Лінза Фрэнэля: ад маякоў да сфер мультымедыя

У былыя часы набліжэнне да берага для маракоў было найбольш небяспечным месцам іх шляху. З-за неспрыяльных кліматычных умоў мялі або прыбярэжныя скалы маглі стаць прычынай караблекрушэння. Ратавалі маракоў маякі, лепшыя навігацыйныя канструкцыі таго часу. Доўгі час на іх вяршынях проста распальвалі вогнішчы, пазней крыніцамі святла служылі газавыя лямпы, пакуль не сталі ўжываць электрычнасць. У XIX стагоддзі святлом, якія ратуюць жыццё, стала лінза Фрэнэля, якая робіць святло маяка найбольш яркім і бачным здалёк.

Складовая складаная лінза была створана Огюстеном Фрэнэля, французскім фізікам, стваральнікам хвалевай тэорыі святла. Лінза Фрэнэля складзена з асобных невялікі таўшчыні канцэнтрычных кольцаў, якія прымыкаюць адзін да аднаго і ўтвараюць цыліндр з крыніцай святла ўнутры. У перасеку кольцы маюць форму прызмаў. Кожнае з кольцаў збірае святло ў паралельны вузкі пучок прамянёў, разбежных ад цэнтра. Пры кручэнні цыліндру вакол крыніцы святла прамяні святла распасціраюцца да самага гарызонту. Колер прамянёў, іх колькасць, часовай прамежак паміж імі складаюць адмысловы непаўторны почырк маяка. Зводка з характарыстыкамі розных маякоў мелася на борце караблёў, і менавіта па ёй маракі даведваліся, які маяк перад імі.

Лінзы Фрэнэля, устаноўленыя на маяках, сталі найважнейшым крокам у аснашчэнні іх магутнымі крыніцамі святла. Дадзеныя складаныя складовыя лінзы дазволілі павялічыць канцэнтрацыю сілы святла да 80 000 свечак. Да вынаходства Фрэнэля сфакусаваць святло палаючага кнота ці ліхтара можна было, толькі змясціўшы ліхтар у фокус якая збірае лінзы досыць вялікага дыяметра або ўвагнутай люстэрка. Для гэтых мэтаў быў неабходны суцэльны аптычны элемент вялікага памеру, які пад уздзеяннем уласнай цяжару мог лопнуць. Таму выкарыстоўваліся дзясяткі ўвагнутых люстэркаў, у фокусе кожнага з іх знаходзіўся асобны ліхтар. Гэта рашэнне было нязручным.

Складовая лінза Фрэнэля дапамагла дасягнуць павелічэння сілы святла, яго канцэнтрацыі ў зададзеным кірунку. Зборка асобных аптычных элементаў не адлюстроўвала святло, а працавала на прасвет, круцячыся вакол выпраменьвальнага ва ўсіх напрамках пастаяннага па інтэнсіўнасці крыніцы святла.

З тых часоў канструкцыі Фрэнэля застаюцца непераўзыдзеным тэхнічнай прыладай, выкарыстоўваным не толькі для рачных бакены і маякоў. У выглядзе лінзаў Фрэнэля спачатку рабілі шкла розных сігнальных ліхтароў, святлафораў, аўтамабільных фар, дэталяў лекцыйных праектараў. Затым былі створаны лупы ў выглядзе лінеек, вырабленых з празрыстага пластыка, з малапрыкметнымі кругавымі баразёнкамі, кожная з якіх з'яўлялася мініяцюрнай кальцавой прызмай, а ў цэлым яны ўяўлялі сабой збірае лінзу. Атрыманая лінза прымяняецца як лупа для павелічэння прадмета, як аб'ектыў фотаапарата, які стварае перавернуты малюнак.

З часам сфера прымянення лінзаў Фрэнэля значна пашырылася. Яна ўключае ў сябе распрацоўку фотатэхнікі, розных асвятляльных прыбораў, датчыкаў сачэння ахоўных сістэм, концентратора энергіі для сонечных калектараў, люстэркаў, якія ўжываюцца ў тэлескопах. Аптычныя ўласцівасці лінзаў таксама выкарыстоўваюцца ў сферы мультымедыя. Так, кампаніяй DNP, найбуйнейшым вытворцам высокатэхналагічных праекцыйных экранаў, на аснове лінзы ствараюцца экраны Supernova. А ў экранах зваротнай праекцыі ўжываецца не толькі лінза Фрэнэля, але і іншыя аптычныя тэхналогіі, што дазваляе атрымаць унікальныя сродкі адлюстравання.

У залежнасці ад вобласці прымянення лінзы могуць мець розны дыяметр, адрознівацца па тыпу. Вядомыя два тыпу лінзаў: колцавыя і пасавыя. Першыя створаны для накіравання патоку светлавых прамянёў у адзін бок. Колцавыя лінзы знайшлі прымяненне пры ручной працы з дробнымі дэталямі, выцесніўшы звычайныя лупы. Пасавыя лінзы, здольныя прапускаць пучкі святла ў любых зададзеных напрамках, выкарыстоўваюцца ў прамысловай галіны.

Лінза Фрэнэля можа быць станоўчай (якая збірае) і адмоўнай (рассейвалай). Адмоўная полівінілавага лінза з кароткім фокусам прыкметна павялічвае поле зроку. Яна вядомая як лінза Фрэнэля паркавальная. Пашырэнне кута агляду, якое яна дае, дазваляе ўбачыць перашкоды, якія знаходзяцца ўнізе за аўтамабілем, якія не ўваходзяць у поле зроку бакавых люстэркаў ці люстэрка задняга агляду. Такая лінза істотна палягчае манеўраванне пры паркоўцы, буксіроўцы прычэпа і руху заднім ходам, дазваляючы пазбегнуць наезду на дзяцей, якiя гуляюць, жывёл або іншыя аб'екты.

Лінза Фрэнэля стала шматфункцыянальным сродкам, яе вынаходніцтва адыграла немалаважную ролю ў развіцці тэхналагічнай сферы.