Parabolspigel

E Parabolspigel huet e Rotatiounsparaboloid als Spigelfläch. Parabolspigele reflektéiere flach Wellen sou, datt s'op ee Punkt (Brennpunkt) zoulafen.

Parabolspigele funktionéiere gréisstendeels onofhängeg vum Wellentyp. D'Viraussetzung ass nëmmen, datt de Spigel grouss am Verglach zu der Wellelängt ass an d'Well vun der Uewerfläch reflektéiert gëtt. Si eegne sech fir elektromagnéitesch Welle wéi Liicht, Radar- oder Radiowellen. Och Schallwelle loosse sech mat Parabolspigelen an engem Brennpunkt konzentréieren oder vun do aus a flaacher Form ausstralen.

Parabolspigelen hu bal déi selwecht ofbildent Eegenschafte wéi Lënsen, déi awer nëmme fir Liicht geeegent sinn, well si vun anere Wellen an der Reegel net duerchdronge ginn.

Brennpunkteegeschaft vu parabolesche Flächen

Eng Parabol léisst sech sou definéieren:

"Eng Parabel ass d'geometresch Plaz vun alle Punkte P, deenen hiren Ofstand d'selwecht zu engem spezielle feste Punkt – dem Brennpunkt F – wéi deen zu enger spezieller riichter Linn – der Leetlinn l – ass." (kuckt d'Graphik)

D'Mëttelvertikal PG ass d'Tangente vun där d'Parabol am Punkt P.^[1] Si formt mat dem Stral PF an dem vertikal afalende Stral de selwechte Wénkel, spigelt de leschten also a Richtung F, dem Brennpunkt.

Aus der Parabol gëtt duerch Rotatioun ëm hir Symmetrieachs d'Rotatiounsparaboloid, d'Reflektiounsfläch vun engem Parabolspigel.

Ee klenge Beräich vun der Parabol op den zwou Säite vum Scheet A ass ongeféier e Krees. Et handelt sech ëm de Beräich vum Raumwénkel dee vum Punkt F fortgeet, dee vu sphäreschen Huelspigelen (oder Kugelspigelen) gebraucht gëtt. Sou Spigele si méi einfach ze fabrizéieren an dofir och méi bëlleg wéi Parabolspigelen. Si bëndelen afalend parallelt Liicht ongeféier och an engem Punkt. Wa si als Reflektere fir eng punktfërmeg Liichtquell fir d'Produktioun vun engem parallele Liichtbëndel agesat ginn, wierkt sech hire klengste Raumwénkel nodeeleg aus, well manner Liicht erfaasst gëtt.

Gebrauch

Parabolspigele gi fir den Empfank (z. B: Satellittenempfank, Spigelteleskopen) vu Wellen aus enger bestëmmter Richtung wéi och fir d'Senden (z. B. Riichtfunk, Radar) vu Wellen an eng bestëmmt Richtung agesat. Heefeg gëtt mat engem an dem selwechte Parabolspigel gesent wéi och empfaangen (Zäitmultiplexmethod).

Liicht

An de Schäinwerfer ginn déi radial Liichtstrale vun enger punktfërmeger Liichtquell mat Parabolspigele sou reflektéiert, datt e Groussdeel vun de Strale bal parallel austrëtt.

D'Spigele vu Spigelteleskope besti bei verschiddenen Typpen aus engem Parabolspigel. Si déngen dozou, dat parallelt Liicht vu Stären a vun aneren astronomeschen Observatiounsobjete sou wäit ze konzentréieren, datt hir Intensitéit ausreecht, fir mam A gesinn oder an Detektere gemooss ze ginn. Dat bekanntst Beispill sinn d'Spigele vun Newton-Teleskope mat engem am Verglach zu der Brennwäit grousse Spigel-Duerchmiesser, d. h. engem "séieren" Ëffnungsverhältnes. Vun engem Verhältnes vun zirka 8:1 un, gläiche sech e Parabolspigel an e sphäresche Spigel dee méi einfach ze fabrizéieren ass, sou staark, datt aus präisleche Grënn bei en ettlechen Newton-Teleskope keng Parabolspigelen agesat ginn. Déi haut an der Groussfuerschung agesat Spigelteleskope si meeschtens Ritchey-Chrétien-Cassegrain-Teleskopen, déi hyperbolesch Spigelen hunn.

Eng aner wichteg Uwendung ass d'Bëndele vu Sonneliicht fir d'Solarenergie auszenotzen. Duerch d'Bëndele mat grousse Parabolspigele loosse sech an deenen hirem Brennpunkt héich Temperaturen erreechen. D'Energie déi domat zur Dispositioun steet ka benotzt gi fir Metaller ze schmëlzen (kuckt: Solarschmëlzuewen) oder Damp ze produzéieren (kuckt: Solarkraaftwierk). Och kleng technesch Uwendungen wéi d'Solariewe benotzen dacks e Parabolspigel fir d'Bëndele vun der Sonnenenergie. Dee Prinzip gouf och schonn an der Antiquitéit fir d'Ustieche vum Olympesche Feier agesat. Do gouf eng Fakel am Brennpunkt ugefaangen.

Radar a Radiowellen

Radarinstrumenter mat grousser Reechwäit gi mat Parabolspigelen ausgesrëscht, fir dem Radarstral eng gutt Riichtwierkung ze ginn.

An der Radioastronomie ginn extreem grouss Parabolspigelen aus Metall gebraucht, déi de Spigele bei Radarinstrumenter gläichen.

Bei Riichtfunkstrecke gi fir de Sender wéi och fir den Empfänger Parabolspigelen a Form vu Parabolantennen agesat. Op déi Aart a Weis ka mat vergläichswäis wéineg Sendeleeschtung eng Kommunikatiounsverbindung iwwer grouss Strecke gemaach ginn.

D'Empfangsantenne fir d'Satellittentelevisioun sinn och Parabolantennen.

Schall

A Flüsterraim sinn d'Maueren och bal parabolesch geformt. Doduerch ginn och lues Téin am Brennpunkt iwwer wäit Strecken ouni grouss Verloschter iwwerdroen.

E Mikrophon am Brennpunkt vun engem Parabolspigel empfänkt de Schall aus Richtung vun der Spigelachs. Stéiertéin, déi aus anere Richtunge komme ginn nëmme schwaach empfaangen. Déi Konstruktioun eegent sech z. B. als Richtmikrophon.

Literatur

Das große Buch der Technik. Verlag für Wissen und Bildung, Verlagsgruppe Bertelsmann GmbH, Gütersloh, 1972
Eberhard Spindlert: Das große Antennen-Buch. 11. Auflage, Franzis-Verlag GmbH, München 1987, ISBN 3-7723-8761-6.