抛物面反射器

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抛物面反射器是一个旋转抛物面形式的凹面镜。对于光学应用,它由玻璃或陶瓷制成,并通过精密的镜面研磨制成所需的形状。对于无线电波,抛物面通常由金属板或网格形成。 投射面反射器具有将平行于轴的光线精确地聚集在其焦点上的特性。它们被用作远处物体的接收器(分别是卫星通信和雷达天线,天文射电望远镜和光学反射望远镜),反之亦然用于雷达聚焦和远程探照灯。相反,一维弯曲的抛物线槽沿直线集中平面波。 抛物面反射器的工...

抛物面反射器

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抛物面反射器是一个旋转抛物面形式的凹面镜。 对于光学应用,它由玻璃陶瓷制成,并通过精密的镜面研磨制成所需的形状。 对于无线电波,抛物面通常由金属板或网格形成。

投射面反射器具有将平行于轴的光线精确地聚集在其焦点上的特性。 它们被用作远处物体的接收器(分别是卫星通信雷达天线,天文射电望远镜和光学反射望远镜),反之亦然用于雷达聚焦和远程探照灯。 相反,一维弯曲的抛物线槽沿直线集中平面波

抛物面反射器的工作在很大程度上独立于波的类型,前提是镜子比波长大并且波在表面反射。 这些反射镜适用于光、雷达或无线电波等电磁波声波也可以用抛物面反射器集中在一个焦点或以平面形式从那里辐射。

抛物面的聚焦特性

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抛物线是所有点的集合,这些点到指定固定点的距离等于到指定直线的距离。 特殊点是抛物线的焦点 F {\displaystyle F} 。 特殊直线是抛物线的准线 l {\displaystyle l}。

三角形 PQF 的垂直平分线 PG 是抛物线在 P 点的切线。它与光线 PF 和垂直入射光线形成相同的角度,将后者反射到焦点 F 的方向。

通过绕其对称轴旋转,抛物线成为旋转抛物面,即抛物面反射器的反射面。

抛物线在顶点A两边的一小块区域近似为一个圆。 它是球面凹面镜(或球面镜)使用的从点 F 发出的立体角的面积。 这种镜子更容易制造,因此比投射面反射器便宜。 它们将入射的平行光大约聚集在一个点上。 如果将它们用作(点)光源的反射器以产生平行光束,则它们较小的立体角具有不利影响,因为捕获的光较少。

应用

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抛物面反射器既用于从特定方向接收(如卫星接收、反射望远镜)波,也用于在特定方向发射(如无线电中继、雷达)波。 通常情况下,同一个投射器用于发送和接收。

在车头中,来自点光源的径向光束被投射面反射器反射,大部分光束几乎平行射出。

某些类型的反射望远镜的镜面是投物面反射器。 它们用于将来自恒星和其他天文观测物体的(平行)光集中到这样的程度,即它们的强度足以用人眼看到或在探测器中测量。 最著名的例子是牛顿望远镜的镜子,与焦距 i 相比,镜子直径较大。  “快速”的孔径比。 从大约 8:1 的比例来看,投射物面反射器和(更容易制造的)球面镜非常相似,以至于一些牛顿望远镜出于成本原因不使用投射物面反射器。

利用太阳能的另一个重要应用是将热辐射与大型投射物反射器结合起来。 结果,在热学上最有效的焦点区域可以达到高温。 可用的能量可用于熔化金属(参见太阳能熔炉)或产生蒸汽(参见太阳能热电厂)。 这一原理在古代也被用于点燃奥林匹克圣火,即在焦点处点燃火炬。

雷达和无线电波

远程雷达配备投射面反射器,使天线方向图具有良好的方向性。

在射电天文学中,使用了由金属制成的非常大的抛物面反射器,类似于雷达设备中的镜子。

抛物面反射器

在定向无线电链路的情况下,抛物面天线既用于发射器又用于接收器。 这样,可以用相对较小的传输功率在长距离上建立通信链路

卫星电视的接收天线也是抛物线天线。

声音

通过这种方式,即使是焦点处的安静噪音也可以远距离传输而不会造成任何重大损失。

投物面反射器焦点处的麦克风接收来自镜轴方向的声音。 来自其他方向的干扰噪音只能微弱地接收到。 这种结构适用于 作为定向话筒。

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词条目录
  1. 抛物面反射器
  2. 抛物面的聚焦特性
  3. 应用
  4. 雷达和无线电波
  5. 声音

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