Fresnel objektīvs: no bākām līdz multivides sfērām

Fresnel objektīvs: no bākām līdz multivides sfērām
Fresnel objektīvs: no bākām līdz multivides sfērām
Anonim

Senākos laikos tuvošanās krastam bija visbīstamākā jūrnieku ceļojuma daļa. Nelabvēlīgo klimatisko apstākļu dēļ seklumi vai piekrastes akmeņi var izraisīt kuģa avāriju. Jūrniekus izglāba bākas, tā laika labākās navigācijas būves. Ilgu laiku uguni to virsotnēs vienkārši kurināja, vēlāk kā gaismas avoti kalpoja petrolejas lampas, līdz tika izmantota elektrība. 19. gadsimtā Fresnel objektīvs kļuva par dzīvības glābšanas gaismu, padarot bākas gaismu par spilgtāko un redzamāko no tālienes.

Freneļa lēca
Freneļa lēca

Salikto kompozītmateriālu objektīvu izveidoja franču fiziķis, gaismas viļņu teorijas radītājs Augustins Fresnels. Fresnel lēca sastāv no atsevišķiem maza biezuma koncentriskiem gredzeniem, kas atrodas blakus viens otram un veido cilindru ar gaismas avotu iekšpusē. Šķērsgriezumā gredzeniem ir prizmas forma. Katrs no gredzeniem savāc gaismu paralēlā šaurā staru kūlī, kas izstaro no centra. Kad cilindrs griežas ap gaismas avotu, gaismas stari sniedzas līdz pašam horizontam. Staru krāsa, to skaits, laika intervāls starp tiem veido īpašu unikālu bākas rokrakstu. Uz kuģiem bija pieejams kopsavilkums ar dažādu bāku raksturlielumiem, un tieši no tā jūrnieki uzzināja, kura bāka atrodas viņiem priekšā.

Bākām uzstādītās Fresnel lēcas bija nozīmīgs solis, lai tās aprīkotu ar jaudīgiem gaismas avotiem. Šīs kompleksās saliktās lēcas ļāva palielināt gaismas intensitātes koncentrāciju līdz 80 000 svecēm. Pirms Fresnela izgudrojuma bija iespējams fokusēt degoša dakts vai laternas gaismu, tikai novietojot laternu pietiekami liela diametra saplūstošas lēcas vai ieliekta spoguļa fokusā. Šiem nolūkiem bija nepieciešams viengabalains liela izmēra optiskais elements, kas savas gravitācijas ietekmē varētu pārsprāgt. Tāpēc tika izmantoti desmitiem ieliektu spoguļu, katrs ar atsevišķu laternu fokusā. Šis lēmums bija neērts.

Fresnel lēcas ir gaisma, kas glābj dzīvības
Fresnel lēcas ir gaisma, kas glābj dzīvības

Saliktā Fresnel lēca palīdzēja sasniegt gaismas intensitātes pieaugumu, tās koncentrāciju noteiktā virzienā. Atsevišķu optisko elementu montāža neatstaro gaismu, bet darbojās caurlaidībā, griežoties ap gaismas avotu, kas visos virzienos izstaro nemainīgu intensitāti.

Kopš tā laika Fresnel konstrukcijas ir palikušas nepārspējama tehniska ierīce, ko izmanto ne tikai upju bojām un bākām. Fresnel lēcu veidā vispirms tika izgatavoti dažādu signāllampu stikli, luksofori, automašīnu lukturi, lekciju projektoru daļas. Tad tika izveidotas lupas lineālu veidā, kas izgatavotas no caurspīdīgas plastmasas, ar smalkām apļveida rievām, no kurām katra bija miniatūra gredzenveida prizma, bet kopumā tāsbija saplūstošs objektīvs. Iegūtais objektīvs tiek izmantots kā palielinātājs objekta palielināšanai, piemēram, kameras objektīvs, kas rada apgrieztu attēlu.

Laika gaitā Fresnel objektīvu klāsts ir ievērojami paplašinājies. Tas ietver fototehnikas, dažādu apgaismes ierīču, drošības sistēmu izsekošanas sensoru, saules kolektoru enerģijas koncentratora un teleskopos izmantojamo spoguļu izstrādi. Lēcu optiskās īpašības tiek izmantotas arī multivides jomā. Piemēram, DNP, lielākais augsto tehnoloģiju projekcijas ekrānu ražotājs, izveido Supernova ekrānus, pamatojoties uz objektīvu. Un aizmugurējos projekcijas ekrānos tiek izmantots ne tikai Fresnel objektīvs, bet arī citas optiskās tehnoloģijas, kas ļauj iegūt unikālākās displeja iespējas.

Freneļa lēcu stāvvieta
Freneļa lēcu stāvvieta

Atkarībā no pielietojuma jomas lēcām var būt dažāda diametra, dažāda veida. Ir divu veidu lēcas: gredzenveida un jostasvietas. Pirmie ir paredzēti, lai virzītu gaismas staru plūsmu vienā virzienā. Gredzenveida lēcas ir atradušas pielietojumu manuālā darbā ar mazām detaļām, aizstājot parastos palielinātājus. Vidukļa lēcas, kas spēj pārraidīt gaismas starus jebkurā virzienā, tiek izmantotas rūpniecībā.

Fresnela objektīvs var būt pozitīvs (savācošs) un negatīvs (izkliedējošs). Negatīvā polivinila lēca ar īsu fokusu ievērojami palielina redzes lauku. Tas ir pazīstams kā Fresnel parkošanās objektīvs. Plašais skata lauks, ko tas nodrošina, ļauj redzēt šķēršļus aiz automašīnas bez tiemiekļauts sānu spoguļu vai atpakaļskata spoguļa redzamības laukā. Šis objektīvs ievērojami atvieglo manevrēšanu, novietojot automašīnu stāvvietā, velkot piekabi un braucot atpakaļgaitā, izvairoties no sadursmes ar spēlējošiem bērniem, dzīvniekiem vai citiem priekšmetiem.

Fresnel objektīvs ir kļuvis par daudzfunkcionālu instrumentu, tā izgudrojumam ir bijusi nozīmīga loma tehnoloģiskās jomas attīstībā.

Ieteicams: