Fresnelio objektyvas: nuo švyturių iki daugialypės terpės sferų

Fresnelio objektyvas: nuo švyturių iki daugialypės terpės sferų
Fresnelio objektyvas: nuo švyturių iki daugialypės terpės sferų
Anonim

Seniau artėjimas prie kranto buvo pavojingiausia jūreivių kelionės dalis. Dėl nepalankių klimato sąlygų seklumos ar pakrantės uolos gali sukelti laivo avariją. Jūreivius gelbėjo švyturiai – geriausi to meto navigaciniai statiniai. Ilgą laiką laužai buvo tiesiog kurstomi jų viršūnėse, vėliau žibalinės lempos tarnavo kaip šviesos š altiniai, kol buvo naudojama elektra. XIX amžiuje Frenelio lęšis tapo gelbstinčia šviesa, todėl švyturio šviesa tapo ryškiausia ir geriausiai matoma iš tolo.

Frenelio objektyvas
Frenelio objektyvas

Sudėtinį lęšį sukūrė prancūzų fizikas, šviesos bangų teorijos kūrėjas Augustinas Fresnelis. Frenelio lęšį sudaro atskiri mažo storio koncentriniai žiedai, esantys vienas šalia kito ir sudarantys cilindrą su šviesos š altiniu viduje. Skerspjūviu žiedai yra prizmių formos. Kiekvienas žiedas surenka šviesą į lygiagrečią siaurą spindulių spindulį, kuris sklinda iš centro. Kai cilindras sukasi aplink šviesos š altinį, šviesos spinduliai tęsiasi iki pat horizonto. Spindulių spalva, jų skaičius, laiko intervalas tarp jų sudaro ypatingą unikalią švyturio rašyseną. Laivuose buvo pateikta santrauka su įvairių švyturių charakteristikomis, ir iš jos jūreiviai sužinojo, kuris švyturys yra priešais juos.

Ant švyturių sumontuoti Frenelio lęšiai buvo svarbus žingsnis įrengiant juos galingais šviesos š altiniais. Šie sudėtingi sudėtiniai lęšiai leido padidinti šviesos intensyvumo koncentraciją iki 80 000 žvakių. Iki Frenelio išradimo degančio dagčio ar žibinto šviesą buvo galima sufokusuoti tik pastatant žibintą pakankamai didelio skersmens susiliejančio lęšio arba įgaubto veidrodžio židinyje. Šiems tikslams reikėjo didelio dydžio vientiso optinio elemento, kuris, veikiamas savo gravitacijos, gali sprogti. Todėl buvo naudojama dešimtys įgaubtų veidrodžių, kurių kiekvieno židinyje buvo atskiras žibintas. Šis sprendimas buvo nepatogus.

Frenelio lęšiai yra šviesa, kuri gelbsti gyvybes
Frenelio lęšiai yra šviesa, kuri gelbsti gyvybes

Sudėtinis Frenelio lęšis padėjo pasiekti šviesos intensyvumo padidėjimą, jo koncentraciją tam tikra kryptimi. Atskirų optinių elementų mazgas neatspindėjo šviesos, bet veikė perduodamas, sukdamasis aplink šviesos š altinį, kuris visomis kryptimis spinduliavo pastovų intensyvumą.

Nuo to laiko Fresnel dizainas išliko nepralenkiamas techninis prietaisas, naudojamas ne tik upių plūdurams ir švyturiams. Frenelio lęšių pavidalu pirmiausia buvo pagaminti įvairių signalinių šviesų stiklai, šviesoforai, automobilių žibintai, paskaitų projektorių dalys. Tada buvo sukurtos lupos liniuotėmis, pagamintomis iš skaidraus plastiko, su subtiliais apskritais grioveliais, kurių kiekviena buvo miniatiūrinė žiedinė prizmė, bet apskritai josbuvo susiliejantis objektyvas. Gautas objektyvas naudojamas kaip didintuvas objektui padidinti, pavyzdžiui, fotoaparato objektyvas, sukuriantis apverstą vaizdą.

Laikui bėgant Fresnel objektyvų taikymo sritis labai išsiplėtė. Tai fototechnikos, įvairių apšvietimo prietaisų, sekimo jutiklių apsaugos sistemoms, saulės kolektorių energijos koncentratoriaus, teleskopuose naudojamų veidrodžių kūrimas. Lęšių optinės savybės taip pat naudojamos multimedijos srityje. Pavyzdžiui, didžiausias aukštųjų technologijų projekcinių ekranų gamintojas DNP kuria „Supernova“ekranus pagal objektyvą. O galiniuose projekciniuose ekranuose naudojamas ne tik Fresnelio objektyvas, bet ir kitos optinės technologijos, leidžiančios gauti unikaliausias rodymo galimybes.

Frenelio objektyvo parkavimas
Frenelio objektyvo parkavimas

Priklausomai nuo taikymo srities, lęšiai gali būti skirtingo skersmens ir skirtingo tipo. Yra dviejų tipų lęšiai: žiediniai ir juosmens. Pirmieji yra skirti nukreipti šviesos spindulių srautą viena kryptimi. Žiediniai lęšiai buvo naudojami atliekant rankinį darbą su smulkiomis detalėmis, pakeičiant įprastus didintuvus. Juosmens lęšiai, galintys perduoti šviesos spindulius bet kuria kryptimi, naudojami pramonės sektoriuje.

Frenelio lęšis gali būti teigiamas (renkantis) ir neigiamas (išsklaidantis). Neigiamas polivinilo lęšis su trumpu židiniu pastebimai padidina matymo lauką. Jis žinomas kaip Fresnelio parkavimo objektyvas. Jo suteikiamas platus matymo laukas leidžia matyti kliūtis už automobilio be jųįtrauktas į šoninių veidrodėlių arba galinio vaizdo veidrodžio matymo lauką. Šis objektyvas labai palengvina manevravimą statant automobilį, tempiant priekabą ir važiuojant atbuline eiga, išvengiant susidūrimo su žaidžiančiais vaikais, gyvūnais ar kitais objektais.

Fresnel objektyvas tapo daugiafunkciu įrankiu, jo išradimas suvaidino svarbų vaidmenį plėtojant technologijų sritį.

Rekomenduojamas: