Перископ. Введение

Введение
Тему «Перископ» я выбрал потому, что мне всегда было интересно, каким образом осуществляется фокус с трубкой, которая дает возможность видеть «сквозь непрозрачные предметы». Оказалось, что секрет фокуса прост. Четыре зеркальца, наклоненных под углом в 45°, отражают лучи несколько раз, ведя их в обход непрозрачного предмета.
Кроме того, мне стало интересно узнать о свойствах зеркальной поверхности подробнее, понять, каким законам они подчиняются.

Цели и задачи работы
Цель данной работы: Собрать действующую модель перископа и оценить возможность ее практического применения.
Для этого необходимо решить следующие задачи:
Изучить принцип работы и устройство перископа.
Изучить физические законы, лежащие в основе работы перископа.
Познакомиться с возможностями применения перископических систем в различных областях техники

Геометрическая оптика
Законы распространения светового луча в прозрачных средах описываются физикой в разделе «Геометрическая оптика». Законы эти применяются для создания и расчета всевозможных оптических приборов: очков, микроскопов, фотоаппаратов, перископов и проч.
Во всех этих приборах используется отражение света – физическое явление, при котором свет, падающий из одной среды (например, воздух) на границу раздела с другой средой (например, зеркальной поверхностью), возвращается назад в первую среду.

Закон отражения света
Наверняка все обращали внимание, что наше отражение в зеркале поднимает левую руку, когда мы перед зеркалом поднимаем правую.
Причина в том, что при падении света на зеркальную поверхность свет отражается, причем луч падающий, луч отраженный и нормаль к отражающей поверхности лежат в одной плоскости.
S1 - отражающая поверхность; S2 - плоскость падения; АО - падающий луч; ОВ - отраженный луч; ON - нормаль к отражающей поверхности.

1. Законы распространения лучей
При отражении от плоской зеркальной поверхности световых лучей, исходящих от некоторого предмета, возникает мнимое изображение предмета. Предмет и его мнимое изображение располагаются симметрично относительно зеркальной поверхности. Изображение предмета в плоском зеркале равно по размеру самому предмету.

Мнимое изображение пространственного (трехмерного) предмета в плоском зеркале отличается от самого предмета как правая система координат отличается от левой (т.е. как правая рука отличается от левой)

Когда два зеркала расположены под углом друг к другу, образуется множество изображений предмета
Плоское зеркало

Уголковый отражатель обладает тем свойством, что под каким бы углом ни падал на него луч света, отраженный луч всегда будет параллелен падающему лучу. Это свойство плоских зеркал используют в таком приборе как перископ.
Использование законов отражения

3. Устройство перископа
Перископ (от греч. periskopeo - смотрю вокруг, осматриваю), оптический прибор для наблюдения из укрытий.
Простейший перископ представляет собой вытянутую оптическую систему для наблюдения, заключенную в длинную трубу, по концам которой под углом 45 градусов к оси трубы расположены зеркала, дважды преломляющие световой луч под прямым углом и смещающие его.

Наиболее распространены призменные перископы (рис. 8), в трубе которых вместо зеркал установлены прямоугольные призмы, а также телескопическая линзовая система и оборачивающая система, с помощью которых можно получать увеличенное прямое изображение.

В XIX веке в Париже на набережной недалеко от Лувра прохожим демонстрировались магические зеркала, с помощью которых можно было беспрепятственно смотреть сквозь толстые каменные стены
Первые перископы

Это устройство состояло из зрительной трубы, разъятой по середине (куда был помещен толстый камень) и содержащей четыре плоских зеркала под углом 45° . Так впервые рекламировался новый оптический прибор – перископ.

Перископ нашел широкое применение в военной технике. Через перископ можно следить за неприятелем, не высовываясь из окопа. Изображение, пойманное верхним зеркальцем, передается на нижнее, в которое смотрит наблюдатель
Применение перископа

Используется перископ и на подводных лодках для визуального наблюдения за противником. Перископ телескопически выдвигается над поверхностью воды, а сама подводная лодка в это время находится под водой.

А вот как перископ используют полицейские

Перископическая система зеркал, представленная на рисунке, используется для визуального досмотра транспортных средств, грузов, труднодоступных и плохо освещенных мест в помещениях. Устройство незаменимо в работе правоохранительных органов, служб безопасности, а также может использоваться в быту.

В настоящее время также используется перископическая система зеркал для праворульных автомобилей, упрощающая обгон слева.
В информационном зеркале системы водитель видит ситуацию на соседней левой полосе, и спереди, на встречном участке.