Зеркало как оптический прибор
Законы геометрической оптики используются при создании большинства оптических приборов, в конструкцию которых входят зеркала и линзы. Это и простые лупы, и сложные астрономические телескопы, различные очки, театральные и морские бинокли, подзорные трубы и перископы, микроскопы и множество других инструментов.
Лучи от точечного источника можно собрать в одной точке с помощью зеркала. Для этого оно должно иметь форму эллипсоида, получающегося при вращении эллипса вокруг его оси.
Эллипс обладает тем свойством, что сумма расстояний от любой его точки до двух фокусов есть величина постоянная. Поэтому лучи, выйдя из одного фокуса, по любому пути дойдут до другого за одно и то же время.
Значит, если поместить точечный источник в одном фокусе эллипсоида, то в другом получится его изображение. Начертить эллипс очень просто.
Нужно кусок веревочки закрепить в двух точках — они будут фокусами эллипса, а затем, оттягивая ее карандашом, прочертить замкнутую кривую. Получим эллипс.
Зеркала телескопов обычно имеют форму параболоида (его прочерчивает вращающаяся вокруг своей оси парабола). Свет от далекой звезды приходит на Землю параллельным пучком.
А параболоид обладает свойством собирать параллельные лучи в одной точке, фокусе. Практически идеальное зеркало получается, если вращать вокруг оси цилиндрический сосуд с ртутью.
Дело в том, что при вращении поверхность жидкости в сосуде принимает форму как раз параболоида. Первым идею такого зеркала предложил Ньютон, но сделать его он не сумел.
Сейчас разрабатывается проект телескопа, состоящего из 18 «жидких» 12-метровых тарелок, который будет обладать такими же возможностями, как зеркало диаметром 50 м (гиперболоид инженера Гарина).
