Виды зеркал: поверхность, покрытие и назначение

Зеркала удобно различать по трём независимым признакам: геометрии отражающей поверхности, отражающему покрытию и назначению готового изделия. Например, зеркало для ванной может иметь плоскую поверхность, металлическое покрытие и подсветку. Это три характеристики одного изделия, а не три взаимоисключающих вида.

Три независимые оси
ОснованиеПримерыНе следует путать с
Геометрия поверхностиПлоская / вогнутая / выпуклаяКруглым или прямоугольным контуром изделия
Отражающее покрытиеМеталлическое / многослойное диэлектрическоеПодсветкой или декоративной рамой
Назначение / комплектацияБытовое / обзорное / оптическое; с подсветкой как отдельный признакОбязательной формой поверхности

Что меняет геометрия поверхности

ПлоскоеВогнутоеВыпуклое

Не фокусирует параллельный пучок.

ПлоскоеВогнутоеВыпуклое

F: реальный фокус перед зеркалом.

ПлоскоеВогнутоеВыпуклое

F справа: мнимый фокус за зеркалом.

Оранжевый: падающие лучи; синий: отражённые. Пунктир за выпуклым зеркалом — продолжения, не свет. У плоского пути совпадают и показаны двумя цветами.

Авторские параксиальные схемы; направления лучей показаны стрелками. Не в масштабе.

Схема показывает параллельные падающие лучи. Для сферических поверхностей это идеализация вблизи оптической оси: далеко от оси лучи не обязаны собираться в одном точном фокусе. Пунктир справа от выпуклого зеркала — продолжения лучей, а не свет, прошедший через зеркало.

Геометрия и оптический результат — с указанными условиями
ПоверхностьПараллельные лучиИзображение реального объекта
ПлоскаяНе фокусирует параллельный пучокМнимое, прямое, того же размера; расстояние за зеркалом равно расстоянию объекта перед ним
Вогнутая сферическаяВблизи оси сходятся к реальному фокусу перед зеркаломРезультат зависит от положения объекта; не всегда увеличение
Выпуклая сферическаяРасходятся; продолжения сходятся к мнимому фокусу за зеркаломДля реального объекта — прямое, уменьшенное, мнимое

У вогнутого зеркала вид изображения зависит от расположения объекта относительно фокуса. Поэтому фраза «вогнутое всегда увеличивает» неверна. Бытовое увеличивающее зеркало рассчитано на определённое положение пользователя; его свойства нельзя переносить на все вогнутые зеркала.

Углы отражения и количество отражённого света — разные величины

Закон отражения сравнивает угол падения и угол отражения: они равны и отсчитываются от нормали, то есть перпендикуляра к поверхности в точке падения. Это правило направления луча.

Коэффициент отражения в энергетическом смысле — доля падающей мощности, которая отражается. Это не отношение угла отражения к углу падения. Для его численного значения нужны условия измерения, в том числе длина волны и угол: здесь универсальный процент для всех зеркал не задаётся.

Металлическое и диэлектрическое покрытия

Металлический отражающий слой и многослойное диэлектрическое покрытие — разные решения. В диэлектрическом зеркале отражение усиливается интерференцией на слоях с различными показателями преломления. На металлическом зеркале также может быть защитное покрытие; оно не превращает металлический отражающий слой в диэлектрический.

Покрытие выбирают под задачу и условия. Данные лазерного компонента из каталога нельзя без проверки считать характеристикой обычного зеркала для прихожей.

Форма изделия и форма поверхности — не одно

Круглый или прямоугольный контур не сообщает, плоская ли отражающая поверхность. Для классификации сначала задайте три вопроса:

  1. Какая геометрия поверхности: плоская, вогнутая или выпуклая?
  2. Как устроено отражающее покрытие по документации изделия?
  3. Какую функцию выполняет изделие: обычное отражение для быта, увеличение при заданном положении, обзор или оптическая задача?

Собственный пример. В условии задано круглое настенное зеркало для ванной: поверхность плоская, отражающий слой металлический, есть подсветка. «Круглое» описывает контур, «плоское» — оптическую геометрию, «с подсветкой» — функцию/комплектацию. Эти признаки не нужно помещать на одну ступень списка.

Эта карта помогает различать типы и читать описание товара. Она не является инструкцией химического состаривания, ремонта или подключения электрической подсветки. Для таких работ нужны отдельные требования конкретного изделия и подходящая квалификация; рецепты из описания внешнего эффекта сюда не переносятся.

Источники