Fresnelův objektiv: od majáků po multimediální sféry

Fresnelův objektiv: od majáků po multimediální sféry
Fresnelův objektiv: od majáků po multimediální sféry
Anonim

Za starých časů bylo přibližování se ke břehu nejnebezpečnější částí cesty námořníků. Kvůli nepříznivým klimatickým podmínkám by mělčiny nebo pobřežní skály mohly způsobit ztroskotání lodi. Námořníky zachránily majáky, nejlepší navigační struktury té doby. Dlouhou dobu se na jejich vrcholcích jednoduše rozdělávaly ohně, později jako zdroje světla sloužily petrolejky, až se začala používat elektřina. V 19. století se Fresnelova čočka stala život zachraňujícím světlem, díky čemuž bylo světlo majáku nejjasnější a nejviditelnější z dálky.

Fresnelova čočka
Fresnelova čočka

Kompozitní složenou čočku vytvořil Augustin Fresnel, francouzský fyzik, tvůrce vlnové teorie světla. Fresnelova čočka se skládá z jednotlivých soustředných prstenců malé tloušťky, které spolu sousedí a tvoří válec se světelným zdrojem uvnitř. V příčném řezu mají prstence tvar hranolů. Každý z prstenců shromažďuje světlo do paralelního úzkého svazku paprsků, který vyzařuje ze středu. Když se válec otáčí kolem zdroje světla, paprsky světla se rozšiřují až k samotnému horizontu. Barva paprsků, jejich počet, časový interval mezi nimi tvoří zvláštní jedinečný rukopis majáku. Na palubách lodí byl k dispozici souhrn s charakteristikami různých majáků a právě z něj námořníci zjistili, který maják je před nimi.

Fresnelovy čočky nainstalované na majácích byly významným krokem k jejich vybavení výkonnými světelnými zdroji. Tyto komplexní složené čočky umožnily zvýšit koncentraci intenzity světla až na 80 000 svíček. Před Fresnelovým vynálezem bylo možné zaostřit světlo hořícího knotu nebo lucerny pouze umístěním lucerny do ohniska sbíhavé čočky o dostatečně velkém průměru nebo konkávního zrcadla. Pro tyto účely byl potřeba jednodílný optický prvek velké velikosti, který by vlivem vlastní gravitace mohl prasknout. Proto byly použity desítky konkávních zrcadel, každé se samostatnou lucernou v ohnisku. Toto rozhodnutí bylo nepohodlné.

Fresnelovy čočky jsou světlem, které zachraňuje životy
Fresnelovy čočky jsou světlem, které zachraňuje životy

Kompozitní Fresnelova čočka pomohla dosáhnout zvýšení intenzity světla, jeho koncentrace v daném směru. Sestava jednotlivých optických prvků neodrážela světlo, ale fungovala v transmisi, rotovala kolem světelného zdroje, který vyzařoval konstantní intenzitu ve všech směrech.

Od té doby zůstaly Fresnelovy návrhy nepřekonaným technickým zařízením, které se používá nejen pro říční bóje a majáky. Nejprve byly vyrobeny v podobě Fresnelových čoček, skla různých signálních světel, semaforů, světlometů automobilů, části přednáškových projektorů. Poté byly vytvořeny lupy ve formě pravítek, vyrobených z průhledného plastu, s jemnými kruhovými drážkami, z nichž každá byla miniaturním prstencovým hranolem, ale obecněbyly konvergující čočkou. Výsledná čočka se používá jako lupa ke zvětšení objektu, jako čočka fotoaparátu, která vytváří převrácený obraz.

Postupem času se rozsah Fresnelových čoček výrazně rozšířil. Zahrnuje vývoj fotografického vybavení, různých osvětlovacích zařízení, sledovacích senzorů pro bezpečnostní systémy, koncentrátoru energie pro solární kolektory a zrcadel používaných v dalekohledech. Optické vlastnosti čoček se využívají i v oblasti multimédií. Například DNP, největší výrobce high-tech promítacích pláten, vytváří plátna Supernova na základě objektivu. A zadní projekční plátna využívají nejen Fresnelovu čočku, ale také další optické technologie, které vám umožňují získat ty nejunikátnější zobrazovací možnosti.

Parkování Fresnelovy čočky
Parkování Fresnelovy čočky

V závislosti na oblasti použití mohou mít čočky různé průměry, liší se typem. Existují dva typy čoček: prstencové a pasové. První jsou navrženy tak, aby směrovaly tok světelných paprsků jedním směrem. Prstencové čočky našly uplatnění při ruční práci s drobnými detaily, nahrazují konvenční lupy. Čočky do pasu schopné přenášet paprsky světla v jakémkoli daném směru se používají v průmyslovém sektoru.

Fresnelova čočka může být pozitivní (sběrná) a negativní (difuzní). Negativní polyvinylová čočka s krátkým ohniskem znatelně zvětšuje zorné pole. Je známá jako Fresnelova parkovací čočka. Široké zorné pole, které poskytuje, vám umožní vidět překážky za vozem bezzahrnuté v zorném poli bočních zrcátek nebo zpětného zrcátka. Tato čočka výrazně usnadňuje manévrování při parkování, tažení přívěsu a couvání, čímž se vyhnete najetí na hrající si děti, zvířata nebo jiné předměty.

Fresnelova čočka se stala multifunkčním nástrojem, její vynález sehrál důležitou roli ve vývoji technologické oblasti.

Doporučuje: