Использование зеркал в науке, технике и медицине

У абсолютного большинства людей зеркало ассоциируется в первую очередь с косметическими процедурами — чисткой зубов, бритьём, осмотром лица и т. п. Помимо этого нам в голову приходят образы интерьера различных помещений, в том числе публичных, где зеркала выполняют скорее декоративную функцию.

При этом мало кто знает и когда-либо задумывался о том, насколько широко применение зеркал в таких сферах, как наука, техника, медицина, а ведь без зеркал мы бы не имели целого ряда различных приборов и услуг, к которым привыкли.

Чтобы исправить эту ситуацию с пробелом в знаниях многих людей, мы решили рассказать Вам в данной статье, насколько распространены зеркала в окружающем мире и как сильно они помогают нам в самых разных ситуациях, даже если мы этого не замечаем.

Телевизоры и проекторы

В наши дни мы пользуемся самыми разными высокотехнологичными приборами, на одном из которых вы прямо сейчас читаете данную статью. При этом некоторые из этих устройств работают с помощью зеркал, и по заголовку вы уже догадались, что речь про телевизоры и проекторы.

Основным элементом многих проекторов и телевизоров высокой чёткости (ТВЧ или HDTV), популярных в наше время, являются миллионы микроскопических зеркал. С их помощью проецируется изображение, в котором каждый пиксель соответствует одному микроскопическому зеркалу.

Если у Вас имеется телевизор высокой чёткости, то вы можете с уверенностью заявлять гостям, что имеете целые миллионы зеркал в своём доме, заодно можно устроить игру с угадыванием — где именно эти зеркала находятся.

Солнечная энергия

Во многих государствах активно развиваются альтернативные источники энергии, при упоминании которых у Вас наверняка появляется в голове образ холмистого или равнинного пейзажа со множеством ветряков, которые тихо крутятся на фоне голубого неба.

Это действительно один из самых распространённых типов альтернативной энергетики. Однако в южных широтах, где редко бывает пасмурно и часто светит солнце, а ветер является редкостью, выгоднее строить солнечные электростанции, многие из которых не смогли бы работать без зеркал.

Такие станции представляют собой башню, на вершине которой располагается резервуар, заполненный водой. Вокруг башни на земле расположены зеркала, каждое из которых имеет площадь в несколько квадратных метров. В течение дня, вместе с движением солнца по небу, зеркала поворачиваются, чтобы фокусировать солнечные лучи на башню с водой, которая, нагреваясь, испаряется и вращает турбину, вырабатывающую электроэнергию.

Без зеркал данный тип электростанций был бы полностью бесполезен, что лишило бы многих людей электроэнергии в условиях отсутствия иных источников энергии.

Зеркала в оптических приборах

В качестве оптического инструмента применяются плоские, выпуклые и вогнутые сферические, гиперболические и эллиптические зеркала. Применение зеркал широко в таких приборах, как телескопы, фотоаппараты, телеобъективы и т. п.

Телескопы

В телескопах используется свойство вогнутых зеркал фокусировать расположенный параллельно к их оси пучок света, т. е. телескоп не увеличивает объект, а улавливает электромагнитное излучение оптического диапазона (свет) и перенаправляет его в точку фокуса, получая таким образом изображение.

Вы наверняка слышали про космический телескоп Хаббл (и точно видели хотя бы несколько восхитительных снимков, сделанных им), который находится на орбите Земли. В нём тоже есть зеркала, главное из которых, к слову, оказалось сделано с ошибками, однако определили это уже после запуска телескопа на орбиту, поэтому исправлять дефект пришлось первой технической экспедиции прямо в космосе.

Хаббл, как и тысячи других телескопов на земной поверхности, позволил человечеству совершить множество открытий и изучить далёкие звёздные миры.

Прожекторы

В прожекторах применяется обратное используемому в телескопах явление — преобразование в зеркале пучка света, который находится в фокусе, в параллельный пучок.

Иными словами, горящая лампа испускает свет, который концентрируется в требуемом направлении с помощью рефлектора, в качестве которого выступает параболическое либо гиперболическое зеркало. Последнее используется вместе с линзой.

Без зеркал мы бы лишились прожекторов, фар и других самых разных световых приборов, в конструкции которых применяются рефлекторы, поэтому можно заключить, что зеркала делают нашу жизнь светлее.

Лазеры

Окружающий нас мир технологий наполнен огромным количеством приборов, в которых применяются лазеры. Мы сталкиваемся с ними в магазинах (аппарат для считывания штрих-кода), дома (работа с компакт-дисками, лазерными принтерами), в развлекательных заведениях (подсветка в клубах) и т. д.

Всего этого не было бы без зеркал, ведь лазеры состоят из трёх составляющих: источника энергии, рабочего тела и оптического резонатора, который представляет собой систему зеркал.

Стоит также упомянуть другое, не менее важное применение зеркал совместно с лазерами, а именно — лазерную локацию Луны. Она представляет собой измерение расстояния между Землёй и Луной посредством направления мощного лазера в сторону Луны, на которой установлены уголковые отражатели (зеркала), отражающие лазер обратно. По времени между пуском лазера и его возвращением определяется точное расстояние.

21 июля 1969 года астронавты программы «Аполлон-11» установили первый такой отражатель на Луне. Позднее были установлены другие зеркала, и до сих пор они применяются для измерения расстояния до нашего спутника.

Зеркальные фотоаппараты

Каждый день в мире делаются миллиарды фотографий, и всё благодаря наличию смартфонов у большинства людей. Несколько десятков лет назад сложно было представить себе, что создание снимков станет настолько доступным, но сейчас каждый из нас может сделать красивое фото и сразу же поделиться им с друзьями.

Однако даже сейчас, если вы хотите получить профессиональное фото, стоит обратиться к экспертам, которые в своей работе используют качественные фотоаппараты, среди которых, конечно же, выделяются зеркальные.

В устройстве таких фотоаппаратов используется система с зеркалом и отражательной призмой, перенаправляющей световой поток в окуляр фотокамеры, через который видно объект съёмки. Качество снимки в таких аппаратах заметно выше.

Микроскопы

Наверное, каждый в детстве на уроках биологии хотя бы раз пользовался микроскопом. Этот завораживающий прибор, позволяющий наблюдать за микроскопическим миром, тоже имеет в своей конструкции зеркало.

В микроскопе, как вы знаете, рассматривается тонкий срез изучаемого материала (препарат). Обычно они пропускают свет, но так как линза объектива маленькая, в неё попадает мало света, и его недостаточно для того, чтобы рассмотреть все детали.

Именно для увеличения освещённости в микроскопе используется зеркало, которое направляет на препарат свет, который затем попадает в объектив, и через окуляр наблюдатель может видеть чёткое и освещённое изображение.

К слову, плохая освещённость является проблемой и с обычными зеркалами в тёмное время суток, и не всегда расположение искусственного освещения в комнате позволяет хорошо осветить лицо, поэтому в каталоге Miralls самой популярной категорией зеркал являются модели с подсветкой.

Промышленность и кулинария

Наверняка вас смутил заголовок, в котором сочетаются совершенно разные сферы — промышленность и кулинария, но мы не ошиблись, и они правда связаны зеркалами.

Речь, конечно же, про солнечную печь. В России о данном устройстве слышал мало кто, так как никакого смысла в применении солнечной печи в наших широтах нет, но южнее, особенно в бедных странах, об этом устройстве знают многие.

Солнечная печь представляет собой параболическое зеркало или множество таких зеркал, если это печь промышленных масштабов. Они располагаются таким образом, чтобы фокусировать солнечный свет в определённой точке, температура в которой может достигать 3500 градусов по Цельсию!

В промышленности применение такой печи достаточно просто — в фокус лучей помещаются материалы для изучения их устойчивости или проводятся различные химические реакции.

В кулинарии применяются небольшие параболические зеркала, в точке фокуса которых располагается кастрюля с едой. В солнечный день на такой печи без каких либо затрат электроэнергии можно приготовить вкусный завтрак, обед или ужин.

Использование зеркал в медицине

Медицина — важная для всех сфера, ведь здоровье — самое дорогое, что у нас есть. И начав чтение этого раздела, вы наверняка вспомнили, где именно зеркала используются врачами.

Каждый, кто хоть раз был у стоматолога, сталкивался со стоматологическим зеркалом — небольшим инструментом, с помощью которого врач осматривает зубной ряд.

А теперь вспомните отоларинголога. Точнее, зеркало, которое закреплено на его голове. Многие даже не подозревают, зачем им такое странное приспособление, но для данной категории врачей этот инструмент, имеющий название «лобный рефлектор», является самым важным, ведь позволяет качественно осмотреть горло, нос и ухо пациента, направив туда свет.

Помимо этого зеркала применяются в хирургии, гинекологии и в ряде других медицинских сфер, упрощая работу врачам и многократно увеличивая точность постановки верного диагноза.

Заключение

Основываясь на всём вышеописанном можно заключить, что зеркала, к которым мы привыкли как к элементам интерьера, направленным на украшение дома и выполнение своих косметических функций, играют важную роль в науке, технологиях и медицине, так или иначе делая нашу жизнь качественнее и удобнее, пусть даже не всегда это является очевидным для нас.

Просьба оценить нашу статью в социальных сетях.

0