Zwierciadło optyczne, lustro – gładka powierzchnia o nierównościach mniejszych niż długość fali świetlnej. Z tego względu zwierciadło w minimalnym stopniu rozprasza światło, odbijając większą jego część. Zwierciadła wykonywane są na ogół z polerowanego metalu lub szkła pokrytego z jednej strony warstwą odbijającą.
Lustro techniczne to określenie, które najczęściej odnosi się do luster specjalistycznych. Zaprojektowanych i wykonanych z myślą o konkretnych zastosowaniach technicznych lub naukowych, a nie do użytku codziennego. Lustro techniczne posiada unikalne właściwości i jest dostosowane do specyficznych wymagań. Niektóre z tych wymagań to bardzo wysoka precyzja odbicia, odporność na ekstremalne warunki, specjalne pokrycia optyczne lub niekonwencjonalne kształty i wymiary.
Rodzaje zwierciadeł
- wklęsłe (skupiające)
- wypukłe (rozpraszające)
Ze względu na rodzaj krzywizny zwierciadła wklęsłe i wypukłe dzieli się na:
- sferyczne
- cylindryczne
- paraboliczne (paraboloidalne)
- hiperboliczne (hiperboloidalne)
Zwierciadło płaskie
W zwierciadle płaskim obraz obiektu znajduje się poprzez wykonanie odbicia symetrycznego względem płaszczyzny zwierciadła. Jest to obraz pozorny, prosty i tej samej wielkości.
Zwierciadło sferyczne
Ma powierzchnię będącą fragmentem sfery. Promienie biegnące równolegle do osi symetrii sfery, po odbiciu od lustra przechodzą przez lub w pobliżu ogniska optycznego (pod warunkiem, że biegną dostatecznie blisko osi symetrii). Odległość ogniskowa mierzona jako odległość ogniska od wierzchołka zwierciadła (czyli najgłębiej położonego punktu czaszy zwierciadła), wynosi f=R/2. R jest promieniem krzywizny. Dzięki zdolności do skupiania promieni świetlnych lustro sferyczne może być wykorzystywane w podobny sposób jak soczewka. Obraz, tak pozorny jak rzeczywisty, powstaje w analogiczny sposób jak w przypadku soczewek i do wyznaczania jego położenia stosuje się zasady optyki geometrycznej.
Zwierciadło paraboliczne
Bieg promieni równoległych do osi optycznej w zwierciadle parabolicznym:
Zwierciadło paraboliczne ma krzywiznę będącą fragmentem paraboloidy obrotowej. Bieg promieni w zwierciadle parabolicznym jest zasadniczo taki sam jak w przypadku zwierciadła sferycznego, z tą różnicą, że wszystkie promienie świetlne równoległe do osi symetrii zwierciadła skupiane są w jednym punkcie, bez względu na odległość od osi. Przy czym oś symetrii paraboloidy jest także osią optyczną zwierciadła. Jeżeli przekrój zwierciadła w płaszczyźnie zawierającej oś optyczną ma postać paraboli o równaniu y=ax2 wtedy odległość ogniskowa wynosi f=1/(4a).
Wady zwierciadeł
Ze względu na fakt, iż zwierciadło zmienia bieg promieni tak samo, niezależnie od długości fali światła, zwierciadła pozbawione są aberracji chromatycznych.
Zwierciadła wklęsłe aberracji
Sferyczne zwierciadła ze względu na swój kształt posiadają aberrację sferyczną.
Zwierciadła paraboliczne nie posiadają aberracji sferycznej. Występuje w nich natomiast zniekształcenie o nazwie koma.
Zastosowania
Płaskie zwierciadła są w lustrzankach. Zwierciadła wypukłe oraz wklęsłe stosowane są w teleskopach i obiektywach lustrzanych.
Mogą one służyć także do odbijania promieniowania elektromagnetycznego spoza zakresu fal światła widzialnego, tak jak ma to miejsce w przypadku anteny satelitarnej.