Kas yra paraboloidas?

Paraboloidas yra tam tikros rūšies trimatis paviršius. Paprasčiausiu atveju tai yra parabolės apsisukimas išilgai jos simetrijos ašies. Toks paviršius atsivers į viršų abiem šoniniais matmenimis. Hiperbolinis paraboloidas atsivers viename matmenyje aukštyn, o kitame – žemyn, panašus į balną. Kaip ir dvimatėje parabolėje, mastelio koeficientai gali būti taikomi paraboloido kreivumui.

Norint suprasti, kaip elgiasi paraboloidas, svarbu suprasti paraboles. Iš tiesų, kai kurie paraboloido skerspjūviai sudarys parabolę. Lygtis y = x2 sudarys parabolę standartinėje koordinačių sistemoje. Ši lygtis reiškia, kad taško atstumai šioje tiesėje nuo x ir y ašių visada turės ypatingą ryšį vienas su kitu. Y reikšmė visada bus x reikšmė kvadratu.

Jei šią liniją apsukame aplink y ašį, susidaro paprastas apskritas paraboloidas. Visi vertikalūs šio paviršiaus skerspjūviai atsivers teigiama y kryptimi. Tačiau galima suformuoti hiperbolinį paraboloidą, kuris taip pat atsidaro žemyn trečiojoje dimensijoje. Šiuo atveju vertikalių skerspjūvių pusė jų parabolių atsidarys teigiama kryptimi; kita pusė atsivers neigiama kryptimi. Šis hiperbolinio paraboloido paviršius bus panašus į balną ir matematikoje vadinamas balno tašku.

Viena paraboloidinio paviršiaus taikymo sritis yra pagrindinis atspindinčio teleskopo veidrodis. Šio tipo teleskopas atspindi krentančius šviesos spindulius, kurie yra beveik lygiagrečiai, jei jie sklinda iš labai toli, į mažesnį okuliarą. Pirminis veidrodis atspindi daug šviesos į mažesnį plotą. Jei naudojamas apskritas veidrodis, atsispindėję šviesos spinduliai židinio taške visiškai nesutaps; tai vadinama sferine aberacija. Nors ir sudėtingiau pagaminti, paraboliniai veidrodžiai turi geometriją, reikalingą atspindėti visus šviesos spindulius į bendrą židinio tašką.

Dėl tos pačios priežasties, kaip ir paraboliniame veidrodyje, palydovinės antenos dažniausiai naudoja įgaubtą parabolinį paviršių. Mikrobangų signalai, siunčiami iš orbitoje skriejančių palydovų, atsispindi nuo paviršiaus link antenos židinio taško. Tada sumontuotas įrenginys, vadinamas feedhorn, surenka šiuos signalus naudojimui. Signalų siuntimas veikia panašiai. Bet koks signalas, siunčiamas iš paraboloidinio paviršiaus židinio taško, atsispindės lygiagrečiais spinduliais.