Fresnellins

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 10 februari 2022; kontroller kräver 2 redigeringar .

Fresnel-linsen är en optisk detalj med en komplex stegvis yta. Den kan ersätta både sfäriska och cylindriska linser , såväl som andra optiska delar, såsom prismor, medan stadierna av en sådan lins kan avgränsas av koncentriska, spiralformade eller linjära spår [1] .

Historik

Idén att skapa en tunnare, lättare lins i form av en serie ringformade steg har ofta tillskrivits Georges-Louis Leclerc de Buffon [2] . Medan de Buffon föreslog att en sådan lins skulle slipas från en enda glasbit, föreslog Marquis de Condorcet (1743-1794) att göra den med separata sektioner monterade i en ram [3] . Den franske fysikern och ingenjören Augustin Jean Fresnel krediterades oftast för att utveckla flerkomponentlinsen för användning i fyrar . Enligt tidskriften Smithsonian användes den första Fresnel-linsen 1823 vid fyren i Corduana vid mynningen av Gironde-mynningen; dess ljus kunde ses från över 32 km (20 miles) bort [4] . Den skotske fysikern Sir David Brewster krediterades för att ha övertalat det brittiska ledarskapet att använda dessa linser i sina fyrar [5] [6] .

Byggnad

Fresnel-linsen, som ersätter den sfäriska linsen, består av koncentriska ringar, som var och en är en sektion av en konisk yta med en krökt profil och är en del av ytan av en solid lins [7] . Föreslagit av Augustin Fresnel för marina fyrar.

På grund av denna design har Fresnel-objektivet en liten tjocklek och vikt även med en stor vinkelöppning . Sektionerna av ringarna nära linsen är konstruerade på ett sådant sätt att dess sfäriska aberration reduceras , och strålarna från en punktkälla placerad i linsens fokus , efter brytning i ringarna, kommer ut i en nästan parallell stråle ( i ringformade Fresnel-linser) [8] .

Fresnel linser är ringformade och midja. Ringformade koncentrerar ljusflödet i en riktning, bältes - i alla riktningar i ett visst plan [7] .

Diametern på en Fresnel-lins kan variera från bråkdelar av en centimeter till flera meter. Stora linser, till exempel beacons, tillverkas som prefabricerade av många individuella optiska element på en gemensam metallram.

Applikation

Den största nackdelen med Fresnel-linsen jämfört med konventionella linser och traditionella linser är en hög nivå av falsk belysning och olika typer av "falska bilder" på grund av närvaron av övergångskantområden mellan zoner, så användningen för att konstruera optiskt korrekta bilder är svår . Ändå finns det redan positiva erfarenheter av att konstruera sådana optiska system. En lovande riktning kan vara konstruktionen av rymdteleskop med en diameter på tiotals och hundratals meter med hjälp av Fresnel-linser baserade på tunna membran [9] .

Fresnel-linser används:

I SLR-kameror används Fresnel-linsen i stället för en plankonvex kollektivlins, som bygger en bild av objektivets utgångspupill i sökarokularets plan [ 12] . På så sätt uppnås enhetlig bildljusstyrka inom hela ramen och enkel syn uppnås. Linsens ringstruktur maskeras genom att den plana ytan som är avsedd för fokusering av linsen mattas, och parasitisk spridning påverkar inte bilden.

De producerar tunna platta förstoringsglas upp till storleken på ett bokark, som är ett ark av genomskinlig plast som en Fresnel-lins är präglad på. Fresnel-linsen, i form av en plastfilm klistrad på bakrutan på en bil, minskar det döda (osynliga) området bakom bilen när den ses genom backspegeln. Användningen av Fresnel-linser som en solenergikoncentrator för solbatterier anses lovande , vilket gjorde det möjligt att öka effektiviteten hos solceller till 44,7 % [13] .

Akustiska Fresnel-linser (närmare bestämt akustiska Fresnel-zonplattor av ljudabsorberande material [1] ) används inom akustiken för att bilda ett ljudfält.

Anteckningar

  1. ↑ Theory of Optical Systems, 1992 , sid. 84.
  2. ↑ Fresnel lins  // Encyclopædia Britannica  : bok  . — Encyclopædia Britannica Online. Encyclopædia Britannica Inc, 2012.
  3. ↑ Fresnel-lins  (obestämd)  // Appletons ordbok över maskiner, mekanik, motorarbete och ingenjörskonst. - New York: D. Appleton och Co, 1874. - Vol 2 . - S. 609 .
  4. ↑ Watson, Bruce. "Vetenskap gör en bättre fyrlins." Smithsonian . Augusti 1999 v30 i5 p30. producerad i Biography Resource Center . Farmington Hills, Mich.: Thomson Gale. 2005.
  5. ↑ "Brewster, Sir David." Arkiverad 11 maj 2020 på Wayback Machine Encyclopædia Britannica . 2005. Encyclopædia Britannica Online. 11 november 2005.
  6. ↑ "David Brewster." World of Invention , 2:a upplagan. Gale Group, 1999.
  7. ↑ 1 2 Fresnel lins // Physical Encyclopedia / Kap. ed. A. M. Prokhorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1998. - T. 5. - S. 374-375. — 760 sid. — ISBN 5-85270-101-7 .
  8. ↑ T. V. Statsenko, Yu. A. Tolmachev, I. A. Shevkunov // Spatio-temporal transformation of an ultrashort pulse by a Fresnel-lins Arkivkopia av 29 december 2014 på Wayback Machine . - Artikel. — NICH ITMO. - UDC 535,4
  9. ↑ Fresnel-linser i teleskop . Hämtad 18 april 2008. Arkiverad från originalet 27 maj 2010.
  10. ↑ Ge mig 3D-TV, utan glasögon  , Toms guide (  9 januari 2010). Arkiverad från originalet den 31 augusti 2013. Hämtad 30 april 2017.
  11. ↑ V.M. Andreev. fotoelektrisk omvandling av solenergi  // Soros Educational Journal, nr 7: journal. - 1996. - Nr 7 . - S. 3 . Arkiverad från originalet den 27 augusti 2018.
  12. ↑ Cameras, 1984 , sid. 16.
  13. ↑ Une cellule solaire conçue avec Soitec établit un record mondial   d'efficacité . Datum för åtkomst: 30 mars 2014. Arkiverad från originalet den 9 januari 2014.

Litteratur

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger