Fresnelova šošovka: od majákov po multimediálne sféry

Fresnelova šošovka: od majákov po multimediálne sféry
Fresnelova šošovka: od majákov po multimediálne sféry
Anonim

Za starých čias bolo priblíženie sa k brehu najnebezpečnejšou časťou cesty námorníkov. Vplyvom nepriaznivých klimatických podmienok by plytčiny alebo pobrežné skaly mohli spôsobiť stroskotanie lode. Námorníkov zachránili majáky, najlepšie navigačné štruktúry tej doby. Na ich vrcholoch sa dlho len zapaľovali ohne, neskôr ako svetelné zdroje slúžili petrolejové lampy, až kým sa nezačala používať elektrina. V 19. storočí sa Fresnelova šošovka stala život zachraňujúcim svetlom, vďaka čomu je svetlo majáka najjasnejšie a najviditeľnejšie z diaľky.

Fresnelova šošovka
Fresnelova šošovka

Kompozitnú zloženú šošovku vytvoril Augustin Fresnel, francúzsky fyzik, tvorca vlnovej teórie svetla. Fresnelova šošovka je tvorená jednotlivými sústrednými krúžkami malej hrúbky, ktoré susedia a tvoria valec so zdrojom svetla vo vnútri. V priereze majú prstence tvar hranolov. Každý z prstencov zhromažďuje svetlo do paralelného úzkeho lúča lúčov, ktorý vyžaruje zo stredu. Keď sa valec otáča okolo svetelného zdroja, lúče svetla siahajú až k samotnému horizontu. Farba lúčov, ich počet, časový interval medzi nimi tvoria zvláštny jedinečný rukopis majáku. Na palubách lodí bol k dispozícii súhrn s charakteristikami rôznych majákov a práve z neho námorníci zistili, ktorý maják je pred nimi.

Fresnelove šošovky inštalované na majákoch boli významným krokom pri ich vybavení výkonnými svetelnými zdrojmi. Tieto komplexné zložené šošovky umožnili zvýšiť koncentráciu intenzity svetla až na 80 000 sviečok. Pred Fresnelovým vynálezom bolo možné zaostriť svetlo horiaceho knôtu alebo lampáša iba umiestnením lampy do ohniska zbiehajúcej šošovky dostatočne veľkého priemeru alebo konkávneho zrkadla. Na tieto účely bol potrebný jednodielny optický prvok veľkých rozmerov, ktorý by mohol pod vplyvom vlastnej gravitácie prasknúť. Preto boli použité desiatky konkávnych zrkadiel, každé so samostatným svietidlom v ohnisku. Toto rozhodnutie bolo nepohodlné.

Fresnelove šošovky sú svetlom, ktoré zachraňuje životy
Fresnelove šošovky sú svetlom, ktoré zachraňuje životy

Kompozitná Fresnelova šošovka pomohla dosiahnuť zvýšenie intenzity svetla, jeho koncentrácie v danom smere. Zostava jednotlivých optických prvkov neodrážala svetlo, ale fungovala v transmisii, otáčajúc sa okolo svetelného zdroja, ktorý vyžaroval konštantnú intenzitu vo všetkých smeroch.

Odvtedy zostali Fresnelove návrhy neprekonateľným technickým zariadením, ktoré sa používa nielen pre riečne bóje a majáky. Vo forme Fresnelových šošoviek, okuliarov rôznych signálnych svetiel, semaforov, svetlometov áut, časti projektorov prednášok boli najskôr vyrobené. Potom boli vytvorené lupy vo forme pravítok vyrobených z priehľadného plastu s jemnými kruhovými drážkami, z ktorých každý bol miniatúrnym prstencovým hranolom, ale vo všeobecnostiboli zbiehavou šošovkou. Výsledná šošovka sa používa ako lupa na zväčšenie objektu, napríklad šošovka fotoaparátu, ktorá vytvára prevrátený obraz.

Postupom času sa rozsah Fresnelových šošoviek výrazne rozšíril. Zahŕňa vývoj fotografickej techniky, rôznych osvetľovacích zariadení, sledovacích senzorov pre bezpečnostné systémy, koncentrátora energie pre solárne kolektory a zrkadiel používaných v ďalekohľadoch. Optické vlastnosti šošoviek sa využívajú aj v oblasti multimédií. Napríklad DNP, najväčší výrobca high-tech projekčných plátien, vytvára plátna Supernova na základe objektívu. A zadné projekčné plátna využívajú nielen Fresnelovu šošovku, ale aj ďalšie optické technológie, ktoré vám umožňujú získať tie najunikátnejšie zobrazovacie zariadenia.

Parkovanie Fresnelovej šošovky
Parkovanie Fresnelovej šošovky

V závislosti od oblasti použitia môžu mať šošovky rôzne priemery, môžu sa líšiť v type. Existujú dva typy šošoviek: prstencové a pásové. Prvé sú navrhnuté tak, aby smerovali tok svetelných lúčov jedným smerom. Prstencové šošovky našli využitie pri manuálnej práci s malými detailmi, kde nahradili bežné lupy. Šošovky v páse schopné prenášať lúče svetla v akomkoľvek smere sa používajú v priemyselnom sektore.

Fresnelova šošovka môže byť pozitívna (zberná) a negatívna (difúzna). Negatívna polyvinylová šošovka s krátkym ohniskom citeľne zväčšuje zorné pole. Je známa ako Fresnelova parkovacia šošovka. Široké zorné pole, ktoré poskytuje, vám umožňuje vidieť prekážky za vozidlom bez nichzahrnuté v zornom poli bočných zrkadiel alebo spätného zrkadla. Tento objektív výrazne uľahčuje manévrovanie pri parkovaní, ťahaní prívesu a cúvaní, čím sa vyhnete stretu s hrajúcimi sa deťmi, zvieratami alebo inými predmetmi.

Fresnelova šošovka sa stala multifunkčným nástrojom, jej vynález zohral dôležitú úlohu pri rozvoji technologickej oblasti.

Odporúča: