Was ist ein Spiegel?
Ein Spiegel ist ein Haushaltsgegestand. Ein Spiegel ist ein optisches Gerät, das Licht reflektiert, aber in der Industrie gibt es eine breite Palette von Spiegeln.
Beispiele sind sphärische Spiegel, bei denen die reflektierende Oberfläche kugelförmig ist, toroidale Spiegel, bei denen die Krümmung zwischen der x- und der y-Achse unterschiedlich ist. Weitere Beispiele sind parabolische Spiegel, die das gesamte von einem Brennpunkt ausgehende Licht parallel ausrichten (oder umgekehrt paralleles Licht auf einen Punkt fokussieren), und ellipsoidische Spiegel, die das Licht von einem Punkt auf einen anderen Punkt fokussieren. Als reflektierende Oberfläche wird häufig hochreines Aluminium verwendet, aber auch dünne Silber- und Goldschichten kommen zum Einsatz. Dünne Goldschichten werden insbesondere für die Reflexion von Infrarotlicht verwendet.
Anwendungen von Spiegeln
Spiegel werden zum einen als Spiegel auf Kommoden und Schminktischen im Wohnbereich verwendet. Andererseits werden sie in industriellen Produkten als Messinstrumente in verschiedenen optischen Geräten wie Spektralphotometern, Photodetektoren und FTIR verwendet.
Sie werden auch in optischen Konsumgütern wie Projektoren, Kameras, CDs und DVDs sowie in Mikroskopen verwendet.
Ohne Spiegel hätten optische Geräte, die Linsen verwenden, aufgrund des Brennpunkts eine lange und schmale Form, aber durch die Verwendung von Spiegeln zur Beugung des Lichtwegs können optische Geräte kleiner gemacht werden.
Funktionsweise der Spiegel
Neben Spiegeln werden auch Linsen und andere optische Elemente verwendet, um Lichtwege zu konstruieren. Bei Linsen wird das Licht entsprechend dem Unterschied im Brechungsindex fokussiert oder in kollimiertes Licht umgewandelt. Da der Brechungsindex jedoch je nach Wellenlänge unterschiedlich ist, tritt das Problem der chromatischen Aberration auf, bei der sich die Position des fokussierten Lichts je nach Wellenlänge ändert. Spiegel hingegen reflektieren das Licht bei allen Wellenlängen auf die gleiche Weise und vermeiden so das Problem, dass sich der Lichtweg bei jeder Wellenlänge ändert.
Die Langlebigkeit ist ein wichtiger Faktor bei der Auswahl von Spiegeln. Vor allem wenn sie ultravioletter Strahlung ausgesetzt sind, verschlechtert sich die Oberfläche, was im Laufe der Zeit zu einer Verringerung des Reflexionsvermögens führt. Eine Möglichkeit, die Haltbarkeit zu erhöhen, besteht darin, die Aluminiumoberfläche mit einer Beschichtung wie Magnesiumfluorid zu versehen.
In letzter Zeit ist die erforderliche Form der reflektierenden Oberfläche flexibler geworden. Eine Methode zur Herstellung solcher Freiformspiegel ist das Diamantdrehen. Dabei handelt es sich um eine Methode zur Herstellung von Spiegeln durch direkte Bearbeitung von Aluminium mit einer Diamantdrehmaschine. Auf diese Weise können Spiegel mit einer Vielzahl von gekrümmten Oberflächen hergestellt werden.