آینهها فقط یک وسیله برای دیدن خودمان نیستند، آنها پنجرهای به دنیای نور، شکلها و علم هستند. از بازتاب تصویر در خانه و آرایشگاهها تا استفاده در تلسکوپها، لیزرها، ماشینها، جادهها و حتی تجهیزات دقیق علمی، آینهها شکلها و جنسهای متنوعی دارند. از این رو هر یک از آنها ویژگیهای متفاوتی هم دارند.
وقتی با انواع آینه آشنا شویم، میتوانیم بفهمیم چرا تصویر یک شیء در آینه مقعر جمع میشود یا چرا آینه محدب فضا را گستردهتر نشان میدهد. در نتیجه در این مطلب از مجموعه مدارس سلام به توضیح و بررسی کامل انواع آینه با زبانی ساده خواهیم پرداخت تا با صفر تا صد این ابزار روزمره و کاربردی آشنا شوید.
آینه چیست؟
آینه جسمی است که سطح آن بهگونهای طراحی شده تا نور را بازتاب دهد و تصویری از اجسام مقابل خود نمایش دهد. در واقع آینه در سادهترین حالت یک سطح صاف است که نور را به سمت چشم ما بازمیگرداند و تصویری از اطراف ارائه میدهد. اصلیترین شکل آن یک صفحه صاف و صیقلی است که تصویر شما را دقیقاً همانطور که هست، بازتاب میدهد. آینهها میتوانند تخت، محدب یا مقعر باشند و بسته به شکل و جنسشان، تصویر بازتاب شده متفاوت خواهد بود.
به بیان ساده، آینه وسیلهای است که به ما کمک میکند خودمان یا محیط پیرامونمان را ببینیم و نور را به مسیر دلخواه هدایت کنیم!
اولین نفری باشید که از اخبار و اطلاعیههای مرتبط با پایه تحصیلیتان باخبر میشود!
تاریخچه آینه
استفاده از آینه پیشینهای چند هزار ساله دارد و شواهد نشان میدهد که بیش از پنجاه قرن پیش از آن بهره گرفته میشد. نخستین نمونهها را از سنگهای صیقلی یا فلزات پرداختشده میساختند. گاهی کاربردشان برای نگهداری اشیا یا به شکل ظروف بود و گاه به عنوان وسیلهای برای دیدن تصویر خود به کار میرفت.
در قرن نخست میلادی آینهها بیشتر در قالب آینههای دستی رواج داشتند، اما در دوران قرون وسطی اروپاییان از آینههایی برنزی، نقرهای یا حلبی با سطح محدب استفاده میکردند. در نهایت با گذر زمان و تحولات صنعتی، در قرن شانزدهم آینههای شیشهای با پوشش فلزی وارد بازار شدند و این نوآوری سرآغاز شکلگیری آینههای مدرن امروزی به شمار میرود.
پیشنهاد مطالعه: عدسی چیست ؟
اهمیت انواع آینه
هر آینهای با دیگری فرق دارد و همین تفاوتها باعث میشود که کاربردشان هم متفاوت باشد. اگر رفتار آینهها را درست نفهمیم، ممکن است در موقعیتهای مختلف دچار اشتباه شویم. در درس فیزیک، ندانستن اصول بازتاب نور و نقطه کانونی میتواند حل مسائل را سخت کند. در زندگی روزمره هم اهمیت دارد. آینه محدب خودرو، آینه آرایش یا آینههای امنیتی هر کدام تصویر را متفاوت نشان میدهند و اشتباه در درک آنها باعث خطا میشود.
حتی در رشتههایی مثل مهندسی، اخترشناسی یا تصویربرداری پزشکی، شناخت دقیق آینهها ضروری است، چون کوچکترین خطا میتواند نتایج علمی یا عملی را تحت تأثیر قرار دهد. به همین دلیل، آشنایی با انواع آینه به ما کمک میکند نور و تصویر را بهتر بفهمیم و تصمیمهای دقیقتری بگیریم.
انواع آینه ها
انواع آینه در علوم و فیزیک و در اصلیترین دستهبندی شناختهشده، شامل آینه محدب، آینه مقعر و آینه تخت هستند. در دروس مدارس هم به این انواع پرداخته شده است. اما اگر بخواهیم دقیقتر بگوییم، امروزه انواع دیگری هم وجود دارد که در صنعت و یا در بازار شناخته میشوند. این آینهها در صنعت شامل آینه توان بالا، شلجمی، کروی، لایهگذاریشده هستند.
در این قسمت به بررسی این انواع آینه ها خواهیم پرداخت تا بهتر با هر یک ویژگیهای اصلی آنها آشنا شوید و هر نوع را از دیگری به راحتی تشخیص دهید.
آینه محدب
آینه محدب یا آینه کوژ که به آن برآمده هم گفته میشود، برعکس آینه مقعر به سمت بیرون خمیده است و باعث میشود نور پخش شود. این آینهها همیشه تصویر کوچکتر، مستقیم (بدون سروته شدن) و مجازی ایجاد میکنند و میدان دید وسیعتری را نشان میدهند. سطح بیرون قاشق مثل یک آینه کوژ است.
ویژگیها:
● تصویر کوچکتر از جسم اصلی است.
● تصویر همیشه مستقیم و راست دیده میشود.
● میدان دید را وسیعتر میکند.
کاربردها:
● آینههای بغل و عقب خودروها
● آینههای امنیتی در فروشگاهها و بانکها
● آینههای سر چهارراه و خیابان برای جلوگیری از تصادف
● آینههای داخلی ساختمان برای کنترل راهروها
آینه مقعر
آینه مقعر یا آینه کاو که به آن فرورفته هم گفته میشود، به سمت داخل خمیده است و شبیه داخل قاشق دیده میشود. این آینه بسته به فاصله جسم، تصویرهای متفاوتی نشان میدهد. اگر جسم دور باشد، تصویر کوچکتر و وارونه دیده میشود، اما اگر نزدیک باشد، تصویر بزرگتر و مستقیم دیده میشود.
ویژگیها:
- وقتی جسم دورتر از نقطه کانونی باشد: تصویر واقعی، وارونه و کوچکتر دیده میشود.
- وقتی جسم بین مرکز و کانون باشد: تصویر بزرگتر و وارونه دیده میشود.
- وقتی جسم خیلی نزدیک آینه باشد: تصویر راست و بزرگتر دیده میشود.
- در نقطه کانونی هیچ تصویری شکل نمیگیرد.
کاربردها:
- آینههای اصلاح و آرایش
- چراغهای خودرو و چراغقوهها
- نیروگاههای خورشیدی
- آینههای دندانپزشکی و جراحی
- تلسکوپها برای جمعآوری نور ستارهها
آینه تخت
آینه تخت همان آینهای است که همه ما هر روز در خانه و مدرسه میبینیم. سطح آن صاف و بدون انحنا است و تصویری واضح و هماندازه از ما نشان میدهد. البته تصویر در آینه تخت برعکس چپ و راست دیده میشود، اما وارونه یا کوچک و بزرگ نمیشود. این انواع همان مدلی است که امروزه انواع آینه دکوراتیو یا تزئینی آن در بازار وجود دارد. برخی از این انواع آینه تخت شامل قدی و جیبی هستند.
ویژگیها:
- تصویر هماندازه جسم دیده میشود.
- تصویر چپ و راست جابهجا میشود.
- سادهترین و پرکاربردترین نوع آینه است.
- تصویر راست و صاف نشان داده میشود.
کاربردها:
- آینههای دستشویی و اتاق خواب
- روی کمدها و اتاق پروها
- پریسکوپها (پیرابین) و کالیدوسکوپها (زیبابین)
- سیستمهای امنیتی فروشگاهها
| انواع آینه کلاس سوم در یک نگاه | ||
| نوع آینه | توضیح | کاربرد |
| محدب | اجسام را کوچکتر ولی با زاویه دید وسیعتر نشان میدهد. | آینه بغل خودرو، سر پیچ جاده |
| مقعر | اجسام را بزرگتر از اندازه واقعی نشان میدهد. | دندانپزشکی، آرایشگاه |
| تخت | تصویر را هماندازه و بدون تغییر شکل بازتاب میدهد. | استفاده روزمره، فروشگاه، خانه |
در نتیجه این سه مورد انواع آینه کلاس سوم شامل تخت، مقعر و محدب، اصلیترین موارد انواع آینه ها به حساب میآیند، اما همانطور که اشاره کردیم، انواع دیگری در بازار موجود هستند که در اینجا به آنها اشاره مختصری خواهیم کرد:
- لایهگذاریشده: این نوع آینهها با پوشش چندین لایه ساخته میشوند تا میزان بازتاب نور بیشتر شود و کیفیت تصویر بهتر از آینههای شیشهای معمولی باشد.
- شلجمی: این آینهها بیشتر در چراغ خودرو و سیستمهای متمرکزکننده نور استفاده میشوند. ظاهرشان ممکن است به آینههای کروی شباهت داشته باشد اما عملکرد متفاوتی دارند.
- توان بالا: آینههای توان بالا از چندین لایه مقاوم ساخته میشوند و میتوانند شدت بالای نور را بازتاب دهند. از آنها در سیستمهای لیزری و محاسبات دقیق نوری استفاده میشود.
- کروی: این آینهها تصویر را عجیب و غریب و گاهی هم خندهدار نشان میدهند. برای مثال ممکن است قسمتی را کوچکتر و قسمتی را بزرگتر نشان دهند. آینههای مقعر و محدب در این دسته قرار میگیرند.
پیشنهاد مطالعه: چرخه آب چیست؟
ساختار آینه ها
آینهها با سطحی صاف و صیقلی ساخته میشوند تا بتوانند نور را به خوبی بازتاب دهند.در واقع زمانی که نور به سطحی بتابد و این سطح مانند یک شیشه صاف نباشد تا از آن عبور کند، مجبور به بازتاب خواهد شد! آینهها هم ساختاری چند لایه و فلز در پس خود دارند که از این رو وقتی نور به آنها برخورد میکند، بهجای عبور کردن از سطح آینه، بازتاب داده میشود.
پس وقتی که جلوی این آینه میایستیم، از بدنمان نوری به سمت آینه بازتاب داده میشود، آینه هم که نمیتواند این نور را عبور دهد، مجدداً به سمت نگاهمان بازتاب میدهد. به این ترتیب این ساختار چند لایه انواع آینه و بازتاب و شکستگی نور باعث میشود که ما بتوانیم تصویر خودمان را در آن مشاهده کنیم.
البته برای اینکه این بازتاب درست انجام شود، باید سطح آینه به قدری یکنواخت باشد که ناهمواریهای آن از طول موج نور کوچکتر باشد، چون در این حالت نور بهجای پراکندگی، در مسیر مشخصی بازمیگردد.
به همین دلیل در تولید آینه از لایهها و پوششهای خاص استفاده میشود تا جذب و عبور نور به حداقل برسد و بیشترین میزان بازتاب اتفاق بیفتد.
عملکرد آینهها به قانون بازتاب وابسته است. یعنی پرتو نوری که به سطح آینه میخورد، در زاویهای برابر با زاویه تابش بازمیگردد. به همین خاطر آینههای تخت تصویر را هماندازه و مستقیم نشان میدهند و آینههای منحنی مانند مقعر و محدب، با تغییر مسیر پرتوهای نور، تصویر را کوچکتر یا بزرگتر میسازند.
درباره پراکندگی، بازتاب و شکست نور در مطلب نحوه تشکیل رنگین کمان توضیحات کاملی ارائه کردهایم.
تفاوت آینه محدب و مقعر
آینه مقعر و محدب هر دو از نوع آینههای کروی هستند، اما تفاوت اصلی آنها در شکل سطح و تصویری است که ایجاد میکنند. سطح آینه مقعر به سمت داخل خمیده است و به همین دلیل میتواند پرتوهای نور را در یک نقطه متمرکز کند، در نتیجه تصویر اجسام نزدیک بزرگتر و واضحتر دیده شود. در مقابل، سطح آینه محدب به سمت بیرون برآمده است و پرتوهای نور را پراکنده میکند، به همین دلیل تصویر اجسام همیشه کوچکتر از اندازه واقعی اما گستردهتر دیده میشود.
سخن پایانی
در نهایت، انواع آینه تنها وسیلهای برای دیدن خودمان نیستند. دانستن تفاوت آنها به ما کمک میکند جهان پیرامون را بهتر بشناسیم و بسیاری از کارها مثل رانندگی را راحتتر و ایمنتر انجام دهیم. از آینه تختی که هر روز در خانه استفاده میکنیم تا آینه مقعری که جزئیات بیشتری از اجسام را نشان میدهد و آینه محدبی که میدان دید وسیعتری ایجاد میکند، هر کدام نقش خاصی در زندگی ما دارند. هر بار که در برابر اینه ها میایستید، به یاد داشته باشید که سطح سادهای از شیشه و فلز میتواند دنیای بزرگی از بازتاب را به شما نشان دهد.
سؤالات متداول
- انواع آینه ها چه مدلی هستند؟
آینه مقعر (کاو)، محدب (کوژ) و تخت را شامل میشوند. - کاربرد آینه مقعر چیست؟
برای آرایشگاه، خودرو، دندانپزشکی و جراحی استفاده میشود. - نوع آینه دندانپزشکی چیست؟
به طور معمول از نوع آینه مقعر است.
