Lencsék. Optikai eszközök

A lencse átlátszó anyagból (optikai üvegből vagy műanyagból) készült optikai alkatrész, amelynek két fénytörő polírozott felülete van (lapos vagy gömb alakú). A nimrudi régészek által talált legrégebbi lencse körülbelül 3000 éves.

Ez arra utal, hogy az emberek nagyon ősidők óta érdeklődtek az optika iránt, és megpróbálták felhasználni a mindennapi életben segítő különféle berendezések létrehozására. A római katonaság lencséket használt a tüzet gyújtásához terepviszonyok Néró császár pedig homorú smaragdot használt rövidlátása ellen.

Idővel az optika szorosan beépült az orvostudományba, ami lehetővé tette a látásjavító eszközök, például szemlencsék, szemüvegek és kontaktlencse. Ezenkívül magukat a lencséket széles körben használják különféle nagy pontosságú technológiában, amely lehetővé tette az embernek a körülötte lévő világról alkotott elképzeléseinek radikális megváltoztatását.

Mi az objektív, milyen tulajdonságokkal és tulajdonságokkal rendelkezik?

Egy szakasz bármely lencséje ábrázolható két egymásra helyezett prizmaként. Attól függően, hogy melyik oldalon érintkeznek egymással, a lencse optikai hatása is eltérő lesz, valamint megjelenése (domború vagy homorú).

Fontolja meg részletesebben, mi az objektív. Például, ha veszünk egy darab közönséges ablaküveget, aminek az élei párhuzamosak, akkor a látható képen teljesen jelentéktelen torzítást kapunk. Azaz az üvegbe kerülő fénysugár megtörik, és a második felületen áthaladva a levegőbe jutva enyhe eltolással visszaadja a szög korábbi értékét, ami az üveg vastagságától függ. De ha az üvegsíkok egymáshoz képest szöget zárnak be (pl. mint egy prizmában), akkor a sugár, szögétől függetlenül, miután az adott üvegtestet eltalálja, megtörik és az alapján lép ki. Ez a szabály, amely lehetővé teszi a fényáram szabályozását, minden lencse alapja. Érdemes megjegyezni, hogy a lencsék és az ezeken alapuló optikai eszközök összes jellemzője.

Milyen típusú lencsék vannak a fizikában?

A lencséknek csak két fő típusa van: homorú és konvex, más néven divergáló és konvergáló. Lehetővé teszik a fénysugara felosztását vagy fordítva, hogy egy pontra, egy bizonyos fókusztávolságra koncentrálhassák.

A domború lencséknek vékony szélei és vastagabb közepe van, így könnyebb átlátni
két prizmaként ábrázolva, amelyeket alapok kapcsolnak össze. Ez a funkció lehetővé teszi, hogy összegyűjtse az összes különböző szögben eső fénysugarat egy pontra a központban. Pontosan az ilyen eszközöket használták a rómaiak a tüzet gyújtására, mivel a napfény fókuszált sugarai lehetővé tették a nagyon magas hőmérséklet létrehozását a gyúlékony tárgy kis területén.

Milyen eszközökben és mire használják a lencséket?

Ősidők óta az emberek tudták, mi az a lencse. Ezt a részletet használták az első poharaknál, amelyek az 1280-as években jelentek meg Olaszországban. később hozták létre kémszemüveg, teleszkópok, távcsövek és sok más eszköz, amelyek sokféle lencséből álltak, és lehetővé tették az emberi szem képességeinek jelentős bővítését. Ugyanezen elvek alapján épültek a mikroszkópok, amelyek jelentős hatással voltak a tudomány egészének fejlődésére.

Az első televíziókat hatalmas lencsékkel szerelték fel, amelyek felnagyították a képet.
miniatűr képernyőkről, és lehetővé tette a kép részletesebb vizsgálatát. Minden video- és fényképészeti berendezés a legelső eszközöktől kezdve objektívekkel van felszerelve. Az objektívbe vannak beépítve, így a kezelő vagy a fotós képes fókuszálni vagy nagyítani/kicsinyíteni a képet a keretben.

A legmodernebb mobiltelefonok miniatűr objektíveket használó autofókuszos kamerái vannak, amelyek lehetővé teszik, hogy éles képeket készítsen olyan tárgyakról, amelyek néhány centiméterre vagy több kilométerre vannak a készülék lencséjétől.

Ne feledkezzünk meg a modern űrteleszkópokról (például a Hubble) és a laboratóriumi mikroszkópokról sem, amelyek szintén nagy pontosságú lencsékkel rendelkeznek. Ezek az eszközök lehetőséget adnak az emberiségnek, hogy meglássa azt, ami korábban hozzáférhetetlen volt a látásunk számára. Nekik köszönhetően részletesebben tanulmányozhatjuk a minket körülvevő világot.

Mi az a kontaktlencse és miért van rá szükség?

A kontaktlencsék kicsi, átlátszó lencsék, amelyek lágy ill
merev anyagok, amelyeket közvetlenül a szemen kell viselni a látás javítása érdekében. Leonardo da Vinci tervezte 1508-ban, de csak 1888-ban készültek. Kezdetben a lencséket csak szilárd anyagokból készítették, de idővel új polimereket szintetizáltak, amelyek lehetővé tették puha lencsék napi használat mellett szinte észrevehetetlen.

Ha kontaktlencsét szeretne vásárolni, olvassa el a cikket, hogy többet megtudjon erről az eszközről.

Homorú-domború lencse

Plano-konvex lencse

A vékony lencsék jellemzői

A formáktól függően vannak kollektív(pozitív) és szétszóródás(negatív) lencsék. A konvergáló lencsék csoportjába általában azok a lencsék tartoznak, amelyeknél a közepe vastagabb, mint a széle, a divergáló lencsék csoportjába pedig azok a lencsék, amelyek széle vastagabb, mint a középső. Meg kell jegyezni, hogy ez csak akkor igaz, ha a lencse anyagának törésmutatója nagyobb, mint a lencse anyagának törésmutatója környezet. Ha a lencse törésmutatója kisebb, a helyzet megfordul. Például a vízben lévő légbuborék egy bikonvex diffúz lencse.

Az objektíveket általában az optikai teljesítményük (dioptriában mérve) vagy a gyújtótávolság jellemzi.

Korrigált optikai aberrációjú (elsősorban kromatikus, fényszórás miatti, - akromaták és apokromátok) optikai eszközök építéséhez a lencsék / anyagaik egyéb tulajdonságai is fontosak, például a törésmutató, a diszperziós együttható, az anyag áteresztőképessége a kiválasztottban. optikai tartomány.

Néha a lencséket/lencse optikai rendszereket (refraktorokat) kifejezetten olyan környezetben való használatra tervezték, ahol viszonylagos magas együttható fénytörés (lásd merülőmikroszkóp, immerziós folyadékok).

A lencsék típusai:
Összejövetel:
1 - bikonvex
2 - lapos-domború
3 - homorú-domború (pozitív meniszkusz)
Szórás:
4 - bikonkáv
5 - lapos-homorú
6 - domború-konkáv (negatív meniszkusz)

Konvex-konkáv lencsét nevezünk meniszkuszés lehet kollektív (közepe felé sűrűsödik) vagy szórványos (szélek felé sűrűsödik). Az egyenlő felületi sugarú meniszkusz optikai teljesítménye nulla (diszperziókorrekcióra vagy fedőlencseként használják). Tehát a rövidlátó szemüveg lencséi általában negatív meniszkuszok.

A konvergáló lencse megkülönböztető tulajdonsága, hogy képes összegyűjteni a felületére eső sugarakat a lencse másik oldalán található egy ponton.

A lencse fő elemei: NN - a fő optikai tengely - a lencsét korlátozó gömbfelületek középpontjain áthaladó egyenes vonal; O - optikai középpont - egy pont, amely bikonvex vagy bikonkáv (azonos felületi sugarú) lencsék esetén az optikai tengelyen található a lencsén belül (annak közepén).
jegyzet. A sugarak útja egy idealizált (lapos) lencsén látható, anélkül, hogy a valós fázishatáron törést jelezne. Ezenkívül egy bikonvex lencse kissé eltúlzott képe látható.

Ha a konvergáló lencse előtt bizonyos távolságra egy S fénypontot helyezünk el, akkor a tengely mentén irányított fénysugár megtörés nélkül halad át a lencsén, és a középponton át nem haladó sugarak megtörnek az optikai lencse felé. tengelyét, és metszi azt egy F pontban, amely és az S pont képe lesz. Ezt a pontot konjugált fókusznak nevezzük, vagy egyszerűen fókusz.

Ha egy nagyon távoli forrásból származó fény esik a lencsére, amelynek sugarai párhuzamos sugárban haladóként ábrázolhatók, akkor a lencséből való kilépéskor a sugarak nagyobb szögben törnek meg, és az F pont az optikai felületen mozog. tengelye közelebb van az objektívhez. Ilyen körülmények között a lencséből kilépő sugarak metszéspontját ún fő hangsúly F ', valamint az objektív középpontja és a fő fókusz közötti távolság - a fő gyújtótávolság.

A széttartó lencsére beeső sugarak az abból való kilépéskor a lencse szélei felé törnek, azaz szétszóródnak. Ha ezek a sugarak az ábrán a pontozott vonallal ellentétes irányban folytatódnak, akkor egy F pontban konvergálnak, ami fókusz ezt az objektívet. Ez a fókusz fog képzeletbeli.

Egy széttartó lencse látszólagos fókusza

A fő optikai tengelyre való fókuszálásról elmondottak egyformán érvényesek azokra az esetekre is, amikor egy pont képe egy másodlagos vagy ferde optikai tengelyen helyezkedik el, azaz olyan egyenesen, amely a lencse középpontján átmenő szöget zár be a fő optikai tengelyre. optikai tengely. A fő optikai tengelyre merőleges síkot, amely a lencse fő fókuszában található, ún fő fókuszsík, és a konjugált fókuszban - csak gyújtóponti sík.

A gyűjtőlencséket bármely oldalról a tárgyra lehet irányítani, aminek eredményeként a lencsén áthaladó sugarak a tárgy egyik vagy másik oldaláról összegyűjthetők. Így az objektívnek két fókusza van - elülsőés hátulsó. Az optikai tengelyen helyezkednek el a lencse mindkét oldalán, a lencse közepétől gyújtótávolságra.

Képalkotás vékony konvergáló lencsével

A lencsék jellemzőinek leírásakor figyelembe vették azt az elvet, hogy a lencse fókuszában lévő fénypont képét készítsék el. Az objektívre balról érkező sugarak a hátsó fókuszon, a jobbról érkező sugarak pedig az elülső fókuszon haladnak át. Meg kell jegyezni, hogy az eltérő objektívekben a hátsó fókusz az objektív előtt található, az elülső pedig mögötte.

A meghatározott alakú és méretű objektumok képének lencséje általi felépítése a következőképpen érhető el: tegyük fel, hogy az AB vonal az objektívtől bizonyos távolságra elhelyezkedő objektum, amely jelentősen meghaladja a fókusztávolságát. A tárgy minden pontjáról a lencsén keresztül megszámlálhatatlan számú sugár halad át, amelyek közül az áttekinthetőség kedvéért az ábra sematikusan csak három sugár lefutását mutatja.

Az A pontból kiinduló három sugár áthalad a lencsén, és metszi egymást az A 1 B 1-en lévő eltűnési pontjaiknál, így képet alkotnak. A kapott kép az érvényesés fejjel lefelé.

Ebben az esetben a képet konjugált fókuszban kaptuk valamilyen FF fókuszsíkban, kissé távolabb az F'F' fő fókuszsíktól, ezzel párhuzamosan haladva a fő fókuszon keresztül.

Ha a tárgy végtelen távolságra van a lencsétől, akkor a képe az F lencse hátsó fókuszában keletkezik. érvényes, fejjel lefeléés csökkent hasonló pontra.

Ha egy tárgy közel van az objektívhez, és távolsága nagyobb, mint a lencse gyújtótávolságának kétszerese, akkor a képe érvényes, fejjel lefeléés csökkentés a fő fókusz mögött a közte és a kettős gyújtótávolság közötti szegmensen helyezkedik el.

Ha egy tárgyat az objektív kétszeres gyújtótávolságára helyezünk el, akkor a kapott kép a lencse másik oldalán, attól kétszer nagyobb gyújtótávolságra kerül. A kép létrejön érvényes, fejjel lefeléés egyenlő méretű tantárgy.

Ha egy tárgyat az elülső fókusz és a kettős gyújtótávolság közé helyez, akkor a kép a dupla gyújtótávolságon túlra készül, és érvényes, fejjel lefeléés nagyított.

Ha a tárgy a lencse elülső fő fókuszának síkjában van, akkor a lencsén áthaladó sugarak párhuzamosan mennek, és a kép csak a végtelenben érhető el.

Ha egy tárgyat a fő gyújtótávolságnál kisebb távolságra helyeznek el, akkor a sugarak divergens sugárban hagyják el a lencsét anélkül, hogy bárhol metszik egymást. Ennek eredménye egy kép képzeletbeli, közvetlenés nagyított, azaz ebben az esetben az objektív úgy működik, mint egy nagyító.

Könnyen belátható, hogy amikor egy tárgy a végtelenből az objektív elülső fókuszába közelít, a kép eltávolodik a hátsó fókusztól, és amikor a tárgy eléri az elülső fókuszsíkot, kiderül, hogy onnan a végtelenben van.

Ennek a mintának nagy jelentősége van a gyakorlatban. különféle fajták fényképészeti munkához ezért a tárgy és a lencse, illetve az objektív és a képsík távolsága közötti kapcsolat meghatározásához ismerni kell a fő lencse formula.

Vékony lencse formula

A tárgy pontja és a lencse közepe, valamint a kép pontja és a lencse közepe közötti távolságot konjugált gyújtótávolságnak nevezzük.

Ezek a mennyiségek egymástól függenek, és az úgynevezett képlet határozza meg őket vékony lencse formula:

hol van a lencse és a tárgy távolsága; - távolság az objektívtől a képig; az objektív fő gyújtótávolsága. Vastag lencse esetén a képlet változatlan marad azzal a különbséggel, hogy a távolságokat nem a lencse középpontjától, hanem a fősíkoktól mérik.

Egy vagy másik ismeretlen mennyiség megtalálásához két ismert mennyiséggel a következő egyenleteket használjuk:

Meg kell jegyezni, hogy a mennyiségek jelei u , v , f a következő szempontok alapján választják ki - egy valós tárgyról konvergáló lencsében készült valós kép esetén - ezek a mennyiségek pozitívak. Ha a kép képzeletbeli - a távolságot negatívnak veszi, ha a tárgy képzeletbeli - a távolsága negatív, ha a lencse divergens - a fókusztávolság negatív.

Képskála

A képlépték () a kép lineáris méreteinek és az objektum megfelelő lineáris méreteinek aránya. Ez az arány közvetetten törtként fejezhető ki, ahol a lencse és a kép közötti távolság; a lencse és a tárgy távolsága.

Itt van egy redukciós tényező, azaz egy szám, amely megmutatja, hogy a kép lineáris méretei hányszor kisebbek, mint az objektum tényleges lineáris méretei.

A számítások gyakorlatában sokkal kényelmesebb ezt az arányt vagy értékekkel kifejezni, ahol az objektív gyújtótávolsága.

.

A lencse gyújtótávolságának és optikai teljesítményének kiszámítása

A lencsék szimmetrikusak, vagyis a fény irányától függetlenül – balra vagy jobbra – azonos gyújtótávolságúak, ami azonban nem vonatkozik más jellemzőkre, például aberrációkra, amelyek nagysága attól függ, hogy melyik oldalon. a lencse a fény felé van fordítva.

Több lencse kombináció (központi rendszer)

A lencséket egymással kombinálva összetett optikai rendszereket lehet létrehozni. Egy két lencséből álló rendszer optikai teljesítménye az egyes lencsék optikai teljesítményének egyszerű összegeként kereshető (feltéve, hogy mindkét lencse vékonynak tekinthető, és közel vannak egymáshoz, ugyanazon a tengelyen):

.

Ha a lencsék egymástól bizonyos távolságra helyezkednek el és a tengelyük egybeesik (egy tetszőleges számú lencsét tartalmazó rendszert nevezzük központosított rendszernek), akkor a teljes optikai teljesítményük kellő pontossággal meghatározható következő kifejezés:

,

ahol a lencsék fősíkjai közötti távolság.

Az egyszerű objektív hátrányai

A modern fényképészeti berendezésekben magas követelményeket támasztanak a képminőséggel szemben.

Az egyszerű objektív által adott kép számos hiányosság miatt nem felel meg ezeknek a követelményeknek. A legtöbb hiányosság kiküszöbölése több lencse megfelelő kiválasztásával érhető el egy központosított optikai rendszerben - objektívben. -val készült képek egyszerű lencsék, különféle hátrányai vannak. Az optikai rendszerek hátrányait aberrációknak nevezzük, amelyek a következő típusokra oszthatók:

• Geometriai aberrációk
• Diffrakciós aberráció (ezt az aberrációt az optikai rendszer más elemei okozzák, és semmi köze magához az objektívhez).

Speciális tulajdonságokkal rendelkező lencsék

Organikus polimer lencsék

Kontaktlencse

kvarc lencsék

Szilikon lencsék

A szilícium az ultra-nagy diszperziót az IR tartományban a legmagasabb abszolút törésmutatóval, n=3,4-tel és a látható spektrum teljes átlátszatlanságával ötvözi.

A legalább egy ívelt felülettel rendelkező átlátszó testeket lencséknek nevezzük. Leggyakrabban vannak olyan lencsék, amelyek szimmetrikusak az optikai tengelyre. A lencse optikai tulajdonságai a sugártól és a görbület típusától függenek.

konvergáló lencse

A konvex vagy konvergáló lencsék közepe vastagabb, mint a széle. Párhuzamos fénysugár pl. Napsugár, ráesik domború lencse. A lencse az F fókuszban fénysugarat gyűjt össze. A középsík és a fókusz közötti távolságot a lencse f fókusztávolságának nevezzük. Minél rövidebb, annál nagyobb a lencse optikai teljesítménye. Ezt a teljesítményt dioptriában mérik.

Vegyünk egy 0,5 méteres gyújtótávolságú objektívet. Ekkor a lencse optikai teljesítménye egyenlő a gyújtótávolsággal elosztva: 1/0,5 m = 2 dioptria.

széttartó lencse

A homorú vagy divergens lencsék azok a lencsék, amelyeknek vastagabb a széle, mint a közepe.

Ebben az esetben a párhuzamos fénysugár szétszóródik. Ebben az esetben úgy tűnik, hogy a fénysugár egy pontból jön ki, amelyet képzeletbeli fókusznak neveznek. A fókusztávolság ebben az esetben negatív lesz, és ennek megfelelően a széttartó lencse optikai teljesítménye is negatív lesz.

Vegyünk egy -0,25 méteres gyújtótávolságú objektívet. Ekkor az optikai teljesítmény egyenlő lesz: 1 / -0,25 = -4 dioptria.

A kép konvergáló lencsével való felépítésének elve

A konvergáló lencse valós képet hoz létre. Csak az lesz felfordítva.

Ha pontosabb képet szeretnénk kapni, akkor a fókusztávolság ismeretében ezt a képet meg is építhetjük. Ehhez három gerendára van szükségünk.

Az optikai tengellyel párhuzamosan terjedő, a lencsében megtört és egy fókuszon áthaladó sugarat párhuzamos nyalábnak nevezzük.

A lencse közepén áthaladó sugarat fősugárnak nevezzük. Nem törik össze.

Az objektív előtt a fókuszon áthaladó, majd az optikai tengellyel párhuzamosan terjedő sugarat fókuszsugárnak nevezzük. Ott lesz a legtisztább kép, ahol mindhárom sugár metszi egymást.

Ha a tárgy és a lencse közötti távolság nagyon nagy, akkor ennek a tárgynak a képe és a lencse közötti távolság sokkal kisebb lesz, pl. a kép kicsinyítve lesz.

Ha a tárgy távolsága kétszerese a gyújtótávolságnak, akkor a kép akkora lesz, mint maga a tárgy, és kétszer akkora lesz, mint az objektív mögött.

Ha közelebb hozzuk a tárgyat a fókuszhoz, akkor nagy távolságra, az objektív másik oldalán nagyított képet kapunk.

Ha a téma közvetlenül fókuszban van, vagy még közelebb van az objektívhez, akkor homályos képet kapunk.

Mindenki tudja, hogy a fényképészeti lencse optikai elemekből áll. A legtöbb fényképészeti objektív lencséket használ ilyen elemként. A fényképészeti lencsék lencséi a fő optikai tengelyen helyezkednek el, és az objektív optikai sémáját alkotják.

Optikai gömb lencse - átlátszó homogén elem, amelyet két gömb alakú vagy egy gömb alakú, a másik sík felület határol.

A modern fényképészeti objektívekben széles körben használják, aszférikus lencsék, amelyek felületi alakja eltér a gömbtől. Ebben az esetben lehetnek parabola, hengeres, tórikus, kúpos és egyéb íves felületek, valamint szimmetriatengellyel rendelkező forgásfelületek.

A lencsék gyártásának anyaga lehet különféle típusú optikai üveg, valamint átlátszó műanyag.

A gömb alakú lencsék teljes választéka két fő típusra redukálható: Összejövetel(vagy pozitív, konvex) és Szórás(vagy negatív, homorú). A középen lévő konvergáló lencsék vastagabbak, mint a széleken, ellenkezőleg, a középen lévő diffúz lencsék vékonyabbak, mint a széleken.

A konvergáló lencsékben a rajta áthaladó párhuzamos sugarak a lencse mögött egy pontra fókuszálnak. Divergáló lencséknél a lencsén áthaladó sugarak oldalra szóródnak.

beteg. 1. Gyűjtő és szétválasztó lencsék.

Csak pozitív lencsék készíthetnek képeket a tárgyakról. Azokban az optikai rendszerekben, amelyek valós képet adnak (különösen a lencséknél), a széttartó lencsék csak kollektív lencsékkel együtt használhatók.

A keresztmetszet alakja szerint a lencsék hat fő típusát különböztetjük meg:

1. bikonvex konvergáló lencsék;
2. sík-konvex konvergáló lencsék;
3. homorú-domború konvergáló lencsék (menisci);
4. bikonkáv diffúzor lencsék;
5. sík-konkáv diffúzor lencsék;
6. domború-konkáv diffúzor lencsék.

beteg. 2. Hat féle gömblencse.

A lencse gömbfelületei eltérőek lehetnek görbület(domborúság / homorúság foka) és különböző axiális vastagság.

Nézzük meg ezeket és néhány más fogalmat részletesebben.

beteg. 3. Bikonvex lencse elemei

A 3. ábrán egy bikonvex lencse kialakulása látható.

• C1 és C2 a lencsét határoló gömbfelületek középpontja, ezeket nevezzük görbületi középpontok.
• R1 és R2 a lencse gömbfelületeinek sugara ill görbületi sugarak.
• A C1 és C2 pontokat összekötő egyenest ún fő optikai tengely lencsék.
• Az optikai főtengely metszéspontjait a lencse felületeivel (A és B) ún. lencsecsúcsok.
• Távolság a ponttól A lényegre törő B hívott axiális lencsevastagság.

Ha a fő optikai tengelyen fekvő pontból párhuzamos fénysugarat irányítunk a lencsére, akkor az azon való áthaladás után a pontban összegyűlik. F, amely szintén a fő optikai tengelyen van. Ezt a pontot hívják fő hangsúly lencsék, és a távolság f az objektívtől idáig - fő gyújtótávolság.

beteg. 4. Fő fókusz, fő fókuszsík és az objektív gyújtótávolsága.

Repülőgép MN a fő optikai tengelyre merőleges és a fő fókuszon áthaladó ún fő fókuszsík. Itt található a fényérzékeny mátrix vagy fényérzékeny film.

A lencse fókusztávolsága közvetlenül függ a domború felületek görbületétől: minél kisebb a görbületi sugara (azaz minél nagyobb a kidudorodás), annál rövidebb a fókusztávolság.

A prizmatikus és más diffúzorokkal ellentétben a világítótestekben lévő lencséket szinte mindig pontvilágításra használják. A lencséket használó optikai rendszerek általában egy reflektorból (reflektorból) és egy vagy több lencséből állnak.

A konvergáló lencsék a fókuszpontban található forrásból származó fényt párhuzamos fénysugárba irányítják. Általában világítási szerkezetekben használják reflektorral együtt. A reflektor a fényáramot sugár formájában a megfelelő irányba irányítja, a lencse pedig koncentrálja (gyűjti) a fényt. A konvergens lencse és a fényforrás közötti távolság általában változó, lehetővé téve a szög beállítását.

Fényforrásból és konvergens lencséből (balra) és egy hasonló rendszerből álló fényforrásból és Fresnel-lencséből (jobbra) álló rendszer. A fényáram szöge a lencse és a fényforrás távolságának változtatásával változtatható.

A Fresnel lencsék különálló koncentrikus gyűrű alakú szegmensekből állnak egymás mellett. Nevüket Augustin Fresnel francia fizikus tiszteletére kapták, aki először javasolta és ültette át a gyakorlatba a világítótorony-világítótestek ilyen kialakítását. Az ilyen lencsék optikai hatása a hasonló alakú vagy görbületű hagyományos lencsékéhez hasonlítható.

A Fresnel lencséknek azonban számos előnye van, amelyeknek köszönhetően megtalálják széles körű alkalmazás világítástervezésben. Különösen sokkal vékonyabbak és olcsóbbak a gyártásuk, mint a konvergáló lencsék. Francisco Gomez Paz és Paolo Rizzatto tervezők nem mulasztották el kihasználni ezeket a funkciókat egy fényes és varázslatos modellsorozaton végzett munkájuk során.

A könnyű és vékony polikarbonátból készült Hope "lapjai", ahogyan Gomez Paz nevezi őket, nem mások, mint vékony és nagy diffúzorú Fresnel lencsék, amelyek varázslatos, csillogó és terjedelmes fényt keltenek mikroprizmákkal texturált polikarbonát fóliával bevonva.

Paolo Rizzatto a következőképpen jellemezte a projektet:
„Miért veszítették el relevanciájukat a kristálycsillárok? Mert túl drágák, nagyon nehéz kezelni és gyártani. Magát az ötletet komponensekre bontottuk, és mindegyiket modernizáltuk.”

Íme, amit egy kolléga mondott erről:
„Néhány évvel ezelőtt felkeltették a figyelmünket a Fresnel lencsék csodálatos lehetőségei. Geometriai jellemzőik lehetővé teszik a hagyományos lencsékével megegyező optikai tulajdonságok elérését, de a szirmok teljesen sík felületén.

Azonban a Fresnel lencsék használata ilyen egyedi termékek létrehozására, amelyek egy nagyszerű tervezési projektet modern technológiai megoldásokkal ötvöznek, még mindig ritka.

Az ilyen lencséket széles körben használják reflektoros színpadi világításban, ahol lehetővé teszik, hogy egyenetlen fényfoltot hozzon létre lágy élekkel, tökéletesen illeszkedve az általános fénykompozícióba. Napjainkban az építészeti világítási sémákban is elterjedtek, olyan esetekben, amikor a fényszög egyedi beállítására van szükség, amikor a megvilágított tárgy és a lámpa távolsága változhat.

A Fresnel-lencse optikai teljesítményét a szegmenseinek találkozásánál kialakuló úgynevezett kromatikus aberráció korlátozza. Emiatt szivárványszegély jelenik meg a tárgyak képeinek szélein. Az a tény, hogy az objektív egy látszólag hibás tulajdonságát erénysé változtatták, ismét rávilágít a szerzők újító gondolatainak erejére és a részletekre való odafigyelésre.

Világítótorony világítástervezése Fresnel lencsékkel. A képen jól látható az objektív gyűrűs szerkezete.

A vetítőrendszerek vagy egy elliptikus reflektorból, vagy egy parabola reflektor és egy kollimátorra fényt irányító kondenzátor kombinációjából állnak, amely optikai kiegészítőkkel is kiegészíthető. Ezt követően a fényt egy síkra vetítik.

Spotlámparendszerek: Egy egyenletesen megvilágított kollimátor (1) egy lencserendszeren (2) keresztül irányítja a fényt. Bal - parabola reflektor, vele magas arány fénykibocsátás, a jobb oldalon - egy kondenzátor, amely lehetővé teszi a nagy felbontás elérését.

A kép méretét és a fényszöget a kollimátor jellemzői határozzák meg. Az egyszerű függönyök vagy íriszmembránok fénysugarat alkotnak különböző méretű. A kontúrmaszkok segítségével a fénysugár különböző kontúrjait lehet létrehozni. Logókat vagy képeket vetíthet ki egy gobo objektívvel, amelyre rajzokat nyomtat.

Különböző fényszögek vagy képméretek választhatók az objektívek gyújtótávolságától függően. A Fresnel lencséket használó világítótestekkel ellentétben itt lehetőség van tiszta kontúrú fénysugarak létrehozására. Lágy kontúrok érhetők el a fókusz eltolásával.

Példák az opcionális kiegészítőkre (balról jobbra): objektív széles fénysugár létrehozásához, faragott lencse, amely ovális formát ad a sugárnak, barázdált terelőelem és „méhsejt lencse” a tükröződés csökkentésére.

A lépcsős lencsék a fénysugarakat oly módon alakítják át, hogy valahol a Fresnel-lencse "lapos" fénye és a sík-domború lencsék "kemény" fénye között helyezkedjenek el. A domború felület a lépcsős lencsékben megmarad, azonban a sík felület oldalán lépcsőzetes mélyedések vannak kialakítva, amelyek koncentrikus köröket képeznek.

A koncentrikus körök lépcsőinek (felszállóinak) elülső részei gyakran átlátszatlanok (vagy átfestettek, vagy matt felületűek), ami lehetővé teszi a lámpa szórt sugárzásának levágását és párhuzamos sugárnyaláb kialakítását.

A Fresnel spotlámpák egyenetlen fényfoltot képeznek lágy élekkel és enyhe fényudvarral a folt körül, így könnyen keverhető más fényforrásokkal, hogy természetes fénymintát hozzon létre. Ezért használják a Fresnel spotlámpákat a moziban.

A plano-konvex lencsével rendelkező projektorok a Fresnel lencsés projektorokhoz képest egyenletesebb foltot képeznek, a fényfolt szélein kevésbé kifejezett átmenettel.

Látogassa meg blogunkat, ahol új dolgokat tudhat meg a lámpatestekről és a világítástervezésről.