OPTIKA Je takové zrcadlo, u něhož je zrcadlící plocha nanesena na kulovém vrchlíku. Obraz opět vzniká odrazem od této zrcadlící plochy.
Kulové zrcadlo je vytvořeno na povrchu části kulové plochy. Duté zrcadlo - zrcadlící plocha je na vnitřní straně vrchlíku; vypuklé zrcadlo - zrcadlící plocha je na vnější straně vrchlíku.
Základní pojmy a uspořádání
1. Přímka procházející středem křivosti C a vrcholem V zrcadla se nazývá optická osa zrcadla. 2. Předmětová vzdálenost je vzdálenost předmětu od vrcholu zrcadla. 3. F představuje ohnisko kulového zrcadla. F nazýváme ohnisko kulového zrcadla. U dutého zrcadla paprsky v ohnisku skutečně protínají - bod F představuje skutečné ohnisko.
Paraxiální prostor a zákon odrazu
Paraxiální prostor je prostor kolem optické osy, v němž je zobrazení kolineární a paprsky dopadají na zrcadlo pod malými úhly. Paprsky se chovají podle zákona odrazu. Při optickém zobrazování předpokládáme, že paprsky dopadají v tzv. paraxiálním prostoru, tedy v blízkosti optické osy.
Význačné paprsky a konstrukce obrazu
Pro konstrukci obrazu postačují dva význačné paprsky. Paprsek procházející středem křivosti zrcadla má po odrazu opačný směr než před odrazem, jelikož dopadá kolmo k poloměru křivosti. Další dva paprsky-paprsek dopadající rovnoběžně s optickou osou a odrážející se do bodu F, a paprsek procházející bodem F odrážející se rovnoběžně s osou-umožňují určit obraz.
Různé typy kulových zrcadel
1) Duté zrcadlo - zrcadlící plocha na vnitřní straně vrchlíku; paprsky v ohnisku se sbíhají. 2) Vypuklé zrcadlo - zrcadlící plocha na vnější straně vrchlíku; paprsky v ohnisku se rozcházejí.
Vlastnosti obrazu a zvětšení
Optické zobrazení charakterizuje měřítko optického zobrazení (příčné zvětšení) Z definované jako poměr výšky obrazu k výšce předmětu. Kromě příčného zvětšení se zavádí i osové (podélné) zvětšení. Vlastnosti obrazu dutým zrcadlem závisí na poloze předmětu na optické ose. Předmět vysoký 1 cm ve vzdálenosti různých hodnot od vrcholu dutého zrcadla o různých poloměrech křivosti poskytuje různá zobrazení.
U dutého zrcadla křižují se paprsky v ohnisku, pokud je obraz skutečný, tedy bod F představuje skutečné ohnisko. U vypuklého zrcadla se paprsky v ohnisku neprotínají v reálném prostoru, obraz bývá virtuální a zvětšený.
Praktické ilustrace a příklady
Ukázky paprsků 2 a 3 u dutého a vypuklého zrcadla demonstrují rozdíly v zobrazení. Obr. Přímka procházející středem křivosti a vrcholem ukazuje polohu optické osy. Předmět vysoký 1 cm stojí v různých vzdálenostech a s různými poloměry křivosti-tak se mění charakter obrazu. Vzdálenosti a velikosti jsou klíčové pro určení, zda obraz bude skutečný či virtuální, a zda bude zvětšený či zmenšený.
V dopravě a technice nacházejí dutá a vypuklá kulová zrcadla užití v různých aplikacích. Dutá zrcadla se využívají ve zdravotnictví k získání zvětšeného obrazu a v astronomii pro zvětšení obrazu v dalekohledech. Vypuklá zrcadla nacházejí uplatnění v dopravních zrcadlech pro zobrazení křižovatky a jiných nepřehledných prostorů. Na astronomické observatoři v Ondřejově se používá největší zrcadlový dalekohled v České republice, zrcadlové systémy jako Keck kombinují více zrcadel do jedné plochy o velkém průměru.
Další poznámky a souvislosti
Mezi největší dalekohledy světa patří dvojice dalekohledů Keck, uspořádané na vyhaslé sopce Mauna Kea v nadmořské výšce kolem 4 000 m. Primární zrcadlo Kecku je složeno z 36 zrcadel ve tvaru šestiúhelníků, které dohromady tvoří plochu 10 metrů v průměru a tvarem připomínají hyperboloid. Většina svítilen využívá parabolické zrcátko pro soustředěný výboj světla. Obor optiky zahrnuje také zrcadla a čočky v různých souřadnicích a jejich zvláštní vlastnosti.
