Jako nejstarší zrcadlo sloužila našim předkům klidná hladina tůní a jezírek. Už okolo roku 3000 před n. l. taviči kovů objevili sklo. Později dokázali primitivní zrcadla i vyrábět. Byly to vlastně jen vyleštěné kusy plechu - obyčejně z mědi nebo ze stříbra. Měděná zrcadla nacházíme v egyptských hrobech pocházejících z období 2900 - 2800 před n. l. Nejstarší používané bronzové zrcadlo se našlo u Neuenburského jezera a pochází z období okolo 2000 před n. l. Tato zrcadla měla několik nevýhod. Povrch kovu brzy zoxidoval a kov se brzy poškrábal.
V 16. století se mistři v italských Benátkách naučili nanášet velmi tenkou vrstvu stříbra na sklo. Stříbro tak bylo z té strany, kde se dotýkalo skla, chráněno před kyslíkem i před poškrábáním. Benátská zrcadla byla po dlouhou dobu velmi vzácná, vyskytovala se jen v palácích šlechticů a velmi bohatých lidí. Nyní se zrcadla vyrábí tak, že na skleněnou plochu je nanesena tenká lesklá kovová plocha (např. cínový amalgám), která zadní plochou zrcadla odráží více než 90 % dopadajícího světla.
Od konce 20. století bylo sestrojeno několik astronomických přístrojů se zrcadlem tvořeným hladinou rtuti. Nejjednodušším optickým zobrazovacím prvkem je rovinné zrcadlo. Odraz v rovinném zrcadle. Zdroj: commons.wikimedia.org. Světelný paprsek dopadá na rovinné zrcadlo v bodě dopadu. Paprsky dopadající na rovinné zrcadlo se řídí zákonem odrazu. Odražený paprsek proto leží v rovině dopadu. Na obrázku je bod A´ zdánlivým obrazem bodu A. V rovinném zrcadle vzniká přímý, stranově převrácený, nezmenšený, neskutečný (zdánlivý) obraz. Rovinná zrcadla jsou součástí periskopů nebo fotoaparátů zrcadlovek.
Polopropustné zrcadlo část světla odráží a část světla propouští. Princip polopropustného zrcadla.
Možná netušíte, že za ním sedí vedoucí prodejny popřípadě pracovníci kontroly prodejny, kteří sledují dění v prodejně. Podobná zrcadlová stěna se používá v nemocnicích k nenápadné kontrole pacientů, v peněžních ústavech na sledování podezřelých klientů a pracovníků. Asi nejznámější použití je u kriminalistů, kteří tak sledují obviněné při jejich výslechu. V optice se polopropustné zrcadlo také nazývá dělič svazku. Jeho účelem je rozdělit paprsek světla tak, aby část prošla přímo, zatímco druhá část se odrazila - to se využívá např.
V dutém zrcadle o poloměru r se paprsky rovnoběžné s optickou osou po odrazu sbíhají do jednoho bodu, tzv. ohniska F. Střed kulové plochy, jejíž částí je zrcadlo, označujeme jako střed křivosti zrcadla S. Ohniskem a středem křivosti zrcadla prochází optická osa zrcadla. Průsečík optické osy zrcadla se zrcadlem je vrchol zrcadla V. Vzdálenost ohniska od vrcholu zrcadla je ohnisková vzdálenost f.
Konstrukce obrazu dutým zrcadlem. Do ohniska se odrážejí všechny paprsky rovnoběžné s optickou osou, tedy všechny paprsky vycházející z velmi vzdáleného zdroje světla (Slunce). Rovnoběžné sluneční paprsky se po odrazu od dutého zrcadla soustředí v ohnisku, kde vlastně vzniká obraz Slunce. Zde se také soustředí energie, kterou přenáší sluneční záření. Když umístíme do ohniska hlavičku zápalky, zápalka se vznítí. Paprsky ze zdroje umístěného v ohnisku dutého zrcadla jsou po odrazu od zrcadla rovnoběžné. Toho se využívá např. v osvětlovací technice, kde je však výhodné používat dutá zrcadla ve tvaru paraboloidu.
Takto jsou konstruovány např. Vypuklé zrcadlo má odrazovou vrstvu na vnější straně. Paprsky se po odrazu od vypuklého zrcadla rozptylují. Paprsky rovnoběžné s optickou osou vypuklého zrcadla se odrážejí tak, jako by vycházely z ohniska za zrcadlem.
Gaussova zobrazovací rovnice platí pro duté i pro vypuklé zrcadlo. Vzdálenost předmětu od vrcholu označujeme jako předmětovou vzdálenost a, vzdálenost obrazu od vrcholu jako obrazovou vzdálenost a´. Je třeba dodržovat tzv. znaménkovou konvenci: a, a´, f mají před zrcadlem kladnou hodnotu, za zrcadlem zápornou. Výška předmětu i obrazu mají kladné znaménko, pokud leží nad optickou osou. Paraxiální prostor je takový prostor symetricky rozložený kolem optické osy zrcadla (resp. čočky), v němž je zobrazení kolineární.
Pro konstrukci obrazu postačují dva význačné paprsky. Bod F (z 2. a 3. význačného paprsku) se nazývá ohnisko kulového zrcadla. U zrcadla dutého se paprsky v ohnisku skutečně protínají - bod F představuje tedy skutečné ohnisko. Vypuklé zrcadlo a duté zrcadlo se liší v tom, jak dopadají paprsky a kde se soustředí jejich obraz.
Používají se zejména parabolická zrcadla, jejichž plocha má tvar rotačního paraboloidu. U těchto zrcadel je možné lépe dosáhnout požadavku, aby světlo žárovky umístěné v ohnisku zrcadla bylo soustředěno do svazku rovnoběžných paprsků. Použitím parabolického zrcadla se koriguje i tzv. kulová vada zrcadla. Ta se projevuje u kulových zrcadel tak, že se rovnoběžné paprsky, které dopadají na kulové zrcadlo ve větší vzdálenosti od optické osy, neodráží přesně do ohniska. Dále se dutá zrcadla používají v astronomických dalekohledech. Vypuklá zrcadla se používají např. na křižovatkách, ve zpětných zrcátkách automobilů, protože mají velké zorné pole.
< p>Tabulka souhrnu klíčových pojmů| Pojem | Definice |
|---|---|
| rovinné zrcadlo | odraz v rovině dopadu; obraz je přímý, nezmenšený, zdánlivý |
| duté zrcadlo | vnitřní odraz; ohnisko skutečné |
| vypuklé zrcadlo | odraz na vnější straně; zrcadlové pole roztahuje obraz |
| ohniská vzdálenost f | vzdálenost ohniska od vrcholu |
| střed křivosti S | střed kulové plochy zrcadla |
| optická osa | přímka procházící vrcholem a středem zrcadla |
| paraxiální prostor | okolí optické osy, kde platí malé úhly dopadu paprsků |
Mezi největší dalekohledy na světě patří dvojice dalekohledů Keck. Jsou vybudovány na vyhaslé sopce Mauna Kea na Havajských ostrovech v nadmořské výšce kolem 4 000 m. Primární zrcadlo je složeno z 36 zrcadel ve tvaru šestiúhelníků. Každý ze šestiúhelníků má průměr 1,8 metrů. Jsou uspořádány tak, že pracují jako jedno zrcadlo o průměru 10 metrů, které má tvar hyperboloidu.
Většina svítilen využívá parabolické zrcátko, které umožňuje vyzařovat svazek rovnoběžných paprsků, případně kuželový svazek. 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.