探照灯反射镜原理

探照灯反射镜原理
探照灯反射镜原理

探照灯反射镜原理
探照灯是指一种产生定向光源的装置.它将光源产生的光线反射到某个方向.
结构和功能
探照灯由光源和反射器构成,在其前段一般还包含一个或多个光学透镜.光线先通过反射器（曲面镜或球面镜）聚集成束,再利用光学透镜位置和组合的不同来进行控制,最后投射出去.
探照灯主要应用在车辆、电影拍摄、影剧院以及建筑物或展览的灯光照明方面.
探照灯searchlight
借助反射 镜或 透镜使出射光束 集中在很小 的立体角内,从而获得较大光强的灯具.国际照明委员会规定,探照灯是出射光束的半峰片角（在通过最大光强的一个平面上 ,最大光强与50％最大光强之间的夹角 ）小于2°的投光灯 .约在1870年,世界上就出现了以碳弧灯为光源的探照灯.第二次世界大战中,探照灯主要用在夜间为高射炮搜寻攻击目标 .现代探照灯主要用于船舶航行（如船用探照灯）和信号标志.探照灯一般以卤钨灯为光源,也有以超高压汞灯、金属卤化物灯和超高压的氙灯为光源的.
种类
普通型探照灯 – 一个简单的盒子中装有光源(经常是卤素棒)以及反射器(经常是球面镜).
镜面型探照灯 – 置于曲面镜前的光源与透镜之间的距离可调节.
透镜型探照灯 – 光源置于球面镜前,光源前放置透镜(内平外凸),所以又称凸透镜型探照灯(英文缩写为 PC). 大型版本的此类探照灯由于凸透镜的厚度过大,会导致玻璃破碎.因此人们利用直径阶段性缩小的透镜来解决这个问题.此类探照灯则称为 Stufenlinsenscheinwerfer或者按照发明者Augustin Jean Fresnel)的名字称为 Fresnellinsenscheinwerfer.透镜型探照灯可以通过调节光源和透镜之间的距离来调节光线的射出角度.
截面型探照灯 – Lichtquelle vor Parabolspiegel mit einer Kombination verschiedener Linsen, deren ver?nderbarer Abstand zur Lichtquelle und zueinander den Austrittswinkel des Lichts ver?ndert. Es kann auch auf eine im Apparat liegende Abbildungsebene ?scharfgestellt“ und dort mit Metallschiebern, Irisblenden oder Motiv-Blenden (Gobos) der Lichtaustritt exakt beschnitten werden.
自动型探照灯 – Lichtquelle vor Parabolspiegel. Das Glasgeh?use ist linsenf?rmig gestaltet und strukturiert. Moderne Scheinwerfer besitzen zur gezielten Streuung und Bündelung des Lichts speziell geformte Reflektoren, die mit Hilfe der Nichtabbildenden Optik entworfen werden und keiner mathematischen Regelfl?che mehr entsprechen. Sie entstehen durch die Variation der Fl?chennormalen der Reflektorfl?chen entsprechend den Anforderungen der Lichtverteilung. Dabei wird der Reflektor oft in verschiedene Bereiche segmentiert. Dann kann jedes Segment einen spezifischen Teil der Beleuchtungaufgabe erfüllen. Heutige Scheinwerfersysteme verfügen über zwei Baugruppen, die die Abblendlicht- bzw. Fernlichtfunktion übernehmen. Das Projektionsmodul für das Abblendlicht wird immer h?ufiger mit Hilfe eines Schwenkmoduls seitlich gesteuert, um die Kurvenlichtfunktion zu erm?glichen. Dabei wird der Schwenkrahmen anhand der Querbeschleunigung im Fahrzeug, des Lenkwinkels und der Fahrgeschwindigkeit über einen Schrittmotor gesteuert.
约在1870年左右,世界上就出现了以碳弧灯为光源的探照灯.1877年,法国的A.芒让发明了一种双球面玻璃镜,很快即被用作探照灯的反射器.这种玻璃镜在1885年前后被抛物面反射镜取代.1892年,出于海防的需要,英吉利海峡沿岸布上了探照灯.1910年,开始在电弧中掺入稀土元素的氟化物或氧化物,使电弧亮度大大提高,探照灯的峰值光强随之增加.1915年,美国的E.A.斯佩里发明高强度电弧灯,立即被用在探照灯中一直至今.1916年,T.A.爱迪生发明用蓄电池供电的手提式探照灯.第一次世界大战期间,探照灯开始装上载重汽车和装甲车.第二次世界大战中,探照灯主要用在夜间为高射炮搜寻攻击目标.
现代探照灯主要用于船舶航行(如船用探照灯)和信号标志.随着照明距离的缩短,探照灯也随之向中、小型发展.中、小型探照灯一般以卤钨灯为光源,它的灯丝亮度高,发光体积小而接近点光源,能瞬时点灭,但光源寿命较短.也有以超高压汞灯、金属卤化物灯和超高压的氙灯为光源的,它有更高的电弧亮度和更小的发光体,启动特性与光源和触发器的性能有关.
根据抛物面反射器的光学性质,放在抛物面焦点上的点光源发出的光,经抛物面反射后即形成与抛物面光轴平行的平行光束.实际上,所有的光源都有一定的体积.但因大功率的探照灯反射器口径都很大,直径接近1m或1m以上,故相对说来,由光源体积造成的反射光线的扩散很小,探照灯发出的光通量集中在很小的立体角内.根据光度学基本概念,一定量的光通量集中在一个很小的立体角内,必然产生极大的发光强度.一台大型探照灯轴向光强达到上亿坎德拉,投射距离可达200km.这就是探照灯能够照明远距离目标的原理.
探照灯作为武器
在第一次世界大战和第二次世界大战期间,巨大的强力探照灯被大量用于战场.例如：作为防空武器的辅助,用来标记火炮的目标,以及用作海上舰艇的搜索工具.此类强力探照灯多使用1到2米直径的凹面镜,镜面内部镀银, 在焦点处会有两根厚实的钨棒.凹面镜的边缘用耐热的石英玻璃制成的圆型顶盖封住,在需要更换钨棒和维护时顶盖可以拆卸.探照灯的工作原理和卤素灯相同,需要大量的电能来产生强光.探照灯的光照范围可以达到数公里以上.探照灯的操作员会试图用探照灯使轰炸机中队中的第一架飞机（也叫探路者）的飞行员致盲.探路者的任务是,利用照明弹在目标周围产生圣诞树形状的标记,来引导后面的轰炸机进行投弹.如果探路者的飞行员被探照灯致盲的话,后面的轰炸机就不知道要如何投弹了.