Зеркало

Зе́ркало

Тело, обладающее полированной поверхностью и способное образовывать оптические изображения предметов (в т. ч. источников света), отражая световые лучи. Первые сведения о применении металлических З. (из бронзы или серебра) в быту относятся к 3-му тыс. до н. э. В бронзовом веке З. были известны преимущественно в странах Древнего Востока, в железном веке получили более широкое распространение. Лицевая сторона металлических З. была гладко отполирована, обратная — покрыта гравированными либо рельефными узорами или изображениями; форма обычно круглая, с ручкой (у древних греков часто в виде скульптурной фигуры). Стеклянные З. (с оловянной или свинцовой подкладкой) появились у римлян в 1 в. н. э.; в начале средних веков они исчезли и снова появились только в 13 в. В 16 в. была изобретена подводка стеклянных З. оловянной амальгамой (См. Амальгама). С 17 в. многообразие форм и типов З. (от карманных до огромных трюмо) возрастает; обрамления З. становятся более нарядными. Часто З. служат отделкой стен и каминов в дворцовых интерьерах эпохи Барокко и Классицизма. В 20 в. с развитием тенденций Функционализма в архитектуре З. почти утрачивают декоративную роль и обычно оформляются в соответствии с их бытовым назначением (в простой металлической рамке либо вовсе без обрамления).

Оптические свойства З. Качество З. тем выше, чем ближе форма его поверхности к математически правильной. Максимально допустимая величина микронеровностей поверхности определяется назначением З.: для астрономических и некоторых лазерных З. она не должна превышать 0,1 наименьшей длины волны λmin падающего на З. излучения, а для прожекторных или конденсорных З. может доходить до 10 λmin.

Положение изображения оптического (См. Изображение оптическое), даваемого З., может быть определено по законам геометрической оптики; оно зависит от формы поверхности З. и положения изображаемого предмета.

Плоское З. — единственная оптическая система, которая даёт полностью безаберрационное изображение (всегда мнимое) при любых падающих на него пучках света (см. Аберрации оптических систем). Это свойство плоских З. обусловило их широкое использование со всевозможными конструктивными целями (поворот светового пучка, автоколлимация, переворачивание изображений и т.д.); такие З. входят в состав точнейших измерительных приборов (например, Интерферометров).

В оптических системах применяют также вогнутые и выпуклые З. Их отражающие поверхности делают сферическими, параболоидальными, эллипсоидальными, тороидальными; применяют и З. с поверхностями более сложных форм. Вогнутые З. чаще всего (но не всегда) концентрируют энергию пучка света, собирая его, выпуклые — рассеивают. Неплоские З. обладают всеми присущими оптическим системам аберрациями, кроме хроматических. Положение изображения предмета, создаваемого З. с поверхностью, обладающей осью симметрии, связано с радиусом кривизны r З. в его вершине О (рис. 1) соотношением:

Зеркало. Рис. 13

где s — расстояние от вершины О до предмета А, s' — расстояние до изображения А'. Эта формула строго справедлива лишь в предельном случае бесконечно малых углов, образуемых лучами света с осью З.; однако она является хорошим приближением и при конечных, но достаточно малых углах. Если предмет

находится на расстоянии, которое можно считать бесконечно большим, s' равно фокусному расстоянию З.:

Зеркало. Рис. 14

Свойства отражающих поверхностей. З. должно иметь высокий Отражения коэффициент. Большими коэффициентами отражения обладают гладкие металлические поверхности: алюминиевые — в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, серебряные — в видимом и инфракрасном, золотые — в инфракрасном. Отражение от любого металла сильно зависит от длины волны света λ: с её увеличением коэффициента отражения Rλ возрастает для некоторых металлов до 99% и более (рис. 2).

Коэффициент отражения у диэлектриков значительно меньше, чем у металлов (для стекла с показателем преломления n = 1,5 всего 4%). Однако, используя интерференцию света (См. Интерференция света) в многослойных комбинациях прозрачных диэлектриков, можно получить (в относительно узкой области спектра) отражающие поверхности с коэффициентом отражения более 99% не только в видимом диапазоне, но и в ультрафиолетовом, что невозможно с металлическими поверхностями. Диэлектрические З. состоят из большого (13—17) числа слоев двух диэлектриков попеременно с высоким и низким n. Толщина каждого слоя такова, что оптическая длина пути света в нём составляет 1/4 длины волны. Нечётные слои делаются из материала с высоким n (например, сульфиды цинка, сурьмы, окислы титана, циркония, гафния, тория), а чётные — из материала с низким n (фториды магния, стронция, двуокись кремния). Коэффициент отражения диэлектрического З. зависит не только от длины волны, но и от угла падения излучения.

Производство З. В древности в качестве З. использовали полированные металлические пластины. С развитием стеклоделия металлические З. уступили место стеклянным, отражательной поверхностью которых являлись тонкие слои металлов, нанесённых на стекло. Первоначально небольшие З. неправильной формы получали, наливая в стеклянный сферический сосуд расплавленный металл, который, застывая, образовывал отражающий слой (после охлаждения сосуд разрезали). Первые стеклянные З. значительных размеров изготовляли нанесением на стекло ртутно-оловянной амальгамы. Впоследствии этот вредный для здоровья работающих способ был заменен химическим серебрением, основанным на способности некоторых соединений, содержащих альдегидную группу, восстанавливать из растворов солей серебро в виде металлическом плёнки. Наиболее распространённый технологический процесс производства З. серебрением состоит из следующих основных операций: удаления с поверхности стекла загрязнений и продуктов коррозии, нанесения центров осаждения серебра, собственно серебрения и нанесения защитных покрытий на отражающий слой. Обычно толщина серебряной плёнки колеблется от 0,15 до 0,3 мкм. Для электрохимической защиты отражающего слоя его покрывают медной плёнкой, соизмеримой по толщине с серебряной. На медную плёнку наносят лакокрасочные материалы — поливинилбутиральные, нитроэпоксидные, эпоксидные эмали, предупреждающие механические повреждения защитного слоя. З. технического назначения изготовляют с отражающими плёнками из золота, палладия, платины, свинца, хрома, никеля и др.

З. изготовляют также способами металлизации стекла катодным распылением и испарением в вакууме. Особенное распространение получает термическое испарение алюминия в вакууме при давлении 6,7·10-2—1,3·10-3 н/м2 (5·10-4—10-5 мм рт. ст.). Испарение алюминия осуществляется со жгутов из вольфрамовой проволоки либо из жаропрочного тигля. Подготовка поверхности стекла к алюминированию выполняется ещё более тщательно, чем перед химическим серебрением, и включает обезвоживание и обработку электрическим разрядом при значении вакуума 13,3 н/м2 (10-1 мм рт. ст.). Толщина алюминиевой плёнки для получения З. с максимальной отражательной способностью должна составлять не менее 0,12 мкм. Благодаря повышенной химической стойкости алюминированные З. иногда используются как поверхности наружного отражения, которые защищаются оптически прозрачными слоями Al2O3, SiO2, MgF2, ZnS и др. Обычно же слой алюминия покрывается непрозрачными лакокрасочными материалами, такими же, как и при серебрении. Некоторая неравномерность по спектру и ухудшение отражательной способности алюминированных З. по сравнению с посеребрёнными оправданы значительной экономией серебра при массовом производстве З.

Способами катодного распыления и термического испарения могут быть получены З. с плёнками большинства металлов, а также диэлектриков. Об изготовлении высокоточных оптических З. больших размеров см. в ст. Рефлектор.

Применение З. в науке, технике и медицине. Свойство вогнутых З. фокусировать параллельный их оси пучок света используется в телескопах-рефлекторах. На обратном явлении — преобразовании в З. пучка света от источника, находящегося в фокусе, в параллельный пучок — основано действие Прожектора. З., применяемые в сочетании с Линзами, образуют обширную группу зеркально-линзовых систем (См. Зеркально-линзовые системы). В лазерах З. применяют в качестве элементов оптических резонаторов (См. Оптический резонатор). Отсутствие хроматических аберраций обусловило использование З. в Монохроматорах (особенно инфракрасного излучения) и многих др. приборах.

Помимо измерительных и оптических приборов, З. применяют и в др. областях техники, например в Гелиоконцентраторах, гелиоустановках и установках для зонной плавки (действие этих устройств основано на свойстве вогнутых З. концентрировать в небольшом объёме энергию излучения). В медицине из З. наиболее распространён лобный рефлектор — вогнутое З. с отверстием посередине, предназначенное для направления узкого пучка света внутрь глаза, уха, носа, глотки и гортани. З. многообразных конструкций и форм применяют также для исследований в стоматологии, хирургии, гинекологии и т.д.

Лит.: Слюсарев Г. Г., Методы расчёта оптических систем, М. — Л., 1937; Зоннефельд А., Вогнутые зеркала, пер. с нем., М. — Л., 1935; Максутов Д. Д., Астрономическая оптика, М. — Л., 1946; Винокуров В. М., Химические методы серебрения зеркал, М., 1950; Тудоровский А. И., Теория оптических приборов, ч. 2, М. — Л., 1952; Розенберг Г. В., Оптика тонкослойных покрытий, М., 1958; Данилин Б. С., Вакуумное нанесение тонких пленок, М., 1967; Глюк И., И все это делают зеркала, пер. с англ., М., 1970.

И. И. Борисова, В. Н. Рождественский.

Зеркало

Ф. О. Шехтель. Камин с зеркалом в особняке Дерожинской в Москве. 1902.

Зеркало. Рис. 2

А. Н. Воронихин. Камин с зеркалом в Строгановском дворце в Ленинграде. Конец 18 в.

Зеркало. Рис. 3

Фарфоровый камин с зеркалом. Вена. Около 1740. Австрийский музей прикладного искусства. Вена.

Зеркало. Рис. 4

Туалет-комодик. Стекло, дерево, резьба по кости. Холмогоры. Конец 18 в. Эрмитаж. Ленинград.

Зеркало. Рис. 5

Туалетное зеркало. Стекло, сталь с полировкой и золочением. Тула. Конец 18 в. Павловский парк и дворец-музей художественного убранства русских дворцов 18—19 вв.

Зеркало. Рис. 6

Королевская дорожная шкатулка. Стекло, дерево, кожа, бархат, серебро с золочением. Аугсбург. 1755—57. Музей земли Вюртемберг. Штутгарт.

Зеркало. Рис. 15

Настенное зеркало. Стекло, резьба по дереву, золочение. Россия. Середина 18 в. Исторический музей. Москва.

Зеркало. Рис. 7

Зеркало Марии Медичи. Стекло, золото, камеи, самоцветы. Венеция. Ок. 1600. Лувр. Париж.

Зеркало. Рис. 8

Тыльная сторона скифского зеркала из Келермесского кургана. Серебро с золочением. 6 в. до н. э. Эрмитаж. Ленинград.

Зеркало. Рис. 9

Зеркало из Коринфа. Бронза. 6 в. до н. э. Национальный археологический музей. Афины.

Зеркало. Рис. 10

Тыльная сторона зеркала эпохи Фатимидов. Бронза. 11—12 вв. Музей Бенаки. Афины.

Зеркало. Рис. 11

Тыльная сторона японского (?) зеркала. Бронза, черный лак, золото, серебро. 8 в. Резиденция Шосоин. Нара.

Зеркало. Рис. 12

Тыльная сторона этрусского зеркала. Бронза. 5 в. до н. э. Британский музей. Лондон.

Зеркало. Рис. 16

Рис. 1 к ст. Зеркало.

Зеркало. Рис. 17

Рис. 2. Спектральные коэффициенты отражения металлических плёнок.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. зеркало — зе́ркало укр. зе́ркало, церк. зерца́ло (см.), словен. zŕkalo "зрачок", zrkálo, zrcálo "зеркало", чеш. zrcadlo, zrkadlo, слвц. zrkadlo, полаб. zarḱódlü "зеркало", сюда же зе́ркать "шнырять глазами", диал. (Преобр. I, 250). Вероятно, калька лат. speculum; см. Шрадер–Неринг. 2, 422. К зреть, зо́ркий. Этимологический словарь Макса Фасмера
  2. зеркало — ЗЕРКАЛО, а, мн. ала, ал, алам, ср. 1. Предмет со стеклянной или металлической отполированной поверхностью, предназначенный для отображения того, что находится перед ним. Напольное, стенное, настольное, ручное з. Стены в зеркалах. Толковый словарь Ожегова
  3. Зеркало — Предмет с блестящей поверхностью, отображающей находящиеся перед ним предметы. На всем пространстве от Восточной Азии до Америки люди тысячелетиями не знали другого зеркала, кроме отполированного металла или блестящего обсидиана. Энциклопедия моды и одежды
  4. зеркало — орф. зеркало, -а, мн. -ала, -ал, -алам Орфографический словарь Лопатина
  5. Зеркало — Всякая гладкая поверхность, плоская или кривая, способная отражать свет по определенным направлениям относительно падающего света, в противоположность матовой, отражающей свет по всем направлениям, — называется зеркальной... Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  6. Зеркало — • Specŭlum как маленькие ручные зеркала (для дамского туалета, большей частью овальной или круглой формы), так и большие стенные и стоячие зеркала, которые передвигали с места на место. Материалом для них служил постоянно металл, смесь меди и олова. Словарь классических древностей
  7. зеркало — (speculum) в медицине — общее название ряда инструментов, предназначенных для расширения полостных ран и естественных каналов или для осмотра поверхностей, скрытых от непосредственного наблюдения... Медицинская энциклопедия
  8. зеркало — сущ., с., употр. часто (нет) чего? зеркала, чему? зеркалу, (вижу) что? зеркало, чем? зеркалом, о чём? о зеркале; мн. что? зеркала, (нет) чего? зеркал, чему? зеркалам, (вижу) что? зеркала, чем? зеркалами, о чём? о зеркалах... Толковый словарь Дмитриева
  9. Зеркало — I. В древности З. изготовляли из полированного металла, они были круглыми или овальными, чаще всего с богато украшенными ручками. II: 1) в Библии редко встречается упоминание о З. Из медных... Библейская энциклопедия Брокгауза
  10. Зеркало — (Иов 37:18, Сир 12:11, Иак 1:23) обыкновенно делалось у евреев не из стекла, которым стали пользоваться для этой цели только в XIV веке по Р. Х., но из какого либо полированного металла. Библейская энциклопедия архим. Никифора
  11. Зеркало — 1) инструмент визуальной магии; 2) мифологема отражения и альтернации реального; 3) позиция и образ проективного видения, универсалия культуры. Архаич. семантика 3. синкретизирует свойства органики и качества Артефакта: см. Словарь по культурологии
  12. зеркало — Общеславянское слово, образованное суффиксальным способом от зьркати, восходящего к одной основе со словами зреть, зоркий, зрачок. Этимологический словарь Крылова
  13. зеркало — Зе́ркал/о. Морфемно-орфографический словарь
  14. ЗЕРКАЛО — ЗЕРКАЛО — стеклянное или металлическое тело с отражающей поверхностью, которая отполирована так, что ее неровности не превышают долей длины волны (электромагнитной или звуковой). Большой энциклопедический словарь
  15. зеркало — ЗЕРКАЛО ср. весьма гладкая, металлическая или стеклянная доска, отражающая предметы. Стеклянные зеркала чернятся с исподу или покрываются оловянным листком, нартучиваются. Толковый словарь Даля
  16. зеркало — зеркало ср. 1. Гладкая, отполированная поверхность, отражающая находящиеся перед ней предметы. || перен. Спокойная ровная водная поверхность (реки, водоёма и т.п.). || перен. Лёд. Толковый словарь Ефремовой
  17. зеркало — З’ЕРКАЛО, зеркала, мн. зеркала, зеркал, зеркалам, ср. 1. Блестящая (стеклянная или металлическая), особым способом отшлифованная поверхность, отражающая лучи света так, что на ней получается отображение находящихся перед ней предметов. Толковый словарь Ушакова
  18. Зеркало — Часть стены, обычно оформленная рамкой или небольшим заглублением, например, лицевая плоскость кафельной печи и т. п. (Словарь терминов архитектуры. Юсупов Э.С., 1994) * * * 1. Гладкая поверхность, интенсивно отражающая световые или тепловые лучи. Архитектурный словарь
  19. зеркало — -а, мн. зеркала, -кал, ср. 1. Гладкая, отшлифованная поверхность, отражающая находящиеся перед ней предметы, а также специально изготовленное стекло для рассматривания своего отражения, для украшения стен и т. Малый академический словарь
  20. зеркало — Элемент оптической системы, предназначенный для отражения света или других типов электромагнитного излучения. Высокая степень точности и отражательной способности, необходимая для астрономических зеркал в оптических телескопах... Большой астрономический словарь
  21. зеркало — З’еркало (Рим.37:18 ; Иак.1:23 ; 2Кор.3:18) — в древности зеркалом служили полированные пластинки металла (обычно меди). Библейский словарь Вихлянцева
  22. ЗЕРКАЛО — ЗЕРКАЛО, тщательно отполированная поверхность, воспроизводящая изображения объектов, расположенных перед ней, по законам ОТРАЖЕНИЯ. Большинство зеркал сделаны из стекла, «посеребренного» с одной стороны при помощи СЕРЕБРА, РТУТИ или АЛЮМИНИЯ. Научно-технический словарь
  23. зеркало — ЗЕРКАЛО -а; мн. зеркала, -кал; ср. 1. Гладкая, отполированная поверхность, отражающая находящиеся перед ней предметы. Настенное з. Карманное з. З. с ручкой. Смотреться в з. Причёсываться перед зеркалом. Шкаф с зеркалом. З. телескопа. Медицинское... Толковый словарь Кузнецова
  24. зеркало — Общеслав. Суф. производное (суф. -dlo- > -ло) от зьркати (ср. диал. зеркать «смотреть, видеть»), того же корня, что и зреть (1), зоркий, заря. Этимологический словарь Шанского