а в некоторых случаях, и устанавливал положение и власть в обществе, поэтому потребность в отражаемом стекле была очень высока, точно так же как и потребность в усовершенствовании техники производства зеркал. Серебрение — процесс нанесения на заднюю поверхность стекла расплавленного серебра — стало очень популярным методом в изготовлении зеркал в 17 веке.
Стекло, используемое в этих ранних зеркалах, очень часто было покоробленным, тем самым искажало картинку. Иногда отражения в таких зеркалах напоминали отражения в сегодняшних «Комнатах смеха». Современное изготовление зеркал и металлургические технологии позволяют делать лист стекла очень гладким с равномерным покрытием задней поверхности, придавая поверхности идеальную четкость. До сих пор качество зеркал зависит от времени и материалов, затраченных на их производство. Портативное зеркало для сумочки может искажать изображение, тогда как хорошее зеркало для ванной комнаты вряд ли будет иметь видимые недостатки. Зеркала для науки изготавливаются практически без дефектов и искажающих свойств.

Свойства материалов оказывает большое влияние на качество зеркала. Свет лучше отражается от не диффузионных, гладких и непроницаемых поверхностей, чем от прозрачных. Малейшее отклонение от этих постулатов уменьшает эффективность зеркала.

Инновации в производстве зеркал направлено непосредственно на придание стеклу гладкости и нанесения металлического покрытия одинаковой толщины, потому что свет, проникая через разные толщины стекла, может создавать искаженную картинку в отражении.

Сырье

Стекло, основной элемент зеркала, плохой отражатель. Оно отражает лишь 4% света, падающего на него. Но, тем не менее, стекло обладает хорошим свойством однородности, особенно в полированном виде. Это значит, что после полировки на стекле практически не остается углублений, что создает прекрасную базу для нанесения отражающего металлического покрытия. Когда слой металла нанесен, покрытие становится очень ровным, без выпуклостей и впадин. Есть еще одна причина тому, что стекло это отличный материал для зеркал. Дело в том, что стекло можно формовать, придавая ему различные формы для специфических зеркал. Пластины стекла делаются из диоксида кремния, добытого или очищенного из песка. Стекло, сделанное из природных кристаллов диоксида кремния, известно как плавленый кварц. Существуют так же синтетические стекла, которые относятся к синтетическому плавленому кварцу. Диоксид кремния или кварц расплавляются при высокой температуре и отливаются в листы.

Эти базовые материалы должны иметь покрытие, чтобы получилось зеркало.

Металлическое покрытие является общепринятым. Разнообразные виды металлов, такие как серебро, золото, хром, используются для этого. Серебро было наиболее популярно сто лет назад. Отсюда и происхождение термина «серебрение». На старых зеркалах, имеющие серебряную основу, часто видны темные полосы на стекле, это из-за того, что материал был покрыт толстым неоднородным слоем, что приводило к напластовыванию, царапанью и тусклости. До 1940 года, производители зеркал использовали ртуть. Она идеально ровно ложилась на поверхность и не тускнела. Но такая практика вскоре забылась, так как было проблематично хранить токсичную жидкость. Сегодня, алюминий является общепризнанным металлическим покрытием для зеркал.

Научные зеркала иногда покрывают другими металлами, например, диоксидом кремния и нитридом кремния. Эти типы покрытия используется как изолирующие покрытия, и используются в качестве, как отражателей, так и защитной отделкой на металлическом покрытии. Они меньше подвержены повреждениям, чем металл. Научные зеркала так же покрывают серебром или золотом, чтобы иметь возможность отражать определенные цвета света.

Структура

Поверхность — это наиболее важная часть в дизайне зеркала. Зеркала, используемые в домашнем хозяйстве, имеет приблизительно те же характеристики, как и оконное стекло или стекло для фото рамки. Используемое стекло должно быть достаточно ровным и прочным. Конструктору достаточно только определить желаемую толщину стекла, например, более толстое стекло — более прочное, но и более тяжелое. Научные зеркала обычно имеют специальную структуру покрытия. Такие покрытия идеально гладкие, в несколько тысячных дюймов, со специально сконструированным искривлением, почти как в линзах для очков. Структура таких зеркал так же важна, как и для линз, использующихся в офтальмологии. Зеркало может быть предназначено как для фокусирования света, так и для его рассеивания. Конструкция зеркала также должна соответствовать типу покрытия, нанесенного на него. Покрывающий материал выбирается, исходя из требований прочности и степени отражения, и может зависеть от предназначения зеркала. Покрытие может наноситься на переднюю и на заднюю часть зеркала. Каждый последующий защитный слой должен быть точно определен соответственно каждому этапу нанесения. Для большинства зеркал, отражающее покрытие наносится на заднюю часть поверхности стекла, так как она менее подвержена повреждениям. Задняя поверхность зеркала чаще всего защищена пластиковой или металлической пластиной, что позволяет защищать покрытие от доступа воздуха и острых предметов.
Для научного применения обязательно учитывается цвет, длина световой волны, которую будет отражать зеркало. По стандарту, для зеркал, применяемых для видимого света и ультрафиолетового излучения, используется покрытие из алюминия. Если зеркало предназначено для инфракрасного излучение, то лучше использовать покрытие из серебра или золота. Диэлектрическое покрытие также хорошо подходит для ИК-диапазонов. В итоге можно сказать, что выбор покрытия одинаково зависит и от прочности, и от диапазона длины волн, и иногда отражательными свойствами жертвуют в пользу прочности. Диэлектрическое покрытие, например, менее подвержено царапинам, чем металлическое, и, несмотря на дополнительные расходы по стоимости, часто наносится поверх металлического, чтобы защитить его. Покрытия на научных зеркалах с распределением коэффициента отражения обычно наносятся на переднюю поверхность стекла, потому что свет, проходящий через стекло всегда будет искажаться в немалой степени. А это нежелательно во многих научных применениях.

Производственный процесс

Порезка и придание формы стеклу

Первый шаг в производстве зеркала — вырезка по эскизу стекла — заготовки для придания ей в последствие желаемой формы. Если зеркало вырезается для автомобиля, например, то стекло будет вырезано по шаблонам зеркал для машины. Некоторые производители зеркал сами режут стекло, некоторые получают уже готовые заготовки. Не зависимо от того, кто режет стекло, для порезки используются высокотвердые, хорошо заостренные ножи. Алмазные резцы или пилы — острые металлические наконечники или дисковые пилы с алмазным напылением на них- используются чаще всего, так как алмаз не изнашивается стеклом. Метод порезки стекла напрямую зависит от формы, которую хотят придать зеркалу. Например, по одному методу ножи прорезают зеркало в нескольких местах (точечно), а потом под давлением стекло выдавливается по прорезанным контурам. По другому методу специальная машина с алмазными дисками режет стекло по всей длине и ширине по принципу автоматической ленточной пилы. Порезка осуществляется всегда перед нанесением покрытия. Как альтернатива порезки стекла на заготовки существует формовка стекла в расплавленном виде.

Далее заготовки помещаются в оптическую шлифовальную машину. Эта машина состоит из широких плит-оснований с выемками, которые удерживают заготовки стекла. Закрепленную заготовку располагают вплотную к другой металлической плите, которая содержит желаемое покрытие: плоское, выпуклое или вогнутое. Шлифовальная смесь – жидкость с абразивом — распределяется на стеклянной заготовке вращательными и втирательными движениями. Процесс очень похож на размалывание специй в ступке. Шлифовальные зерна постепенно стирают слой поверхности стекла до тех пор, пока оно не примет форму шлифовальной пластины. В процессе шлифования диаметр абразивных зерен каждого номера уменьшают до тех пор, пока поверхность гладкая и ровная. Отшлифованный слой стекла снимается с помощью полировки.

Существует ручной способ шлифовки, но он очень трудоемкий и трудно контролируемый. Этот способ используется в тогда, когда механическое шлифование невозможно, например, в случае если стекло очень широкое или специфической формы. Заводские шлифовальные машины могут размещать одновременно от 50 до 200 заготовок, полируя их вместе. Это более эффективно, чем ручная шлифовка. Даже специализированную оптику изготавливают механически, с помощью специальных приспособлений.

Нанесение отражающего материала

Когда зеркалу придали нужную форму и отполировали, конструктор выбирает желаемое отражающее покрытие. Независимо от того, какое покрытие выбирается, наносится оно на одной и той же машине, которая называется выпариватель. Выпариватель — это широкая вакуумная камера, сверху которой находится плита, поддерживающая заготовку зеркала, а снизу находится контейнер-кристаллизатор для плавления покрывающего металла. Машина называется так, потому что металл нагревается в контейнере — кристаллизаторе до температуры, при которой он выпаривается в вакуум, распределяя покрытие на поверхность стекла. Заготовки помещают по центру над отверстиями верхней удерживающей плиты, так чтобы пары металла достигли поверхности стекла. Металлы могут нагреваться до сотни и тысячи градусов (в зависимости от точки кипения того или иного металла), прежде чем начнется выпаривание. Температурный и временной режимы контролируются очень тщательно, это нужно для того, чтобы достичь правильной толщины покрытия. Такой метод нанесения создает однородную и качественную отражающую поверхность.

Форма отверстий в верхней плите передает металл на стекло, как краски через трафарет. Этот эффект используется для придания зеркалу заданного узора.

Диэлектрическое покрытие наносится аналогичным образом. В качестве диэлектрического покрытия чаще всего используются диоксид кремния и нитрид кремния. Когда газы этих металлов смешиваются при экстремальном нагревании, они вступают в реакцию, образуя при этом очень твердую субстанцию. Такая реакция создает формы покрытия по прочности, не уступающие металлическим.

Некоторые этапы выпаривания могут комбинироваться для создания сложно структурных слоев покрытия. Прозрачные диэлектрические материалы могут наноситься поверх металлов или других диэлектриков, чтобы изменить рефлективные или механические качества поверхности.

Зеркала с серебряным покрытием на задней части стекла, например, имеют матовое диэлектрическое покрытие, чтобы улучшить отражающие свойства и уберечь металлическое покрытие от повреждений.

Наконец, когда покрытие нанесено, зеркало аккуратно упаковывается в противоударную упаковку для транспортировки.

Контроль качества

Как определить насколько хорошо зеркало, и насколько хорошим оно должно быть? Достаточно ли того, что оно отражает 80% света? И все ли 80% света отражаются в одном направлении? Ответ зависит от применения. Карманные зеркала отражают на 80 или 90% и могут иметь небольшие неровности в толщине стекла (подобие водной ряби). Картинка может быть слегка искажена в таком случае, но дефекты не видны невооруженным глазом. Если зеркало предназначается для использования в научных целях, например для телескопа, форма стекла и рефлективная способность рассчитывается до мелочей, дабы быть уверенным, что отражаемый свет пройдет именно там, где нужно конструктору и с определенной интенсивностью. Устойчивость зеркал определяется затратами на изготовление, насколько сложным или простым был процесс производства.

Однородность партии зеркал первостепенная задача обеспечения качества. Зеркала, произведенные с помощью разных производственных аппаратов, могут иметь различную поверхность. Если в одной партии товара широкий диапазон толщин или гладкость покрытия, то нужно улучшать способы производства, чтобы достигать максимальной однородности в одной партии.

Некоторые методы направлены на проверку целостности зеркала. Качество поверхности сначала определяется визуально: царапины, неровность, точки или разводы. Это можно сделать невооруженным глазом или с помощью микроскопа или фотографического процесса с инфракрасным светом, благодаря которому определяется разница в толщине металлического покрытия.

Для более точного контроля качества поверхности, используется метод прогона иглы по всей длине поверхности. Как только игла натыкается на препятствие, этот шаг сразу же записывается. Но при таком способе тестирования игла может механически повредить поверхность. Производители зеркал пришли к единому мнению: нужно использовать лазер. Лазер будет использоваться для бесконтактного тестирования поверхности, по принципу как СD диск проигрывается в музыкальном центре. Вдобавок к таким механическим тестам существуют тесты на восприимчивость к окружающей среде. Например, зеркала для машин проверяют в условиях экстремального холода и жары, проверяя, как они поведут себя в различных погодных условиях, тогда как зеркала для ванных комнат тестируют на водостойкость.

Будущее

Так как производство стекла усовершенствуется, зеркала находят применения во многих отраслях искусства и архитектуры. Более прочные и светлые зеркала наиболее привлекательны для дизайнеров. Некоторые технологии производства односторонних зеркал позволяют изготавливать окна с внешней зеркально стороной, тогда как внутренняя сторона остается прозрачной. Это придает интересный и необычный вид зданиям. Мало того, делает систему кондиционирования здания более эффективной, так как зеркало отталкивает жару в летний период. Такой вид окон стал наиболее популярен в офисных строениях.

главная деталь зеркала заднего вида

В каждом автомобиле обязательно есть боковые зеркала заднего вида, причем в современных машинах применяются составные конструкции со съемным зеркальным элементом. О том, что такое зеркальный элемент, какие элементы сегодня существуют и как их правильно менять в случае повреждения — читайте в статье.


Назначение зеркального элемента

Давно прошли те времена, когда на автомобили ставили простейшие по конструкции зеркала заднего вида, состоявшие из зеркала, его оправы (корпуса), да кронштейна. Современное зеркало заднего вида — это сложная и во многом высокотехнологичная конструкция, в которой нашла свое место даже электроника. С одной стороны, это усложняет производство зеркала, но с другой — позволяет проводить не слишком сложный ремонт и даже модернизацию зеркала без необходимости его полной замены. Это достигается рядом конструктивных особенностей зеркал.

Типичное боковое зеркало заднего вида состоит из четырех основных деталей: зеркального элемента, корпуса, механизма установки угла отклонения элемента и кронштейна. Внутри корпуса расположен механизм управления, который имеет электрический или механический привод (механика сегодня все более вытесняется электроникой) и удерживает зеркальный элемент, и вся эта конструкция с помощью кронштейна крепится к кузову автомобиля. Сегодня существуют и более сложные конструкции, однако во всех зеркалах независимо от их устройства ключевую роль играет зеркальный элемент.

Зеркальный элемент — это основная деталь зеркала заднего вида, которая как раз и обеспечивает отображение всего происходящего позади (и сзади-сбоку) автомобиля, и отражение «картинки» под наиболее удобным для водителя углом. Зеркальный элемент выполняется в виде отдельной детали, которую при повреждении зеркала можно легко вынуть и вместо нее вставить новую. Это же позволяет проводить модернизацию зеркал, для чего достаточно поставить подходящий по размерам, но имеющий другие характеристики зеркальный элемент.


Типы зеркальных элементов и их устройство

Независимо от типа, все зеркальные элементы имеют принципиально одинаковое устройство. А состоит он всего из двух деталей — пластиковой основы, на которой с помощью специального клея закреплено зеркало. С обратной стороны основы отформованы площадка, защелка и направляющие, необходимые для надежной фиксации зеркального элемента на ответной площадке механизма настройки.

Однако в зависимости от типа и функций зеркального элемента его конструкция может дополнятся различными элементами:

  • Электрический нагревательный элемент — обычно он представляет собой систему плоских проводников на гибкой подложке, которая приклеивается к тыльной стороне зеркала. В этом случае на зеркальном элементе предусмотрены контакты для подключения обогрева к электросистеме автомобиля;
  • Различные светодиодные указатели — обычно это блоки светодиодов, которые также крепятся с противоположной стороны зеркала. Как и в первом случае, здесь присутствуют контакты для подключения светодиодной сборки к электросистеме.

В зеркальных элементах могут применяться различные по форме и характеристикам зеркала:

  • Плоские;
  • Сферические;
  • Асферические (с переменной кривизной).

То есть, на основу могут устанавливаться как простые плоские или сферические (изогнутые по радиусу) зеркала, так и более современные асферические зеркала, внешний край которых переходит в плоский сегмент. Плоские зеркала наиболее простые, не искажают картинку, однако имеют малый угол зрения. Сферические зеркала при широком угле зрения искажают очертания предметов, что может ввести водителя в заблуждение на счет дальности объектов и их положения в пространстве. Асферические зеркала объединяют преимущества плоских и сферических, но при этом лишены основного недостатка сферических — его сферическая часть отображает лишь далекие объекты, близкие же объекты отражаются плоским сегментом без искажений.

При этом сами зеркала могут иметь различную поверхность:

  • Поверхность без обработки — простое зеркало, которое может давать ослепляющие блики;
  • Нейтральное (бесцветное) антибликовое покрытие — это покрытие снижает яркость бликов и при этом не окрашивает зеркало;
  • Цветное антибликовое покрытие (обычно голубое, но бывает зеленое, розовое, серое) — это покрытие не только снижает яркость бликов, но также за счет изменения спектра отраженного света улучшает обзор, контрастность и четкость формируемого изображения.

Сегодня в той или иной мере получили распространение все типы зеркал, однако современные автомобили чаще оснащаются асферическими зеркальными элементами с нейтральным или голубым антибликовым покрытием. Эти зеркала при своей эффективности обеспечивают лучшую степень безопасности, поэтому их использование предпочтительнее.

Наконец, все зеркальные элементы делятся на виды по своему предназначению. Обычно один элемент может устанавливаться либо на одну модель автомобиля, либо на модельный ряд определенных годов выпуска. Это всегда следует учитывать при покупке новых элементов. С другой стороны, сегодня существует возможность сделать индивидуальный заказ на изготовления зеркал, что может решить проблему ремонте редких автомобилей и тюнинга.


Вопросы замены и установки зеркальных элементов

Зеркальные элементы и компоненты его крепежа просты, что облегчает их замену и ремонт. В принципе, эту работу самостоятельно может выполнить любой автовладелец, главное — соблюдать осторожность, не торопиться и не прилагать к деталям зеркала слишком больших усилий. В большинстве случаев для работы нужна только одна шлицевая отвертка, однако лучше было бы использовать специальную загнутую отвертку, которая легко проходит в зазоры между зеркальным элементом и корпуса зеркала.

В общем виде демонтаж зеркального элемента выглядит следующим образом:

  1. Вручную или с помощью соответствующей кнопки отклонить ближний к двери край зеркального элемента внутрь корпуса до упора;
  2. В образовавшийся с внешней стороны зазор вставить шлицевую отвертку;
  3. Аккуратно надавить на две-три ближайших защелки на основании зеркального элемента так, чтобы они вышли из своих гнезд. При этом второй рукой следует с некоторым усилием оттягивать зеркальный элемент на себя для извлечения защелок из гнезд. Однако усилие пальцами и отверткой следует прилагать аккуратно и без фанатизма — перекос зеркального элемента чреват поломкой защелок и опорной площадки, а также растрескиванием зеркала;
  4. После освобождения первых защелок провести полный демонтаж зеркального элемента.

Если зеркальный элемент крепится к площадке с помощью большого количества защелок, то имеет смысл использовать две отвертки для одновременного нажатия на две рядом расположенных защелки. Это довольно трудно, особенно для неспециалиста, но иначе извлечь элемент без повреждений не получится.

Если зеркальный элемент имеет обогрев или светодиодные указатели, то его следует вынимать аккуратно, чтобы не повредить проводники и разъемы. При этом имеет смысл проверить состояние разъема в самом зеркале, при необходимости прочистить контакты (так как под воздействием перепадов температур, атмосферной влаги и выхлопных газов они подвергаются коррозии).

Новый зеркальный элемент просто вкладывается в корпус зеркала и легким нажатием на центр до упора вставляется в опорную площадку. При надавливании на элемент его защелки войдут в свои гнезда, зафиксируются в них и зафиксируют всю конструкцию. Если же элемент имеет подогрев, то сначала следует соединить его разъем, а уже затем производить установку. Обычно больше никаких манипуляций проводить не нужно — отремонтированное зеркало полностью готово к эксплуатации.

При правильном выборе и замене зеркального элемента зеркало заднего вида снова приобретет утраченные свойства и встанет на страже безопасности дорожного движения.


NASA завершило сборку главного зеркала телескопа имени Джеймса Уэбба

Манипулятор устанавливает последний из 18 сегментов главного зеркала телескопа.

Фотография: NASA

Инженеры Центра космических полетов Годдарда завершили установку последнего сегмента главного зеркала телескопа имени Джеймса Уэбба. Об этом сообщается на сайте NASA.

Зеркало телескопа состоит из 18 отдельных гексагональных сегментов весом 40 килограммов каждый. Возможное смещение крепежа сегментов зеркала не должно превышать 38 нанометров, поэтому для сборки использовался специальный роботизированный манипулятор.

Сравнение диаметров зеркал «Джеймса Уэбба» и «Хаббла»

Изображение: NASA

Диаметр зеркала после сборки составляет шесть с половиной метров, что значительно крупнее главного зеркала использующегося сейчас на орбите «Хаббла».

Главное зеркало в собранном виде.

Фотография: NASA

Теперь специалисты NASA приступят к сборке оптической системы и малого зеркала телескопа. Также команде проекта предстоит произвести серию различных тестов перед запуском уже готовой конструкции на орбиту — из-за своих размеров телескоп будет отправлен в космос в сложенном виде.

Благодаря телескопу ученые смогут увидеть галактики эпохи реионизации, а также увидеть некоторые из ближайших экзопланет. Запуск телескопа с космодрома Куру запланирован на 2018 год. На орбиту конструкцию выведет французская ракета Ariane 5.

Николай Воронцов

Как выбрать качественное зеркало в квартиру

Отражение объектов позволяет нам не только оценивать собственный внешний вид, но и декорировать помещение. С помощью правильно расположенных зеркал можно расширить небольшие комнаты, расставить акценты и добавить света. Как выбрать качественное зеркало, которое не потемнеет, не будет искажать картинку, не потрескается и при этом органично впишется в интерьер, узнайте в статье.

Критерии выбора зеркала

Бытовые отражательные приспособления не подлежат обязательной сертификации, которая бы подтвердила их соответствие мировым стандартам качества. Это можно сделать лишь добровольно, обратившись в специальные организации, которые опытным путем проверяют надежность предметов интерьера. Но производители этим вопросом не занимаются. Поэтому при покупке важно знать, что учесть, чтобы выбранная модель служила долгие годы.

Технология производства

Основа любого зеркала — стекло. До XIX века отражательного эффекта добивались путем покрытия стеклянного листа сплавом ртути и олова. Такое производство было опасно для мастеров из-за риска отравления ядовитыми парами. В 1835 году химик Ю. фон Либих разработал технологию серебряного напыления, которую в настоящее время используют при производстве большей части зеркальных полотен.

Современное зеркало состоит из четырех элементов:

  • Стеклянный лист. В России действует ГОСТ, в котором утверждена маркировка листового стекла. Для зеркал используют сырье марки М1, М2 и М3. Чем меньше цифра, тем выше качество листа и лучше его оптические свойства. Для элитных образцов премиум-класса используют стекло М1, для массового производства — М2, для вмонтированных в мебель — М3.  

  • Раствор серебра.

  • Защитная прослойка из меди или какого-либо другого связующего химиката.

  • Несколько слоев краски. 

Более дешевый способ изготовления зеркала — покрытие отполированного стекла алюминием, а затем лакокрасочным веществом. Однако метод применяют только при производстве небольших изделий. Они проигрывают в качестве «серебряным»: у продукции с алюминиевым напылением меньше коэффициент отражения и влагостойкость, они подвержены коррозии. Поэтому их постепенно снимают с производства.

Несмотря на то, что технология с алюминиевым покрытием считается устаревшей и практически не используется, попросите у продавца паспорт изделия, где указан состав зеркального полотна, чтобы удостоверится в безопасности и в качестве покупки. 

Внешний вид

Обязательно тщательно осмотрите зеркало. На что важно обратить внимание при осмотре:

  • Толщина стекла. Чем она больше, тем лучше, иначе поверхность может пойти волнами и искажать изображение, со временем слои просядут. Оптимально — от 0,4 мм.

  • Гладкость. На поверхности полотна не должно быть микротрещин, царапин, пузырьков воздуха и других неровностей. Гладкой должна быть не только зеркальная, но и задняя часть модели.

  • Защитное покрытие. Загляните за зеркало и оцените цвет лака и краски. Они должны быть зеленоватыми или салатовыми. Некачественные изделия с тыльной стороны имеют фиолетовый оттенок. 

  • Качество кромки. Помимо эстетической функции технология обработки края зеркала влияет на цену и срок его эксплуатации. Перечислим варианты, начиная от бюджетного и соответственного менее долговечного. Производитель может зачистить острый край, сделав его безопасным, округлить, придать ему трапециевидную форму, зашлифовать и сделать матовым или зафацетировать — скосить под углом к полотну. В последнем случае изделие выглядит более дорого, свет играет на его гранях. 

  • Рама. Она выполняет как эстетическую, так и защитную функцию. В некоторых моделях именно рама придает дополнительный лоск и оригинальность изделию.

Хитрость для проверки ровности зеркала. Пройдите перед ним и оцените отражение. Оно не должно прерываться или рябить. Второй способ — возьмите ручку за кончик, поставьте вертикально и быстро помашите в разные стороны, отражение не должно отставать. 

Нюансы выбора зеркал для разных помещений

Многие считают, что зеркало — универсальный предмет декора, что одну и ту же модель можно повесить в разных помещениях, начиная от коридора и заканчивая ванной. Но это ошибочное суждение. Расскажем, что нужно учитывать при выборе зеркал для различных комнат.

Размещаем зеркало в прихожей

Коридоры в большинстве российских квартир небольшие и узкие, поэтому оптимальное решение — вертикальное зеркало в полный рост. Оно расширит пространство и позволит оценить то, как вы выглядите. Наиболее практичный вариант, который предлагают многие производители, — встроенное зеркало в дверцу шкафа. Такая мебель стоит дороже, но вы получаете сразу необходимый предмет интерьера. В условиях ограниченного пространства не придется искать для него место и определяться с размером.  

Выбираем зеркало в гостиную

Гостиная — центральная часть квартиры, и меньше всего она предназначена для сборов и оценки своего облика. Поэтому главные функции зеркал в зале — расставление акцентов и маскировка недостатков. Для этого воспользуйтесь нашими рекомендациями:

  • Чтобы увеличить освещенность, размещайте зеркала напротив источников света, но не под прямыми солнечными лучами. От ультрафиолета полотно мутнеет.

  • Если хотите сакцентировать внимание гостей на какой-либо вещи или мебели, повесьте зеркало так, чтобы этот предмет отражался.

  • Избегайте отражение множества мелких вещиц. Это создает иллюзию захламления. Гости четко должны понимать, на чем вы сделали акцент.

  • Если будет отражаться пустая стена — это будет выглядеть неуютно и вызовет психологический дискомфорт.

Если выбираете форму зеркала, рассмотрите горизонтальные варианты. Они как раз уместны в широких помещениях и отлично смотрятся над диваном.

Как выбрать зеркало в ванную 

Туалетную комнату невозможно представить без зеркала. Приведем советы дизайнеров по выбору самого изделия и по его размещению.

  • Выбирайте только модель с серебряным напылением и с дополнительным слоем влагоотталкивающей краски. Обычный бытовой вариант не годится: он быстро подвергнется коррозии. Это же касается и недорогих образцов с алюминиевым покрытием.

  • Оптимальная высота, чтобы повесить зеркало, — 35-40 см над раковиной. Не забудьте учитывать рост всех членов семьи, в том числе детей.

  • Оцените, где расположен светильник. Если позади — вы загородите его и отражение будет темным.

  • Рассмотрите вариант со встроенной подсветкой или дополнительными светильниками. Это удобно и функционально.

  • Предпочтительный материал рамы — пластик или сталь. ДСП и дерево во влажной среде быстро деформируются.

Каким должно быть зеркало в спальне

Однозначного ответа на вопрос, нужно ли зеркало в комнате отдыха, нет: во многом это зависит от личных предпочтений. Если вы все-таки хотите декорировать интерьер спальни с помощью зеркал, учитывайте следующее:

  • Зеркала создают иллюзию дополнительных пространств. Чем их больше, тем сложнее расслабиться в спальне. 

  • Не вешайте отражательные полотна напротив кровати. В момент пробуждения, когда мозг человека только начинает включаться и настраиваться на работу, это может испугать. Оптимально — у изголовья.

Если у вас спальня совмещена с гардеробной, можно повесить зеркало на дверь шкафа с внутренней стороны. Вы сможете видеть себя в полный рост, а в моменты подготовки ко сну отражение не будет отвлекать.

Нужно ли зеркало в детской комнате

Психологи уверяют, что при помощи отражения ребенок познает себя, это источник его личностного и интеллектуального развития. Поэтому зеркало необходимо в комнате ребенка. Главное требование к аксессуару в детской — безопасность. 

  • Выбирайте модели в рамах с округлыми краями.  

  • Монтировать изделие надо надежно, хорошо, когда оно зафиксировано сверху и снизу.

  • Предметы должны отражаться в зеркале целиком Это важно для формирования правильного восприятия мира ребенка.

  • Нельзя вешать зеркало напротив кровати, отражение может напугать малыша.

Зеркала необходимый, но коварный предмет интерьера. Некачественная модель может не только испортить вид комнаты, но и повлиять на ваше настроение и самочувствие, искажая отражение и образ. Используйте наши советы по выбору хорошего зеркала, чтобы оно стало изюминкой вашего помещения и прослужило несколько десятилетий. 

Леандро Эрлих бросает вызов силе гравитации с зеркалом из фольги от ShowTex.

Всемирно известный очаровательными, трехмерными визуальными иллюзиями, аргентинский художник Леандро Эрлих бросает вызов законам гравитации своей арт-инсталляцией Гигантское Зеркало, позволяя аудитории чувствовать, как будто они буквально идут по фасаду зданий. 3D установка приглашает зрителей принять активное участие. Можно даже лечь на различные части платформы и смотреть на свои отражения, подвегая сомнению свое положение и понимание реальности. 
 

Bâtiment — France

Работа напоминает декорацию к фильму. Фасад в натуральную величину, лежащий плашмя на земле и Гигантское Зеркало 11 м высотой и 7 м шириной от ShowTex установленное на модульной раме, изготовленной по индивидуальному заказу. Зеркало размещено наверху под углом 45 градусов, для создания оптической иллюзии. Когда Вы идете по горизонтальной поверхности, зеркало отражает Ваше изображение и создает иллюзию, что Вы идете вверх по стене, балансируете на карнизе, свисаете из окон или висите на здании.

Убежденный рядом преимуществ, Леандро выбрал серебряное зеркало из фольги вместо стеклянного зеркала. Будучи легкой, фольга не требует большого колличества людей для установки. Вмонтированное в алюминивую раму, Гигантское Зеркало имеет ту же отражающую поверхность и свойства отражения как и стеклянное зеркало. Даже когда зеркало состоит из нескольких частей, сваренных вместе, зеркальные изображения остаются без искажений. Наши методы настолько совершенны, что сварка почти невидима! И для простоты транспортировки вы можете просто свернуть его в трубу и демонтировать части модульной рамы.
 

Berlin Façade — Germany Dalston House — UK © Gar Powell Evans Bâtiment Oil! — Hong Kong

 

Леандро демонстрировал свою интерактивную установку во всем мире. Через всю Европу в Южную Америку, Азию, Австралию и обратно! Уважая наследие и архитектуру всех стран, где он бывает, Леандро создает каждый раз новую уникальную инсталяцию, но с одним постоянным значением: Гигантское Зеркало от ShowTex.

Основанная как международная компания, ShowTex предлагает склады и услуги по всему миру. Мы всегда были рядом, чтобы помочь Леандро в создании его гигантского произведения искусства, начиная от транспортировки и заканчивая сборкой и разборкой инсталяции.

Леандро объясняет: “Установка огромного зеркала, подвешенного под углом 45 градусов, была, определенно огромным предприятием, однако, я очень доволен и впечатлен работой ShowTex и конечным результатом!” 
 

ПОЗНАКОМЬТЕСЬ С ГИГАНТСКИМ ЗЕРКАЛОМ И ДРУГИМИ НАШИМИ ЗЕРКАЛАМИ ИЗ ФОЛЬГИ

 

История зеркала и его свойства

Идея проекта «Культура повседневности» — расширить традиционные представления о рамках и границах культуры, показать, как элементы повседневной жизни закладывают основу глубоких цивилизационных процессов и определяют траекторию развития общества в исторической перспективе.

Сергей Белов «Мокрое воскресенье»

Текстовая версия программы

Ирина Прохорова: Здравствуйте! Вы смотрите программу «Культура повседневности». В этом цикле передач мы поговорим о материальном мире, который нас окружает, о наших жизненных практиках, об истории вещей. И мы постараемся показать, что это не бездуховный быт, а важнейшая часть культуры. И что материальный мир во многом определяет и формирует культуру в целом. Мы поговорим об истории и семиотике предмета, который является частью нашей повседневной жизни и за которым стоит невероятная, почти детективная история. Это — зеркало.

Об этом предмете обихода мы сегодня поговорим с двумя экспертами: Мариной Зуевой, искусствоведом, членом ассоциации искусствоведов СНГ, автором многих статей об истории стекла и зеркала, и Марией Ширяевой, дизайнером жилых и общественных помещений, руководителем дизайн-бюро.

Все мы помним замечательные строки из известной сказки Пушкина сказка «О мертвой царевне и семи богатырях»: «Свет мой, зеркальце, скажи, да всю правду доложи, я ль на свете всех милее, всех румяней и белее». Ну и зеркальце, соответственно, дает разные ответы. И в общем-то, я полагаю, что оно и есть главный герой этой сказки, потому что зеркало становится триггером всех событий, во многом определяет судьбу и принцессы, и королевы, и всего царства.

С зеркалом связано невероятное количество всяких суеверий, ритуалов и предрассудков. Например, если что-то забыл дома и вернулся, надо обязательно посмотреть в зеркало. Когда в доме кто-то умирает, зеркала накрывают. Почему надо закрыть зеркало?  Откуда это взялось?

Мария Ширяева: В христианской религии долгое время и в России, и в других европейских странах считалось, что смотреться в зеркало плохо. Поэтому, в частности, не развивалось зеркальное производство. Это связано с тем, что зеркало считали порождением дьявола.

Марина Зуева: Око дьявола.

Мария Ширяева: Око дьявола, да. И на этот счет существует легенда, притча, говорящая о том, что жил старец в пустыне, и вот он усомнился в евангельской истине «просите, и дастся вам». Он не поверил этим словам, решил их проверить и пошел к царю. И сказал: «Царь, я хочу жениться на твоей дочери». Царь очень удивился, но сказал: «Хорошо. Давай ты пойдешь к ней и скажешь ей об этом». И этот старец пришел к дочери, и сказал: «Я хочу жениться на тебе». Дочь очень удивилась, но сказала: «Я выйду за тебя замуж, но ты должен мне взамен привезти ту вещь, в которую я могу видеть себя». Старец задумался и пошел искать эту вещь, где было бы видно отражение человека. Очень долго он ходил, нигде не мог найти эту вещь, и вдруг оказался в пустыне, и уже отчаявшись, он услышал голос, говорящий ему: «Выпусти меня, я слишком долго здесь нахожусь». Старец увидел старый рукомойник, из которого доносился этот голос, и сказал: «Хорошо, я выпущу тебя, но при этом ты исполнишь мое желание. Дашь мне ту вещь, в которой видно отражение человека». И голос сказал: «Да, я обещаю тебе». И старец выпускает это существо. Оно оказывается дьяволом. Но дьявол держит свое слово, и он дает старцу зеркало. При этом старец посмотрел на себя в зеркало и сказал: «Я уже стар и немощен. Зачем мне жениться?» Но сдержал свое слово, отнес царю это зеркало. И вот с тех пор очень долгое время бытовало твердое поверье, что зеркало — это порождение дьявола.

Ирина Прохорова: С зеркалом связано действительно огромное количество ритуалов, и это все-таки конечно идет из Средневековья. А собственно, почему? Почему зеркало было связано с идеей дьявола? Это порождение тщеславия?

В свое время мы издали книгу Сабин Мельшиор-Бонне «История зеркала», которую, наверное, скоро переиздадим. В ней она описывает, что раннехристианская мораль считала любознательность гордыней. Идея зеркала и любование собой было абсолютно противоположно идее аскетизма. Поэтому все, что связано с отражением, – и зеркало прежде всего — связано с нечистой силой. И она объясняет, почему завешивают зеркала. Потому что дьявол утащит тебя или…

Марина Зуева: Душу.

Ирина Прохорова: . ..душу в загробный мир, заберет тебя вместе с покойником и так далее. То есть это какая-то такая сложная христианская мифология, наверное, переплетенная с языческой.  

Марина Зуева: Люди видели себя, начиная с древности, в очень непростых зеркалах. Тогда это не было еще стекло, зеркала были бронзовые — полированный металл. Вообще люди любили глянец начиная с древности, полировали все, что попадает в руки, — и отражение себя, даже неясное, странное, загадочное, мистическое. Можно было додумать, как ты выглядишь, глядя в бронзовое зеркало. Хотя современный человек в те бронзовые зеркала, которые есть в музее, просто не будет смотреться.

Ирина Прохорова: Там все очень размыто…

Марина Зуева: Не только размыто. Там можно насочинять про себя…

Очень интересно, как соотносятся душа и внешность. Каков зрительный образ, который вы увидели в зеркале, такова ваша душа, таково ваше ощущение в мире. По языческим и славянским традициям если смотреться в темную воду, там все самое страшное, и можно увидеть, насколько это отразится в тебе. А когда ты рядом с собой кого-то вдруг ощутишь, увидишь, то почувствуешь страх. Вот это и есть дьявол.

Сергей Белов «Гвозди»

Ирина Прохорова: Слушайте, я подумала. Вот мы читаем древнегреческие мифы о Персее, который показывает зеркальный щит Медузе горгоне, и она смотрит на себя и каменеет. Собственно, что она там видела в таком случае? Практически ничего. По большому счету, с точки зрения современного человека, ей вообще ничего не грозило, потому что в этом самом зеркале она видела себя очень условно, если я правильно понимаю.

Марина Зуева: Да, конечно, там вообще никаких деталей видно не было. Для того чтобы стать действительно зеркальным, таким оружием, которое слепило противника, зеркало прошло очень серьезный путь. А до этого еще очень-очень много столетий прошло.

Ирина Прохорова: Но правильно я понимаю, что в поздней античности в изготовлении зеркал все-таки достигли большого мастерства? Они приближались, в некотором смысле, к современным. То есть научились накладывать фольгу.

Марина Зуева: Да. В I веке н. э. считается уже, что греки достигли такого мастерства. Они вообще были мастерами во многом. Да, они достигли такого мастерства, что, в принципе, уже можно было смотреться, но опять-таки, ведь как себя воспринимаешь в действительности, хочется же лучше выглядеть. И поэтому вот такие мягкие, неясные…

Ирина Прохорова: Это специально или степень несовершенства во многом работала на комплиментарность? Ты выглядишь как-то лучше, потому что стираются…

Марина Зуева: Конечно, жесткость — это наша современная черта.

Ирина Прохорова: Получается естественная ретушь образа, да?

Марина Зуева: И знаете, это очень близко к тому, как сам человек видит себя в мире. Когда мы едем на работу, еще до метро мы смотрим в лифте на себя в отражающих поверхностях. В метро, хотя все уткнулись в экраны, мы все-таки поднимаем голову и опять смотрим на свои отражения. Никто из нас не видит какие-то детальки, которые мы видим, когда рассматриваем сами себя в увеличительное зеркало.

Ирина Прохорова: Мы ведь живем, как вы правильно сказали, в окружении бесконечных глянцевых зеркальных поверхностей. Представить себе, что люди долгое время жили, вообще не имея ни одного зеркала и стекла, — это совершенно другой тип сознания. Потому что еще в XVII веке в большинстве домов, даже не самых бедных, в Западной Европе еще окна бумагой масляной затягивали. То есть, строго говоря, смотреться было вообще некуда, кроме как, может быть, действительно в воду, если приносили ведро.

Марина Зуева: В воду и в металлические поверхности. Мне кажется, на самом деле мы очень визуально себя мыслим. А вот попробуйте день не смотреться в зеркало.

Мария Ширяева: Я пробовала.

Марина Зуева: Ощущение, между прочим, очень неплохое. Ты себя чувствуешь более внутренне содержательным. Не как ты выглядишь, а, может, лучше.

Ирина Прохорова: А вдруг что-нибудь не то? Тебе ведь никто не скажет, что у тебя щека испачкана. Это как-то невозможно себе представить. Но когда мы говорим о средневековом аскетизме и отрицании человеческой индивидуальности, любознательности, идеи себя украсить, в этом смысле вот что любопытно: мы помним советское время. Долгое время в общественных местах не было зеркал, мы не могли себя увидеть в полный рост. Даже в гостиничных номерах. Всегда были маленькие зеркальца, скажем, в ванной, чтобы зубы почистили, посмотрели. А чтобы себя увидеть, надо было иметь с собой карманное зеркальце и как-то исхитриться и видеть себя в отражениях окон. Мне кажется, что как раз за этим много можно понять о жесткой жизни, аскетизме советском. Никто не мешал повесить зеркало в полный рост, зеркала в общем дешевые были. Но сознание говорило, что это как-то неправильно.

Мария Ширяева: Было не принято это.

Ирина Прохорова: Да, но мне кажется, что как раз когда мы говорим об истории вещей, о семиотике вещи, это многое проявляет в культуре, которая сама о себе говорит совершенно по-другому. Если мы смотрим фильмы советские, это такая гламуризация жизни. А вот такая бытовая вещь, как отсутствие зеркал в достаточном количестве, мне кажется, намного больше говорит о внутренней системе предубеждений. А за этим следует, что гоняли денди, пижонов — это все же связано.

Марина Зуева: И знаете, глянца же было меньше. Если вспомнить советский период, который мы помним хорошо. Появление в ХХ веке так называемых глянцевых журналов, где мы постоянно, наоборот, себя слишком много видим. Эти блестящие поверхности резко изменяют наше отношение вообще в пространстве, друг к другу, к миру, к окружающим.

Ирина Прохорова: Я бы хотела немножко перескочить, а потом мы вернемся к истории развития зеркального дела. В современных интерьерах, где так много вообще зеркал, насколько человеку может быть комфортно или дискомфортно? Вот с вашей точки зрения, когда вы оформляете, Маша. Люди подсознательно требуют больше зеркальных поверхностей? Им не нравится, когда мало зеркал? Или наоборот? По вашим ощущениям, как это отражает психологию современного человека?

Мария Ширяева: Ну, во-первых, давайте разделим это на две подзадачи по психологии. Ученые доказали, что сильные люди смотрятся в зеркала очень редко.

Ирина Прохорова: Они уверены в себе.

Мария Ширяева: Да. И наоборот, те, кто не уверен в себе, и люди, которые хотели покончить жизнь самоубийством, когда они смотрели в зеркала, они, наоборот, наполнялись любовью к себе и мысль о самоубийстве отбрасывали. Это тоже научный факт.

Ирина Прохорова: Нарциссизм. То есть идеи Нарцисса, который смотрел на себя самого, оказываются здесь лечебными.

Мария Ширяева: Да, лечебными. Парацельс лечил людей зеркалами. И ученые опять нам говорят о том, что слабые люди или страдающие депрессией должны чаще смотреться в зеркала.

Ирина Прохорова: Да вы что?

Мария Ширяева: Да. Это как данность.

Ирина Прохорова: Кстати, говорят же, что когда в лифте вешают зеркало, то люди там меньше курят, у них меньше желания что-нибудь набедокурить и так далее. То есть есть ощущение, что кто-то на тебя смотрит, или ты уже как часть какого-то публичного пространства.

Мария Ширяева: Да. И это дисциплинирует. Не всех, но, скажем, большинство.

И второй момент. Что касается применения зеркала в интерьере. Здесь надо выделять три совершенно явные задачи. Чего вы хотите от зеркала? Функционал, то есть чтобы оно просто отражало вас и часть интерьера за вами. Или вы хотите создать какой-то арт-объект у себя в квартире или в коттедже, неважно. Или же вы хотите исправить недостатки помещения. И исходя из этих трех задач, общаясь с людьми, для которых дизайнеры делают интерьеры, они понимают, как необходимо применить зеркала.

Возьмем коррекцию помещений. Здесь есть некие правила применения зеркал. Если вы хотите увеличить высоту помещения зрительно, разместите зеркало на потолке. Если вы хотите его расширить, то, пожалуйста, либо горизонтально размещайте зеркало, либо во всю стену делайте панораму. Это все известные вещи.

Ирина Прохорова: Но за этим ведь тоже стоит попытка гармонизации мира, то есть этот страх малых пространств, желание как-то раздвинуть пространство, хотя бы мысленно, тоже, мне кажется, очень важный психологический момент. Но вот что я заметила… У нас на кухне в свое время мы повесили большое зеркало, потому что кухня была маленькая. И мы стали обращать внимание, что мы начали разговаривать друг с другом через зеркало. То есть неожиданным образом, вместо того, чтобы смотреть друг на друга, ты смотришь в зеркало и отвечаешь человеку. И это поразительно, как зеркало затягивает тебя, оно создает магию общения. Это ведь тоже свойство зеркала. Причем это совершенно неожиданно, мы сами этого не замечали, заметил кто-то третий: «Слушайте, а вы обратили внимание, что мы теперь говорим друг с другом через зеркало?» В этом смысле я могу понять магические свойства, которыми зеркало наделялось. Зеркалом ведь гадали.

Сергей Белов «Парадный портрет»

Марина Зуева: Ну, гадания на зеркалах самые злые, самые страшные. Это вообще очень серьезно, и человек верующий навряд ли на это посягнет. А магические свойства, они очевидны.

Как, собственно, мы видим себя в зеркале? Что у нас изменяется? Мы видим себя так, как нас видят другие люди. Являемся ли мы на самом деле таковыми, как нас видят? Лицо человека асимметрично, и еще давненько такое нас учили делать, еще до фотошопа, когда мы левую и правую половинку  лица соединяли, переворачивая негативом две правых и две левых.

Ирина Прохорова: Получались два разных человека.

Марина Зуева: Получались очень разные люди. И нам преподаватель в академии художеств говорил: выбирайте, какая вам больше нравится? Насколько лицо человека асимметрично? Ну, на самом деле, да, два разных человека, и ты думаешь, а действительно, какой ты хочешь, чтоб тебя видели?

Ирина Прохорова: Слушайте, но ведь есть действительно проблема отражения, которое, мы полагаем, должно нас отражать стопроцентно. А ведь есть большое количество идущих из древности идей, что зеркало запечатлевает разные образы. Оно хранитель какой-то памяти, оно запоминает. И то, что вы видите, во многом как бы накладывается на вот это… Это правда или это все-таки психологический момент? Ну, кто знает, иногда что-то кажется суеверием, а потом наука подтверждает, что да, на самом деле это так. Это остаток магических представлений о зеркале или в этом что-то есть?

Марина Зуева: Это очень интересный вопрос на самом деле. Когда говорят: ты похожа на папу, ты похожа на маму, я думаю: похожа я на саму себя. Но все-таки, смотрясь в зеркало, мы очень сильно меняемся. Когда долго смотришься в зеркало… Я смотрю: да, я, конечно, на маму похожа. И постепенно возникает ощущение, что проглядывают совсем другие черты, что оно запоминает, особенно если зеркало семейное.

Ирина Прохорова: Кстати, дома мы выглядим по-другому, чем в общественных местах. Зеркало дома как бы к нам благосклонней. Это известно, да? То ли мы сами расслаблены, и когда смотришь на себя, ты нравишься себе, и нет рядом никого, с кем ты можешь себя сравнить. А выходишь куда-то, там другое освещение, ты смотришь — что-то не то. Или все-таки действительно есть какой-то опыт отражения и запечатления?

Марина Зуева: Вы же знаете о зеркалах, которые нельзя продавать. Особенно семейных. И нельзя в них смотреться. Просто страшно смотреться в них.

Ирина Прохорова: О, начинается суеверие. А что такое еще есть?

Марина Зуева: Ну действительно страшно.

Ирина Прохорова: Я никогда просто этого не слышала. Ну, про разбитое зеркало мы знаем все.

Мария Ширяева: Да.

Марина Зуева: И знаем зеркала, которые приносят смерть хозяевам. Антикварное зеркало, которое со Средних веков дошло, по-моему, до конца XIX века, которое приносило смерть хозяевам. Его крали, покупали, меняли. Можно верить в это, можно не верить. Но как-то на практике не хочется проверять-то, да?

Ирина Прохорова: Конечно, не хочется. Я думаю, что здесь магическая сущность, идея отражения и связанное с ней большое количество языческих практик — все смыкается. Мы прекрасно понимаем, что это действует только тогда, когда вы реально верите. Если вы не знаете приметы, то на вас она и не действует.

Я бы хотела вернуться вот к развитию зеркальной индустрии. И если я правильно помню, из вашей статьи и из многих других источников, что фактически до XIII века зеркал почти не производилось. То есть в основном в их качестве использовались металлические поверхности. А как все-таки начинается история европейской зеркальной индустрии?

Мария Ширяева: В 1279 году некий венецианец решил, что изобрел способ производства зеркал, что можно на стекло налить свинец и получится некий аналог зеркала. И далее этот процесс совершенствовался в Средние века. И Венеция имела монополию на производство зеркал очень долгое время, до XVII века.

Ирина Прохорова: Известное мурано?

Мария Ширяева: Да-да, муранское стекло.

Марина Зуева: А потом еще, Маша, ведь стекло же выдували, оно не было плоским, сначала-то как раз была криволинейность. Представляете, как в такое зеркало смотреться? Ты там вообще вся искажена.

Ирина Прохорова: Ну да, проблема заключается в том, что долгое время не могли делать плоские зеркала. Потому что их выдували, помните эти сферические зеркала на знаменитых картинах раннего Возрождения? Собственно, это единственные зеркала, которые поначалу были, если я правильно понимаю.

Мария Ширяева: Да.

Ирина Прохорова: Или были плоские, но они были очень маленькие?

Мария Ширяева: Маленькие, карманные.

Марина Зуева: Ну на самом деле, как смотреться? Если выдували, то получалась линза, вы там видели не только себя искаженной, а что-то в целом было увеличено, а что-то уменьшено. То есть ракурс был. Есть такие экземпляры в музеях Италии, в Венеции тоже. Но я не понимаю, зачем это зеркало в принципе висело, если в него смотреться нельзя. Оно как раз интерьерное было?

Сергей Белов «Поддерживая тишину»

Мария Ширяева: Да. И возвращаясь к тому, что у Венеции был бизнес построен, в общем-то, на этом. Очень долго это хранилось в тайне. Мастера жили на острове Мурано. То есть они не общались с внешним миром.

Марина Зуева: Не пускали их?

Ирина Прохорова: Не пускали. Там была целая прескрипция, что ни в коем случае нельзя, они тогда становились изменниками. Могли убить и все что угодно.

Мария Ширяева: Да, за попытку к бегству их просто убивали. То есть доходило и до такого. И вот долгое время зеркала стоили очень дорого. В сравнении, зеркало могло стоить, если оно достаточно больших размеров, как морское судно. Если у вас в доме было зеркало, то вы считались богатым человеком.

Ирина Прохорова: То есть это статусное скорее, нежели реально прагматическое.

Марина Зуева: В Италии в Средневековье это статус.

Мария Ширяева: Конец всему этому положил Людовик XIV в XVII веке, по его приказу похитили венецианских мастеров-зеркальщиков. Ну конечно, Венеция настояла на том, чтобы мастеров вернули, но было поздно, и секрет был раскрыт.

Ирина Прохорова: Ну, там, насколько я понимаю, проблема заключалась в том, что Франция стала разоряться, поскольку возникла мода на зеркала и из казны утекали какие-то безумные деньги.

Мария Ширяева: Безумные, огромные.

Ирина Прохорова: И это стало вопросом национального… импортозамещения, как мы бы сейчас сказали. Необходимо было создать королевскую мануфактуру, что благословил Людовик XIV.

Марина Зуева: Все-таки венецианское зеркало очень резко отличается от всего, что будет дальше. Муранское стекло ни с чем не сравнимо, в любом случае.

Ирина Прохорова: И до сих пор.

Марина Зуева: Что касается французов, которые сделали на этом бизнес, знаете, я думаю, тоже молодцы. Почему одни итальянцы должны смотреться в зеркала? Что вся остальная Европа-то будет делать?

Ирина Прохорова: Если я правильно помню, почему венецианцы в итоге проиграли — потому что итальянцы не раскрывали секреты. Они не хотели обучать французов. Вели себя плохо, требовали безумные деньги. Так что, в общем, эта мануфактура была на грани разорения. Но что открыли французы — это как делать большие зеркала. А венецианцы так и не научились это делать. Потому что они выдували… То есть, я помню смутно, нашли новую технологию, позволяющую делать зеркала огромных размеров.

Марина Зуева: Конечно.

Мария Ширяева: Да.

Ирина Прохорова: Вот почему появился Версаль с его абсолютно фантастическими зеркалами.

Марина Зуева: Ну, относительно. Они со швами, и в те же зеркала, между прочим, которые сделали и раскатали, итальянцы отказывались смотреть. Конечно, они патриоты. Но они также относились к зеркалу не с таким практицизмом и функционализмом, как это делали французы. И в любом случае они были уверены, что у них были гораздо красивее. И все что касается зеркал, все-таки, на мой взгляд, все-таки итальянцы. Конечно, французы сделали зеркальный бизнес на больших плоскостях, но эти зеркала отражали интерьеры. Их плохо совмещали, они со швами. Мне всегда интересно, когда в Версале туристки, особенно азиатского происхождения, китаянки, японки, которые маленького роста, хотят заглянуть и посмотреть, какие же они там. Страшно разочаровываются, потому что эти зеркала для этого не предназначены. Они интерьерные. Они с наклоном, вот поэтому так и тянешься. Я знала, поэтому не тянулась.

Ирина Прохорова: Тем не менее это ведь не просто была индустрия, которую надо было сделать больше. Вот, больше зеркала. XVI, а особенно XVII век — это наступление нового времени. Сейчас говорят — модернового времени. Это все-таки изменение концепции человека. Собственно, сама идея, что можно смотреться в зеркало и при этом быть хорошим христианином, то есть изменение концепции греха. То раскрепощение человека, которое начинается в это время, оно начинается вовсе не в трактатах, а на уровне бытовом. И как раз зеркала были первым признаком эмансипации человека от, так сказать, жесткого сословного общества. И идея зеркала, где ты можешь увидеть себя целиком, — это революция сознания.

Марина Зуева: Серьезная революция. Вы сравниваете себя с пространством, а не только с фоном. Когда мы смотримся в небольшое зеркало, мы смотримся на каком-то фоне. И этот фон мы вынуждены учитывать. На темном, на светлом. А хорошо, когда красивый фон. А когда вы смотритесь уже в поясное. Оплечное сначала в ренессансе, дальше поясное. А уж когда во весь рост, что было уже в эпоху барокко и рококо. Очень сильное формообразующее влияние оказывало зеркало. Одно дело — смотреть на себя в прямоугольное зеркало, и другое — смотреть на себя в другой форме зеркала.

Ирина Прохорова: Интересно, что зеркала стали и предметом искусства. Как менялись оправы? И вообще еще ценность их была в том, что они не просто были дорогие в изготовлении, они же еще и украшались необыкновенным образом. Может быть, немножко расскажете, как менялись оправы со временем и вообще как менялся облик зеркала?

Марина Зуева: Он очень разный, конечно… На самом деле, я думаю настоящая современная женщина должна носить не одно зеркальце. А хотя бы два. Чтобы видеть себя.

Ирина Прохорова: Точно. В наших сумках можно многое найти.

Марина Зуева: Можно многое найти, но, я думаю, редко найдется два зеркала. А на самом деле это европейская фасадность: мы так вот хорошо смотримся — и о’кей. На самом деле, чтобы смотреть на себя, очень хорошо круглое или овальное зеркало. Оно нас как-то окаймляет, собирает, и мы себя очень хорошо чувствуем.

Ирина Прохорова: Как интересно! Я никогда не думала, что овальное зеркало более комфортно.

Марина Зуева: Да, конечно.

Ирина Прохорова: Маша, ну вот как раз в связи с интерьерами…

Мария Ширяева: Вспомним те же овальные зеркала, зеркало псише в интерьере. Ведь как оно было изобретено? Для Наполеона. Он был маленького роста, и чтобы его увеличить, было изобретено вот зеркало на шарнирах, которое крутилось вокруг своей оси…

Ирина Прохорова: То есть можно было делать наклон?

Мария Ширяева: Да, и при наклоне человек, смотрящийся в зеркало, выглядит выше.

Ирина Прохорова: Это уловки в магазинах, когда ты смотришь на себя и выглядишь так изысканно, приходишь домой и думаешь: что-то не то.

Мария Ширяева: Да-да, вот именно к вопросу об интерьере.

Марина Зуева: Мне кажется, дизайнер имеет право это делать, чтобы что-то продать. А потом, мы должны создавать себе хорошее настроение. Давайте смотреться в правильные зеркала и чувствовать себя при этом хорошо. Хотите в мягкое, венецианское, лучистое? Смотритесь. И вы будете себя вести так, достойно. Вы сами себе нравитесь и создаете ощущение вокруг себя.

Ирина Прохорова: Мне кажется, это все равно оптический обман. Вы смотритесь в зеркало, которое вас украшает, и вы внутренне преображаетесь.

Марина Зуева: Ну хорошо. А зеркало — это вообще обман.

Ирина Прохорова: И вы как бы начинаете соответствовать тому облику, который вы видите.

Марина Зуева: И здорово! Если вы смотритесь в зеркало определенной формы, вы хорошо и выглядите, и ведете себя, и движения становятся другими. В интерьере же это важно?

Ирина Прохорова: Маша, а вот по поводу интерьера все-таки, современного интерьера, о чем мы начинали уже говорить. С вашей точки зрения, можно ли что-то говорить о специфике мировоззрения современного человека по тому, какие зеркала человек предпочитает, есть ли какая-то мода на зеркала, меняющаяся быстро или нет?

Мария Ширяева: Ну, здесь уже, конечно, зеркало далеко не бытовой предмет, оно очень широко используется в дизайне. И если смотреть по сферам применения, сейчас такое огромное разнообразие того, что можно сделать с зеркалом в интерьере. Мы можем прям по пунктам это перечислить. Во-первых, совершенно различные формы. То есть круглые, квадратные, прямоугольные, фигурные, в форме рыбок каких-то там, животных, антропоморфные, еще какие-то зеркала, пожалуйста, восьмиугольные — здесь огромный выбор зеркал, если, допустим, надо что-то украсить. Вы можете вот такой арт-объект у себя применить. Вы можете, допустим, украшая интерьер гостиной, применить зеркальную мозаику. И это будет красиво, будет скрадывать недостатки стены и создавать оптическую иллюзию.

Ирина Прохорова: И будет светлее. Если вы включаете свет, то это создает дополнительный какой-то световой источник.

Мария Ширяева: Да, дополнительный. И загадочность при слегка затемненном освещении. Некую таинственность, что тоже интересно. Вы можете ставить зеркала в нише, тем самым создавая некую иллюзию того, что у вас там еще какая-то комната есть, куда хочется зайти.

Ирина Прохорова: Продолжение пространства.

Мария Ширяева: Продолжение пространства, да. Есть интересные приемы использования зеркал, например, когда на тумбе на камине стоят какие-то фигурки, и сзади них вы ставите зеркало. Тем самым увеличиваете количество этих фигурок и красоту подчеркиваете.

Ирина Прохорова: Правильно ли я понимаю, что зеркало стало одним из основных приемов современного дизайна, создающим различные отражающие поверхности, которые иногда могут заменить и картину? То есть зеркало становится просто важным инструментом существования человека в частном пространстве. Это очень важный момент. Мы можем видеть, какая эволюция сознания произошла: от того, что даже смотреть на себя греховно, до абсолютного окружения себя зеркальными поверхностями.

Марина Зуева: Давайте посмотрим на новинку — это собственно монитор, будь то компьютера или телевизора, который превращается в зеркало, а потом превращается в картину, которую можно менять, как в рамках, и интерьер таким образом вообще серьезно изменяется.

Ирина Прохорова: Вообще соединение телевизора с зеркалом актуализирует метафору зазеркалья, идею, что вы попадаете по ту сторону зеркала, в другую реальность. И здесь есть овеществление метафоры, когда зеркало — а потом вдруг телевизор, то есть. вам открывается оттуда другая реальность. Мне кажется, в этом тоже есть что-то невероятно мистическое. Ну, может быть, не только в телевизорах, но и в бытовой технике, допустим, духовка с зеркальной дверцей, пожалуйста, есть такие.

Мария Ширяева: Или вытяжки. Есть, например, модель зеркальная, она как зеркало висит над варочной поверхностью.

Марина Зуева: Смотритесь, когда готовите.

Сергей Белов «Дом напротив»

Ирина Прохорова: Получается тотальный нарциссизм, вы все время видите себя в разных отражениях.

Марина Зуева: А вот насколько это комфортно — это большой вопрос.

Ирина Прохорова: Это вопрос как раз к дизайнеру. Насколько она считает, что это комфортно. Это пожелание, требование самого человека или это некоторая мода?

Мария Ширяева: Естественно, пожелание клиента, его психология, его образ жизни — это то, что в первую очередь должен учитывать дизайнер. Во вторую очередь дизайнер может ему предложить некие идеи, и человеку может это понравится. Просто заказчик может даже не догадываться о том, что есть еще и такое.

Мария Ширяева: Зеркальная мебель тоже сейчас модной становится.

Ирина Прохорова: Снова модной. Я помню эти бабушкины шкафы, у которых на передней панели всегда было зеркало, у меня всегда это ассоциируется с какой-то стариной. Правильно я понимаю, что это возвращается?

Марина Зуева: Все возвращается, ведь глянец был в древности, и сейчас везде глянец. А насчет комфортности, наверное, каждому решать, и даже не дизайнеру, а человеку, которому дизайнер интерьер делает. Хочу я отражаться в микроволновке или не хочу. А я не хочу отражаться в микроволновке. Да мы можем заменить это элементарно. У человека существует выбор.

И вот последняя мода, которая меня потрясла, это когда в спальне, например, появляются нечаянно поставленные вещи в интерьере — это пик моды. Как будто кто-то принес, или от бабушки осталось, и вот они нечаянно тут, как будто через несколько минут их вынесут. И точно так же зеркало. Наверное, Маша тут может ответить. Меня сначала не только удивляло, а возмущало такое, но возмущало с точки зрения функциональности. Неужели как только вы проснулись, вы хотите видеть себя в зеркало? Вы, как дизайнер, думаете, большинство клиентов хотят видеть себя в зеркало?

Мария Ширяева: Я  сталкиваюсь с тем, что нет. Не хотят. То есть существует…

Ирина Прохорова: Простите, я перебью вас, если я правильно помню, у французских королей под балдахином было зеркало, и король должен, даже когда спит, принимать красивую позу. Он должен был просыпаться и видеть, что лежит достойно короля. Что вообще-то ужасно, как мне кажется, психологически.

Марина Зуева: Это, наверное, непросто, сложно ведь было спать и контролировать себя во сне.

Мария Ширяева: Вы правы, плюс сейчас мода пошла на фэншуй. И мы, как дизайнеры, вынуждены прислушиваться к этому. В общем-то, конечно, не должен спящий человек отражаться в зеркале. Задача дизайнера — разместить зеркало так, чтобы оно и присутствовало в спальне, но и спящий человек и кровать не отражались в нем. То есть не на потолке, не напротив изголовья, а сбоку где-то от кровати. Допустим, в виде аккуратного туалетного столика с зеркалом. Или где-то поставить трельяж, но чтобы он не смотрел непосредственно на кровать. Он может параллельно кровати стоять. Или это может быть зеркало, скрытое в шкафу…

Ирина Прохорова: Все-таки в частном пространстве для человека важно, чтобы зеркальные поверхности были сведены к минимуму?

Мария Ширяева: Если не совсем сведены на нет, то присутствовали бы так, чтобы  человек в них не отражался, например, когда он спит.

Ирина Прохорова: Ну вот, мы и половину не успели обсудить важнейшего про зеркало, а уже время заканчивается. Но я думаю, что те, кто нас смотрят, а потом прочтет, может быть, поймут, какое это поразительное явление — зеркало, какое за ним стоит мифологическое и культурное наследие. И наверное, совершенно по-другому станут относиться к такому предмету обихода, как зеркало. И возможно, задумаются: где вешать это зеркало? И нужно ли это делать вообще.

Марина Зуева: Мне хотелось сказать еще про современное искусство. Хочется посмотреть на примеры, где есть глянцевые поверхности. Это глянцевые поверхности или зеркало? Что там отражается? Вот это тоже интересная тема.

Ирина Прохорова: Да, это тема, к которой мы еще вернемся, например, зеркало еще и в западноевропейской литературе. Романтики, которые поднимали тему двойничества, реального и нереального. Во многом зеркало там становилось одним из центральных персонажей. Но, увы, время наше уходит. Я благодарю вас. Большое спасибо за участие! Я думаю, когда-нибудь мы еще вернемся к разговору о зеркале.

Все выпуски программы смотрите здесь.

Каков физический процесс, с помощью которого зеркало отражает световые лучи?

Питер Н. Саэта, доцент кафедры физики в колледже Харви Мадда, отвечает:

«Осциллирующее электрическое поле в падающей световой волне создает силу, действующую на заряды внутри зеркала. Большинство зарядов либо слишком тяжелые (что верно для ядер атомов), либо слишком сильно связаны (что верно для большинства электронов), чтобы значительно колебаться в ответ на это поле.Однако сравнительно слабо удерживаемые связывающие электроны вместе со свободными электронами, присутствующими в металлах, могут перемещаться в ответ на эти электрические силы.Эти электроны колеблются с той же частотой, что и падающий свет, что порождает отраженную волну.

«Поскольку в зеркале очень много электронов, которые все колеблются с частотой падающего света, отражение от зеркала на самом деле является коллективным усилием. Все электроны танцуют под одну и ту же музыку, ритм которой задается падающим светом. Эта координация заставляет отраженную волну делать тот же угол по отношению к поверхности зеркала, что и падающий луч.

«Типичное зеркало состоит из куска стекла, покрытого слоем металла. Стекло само по себе отражает небольшую часть света, но металлический слой значительно увеличивает отражательную способность. Если бы металл был идеально проводящим, это было бы отражают весь свет, но проводимость реальных металлов не идеальна. Это несовершенство приводит к некоторому поглощению света металлом. Например, полированная серебряная поверхность отражает около 93 процентов падающего видимого света, что очень хороши как металлы.Интересно, что если металлический слой очень тонкий — всего несколько сотен атомов толщиной — тогда большая часть света проходит через металл и выходит обратно. Если вы подберете толщину металлического слоя правильно, вы можете сделать светоделитель, который делит падающий луч света на две равные части, при этом лишь небольшая часть света теряется в самой металлической пленке.

«Каким бы хорошим ни было отражение серебряного зеркала, вы можете добиться гораздо большего с диэлектрическими зеркалами. Эти отражатели состоят из чередующихся слоев двух прозрачных материалов с разными показателями преломления.Диэлектрические зеркала могут иметь коэффициент отражения 99,999% или лучше на длине волны, для которой они предназначены. В этих зеркалах практически весь падающий свет отражается, и практически ни один из них не поглощается зеркалом и не проходит через него ».

Основные свойства зеркал — Знакомство с зеркалами

Зеркала, предвосхищая даже грубые линзы, являются, пожалуй, самым старым оптическим элементом доисторические пещерные обитатели, несомненно, были очарованы их отражениями в нетронутых прудах и других водоемах, но самые ранние искусственные зеркала не были обнаружены до тех пор, пока не были обнаружены египетские пирамидальные артефакты, датируемые примерно 1900 годом до нашей эры. осмотрел.Зеркала, сделанные в греко-римский период и в средние века, состояли из хорошо отполированных металлов, таких как бронза, олово или серебро, в форме слегка выпуклых дисков, которые служили человечеству более тысячелетия.

Только в конце двенадцатого или начале тринадцатого веков было разработано использование стекла с металлической основой для производства очков , но усовершенствование этой техники заняло еще несколько сотен лет. К XVI веку венецианские мастера изготавливали красивые зеркала, сделанные из листа плоского стекла, покрытого тонким слоем амальгамы ртути и олова (см. Рисунок 1 для готической версии).В течение следующих нескольких сотен лет немецкие и французские специалисты превратили изготовление зеркал в изящное искусство, а зеркала изысканной обработки украшали холлы, столовые, гостиные и спальни европейской аристократии.

Наконец, в середине 1800-х годов немецкий химик-органик Юстус фон Либих разработал метод нанесения металлического серебра на предварительно протравленную поверхность стекла путем химического восстановления водного раствора нитрата серебра. Это открытие стало значительным технологическим прогрессом для уже хорошо зарекомендовавшей себя зеркальной индустрии и возвестило новую эру, в которой зеркала можно было производить из всего, что сделано из стекла.Современные бытовые и коммерческие зеркала продвинулись еще дальше и обычно изготавливаются путем напыления тонкого слоя алюминия или серебра на заднюю часть стеклянной пластины в вакууме. Для научных и оптических приборов требуются более сложные методы изготовления, которые включают многослойное вакуумное напыление тонких пленок, специальные материалы подложек, высокоточную полировку с очень малыми допусками и стойкие к истиранию защитные покрытия.

Отражение света является неотъемлемым и важным фундаментальным свойством зеркал и количественно измеряется соотношением между количеством света, отраженного от поверхности, и светом, падающим на поверхность, термин, известный как коэффициент отражения .Зеркала разной конструкции и конструкции широко различаются по своей отражательной способности: от почти 100 процентов для зеркал с высокой степенью полировки, покрытых металлами, отражающими видимые и инфракрасные длины волн, до почти нуля для сильно поглощающих материалов.

Изображения, формируемые зеркалом, являются либо реальных , либо виртуальных , в зависимости от близости объекта к зеркалу, и могут быть точно предсказаны в отношении размера и местоположения на основе расчетов, основанных на геометрии любого конкретного зеркала. .Реальные изображения формируются, когда падающие и отраженные лучи пересекаются перед зеркалом, тогда как виртуальные изображения возникают в точках, где за зеркалом сходятся продолжения падающих и отраженных лучей. Плоские (плоские) зеркала создают виртуальные изображения, потому что точка фокусировки, в которой пересекаются выходы всех падающих световых лучей, расположена за отражающей поверхностью.

Передняя или задняя поверхность плоского зеркала может быть покрыта подходящим отражающим материалом.Обычные бытовые зеркала имеют покрытие на задней поверхности, так что отражающая поверхность защищена стеклом, но зеркала, предназначенные для критических научных приложений и оптических систем, обычно имеют покрытие на передней поверхности и называются зеркалами первой поверхности . Характеристики изображения плоского зеркала можно определить, исследуя положение и расстояние от объекта до поверхности зеркала (см. Рисунок 2). Для всех плоских зеркал объект и виртуальное изображение расположены на равных расстояниях от отражающей поверхности, при этом отдельные световые лучи подчиняются закону отражения (падающие и отражающие лучи сталкиваются и выходят под одинаковыми углами от оптической оси).Изображение, создаваемое плоским зеркалом, кажется равным по размеру объекту, и оно прямое (правая сторона вверх). Декораторы интерьеров часто используют оптические свойства плоских зеркал, чтобы создать иллюзию того, что комната вдвое больше фактического размера.

Как показано на рисунке 2, наблюдатель визуализирует объект, отраженный зеркалом, как расположенный за зеркалом, поскольку глаз интерполирует отраженные световые лучи по прямым линиям до точки схождения. Единственное изменение объекта, которое становится очевидным при рассмотрении отражения, — это поворот на 180 градусов вокруг плоскости зеркала, эффект, обычно называемый , реверсия изображения.Таким образом, зеркальное отображение асимметричного объекта, такого как человеческая рука, будет перевернуто (фактически, зеркальное отображение левой руки будет отображаться как правая рука). Преобразование правой системы координат в левую в пространстве объектов известно как инверсия , и несколько плоских зеркал могут использоваться для получения четного или нечетного числа инверсий.

Чтобы отражать световые волны с высокой эффективностью, поверхность зеркала должна быть идеально гладкой на большом расстоянии с дефектами, которые намного меньше длины волны отражаемого света.Это требование применяется независимо от формы зеркала, которое может быть неправильным или изогнутым, в дополнение к плоским зеркальным поверхностям, которые обычно встречаются в домашних условиях. Изогнутые зеркала грубо делятся на две категории: вогнутые, и , выпуклые, , термины, которые также используются для описания геометрии простых тонких линз. В случае зеркал изогнутая поверхность называется либо вогнутой, либо выпуклой в зависимости от того, находится ли центр кривизны на стороне отражающей поверхности или на противоположной стороне.

Хотя большинство изогнутых зеркал имеют форму части поверхности сферы, поверхность также может быть цилиндрической, параболоидальной, эллипсоидальной, гиперболоидальной (см. Рисунок 3) или какой-либо другой формой, имеющей асферическую геометрию . Как правило, сферические зеркала создают либо увеличенные, либо уменьшенные изображения, в зависимости от того, вогнутые они или выпуклые. Например, выпуклые зеркала заднего вида в автомобилях создают панорамные изображения уменьшенного размера, в то время как вогнутые зеркала для бритья увеличивают черты лица вокруг подбородка.Цилиндрические зеркала отражают световые лучи в линейной фокальной плоскости на единственной оси с уменьшенными поперечными размерами, а эллипсоидальное зеркало, которое имеет две фокальные точки и используется в качестве отражателя, будет фокусировать свет из одной фокальной точки в другую. Напротив, параболоидальное зеркало (аналогичное другим асферическим примерам) может фокусировать параллельный луч света в точечный источник или наоборот, тогда как гиперболоидальные зеркала создают виртуальные изображения от объектов, расположенных в фокусной точке. Другие формы зеркал, в том числе стержневые и конические, используются для освещения на 360 градусов, для изгиба траекторий изображения и для лазерных приложений.Эти зеркала обычно имеют меньший диаметр, что делает их идеальными для использования в устройствах с ограниченными размерами, таких как фиброскопы и эндоскопы. Многие геометрические формы асферических зеркал трудно изготовить с точными допусками и обладают большей степенью аберрации, что приводит к более высокой стоимости и, следовательно, к меньшему количеству практических применений.

Сферические зеркала

Зеркала, имеющие сферическую отражающую поверхность, способны формировать изображения аналогично тонкой линзе или единственной преломляющей поверхности, но без сопутствующей хроматической аберрации, которая часто сопровождает дисперсию линзы.По этой причине зеркала иногда используются вместо линз в сложных оптических приборах, но они не могут полностью заменить элементы линз, потому что другие зеркальные аберрации труднее, а то и невозможно исправить. Геометрическо-оптическое описание зеркал в количественном отношении менее сложное, чем для линз, и они имеют много общих характеристик. Сферические зеркала имеют четко определенный радиус кривизны, который простирается от центра сферы и образует прямые углы с каждой точкой на поверхности.Кроме того, линия, проведенная от центральной точки на сферической поверхности через центр кривизны, определяет основную оптическую ось или оптическую ось зеркала.

В случае параксиальных лучей, падающих на сферическую зеркальную поверхность (тех, которые движутся параллельно оптической оси), все отраженные лучи (или их продолжения) сходятся в общей точке фокусировки, расположенной либо спереди, либо сзади зеркала. . Расстояние между фокусной точкой и поверхностью зеркала называется фокусным расстоянием зеркала .Для соответствия терминологии, адаптированной для линз, фокусное расстояние вогнутого зеркала имеет положительное значение, а фокусное расстояние для выпуклого зеркала — отрицательное. В результате зеркала, которые собирают световые лучи, имеют положительное фокусное расстояние (аналогично линзам), а зеркала, которые расходятся световыми лучами, имеют отрицательное фокусное расстояние. Кроме того, в соответствии с терминологией линз поперечная плоскость, проходящая через фокальную точку, называется фокальной плоскостью, а параллельные лучи, отраженные под любым углом по отношению к оптической оси, сходятся в некоторой фокальной точке в фокальной плоскости.

Вогнутые сферические зеркала

Изучите, как перемещение объекта дальше от центра кривизны влияет на размер реального изображения, сформированного вогнутым зеркалом. Также исследуются эффекты перемещения объекта ближе к зеркалу, сначала между центром кривизны и точкой фокусировки, а затем между точкой фокусировки и поверхностью зеркала.

Начать обучение »

Расположение изображений, создаваемых сферическими зеркалами, можно определить экспериментально, графически или с помощью геометрических формул.Графическая трассировка лучей или трассировка Методы представляют собой простой и популярный метод определения положения изображений, формируемых зеркалом. На рисунке 4 представлены параллельные трассы лучей, указывающие основные лучи и расположение изображения, образованного вогнутым (рисунок 4 (а)) и выпуклым (рисунок 4 (б)) зеркалами. Основные лучи полезны, потому что их можно нарисовать для соединения критических точек между объектом, изображением, зеркальной поверхностью, центром кривизны и фокальными точками без точных угловых измерений.

Красный, желтый и синий световые лучи, исходящие из самой верхней точки объекта ( P ; на кончике зеленой стрелки), все отражаются от поверхности вогнутого зеркала на рисунке 4 (а) и фокусируются на сопряженная точка ( P ‘) для формирования реального перевернутого изображения, которое меньше, чем объект. Луч синего света проходит параллельно оптической оси и отражается через точку фокусировки ( F ), прежде чем достигнет сопряженной плоскости (изображения).Красный луч проходит через точку фокусировки и отражается зеркалом в направлении, параллельном оптической оси. Последний главный луч желтого цвета сначала проходит через центр кривизны зеркала и ударяет в зеркало под углом, перпендикулярным поверхности, а затем отражается обратно на себя. Как и в случае простых диаграмм следа лучей с тонкими линзами, любые два из этих трех основных лучей можно использовать для определения местоположения изображения, которое появляется в точке схождения. Затем третий луч используется для подтверждения схемы трассировки лучей.

Трассы лучей для выпуклого зеркала показаны на рисунке 4 (b) и имеют ту же цветовую схему, что и на рисунке 4 (a). Световые лучи, исходящие от кончика зеленой стрелки (точка P ) и отраженные поверхностью зеркала, создают удлинения, расходящиеся от точки сопряжения ( P ‘), образуя вертикальное виртуальное изображение за зеркалом. Подобно тому, как это показано на диаграмме вогнутого зеркала, луч синего света проходит параллельно оптической оси выпуклого зеркала, но теперь отражается под расходящимся углом, как если бы он исходил из фокальной точки ( F ).Продолжение синего луча, проведенного через зеркало, проходит через точку фокусировки. Точно так же желтый световой луч падает на зеркало под перпендикулярным углом и отражается обратно на себя, но образует расширение, которое пересекает центр кривизны зеркала. Красный луч, идущий под углом к ​​оптической оси до встречи с зеркалом, отражается параллельно оси, а также производит расширение, которое проходит через точку фокусировки.

При рассмотрении методов трассировки зеркальных лучей, луч света от объекта, параллельного оптической оси, отражается через точку фокусировки, а внеосевые лучи, проходящие через главную точку фокусировки, отражаются параллельно оптической оси.Кроме того, луч, падающий на вершину, отражается под равным углом от оптической оси (не показана), а световые лучи, проходящие через центр кривизны, отражаются обратно на себя. Как обсуждалось выше, для выявления геометрических параметров изображения необходимы только два основных луча. Уравнения зеркала можно получить, изучив соответствующие формулы линз и сделав несколько предположений относительно показателя преломления и толщины. Наиболее фундаментальное уравнение называется зеркальной формулой и задается соотношением:

1 / d 0 + 1 / d 1 = 1 / f

, где d (0) — это расстояние объекта от поверхности зеркала, d (1) — расстояние между изображением и зеркалом, а f — фокусное расстояние зеркала.Как и в случае линз, фокусное расстояние является положительным для сходящихся (вогнутых) зеркал и отрицательным для расходящихся (выпуклых) зеркал. При включении в оптические системы сферическая форма вогнутых и выпуклых зеркал позволяет им действовать как положительные и отрицательные линзы соответственно.

Размер изображения, сформированного выпуклым сферическим зеркалом, зависит от положения объекта по отношению к фокусной точке зеркала, но изображения всегда виртуальные, вертикальные и меньше самого объекта.Напротив, объект, расположенный за центром кривизны в вогнутом сферическом зеркале, формирует реальное изображение между точкой фокусировки и центром кривизны. Когда объект перемещается так, чтобы он совпадал с центром кривизны, вогнутое зеркало формирует реальное изображение, равное по размеру объекту, но перевернутое. Поднесенный еще ближе к поверхности, объект формирует перевернутое изображение, которое больше его самого. В точке на полпути между зеркалом и его центром кривизны (фокусом зеркала) отраженные световые лучи от объекта становятся параллельными, и изображение не формируется (зеркало заполняется неузнаваемым размытием).Если объект перемещается еще ближе между точкой фокусировки и зеркальной поверхностью, отраженные лучи расходятся и образуют вертикальное виртуальное изображение, которое больше, чем объект. Наконец, когда объект упирается в поверхность зеркала, виртуальное изображение снова становится того же размера, что и объект.

Диаграммы трассировки зеркальных лучей, такие как примеры, представленные на рисунке 4, специально разработаны с учетом тех же соглашений, которые используются для простых тонких линз. Например, расстояния, измеренные слева направо, положительны, и наоборот.Падающие световые лучи движутся слева направо, а отраженные лучи — справа налево. Линия, перпендикулярная оптической оси и касательная к центру отражающей поверхности (называемая вершиной ), может быть проведена в качестве ориентира для измерения расстояния до изображения, объекта, фокальной точки и кривизны. Следуя этим основным правилам, можно определить оптические параметры большинства зеркал и связать их с параметрами линз, которые могут разделять функции в оптической системе.

Большинство конструкций асферических зеркал ведут себя аналогично простым выпуклым и вогнутым зеркалам, когда рассматриваются световые лучи вблизи параксиальной области (близко к оптической оси). Фактически, многие формы зеркал можно считать практически неотличимыми от сферических зеркал в этом отношении. Однако по мере того, как исследуются световые лучи, все дальше удаляющиеся от центральной оси, начинают возникать отклонения и возникают новые, более конкретные геометрические отношения между объектом, изображением и фокусными точками.Кроме того, величина и серьезность оптических аберраций часто различаются в зависимости от конструкции зеркала, и это необходимо учитывать при разработке оптических систем, в которых используются эти зеркала.

Технология изготовления зеркал и нанесения покрытий

Отражательная способность любой непокрытой поверхности зависит от показателя преломления, угла падения, состояния поляризации падающего света и качества поверхности используемого материала. Идеальные подложки для изготовления недорогих зеркал включают Pyrex , экономичный состав боросиликатного стекла, который демонстрирует низкий коэффициент теплового расширения и относительно низкую оптическую деформацию. Плавленый диоксид кремния — это синтетический состав, часто используемый для создания прочных лазерных зеркал, который отличается превосходной термической стабильностью, широкополосной передачей длины волны и может быть отполирован с очень жесткими допусками для минимизации искажений волнового фронта и рассеяния света. Кроме того, стеклокерамика Zerodur , разработанная Schott Research Laboratories, обладает характеристиками, которые делают этот материал отличным кандидатом для изготовления высококачественных зеркал. Керамика прозрачная, но имеет слегка желтый оттенок и отличается чрезвычайно низким тепловым расширением.Другие материалы, такие как прозрачный для инфракрасного излучения фторид кальция, полезны при производстве критических зеркал для высокоэнергетических лазерных систем.

Качество (гладкость) и плоскостность оптических поверхностей — один из основных факторов, которые необходимо учитывать при разработке зеркал для конкретных применений. Когда плоский волновой фронт отражается от поверхности зеркала, фактическое искажение, создаваемое в волне, может составлять от половины до двух значений плоскостности поверхности. Отклонения субстрата от идеальной плоскости обычно выражаются в том, сколько дефектов в диапазоне длин волн видимого света (550 нанометров) или долях длин волн могут быть обнаружены по всей поверхности.Многие некритические приложения будут поддерживать большие отклонения одной или нескольких длин волн, в то время как для более строгих приложений часто требуется, чтобы поверхность отклонялась не более чем на четверть длины волны или меньше. Гладкость зеркальной поверхности определяется путем измерения количества царапин и царапин на единицу площади и выражения этой величины в виде отношения. Таким образом, соотношение царапин / копание 70/40 подходит для приложений низкого уровня, в то время как соотношение 10/5 требуется для высокопроизводительных лазерных систем и аналитических приложений оптической визуализации, где искажение волнового фронта должно быть сведено к минимуму.

Способность зеркала проводить тепло также важна для многих приложений. Подложки металлических зеркал могут отводить тепло от оптических систем более эффективно, чем стекло, но их часто труднее изготовить в специализированных геометрических формах, и они обычно добавляют системе лишний вес. Легкие металлы, такие как бериллий, становятся популярными среди дизайнеров и могут использоваться в критических ситуациях, когда возникает проблема с нагревом и требуются жесткие зеркала. Многие из новых составов стекла обладают превосходными коэффициентами теплового расширения и подходят для применений, которые не страдают от чрезмерных тепловых проблем.

Самый простой и наиболее распространенный механизм, используемый для создания зеркальных покрытий, — это нанесение тонкого слоя металла на полированную стеклянную подложку с помощью методов вакуумного напыления. Предпочтительные металлы (см. Рис. 5) включают серебро, алюминий, медь, золото и родий. В общем, 100-нанометровый слой алюминия или серебра обеспечивает отличное покрытие для множества применений, но более толстые покрытия приводят к более шероховатым поверхностям, что увеличивает светорассеяние. Алюминий можно наносить непосредственно на стекло, но для золота и других металлов необходимо использовать хром или другие промежуточные слои.Свежеосажденное алюминиевое покрытие демонстрирует коэффициент отражения около 90 процентов в большей части ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областей спектра (рис. 5), в то время как серебро дает соответствующий коэффициент отражения около 95 процентов в видимой и инфракрасной областях, но падает. сильно в ультрафиолете. Коэффициент отражения металлического зеркала можно рассчитать по следующему уравнению:

Коэффициент отражения (в процентах) = ((n — 1) 2 + k 2 ) / ((n + 1) 2 + k 2 ) × 100

где ( n ) — показатель преломления металлического покрытия, а k — молярный коэффициент экстинкции.Как правило, по мере того, как значение длины отраженной волны увеличивается (в инфракрасную область), показатель преломления и коэффициент экстинкции также увеличиваются, что приводит к увеличению отражательной способности. Серебро — один из наиболее подходящих материалов для зеркал, предназначенных для отражения света в видимой области, но алюминий более эффективен для ультрафиолетового света. Однако по мере увеличения длины волны до инфракрасной области коэффициент отражения алюминия снижается ниже 90 процентов, что может снизить производительность оптических систем с несколькими зеркалами.Например, при значении коэффициента отражения 80 процентов система с шестью зеркалами будет иметь пропускную способность всего 26 процентов. Медь и золото применимы только в длинноволновой видимой (более 650 нанометров) и инфракрасной областях (см. Рис. 5), в то время как родий можно использовать во всех спектральных областях для некритических применений, таких как бытовые зеркала.

Серьезная проблема с металлическими покрытиями зеркал возникает из-за образования оксидов (потускнения) и других отложений, когда тонкие пленки подвергаются воздействию атмосферы, что может привести к значительному ухудшению характеристик зеркала.Для защиты тонких металлических покрытий зеркал поверхность обычно покрывается диэлектрическим слоем, который позволяет обрабатывать зеркало и очищать его, а также повышает долговечность и снижает образование оксидов. Алюминиевые пленки могут быть защищены толстым слоем окиси кремния толщиной в половину длины волны для получения относительно устойчивой к истиранию поверхности. В некоторых случаях несколько диэлектрических слоев с чередующимися значениями показателя преломления осаждают поверх алюминиевых пленок для дальнейшего улучшения отражательной способности и повышения упругости верхнего покрытия.Металлические зеркала с многослойным покрытием часто называют улучшенными отражателями и представляют собой самые современные покрытия в этой категории. Золотые и серебряные пленки также покрываются одним или несколькими диэлектрическими покрытиями из монооксида кремния для получения результатов, аналогичных тем, которые наблюдаются с алюминием.

Диэлектрические покрытия зеркал

Типичное зеркало с металлическим покрытием отражает около 90 процентов падающих световых волн в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра.Чтобы улучшить эти характеристики, несколько слоев прозрачных диэлектрических материалов, таких как диоксид титана и диоксид кремния (с чередующимися высокими и низкими показателями преломления), могут быть нанесены на гладкую подложку для получения так называемых диэлектрических зеркал (см. Рисунок 6). Частичное отражение падающего света происходит на каждой границе раздела между диэлектрическими слоями, создавая когерентные (синфазные) световые волны, которые можно усилить за счет конструктивной интерференции. В результате получаются высококачественные зеркала с коэффициентом отражения, приближающимся к 100% для критически важных приложений для обработки изображений и лазеров.Кроме того, диэлектрические покрытия намного более долговечны, чем многие защищенные металлические покрытия.

Диэлектрические зеркала можно точно настроить для отражения определенных длин волн путем подгонки толщины каждого слоя так, чтобы произведение толщины и показателя преломления равнялось одной четверти целевой длины волны. Этот тип покрытия называется стековым отражателем на четверть длины волны . В большинстве случаев первый и последний слои в стопке сделаны из материала с более высоким показателем преломления, а внутренние слои чередуются между высокими и низкими показателями преломления.Увеличение количества слоев может увеличить коэффициент отражения для определенных длин волн, но часто за счет ширины спектральной полосы. Другой недостаток состоит в том, что диэлектрические зеркала часто очень чувствительны к углу падения и могут давать нежелательный плоско-поляризованный свет при неправильном расположении.

Ограниченная отраженная спектральная область, которую демонстрируют диэлектрические зеркала, обычно сводит их полезность к конкретным приложениям. Общая задача этих зеркал — отражать часть светового спектра, проходящую через оптическую систему, при прохождении выбранной области длин волн.Зеркала этого типа называются дихроичными или дихроичными зеркалами , потому что они эффективно разделяют свет на две отдельные спектральные области. Другое популярное применение диэлектрических зеркал — отражение лазерных лучей либо как часть самого резонатора лазера, либо как критический компонент последовательности, которая направляет луч через оптическую систему. Типичные диэлектрические зеркала, предназначенные для лазерных применений, состоят из 20-25 тонкопленочных слоев, которые обеспечивают максимальный коэффициент отражения более 99.9 процентов.

Широкополосные диэлектрические зеркала могут быть изготовлены путем объединения двух четвертьволновых стеков, которые имеют перекрывающиеся диапазоны длин волн в полосе пропускания. Эти зеркала часто содержат до 100 чередующихся диэлектрических слоев, что значительно увеличивает стоимость и сложность изготовления. Однако их характеристики не имеют себе равных, и могут быть изготовлены очень прочные многослойные диэлектрические зеркала с коэффициентом отражения более 99 процентов по всему спектру видимого света.

Зеркала из диэлектрика с многослойным покрытием, которые способны избирательно пропускать видимые длины волн при отражении инфракрасных лучей, называются горячими зеркалами .Эти зеркала, которые обычно изготавливаются в виде плоских пластин или вогнутых отражателей, очень полезны в проекционных и осветительных системах, которые обычно страдают от чрезмерного тепла, выделяемого высокоинтенсивными лампами. Полоса длин волн, отраженных в инфракрасной области, увеличена для расширенных горячих зеркал , высокопроизводительной версии стандартного диэлектрического зеркала, отражающего инфракрасное излучение. Инфракрасные волны часто удаляются из оптической системы при однократном отражении горячим или протяженным горячим зеркалом.В качестве альтернативы инфракрасное излучение можно отвести горячим зеркалом в область, где отвод тепла более удобен (например, вентилятор или радиатор). Соответствующие зеркала предназначены для отражения видимого света при передаче инфракрасного излучения. Эти диэлектрические отражатели, названные холодными зеркалами , могут использоваться для отвода тепла от оптических систем путем передачи его через зеркало. Горячие и холодные зеркала используются в солнечных элементах, а также в шлемах и козырьках скафандров для защиты космонавтов от инфракрасного солнечного излучения.

Зеркальные оптические аберрации

Когда параксиальные лучи света отражаются от сферической или асферической зеркальной поверхности, получаемые изображения находятся в резком фокусе. Однако световые лучи, собранные от всех точек распределенных объектов, и лучи, расположенные под большим углом вне оси, часто создают различные точки фокусировки (в зависимости от геометрии зеркала), которые являются результатом ряда хорошо задокументированных артефактов, известных как оптических аберраций . Это явление проиллюстрировано на Рисунке 7 для наиболее распространенного дефекта, сферической аберрации , где параллельные падающие лучи на увеличивающихся расстояниях от оси фокусируются ближе к поверхности зеркала.Когда небольшой экран помещается в параксиальную фокальную плоскость, а затем перемещается к зеркалу, достигается точка, в которой размер изображения фокусируется до минимума. Этот регион называют кругом наименьшего замешательства .

Сферическую аберрацию можно уменьшить или устранить путем изменения конструкции зеркала. Например, параболическое зеркало будет создавать формы отражения, подобные вогнутому сферическому зеркалу, но геометрию параболического зеркала можно изменить, чтобы все отраженные лучи находились в общем фокусе.Другой подход включает покрытие задней поверхности сферической менисковой линзы и использование преломления света через стеклянную линзу для уменьшения сферической аберрации. Эллипсоидальные зеркала по своей природе свободны от сферической аберрации в фокальных точках эллипсоида, и то же самое верно для гиперболоидальных зеркал.

Внеосевые аберрации, такие как астигматизм (рис. 7), возникают, когда объект расположен вдали от оптической оси зеркала. Падающие лучи, исходящие от объекта, падают на зеркало под косым углом и приводят к образованию двух взаимно перпендикулярных линий вместо точки изображения.Параболические зеркала, которые не имеют сферической аберрации, часто демонстрируют значительную степень астигматизма для изображений, расположенных в местах, удаленных от оси. По этой причине применение параболоидальных отражателей ограничено такими устройствами, как астрономические телескопы и прожекторы, которые проецируют или собирают параллельные световые лучи.

Как и линзы, сферические и асферические зеркала страдают от других распространенных аберраций, включая кома , кривизну поля и искажение , но они не содержат хроматических аберраций , одного из наиболее серьезных оптических дефектов, возникающих при использовании тонких линз. .Этот факт был использован несколькими производителями, которые создали объективы микроскопов, изготовленные из зеркал, полностью лишенных хроматической аберрации.

Применение зеркал

В оптических микроскопах широко используются плоские зеркала, как для направления светового луча через оптический путь на образец, так и для проецирования изображений в окуляры или датчик изображения. Среди других применений планарных зеркал — направление света через пути в простых и сложных оптических системах, а также повседневные задачи, такие как прерыватели, общие дефлекторы луча и вращатели изображения.Эллиптические плоские зеркала имеют удлиненную большую ось и используются для изгиба или складывания света под точными углами с минимальным искажением волнового фронта.

Цилиндрические зеркала, которые фокусируют свет на одной оси, используются как расширители луча, генераторы линий и для увеличения изображений вдоль одной оси. Напротив, более популярные выпуклые зеркала можно увидеть практически везде, от елочных украшений до широкоугольных зеркал безопасности в универмагах. Огромные параболические зеркала телескопов собирают свет из дальних уголков Вселенной, а меньшие версии излучают свет обратно в космос в виде прожекторов.Гиперболоидальное зеркало даже используется в качестве основного светоприемника для космического телескопа Хаббла.

Ближе к дому зеркала играют важную роль в специализированных системах освещения темного поля и микроскопов отраженного света. Асферические параболоидальные зеркала используются для формирования полого перевернутого конуса освещения при высокой числовой апертуре для формирования изображений в темном поле, в то время как эллиптические зеркала используются для направления света от вертикальных осветителей через объектив в системах отраженного света.Специализированные объективы, получившие название catoptric (см. Рисунок 8), используются в микроскопии отраженного света и имеют два основных преимущества по сравнению со своими аналогами на основе линз. Катоптрические объективы не имеют хроматических аберраций и не поглощают значительное количество ультрафиолетового и инфракрасного света. Последний фактор привел к разработке отражающих объективов как для ультрафиолетовой, так и для инфракрасной микроскопии, в дополнение к приложениям в микроспектрофотометрии.

Еще одним преимуществом катоптических объективов является то, что они могут быть спроектированы и изготовлены с расчетом на гораздо большие рабочие расстояния, чем преломляющие объективы с эквивалентным увеличением и числовой апертурой.Это позволяет использовать объективы для микроскопии горячего столика при температурах, которые могут повредить переднюю линзу преломляющего объектива. Помимо катоптрических объективов, зеркала играют важную роль во флуоресцентной микроскопии, где они действуют как дихроматические светоделители, направляя длины волн возбуждения на образец, а затем блокируют тот же свет после того, как он был отражен обратно через объектив. В других частях микроскопа также есть зеркала. Дуговые и вольфрамово-галогенные лампы накаливания часто имеют параболические отражатели, которые помогают концентрировать свет, проходящий через линзу коллектора, в оптический тракт микроскопа.Кроме того, сканирующие головки конфокального микроскопа используют тщательно скомпонованные зеркала для сканирования лазерным лучом образца в виде растрового рисунка. Эти и, казалось бы, бесконечный список других простых и продвинутых приложений делают зеркала одним из самых важных оптических компонентов в арсенале физиков.

Соавторы

Кеннет Р. Спринг — научный консультант, Ласби, Мэриленд, 20657.

Томас Дж. Феллерс и Майкл У.Дэвидсон — Национальная лаборатория сильного магнитного поля, 1800 г. Ист. Доктор Пол Дирак, Университет штата Флорида, Таллахасси, Флорида, 32310.

Зеркала в истории | HowStuffWorks

Когда люди начали делать простые зеркала около 600 г. до н.э., они использовали полированный обсидиан в качестве отражающей поверхности. Со временем они начали производить более сложные зеркала из меди, бронзы, серебра, золота и даже свинца. Однако из-за веса материала эти зеркала были крошечными по нашим стандартам: они редко имели диаметр более 8 дюймов (20 сантиметров) и использовались в основном для украшения.Единственным исключением был Фарос, Александрийский маяк, в большом металлическом зеркале которого днем ​​отражался солнечный свет, а ночью огонь был отмечен маяком.

Современные зеркала появились только в позднем средневековье, и даже тогда их изготовление было трудным и дорогим. Одна из проблем заключалась в том, что песок, используемый для производства стекла, содержал слишком много примесей, чтобы обеспечить настоящую прозрачность. Кроме того, сотрясение, вызванное добавлением расплавленного металла для подложки, почти всегда разбивало стекло.

Современные зеркала дебютировали только в эпоху Возрождения, когда флорентийцы изобрели процесс изготовления низкотемпературной свинцовой основы. Эти зеркала наконец стали достаточно прозрачными, чтобы художники могли их использовать. Например, архитектор Филиппо Брунеллески создал линейную перспективу с помощью зеркала, чтобы создать иллюзию глубины резкости. Кроме того, зеркала дали толчок новому виду искусства: автопортрету. Позже венецианцы завоевали мастерство изготовления зеркал с помощью своих методов изготовления стекла.Их секреты были настолько ценными, а торговля настолько прибыльной, что ремесленники-отступники, которые пытались продать свои знания иностранным мастерским, часто подвергались убийствам.

На тот момент зеркала были доступны только для богатых, но ученые тем временем заметили некоторые альтернативные способы их использования. Еще в 1660-х годах математики отметили, что зеркала потенциально могут использоваться в телескопах вместо линз; Джеймс Брэдли использовал эти знания для создания первого телескопа-рефлектора в 1721 году [источник: Панек].Несмотря на важность этого открытия, факт оставался фактом, что оба были дорогостоящими.

Современное зеркало изготавливается методом серебрения или напылением тонкого слоя серебра или алюминия на обратную сторону листа стекла. Юстус фон Лейбиг изобрел этот процесс в 1835 году, но большинство зеркал сегодня делают путем нагрева алюминия в вакууме, который затем связывается с более холодным стеклом [источник: Britannica]. Зеркала теперь используются для самых разных целей, от ЖК-проектора до лазеров и автомобильных фар.Но как на самом деле работают зеркала? Узнай на следующей странице.

Как работают зеркала? | Вондрополис

Вы бы поверили, что зеркала существуют с незапамятных времен? Это правда! Первые люди, когда-либо взглянувшие в спокойную темную лужу воды, увидели их отражение.

Вам не интересно, какова была их реакция? Кто эти люди? А что они делают в воде ?!

В принципе, зеркалом может быть что угодно с гладкой поверхностью, которая отражает почти весь падающий на нее свет — с очень небольшим поглощенным или рассеянным светом.Ключевым фактором является гладкая поверхность, потому что шероховатая поверхность рассеивает свет, а не отражает его.

Когда фотоны — лучи света — исходящие от объекта (например, вашего улыбающегося лица) ударяются о гладкую поверхность зеркала, они отражаются обратно под тем же углом. Ваши глаза видят эти отраженные фотоны как зеркальное отражение. Зеркальное отображение перевернуто, что вы можете легко увидеть, если встанете перед зеркалом в рубашке с надписью на ней. Слова на рубашке появляются в зеркале задом наперед.

Конечно, не все гладкие поверхности действуют как зеркала. Если гладкая поверхность поглощает фотоны, они не могут отскочить назад и не будет отражения.

Хотя спокойная темная вода использовалась как зеркало с незапамятных времен, люди начали делать зеркала тысячи лет назад. Первые зеркала, вероятно, были полированными камнями, такими как обсидиан (разновидность вулканического стекла). Большие куски полированного металла, такого как латунь, также использовались в качестве зеркал, хотя они были очень дорогими.

Знакомые вам современные зеркала появились гораздо позже. Европейские производители стекла начали разработку процесса покрытия прозрачного стекла тонким слоем отражающего металла в 15 и 16 веках.

Сегодня зеркала обычно изготавливаются из прозрачного стекла, которое с одной стороны покрыто тонкой пленкой металла, например серебра или алюминия. Зеркала в большинстве ванных комнат — это зеркала такого типа, известные как плоские зеркала. Они плоские и точно отражают объекты перед собой, сохраняя тот же относительный размер и положение отражаемых объектов.

Зеркала не только помогают вам выглядеть красиво перед тем, как отправиться в школу или на работу, но и выполняют множество важных функций. Например, зеркала заднего вида на машине позволяют вам видеть, что находится позади вас, прежде чем вы вернетесь назад. Зеркала также являются важной частью телескопов и микроскопов.

Зеркала могут даже помочь вам смотреть телевизор. Сегодняшние телевизоры высокой четкости часто полагаются на миллионы микроскопических зеркал для отображения тех красивых, четких изображений, которые вы так любите смотреть!

зеркал: выбор покрытия имеет значение | материалы | Справочник по фотонике

Зеркало — важный элемент многих оптических систем.Его основная функция — перенаправлять свет, часто с целью сделать оптическую систему более компактной. В этой статье обсуждаются виды тонкопленочных покрытий, которые можно использовать для зеркал. Выбор покрытия зависит от области применения, включая интересующий спектральный диапазон, желаемое качество оптического волнового фронта и ограничения по стоимости.

JDSU

Основное различие между бытовым зеркалом и оптическим зеркалом состоит в том, что одно имеет покрытие на задней поверхности, а другое — на передней.Для оптики необходимо использовать зеркало на передней поверхности. Это означает, что отражающая поверхность подвержена ухудшению окружающей среды, даже если она обычно находится в замкнутом пространстве и не подвергается суровым условиям домашнего зеркала. Важной частью технологии зеркал является создание прочного зеркала на передней поверхности, которое стабильно и может быть очищено.

Поверхность подложки зеркала должна быть ровной и гладкой. Плоскостность обычно определяется с точки зрения того, на сколько длин световых волн поверхность отклоняется от идеальной плоскости.Для многих применений стекло может быть плоским для нескольких длин волн видимого света. Для наиболее строгих требований поверхность должна быть плоской до четверти длины волны или меньше. Качество поверхности зеркала или его гладкость измеряется по царапинам и царапинам, которые остались после полировки. Спецификация царапин / раскопок 80/50 довольно обычна, в то время как спецификация 20/10 намного лучше, но дороже.

Для некоторых приложений важна способность зеркала проводить тепло.В этих случаях часто используются металлические подложки, потому что металл намного более проводящий, чем стекло. Металлические поверхности оптического качества можно изготавливать с помощью полировки или одноточечного алмазного точения. Наиболее часто используемые металлы — это медь и алюминий. Хотя бериллий очень токсичен, он используется, когда требуются особо легкие и жесткие зеркала. В случае металлических подложек покрытие улучшает отражательную способность и делает поверхность более прочной и устойчивой к царапинам.

Металлические зеркальные покрытия

Самым простым и распространенным зеркальным покрытием является тонкий слой металла.Слой алюминия или серебра толщиной 100 нм является отличным отражателем для видимого спектра. Алюминий отражает около 90 процентов света в видимом спектре, а серебро — около 95 процентов. Коэффициент отражения металлического зеркала можно рассчитать из показателя преломления n и коэффициента экстинкции k металла. Коэффициент отражения металлической поверхности в воздухе определяется по формуле:


Доступен обширный список значений n и k в широком диапазоне длин волн и для многих металлов. 1,2,3 Таблица 1 содержит сокращенный список с данными для ультрафиолетовых (0,2 и 0,3 мкм), видимых (0,4–0,7 мкм) и инфракрасных длин волн (от 1 до 10 мкм). В общем, металлы с k >> n блестящие, а металлы с k n ≈ 3 — серые. Таким образом, серебро с n = 0,13 и k = 2,92 при 0,5 мкм блестит, а вольфрам с n = 3,4 и k = 2,69 — нет. По мере того, как длина волны увеличивается в ИК-диапазоне, увеличиваются значения n и k , что приводит к высокому коэффициенту отражения в этой спектральной области.
ТАБЛИЦА 1.
n И k ДЛЯ ОТБРАННЫХ МЕТАЛЛОВ

Длина волны (мкм):


0,2
0,3
0,4
0,5
0.6
0,7
1,0
2,0
4,0
10,0
Алюминий * n :
k :
0.12
2.30
0,28
3,61
0,49
4,86 ​​
0,77
6,08
1,20
7,26
1,83
8,31
1,35
9,58
2,15
20,7
6,43
39,8
25,3
89,8
Бериллий n :
k :
0.84
2,52
2,42
3,09
2,89
3,13
3,25
3,17
3,43
3,18
3,47
3,25
3,28
3,87
2,44
7,61
2,38
16,7
8,3
41,0
Хром n :
k :
0.89
1,69
0,98
2,67
1,50
3,59
2,61
4,45
3,43
4,37
3,84
4,37
4,50
4,28
4,01
6,31
3,08
13,7
14,2
27,5
Медь n :
k :
1.01
1,50
1,39
1,67
1,18
2,21
1,13
2,56
0,40
2,95
0,21
4,16
0,33
6,60
0,85
10,6
2,41
21,5
11,6
49,1
Золото n :
k :
1.43
1,22
1,80
1,92
1,66
1,96
0,85
1,90
0,22
2,97
0,16
3,95
0,26
6,82
0,85
12,6
2,60
24,6
12,4
55,0
Молибден n :
k :
0.81
2,50
2,86
3,70
3,03
3,22
3,41
3,74
3,68
3,47
3,82
3,56
2,58
4,02
1,38
10,4
2,32
23,0
12,6
56,7
Никель n :
k :
1.00
1,54
1,74
2,00
1,61
2,36
1,68
2,96
1,88
3,54
2,18
4,05
2,81
5,00
3,78
8,17
4,15
14,6
6,83
37,0
Платина n :
k :
1.24
1,34
1,46
2,17
1,72
2,84
1,97
3,44
2,25
3,97
2,54
4,49
3,44
5,79
5,27
6,72
3,74
15,5
10,4
38,0
Родий n :
k :
0.78
1,85
0,84
3,00
1,41
4,20
1,88
4,68
2,07
5,37
2,33
6,11
3,41
7,83
3,83
13,1
5,71
25,1
14,4
57,3
Серебро n :
k :
1.07
1,24
1,51
0,96
0,17
1,95
0,13
2,92
0,12
3,73
0,14
4,52
0,21
6,76
0,65
12,2
2,30
24,3
13,3
54,0
Вольфрам n :
k :
1.47
3,24
2,98
2,36
3,39
2,41
3,40
2,69
3,56
2,85
3,84
2,88
3,04
3,44
1,28
7,52
1,77
17,6
9,5
45,0

* Алюминий имеет провал отражательной способности на 0,8 мкм: для λ = 0.8 мкм, n = 2,80 и k = 8,45
для λ = 0,9 мкм, n = 2,06 и k = 8,30

ИСТОЧНИК: Справочник по оптическим константам твердых тел

В видимом спектре, серебро является наиболее отражающим (рис. 1). Для УФ-приложений, таких как зеркала астрономических телескопов, серебро неприемлемо, а алюминий — лучший выбор. К сожалению, алюминий страдает в районе от 0.От 8 до 1,0 мкм, при этом коэффициент отражения падает ниже 90 процентов. В оптической системе с несколькими зеркалами это может отрицательно сказаться на производительности. При коэффициенте отражения 85 процентов пропускная способность системы с пятью зеркалами составляет всего 44 процента.


Рис. 1. Зависимость отражательной способности некоторых блестящих металлов от длины волны от 0,2 до 1,2 мкм. Значения коэффициента отражения рассчитываются с использованием уравнения 1 с данными из ссылок 1 и 2.

Медь и золото используются только в красной и инфракрасной областях спектра.Для ситуации с более высокой прочностью и менее блестящими металлами подходят. Например, родий используется для изготовления стоматологических зеркал, а хром — для изготовления зеркала заднего вида в автомобилях. Алюминий довольно стабилен как зеркало, но серебро быстро тускнеет. если не хранить в сухом, незагрязненном месте. Например, серебряное зеркало, которое может прослужить несколько месяцев в Альбукерке, штат Нью-Мексико, может испортиться в течение дня в Орландо, штат Флорида. Если высокая отражательная способность требуется только за пределами 0,6 или 0,7 мкм, золото — хороший выбор, потому что оно экологически чистое. стабильный.Однако даже незащищенное зеркало из алюминия или золота не может выдерживают чистку чем угодно, кроме нежнейшего ватного диска или Расческа из верблюжьей шерсти.

Решением проблемы деградации является покрытие зеркала диэлектрическим материалом, который тверже, чем поверхность металла. Обычным материалом верхнего покрытия для зеркал видимого диапазона является оксид кремния (SiO). Зеркало с простым диэлектрическим покрытием называется защищенным металлическим зеркалом. Экологически устойчивые серебряные зеркала могут быть изготовлены путем включения различных слоев верхнего покрытия. 4

Для увеличения отражательной способности металлического зеркала можно использовать более сложное покрытие. Такое покрытие могло бы состоять из нескольких диэлектрических слоев с чередующимися высокими и низкими показателями преломления. Первый слой обычно имеет низкий индекс, а последний слой — высокий. Этот тип зеркала называется усиленным металлическим зеркалом или усиленным отражателем. С четырьмя слоями отражательная способность может быть увеличена на несколько процентов в ограниченной спектральной области (рис. 2).


Рисунок 2. Коэффициент отражения улучшенного алюминиевого зеркала в зависимости от длины волны по сравнению с коэффициентом отражения алюминиевой поверхности без покрытия. Усовершенствованное зеркало включает четыре чередующихся слоя диоксида кремния и диоксида титана.

Полностью диэлектрические покрытия для зеркал

Зеркала могут быть изготовлены путем нанесения на стеклянную подложку стопки чередующихся диэлектрических слоев с высоким и низким показателем преломления. Если кто-то хочет сделать зеркало для данной длины волны света, обычно обозначаемой λ 0 , толщина каждого слоя выбирается так, чтобы произведение толщины и показателя преломления слоя было λ 0 /4. .Это называется пакетным отражателем λ / 4. Первый и последний слои стопки изготовлены из материала с высоким коэффициентом преломления. Увеличение количества слоев может увеличить коэффициент отражения при λ 0 , но спектральная ширина области с высоким коэффициентом отражения ограничена. Если пакетный отражатель λ / 4 состоит из p + 1 слоев с высоким показателем преломления n H и p слоев с низким показателем преломления n L на подложке с показателем преломления n S , максимальный коэффициент отражения определяется по формуле:


, где эффективный индекс n E пакета λ / 4 определяется как:
Для пакета из 11 слоев, коэффициент отражения которого показан на рисунке 3, следующее Были использованы значения: n H = 2.5, n L = 1,46 и n S = 1,52 с p = 5. Длина волны λ , край на каждом краю области с высоким коэффициентом отражения, определяет ширину полосы отражения, как показано на рисунке 3. Два значения λ край задаются следующим образом:
, где

Для кривой отражения на рисунке 3 рассчитанные длины волны края составляют 0,727 и 1,034 мкм. Из-за ограниченной ширины области с высоким коэффициентом отражения стековые зеркала с λ / 4 имеют определенные применения.Чаще всего они используются в качестве лазерных отражателей либо как часть самого резонатора лазера, либо для оптики, которая направляет лазерный луч через оптическую систему. Например, рефлектор 0,85 мкм можно использовать с лазерным диодом в проигрывателе компакт-дисков. Типичный лазерный отражатель обычно имеет от 21 до 27 слоев и имеет максимальный коэффициент отражения более 99,9 процента.
Рис. 3.
Зависимость отражательной способности пакета λ / 4 полностью диэлектрического зеркала от длины волны. Зеркало состоит из 11 чередующихся слоев диоксида титана и диоксида кремния.Полоса отражения центрирована на λ 0 = 0,85 мкм, а ширина области с высоким коэффициентом отражения находится между двумя длинами волн, обозначенными λ , край , заданными уравнениями 4 и 5.


Пакетный отражатель λ / 4 также можно использовать для фильтрации или удаления выбранной части спектра из оптической системы. Такой фильтр называется дихроичным фильтром, потому что он разделяет свет двух спектральных областей.

Широкополосное полностью диэлектрическое зеркало может быть изготовлено путем объединения двух или более пакетных отражателей λ / 4 с центральными длинами волн, достаточно близкими друг к другу, чтобы края полос отражения перекрывались.Такое зеркало является прочным и непроводящим, и его коэффициент отражения может превышать 99 процентов во всем видимом спектре. Зеркало с такой производительностью может включать до 100 слоев. Покупателю остается выбор между более высокой стоимостью 100-слойного зеркала с коэффициентом отражения 99+ и гораздо менее дорогим трех- или четырехслойным улучшенным алюминиевым зеркалом с коэффициентом отражения около 97%.

Последнее слово об оптическом рисунке: в случаях, когда важны оптический рисунок или плоскостность, выбирайте зеркало с меньшим количеством слоев.На фигуру поверхности, отполированной до 1/10 длины волны, не будет отрицательно влиять слой алюминия толщиной 1000 Å, который имеет вариации толщины в несколько процентов. Однако 100-слойное покрытие с вариациями толщины 2% по поверхности (типичный допуск на однородность покрытия) будет искажать волновой фронт отраженного луча на несколько длин волн. Астрономы-любители, которые полируют зеркала собственных телескопов — часто с точностью до λ / 10 — должны быть осторожны, чтобы не испортить фигуру алюминиевое покрытие с защитным слоем, имеющим плохую однородность.

Список литературы

1. Справочник по оптическим константам твердых тел . Эдвард Д. Палик, изд. (1985). Академическая пресса.

2. Справочник по оптическим константам твердых тел II . Эдвард Д. Палик, изд. (1991). Академическая пресса.

3. Справочник по оптическим константам твердых тел III . Эдвард Д. Палик, изд. (1998). Академическая пресса.

4. Вулф, Джесси Д., Рональд Э. Лэрд, К.К. Карнилья и Дж. П. Лехан (1995). Прочные просветляющие покрытия на основе серебра и улучшенные зеркала. ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ПОМЕХ, 1995 Technical Digest Series , 17: 115-117.


Зеркала — Physics LibreTexts

Зеркало — это устройство, которое содержит поверхность, используемую для отражения света.

Поскольку зеркала обычно не поглощают много света, большая часть света перенаправляется при контакте с зеркалом, и общее качество объекта обычно сохраняется в новом изображении.

Зеркала изготавливаются из разных материалов и имеют множество применений.

САМОЛЕТ СЕРЕБРЯНЫЕ ЗЕРКАЛА

Обычно так делают повседневные зеркала.

Во-первых, это зеркало сделано из прозрачного плоского стекла. Стекло почти прозрачное, чтобы пропускать большую часть света.

Во-вторых, стекло покрыто тонким слоем серебра. Твердое серебро, образовавшееся на стекле, образуется в результате восстановления жидкого нитрата серебра, который изначально прилипает к стеклу. Серебро поглощает очень мало света и отражает около 95% его. Когда свет падает на серебро, он отражается под тем же углом, что и на серебро.

Наконец, световые лучи в конечном итоге встречаются и формируется виртуальное изображение.(Это видео на YouTube демонстрирует эту концепцию: http://www.youtube.com/watch?v=0T3CVPlv1D8)

Серебро очень часто используется, потому что это лучший отражатель видимого света среди обычных металлов. Он отражает около 95% видимого света в спектрах видимого света (400–700 нм). Хотя серебро стоит дорого, слоя серебра толщиной 100 нм обычно достаточно для достижения полной отражательной способности серебра.

Помимо описанного выше серебряного зеркала, зеркала также могут быть изготовлены из других материалов.Полезность материала зависит от его стоимости и эффективности отражения имеющихся длин волн света.

Алюминиевые зеркала

Алюминий часто заменяют серебром. На это есть две основные причины. Во-первых, алюминий сохраняет высокую отражающую способность в ультрафиолетовом диапазоне. Это делает его особенно полезным для космических приложений. Во-вторых, алюминий намного дешевле серебра.

Алюминий сохраняет отражающую способность 88-92% в видимой области спектра.

Алюминиевые зеркала обычно изготавливаются путем прикрепления алюминия к стеклу с помощью вакуума и последующего покрытия алюминия несколькими слоями защитной краски.

Зеркала с золотым покрытием

Зеркала из золота очень дороги в изготовлении. Однако они очень полезны для отражения инфракрасного излучения. Золотые зеркала могут улавливать 96% излучения в спектре от 800 нм до 20 мкм. Однако они в основном бесполезны ниже 500 нм.

Зеркала могут принимать не только разные покрытия, но и разные формы.

Зеркала могут быть плоскими (см. Описание вверху), вогнутыми или выпуклыми.

Формы зеркал:

Зеркала вогнутые

Вогнутое зеркало используется для фокусировки изображения близко к зеркалу. Изображения перед зеркалом или за ним в зависимости от того, как далеко изображение находится от точки фокусировки. Для получения дополнительной информации посетите: http://www.physicsclassroom.com/class/refln/u13l3e.cfm

Зеркала выпуклые

Выпуклые зеркала используются для создания виртуальных образов, которые формируются по другую сторону зеркала.Эти зеркала используются в качестве боковых зеркал автомобилей. Для получения дополнительной информации посетите: http://www.physicsclassroom.com/class/refln/u13l4a.cfm

Использование зеркал:

Самым распространенным зеркалом является плоское зеркало, используемое для того, чтобы смотреть на себя. Другие распространенные зеркала включают выпуклые зеркала, используемые на боковых зеркалах для автомобилей, и плоское зеркало, используемое в качестве заднего зеркала для автомобилей. Менее распространенные, но очень важные, повседневные зеркала включают зеркала, расположенные в телевизорах и проекторах.

Возьмем, к примеру, зеркало DLP, разработанное Texas Instruments: http://www.ti.com/lsds/ti/analog/dlp…dlp-works.page. Это набор из миллионов микрозеркал, которые тщательно направляют свет, чтобы на экране он отображался в высоком разрешении.

Другой очень важный пример зеркал — зеркала телескопа Хаббла. Ниже приведено полезное изображение с http://hubblesite.org/the_telescope/hubble_essentials/image.php?image=light-path:

.

Последний, но интересный пример использования зеркал — это солнечная площадка Иванпа, расположенная в пустыне Мохаве.http://news.nationalgeographic.com/news/energy/2013/07/130725-ivanpah-solar-energy-mojave-desert/

Это система, в которой сотни или зеркала окружают водонапорную башню. Днем зеркала отражают свет в водонапорную башню в центре системы. Это нагревает воду. В конечном итоге вода собирается для получения энергии.

Потрясающая физика, лежащая в основе работы зеркал

Зеркала вокруг нас каждый день, и мы склонны принимать их как должное, но что именно происходит на научном уровне, когда мы вглядываемся в одно? И в этой заметке, знаете ли вы физику, которая объясняет, почему мы видим отражение горного хребта в прозрачном, спокойном озере внизу?

По сути, зеркало состоит из блестящего куска чрезвычайно гладкого металла, удерживаемого на месте стеклянной передней панелью и тонким слоем подложки (обычно алюминия).Ключом к тому, как работает зеркало, является то, как физика света ведет себя в нашей Вселенной: те же законы, по которым банан кажется желтым, а лист бумаги — белым.

Цвет чего-либо определяется тем, какие цвета видимого спектра он поглощает или отражает. Наш вышеупомянутый банан, например, поглощает все цвета, кроме желтого, поэтому желтый свет возвращается к нашим глазам (если нет света, и в этом случае банан такой же черный, как и все остальное). Между тем, белые объекты отражают все цвета видимого спектра и поэтому кажутся бесцветными.

Металлы внутри зеркал выполняют тот же трюк, отражая все цвета видимого спектра, но разница в том, что они очень гладкие на микроскопическом уровне. Лист бумаги может показаться вам гладким, но он даже не находится в той же степени гладкости, что и зеркало, и именно так формируется зеркальное изображение: весь свет отражается прямо в том направлении, откуда он только что пришел.

Анна Грин из Mental Floss использует аналогию связки теннисных мячей, брошенных в стену, которые обычно отскакивают в том же направлении, откуда пришли.Попробуйте выполнить то же упражнение на отвесной скале, и шары будут вращаться во всех направлениях. Зеркало из металла и стекла — это стена, а шары — это лучи света, падающие на наши глаза.

Тот же эффект происходит, когда рябь попадает в пруд — поверхность больше не плоская, свет больше не отражается прямо назад, и вы больше не можете видеть свое лицо, когда вглядываетесь в него. С тех пор, как нам удалось усовершенствовать производство зеркал, они стали полезными в науке, транспорте и во многих других областях.

И если вам интересно, почему зеркала переворачивают изображение, которое они видят, ну … на самом деле, они этого не делают. Это мы переворачиваем изображение, когда надеваем футболку, переворачиваем табличку или поднимаем руку. Все, что делает зеркало, — это в точности то, что находится перед ним, без какого-либо переворачивания. Подробнее об этом:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.