Fresnel-objektiivi

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 10. helmikuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Fresnel-linssi on optinen yksityiskohta, jossa on monimutkainen porrastettu pinta. Se voi korvata sekä pallomaisia ​​että sylinterimäisiä linssejä sekä muita optisia osia, kuten prismoja, kun taas tällaisen linssin vaiheet voidaan rajata samankeskisillä, kierteisillä tai lineaarisilla urilla [1] .

Historia

Ajatus ohuemman, kevyemmän linssin luomisesta rengasmaisten askelmien sarjana on usein liitetty Georges-Louis Leclerc de Buffonin [2] ansioksi . Kun de Buffon ehdotti tällaisen linssin hiomista yhdestä lasipalasta, markiisi de Condorcet (1743-1794) ehdotti sen tekemistä erillisillä osilla, jotka on asennettu kehykseen [3] . Ranskalaista fyysikkoa ja insinööriä Augustin Jean Fresnelia pidettiin useimmiten majakoissa käytettävän monikomponenttilinssin kehittämisestä . Smithsonian -lehden mukaan ensimmäistä Fresnel-linssiä käytettiin vuonna 1823 Corduanan majakassa Gironden suiston suulla; sen valo voitiin nähdä yli 32 km:n (20 mailin) ​​etäisyydeltä [4] . Skotlantilaisen fyysikon Sir David Brewsterin ansioksi annettiin brittijohdon suostutteleminen käyttämään näitä linssejä majakoissaan [5] [6] .

Rakennus

Fresnel-linssi, joka korvaa pallomaisen linssin, koostuu samankeskisistä renkaista, joista jokainen on osa kartiomaista pintaa, jolla on kaareva profiili ja osa kiinteän linssin pintaa [7] . Augustin Fresnelin ehdotus merimajakoille.

Tämän rakenteen ansiosta Fresnel-objektiivilla on pieni paksuus ja paino jopa suurella kulmikkaalla aukolla . Linssin lähellä olevat renkaiden osat on rakennettu siten, että sen pallopoikkeama vähenee ja linssin keskipisteeseen asetetun pistelähteen säteet tulevat ulos renkaissa tapahtuneen taittumisen jälkeen lähes yhdensuuntaisena säteenä ( rengasmaisissa Fresnel-linsseissä) [8] .

Fresnel-linssit ovat rengasmaisia ​​ja vyötäröisiä. Rengasmaiset keskittävät valovirran yhteen suuntaan, hihnalliset - kaikkiin suuntiin tiettyyn tasoon [7] .

Fresnel-linssin halkaisija voi vaihdella senttimetrin murto-osista useisiin metreihin. Suuret linssit, esimerkiksi majakat, valmistetaan esivalmistettuina useista yksittäisistä optisista elementeistä yhteisessä metallikehyksessä.

Sovellus

Fresnel-objektiivin suurin haitta verrattuna perinteisiin linsseihin ja perinteisiin objektiiveihin on korkea harhavalaistuksen taso ja erilaiset "vääräkuvat" vyöhykkeiden välisten siirtymäreuna-alueiden vuoksi, joten sen käyttö optisesti tarkkojen kuvien luomiseen on vaikeaa. . Tällaisten optisten järjestelmien rakentamisesta on kuitenkin jo myönteistä kokemusta. Lupaava suunta voi olla halkaisijaltaan kymmenien ja satojen metrien avaruusteleskooppien rakentaminen ohuisiin kalvoihin perustuvilla Fresnel-linsseillä [9] .

Fresnel-linssejä käytetään:

SLR-kameroissa Fresnel -objektiivia käytetään tasokuperan kollektiivisen linssin sijaan, joka rakentaa kuvan objektiivin ulostulopupillista etsimen okulaarin tasoon [12] . Siten saavutetaan tasainen kuvan kirkkaus koko kuvassa ja saavutetaan näkemisen helppous. Linssin rengasrakenne peitetään mattapintaisella linssin tarkentamiseen tarkoitettua tasaista pintaa, eikä loissironta vaikuta kuvaan.

Ne valmistavat ohuita litteitä suurennuslasia, jotka ovat kirja-arkin kokoisia ja ovat läpinäkyvää muovia, johon on painettu Fresnel-linssi. Fresnel-linssi, joka on auton takaikkunaan liimattu muovikalvo, vähentää auton takana olevaa kuollutta (näkymätöntä) aluetta, kun sitä katsotaan taustapeilin läpi. Fresnel-linssien käyttöä aurinkoenergian keskittimenä aurinkoparistoille pidetään lupaavana , mikä mahdollisti aurinkokennojen hyötysuhteen nostamisen 44,7 %:iin [13] .

Akustisia Fresnel-linssejä (tarkemmin sanottuna ääntä vaimentavista materiaaleista valmistettuja akustisia Fresnel-vyöhykelevyjä [1] ) käytetään akustiikassa äänikentän muodostamiseen.

Muistiinpanot

  1. ↑ Optisten järjestelmien teoria, 1992 , s. 84.
  2. ↑ Fresnel-linssi  // Encyclopædia Britannica  : kirja  . — Encyclopædia Britannica Online. Encyclopædia Britannica Inc, 2012.
  3. ↑ Fresnel-linssi  (määrittämätön)  // Appletonin sanakirja koneista, mekaniikasta, moottorityöstä ja tekniikasta. - New York: D. Appleton and Co, 1874. - Osa 2 . - S. 609 .
  4. ↑ Watson, Bruce. "Tiede tekee paremman majakkalinssin." Smithsonian . Elokuu 1999 v30 i5 p30. tuotettu Biography Resource Centerissä . Farmington Hills, Mich.: Thomson Gale. 2005.
  5. ↑ "Brewster, Sir David." Arkistoitu 11. toukokuuta 2020 Wayback Machine Encyclopædia Britannicaan . 2005. Encyclopædia Britannica Online. 11. marraskuuta 2005.
  6. ↑ "David Brewster." World of Invention , 2. painos. Gale Group, 1999.
  7. ↑ 1 2 Fresnel-linssi // Physical Encyclopedia / Ch. toim. A. M. Prokhorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1998. - T. 5. - S. 374-375. – 760 s. — ISBN 5-85270-101-7 .
  8. ↑ T. V. Statsenko, Yu. A. Tolmachev, I. A. Shevkunov // Ultralyhyen pulssin spatio -temporal transformation by a Fresnel-objektiivi Arkistokopio 29. joulukuuta 2014 Wayback Machinessa . - Artikkeli. - NICH ITMO. - UDC 535.4
  9. ↑ Fresnel-linssit kaukoputkessa . Haettu 18. huhtikuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 27. toukokuuta 2010.
  10. ↑ Anna minulle 3D TV, ilman laseja  , Tom's Guide (  9. tammikuuta 2010). Arkistoitu alkuperäisestä 31. elokuuta 2013. Haettu 30. huhtikuuta 2017.
  11. ↑ V.M. Andreev. aurinkoenergian valosähköinen muuntaminen  // Soros Educational Journal, No. 7: Journal. - 1996. - Nro 7 . - S. 3 . Arkistoitu alkuperäisestä 27. elokuuta 2018.
  12. ↑ Kamerat, 1984 , s. 16.
  13. ↑ Une cellule solaire conçue avec Soitec établet un record mondial   d' efficacité . Käyttöpäivä: 30. maaliskuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 9. tammikuuta 2014.

Kirjallisuus

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa