Oglinzi, Lentile, Dioptru Sferic

Oglinzi

Oglinzile sunt elemente optice cu suprafeţe metalizate care au proprietatea de a reflecta lumina. În funcţie de forma suprafeţelor reflectătoare există mai multe tipuri de oglinzi: plane, sferice, parabolice.

Oglinzi plane

Oglinda plană este un sistem acromat cu distanţa focală infinită care are proprietatea de stigmatism. Imaginea dată de o oglindă plană este dreaptă, egală cu obiectul şi simetrică faţă de suprafaţa p2 = -p1. Suprafaţa reflectătoare se obţine prin depuneri metalice, argint, nichel, aluminiu, pe plăci de sticlă. Există două tipuri de oglinzi plane: oglinzi pentru care se metalizează suprafaţa anterioară a lamei şi oglinzi pentru care se metalizează suprafaţa posterioară.

Oglinzile cu suprafaţa reflectantă anterioară dau o imagine simetrică a obiectului în raport cu suprafaţa oglinzii. La o deplasare a oglinzii cu Δp îi corespunde o deplasare a imaginii cu o distanţă 2Δp. O rotire a oglinzii cu unghiul αproduce o rotire a razei reflectate cu unghiul 2α.

În cazul oglinzilor cu suprafaţa reflectătoare posterioară, pentru protecţia stratului de metal se foloseşte o lamă de sticlă cu feţe plan paralele. Raza de lumină suferă două refracţii şi o reflexie pe suprafaţa metalizată. Sistemul lamă - suprafaţă metalizată se comportă ca şi cum oglinda ar fi fost deplasată cu distanţa Δd:

Δd=d[1 – cos i(n² - sin²i)-1/2]

unde d este grosimea lamei iar i este unghiul de incidenţă pe suprafaţa lamei. Acest fenomen nu influenţează comportarea oglinzii. Inconvenientul pe care îl prezintă aceste oglinzi este legat de posibilitatea existenţei unor reflexii multiple în interiorul lamei de sticlă, datorită cărora apar mai multe imagini ale obiectului.

Oglinzi sferice

Oglinzile sferice sunt dioptrii sferici având o suprafaţă reflectătoare. Din acest motiv, relaţia între punctele conjugate ( obiect şi imagine) pentru o oglindă sferică în domeniul paraxial se obţine punând condiţia n’ = - n în formula fundamentală a dioptrului sferic. Se obţine relaţia:

unde R este raza de curbură a dioptrului sferic. Oglinzile sferice pot fi concave şi convexe, după cum suprafaţa reflectătoare se găseşte pe partea concavă, respectiv convexă, a suprafeţei reflectătoare.

Distanţa focală a unei oglinzi sferice este:

f = R/2.

Oglinzile sferice nu sunt sisteme stigmatice. Un stigmatism aproximativ se poate realiza doar în domeniul razelor paraxiale, raze care prezintă înclinări foarte mici în raport cu axa optică. În condiţii obişnuite oglinzile sferice prezintă aberaţii geometrice datorită cărora imaginea este distorsionată.

Oglinzi parabolice

Aceste oglinzi au secţiunea de forma unei parabole. Oglinzile parabolice prezintă stigmatism pentru fasciculele paralele de lumină, imaginea formându-se în acest caz în focarul obiect al oglinzii. Aceste oglinzi au însă dezavantajul unui astigmatism mare şi a prezenţei altor aberaţii cum ar fi coma şi curbura câmpului. Utilizarea oglinzilor în construcţia aparatelor optice este avantajoasă datorită faptului că în acest caz nu apar aberaţii cromatice.