Eine Linse von Fresnel (oder) ist ein Typ der Linse, die ursprünglich vom französischen Physiker Augustin-Jean Fresnel für Leuchttürme entwickelt ist.

Das Design erlaubt den Aufbau von Linsen der großen Öffnung und kurzen im Brennpunkt stehenden Länge ohne die Masse und das Volumen des Materials, das durch eine Linse des konventionellen Musters erforderlich wäre. Im Vergleich zu herkömmlichen umfangreichen Linsen ist die Linse von Fresnel viel dünner, größer, und flacher, und gewinnt schieferes Licht von einer leichten Quelle, so Leuchttürmen erlaubend, über viel größere Entfernungen sichtbar zu sein.

Geschichte

Die Idee, eine dünnere, leichtere Linse durch das Bilden davon mit getrennten in einem Rahmen bestiegenen Abteilungen zu schaffen, wird häufig Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon zugeschrieben. Der Marquis de Condorcet (1743-1794) hat vorgehabt, solch eine Linse von einem einzelnen dünnen Stück des Glases zu schleifen.

Französischem Physiker und Ingenieur Augustin-Jean Fresnel wird meistenteils Kredit für die Entwicklung der Mehrteil-Linse für den Gebrauch in Leuchttürmen gegeben. Gemäß der Zeitschrift Smithsonian wurde die erste Linse von Fresnel 1823 im Leuchtturm von Cordouan am Mund der Flussmündung von Gironde verwendet; sein Licht konnte von mehr gesehen werden als. Schottischem Physiker Herr David Brewster wird das Überzeugen das Vereinigte Königreich zugeschrieben, diese Linsen in ihren Leuchttürmen anzunehmen.

Beschreibung

Die Linse von Fresnel reduziert den Betrag des im Vergleich zu einem herkömmlichen achsensymmetrischen Glas erforderlichen Materials durch das Teilen der Linse in eine Reihe konzentrischer als "Zonen von Fresnel bekannter Ringabteilungen". In der Theorie gibt es ungeheuer viele solche Zonen.

Im ersten (und am größten) Schwankungen der Linse war jede Zone wirklich ein getrenntes Prisma. Obwohl eine Linse von Fresnel wie ein einzelnes Stück der näheren Glasüberprüfung erscheinen könnte, offenbart, dass es viele kleine Stücke sind. 'Einzeln-teilige' Linsen von Fresnel wurden später erzeugt, für Kraftfahrzeugscheinwerfer, Bremse, das Parken und die Blinker-Linsen und so weiter verwendet. In modernen Zeiten könnte computergesteuerte sich prügelnde Ausrüstung (CNC) verwendet werden, um kompliziertere Linsen zu verfertigen.

In jeder dieser Zonen wird die gesamte Dicke der Linse vermindert, effektiv die dauernde Oberfläche einer Standardlinse in eine Reihe von Oberflächen derselben Krümmung, mit schrittweisen Diskontinuitäten zwischen ihnen teilend. Eine Linse von Fresnel kann als eine Reihe von Prismen betrachtet werden, die auf eine kreisförmige Mode, mit steileren Prismen an den Rändern und einem fast flachen konvexen Zentrum eingeordnet sind.

Linse-Design von Fresnel erlaubt die wesentliche Verminderung der Dicke (und so Masse und Volumen des Materials), auf Kosten des Reduzierens der Bildaufbereitungsqualität der Linse, die ist, warum genaue Bildaufbereitungsanwendungen wie Fotografie noch herkömmlich umfangreich (non-Fresnel) Linsen verwenden.

Linsen von Fresnel werden gewöhnlich aus dem Glas oder Plastik gemacht; ihre Größe ändert sich vom großen (alte historische Leuchttürme, Meter-Größe) zum Medium (buchlesende Hilfe, OHP viewgraph Kinoprojektoren) zum kleinen (TLR/SLR Kameraschirme, Mikrooptik). In vielen Fällen sind sie sehr dünn und flach, fast mit der Dicke im 5. anordnen flexibel.

Größen von Leuchtturm-Linsen

Die Leuchtturm-Linsen von Fresnel sind ursprünglich in sechs auf ihrer im Brennpunkt stehenden Länge gestützte Ordnungen gefallen. Die Ordnung einer Linse von Fresnel ist ungefähr die Dioptrie oder optische Macht der Linse. Die Dioptrie (auch buchstabierte Dioptrie) ist das Gegenstück der im Brennpunkt stehenden Länge der Linse in Metern. Eine Linse von Fresnel mit einer im Brennpunkt stehenden Länge von 50 Cm oder 0.5 M würde als eine Linse der zweiten Ordnung klassifiziert.

Jedoch gibt es einige hyperleuchtende Linsen von Fresnel — das größte jemals gemacht — 'von der Karte' von sechsten durch die erste Ordnung. Eine solche Linse war verfügbar, als es dafür entschieden wurde, das Makapuu-Punkt-Licht zu bauen und auszurüsten. Anstatt eine neue Linse zu bestellen, wurde der riesige Sehaufbau — zwölf Fuß hoch und mit mehr als eintausend Prismen — dort verwendet.

Das größte (erste Ordnung) Linse hat eine im Brennpunkt stehende Länge von 920 Mm (36 in) und ein optisches Gebiet 2590 Mm (8.5 ft) hoch. Der ganze Zusammenbau ist ungefähr 3.7 M (12 ft) hoch und 1.8 M (6 ft) breit. Das kleinste (sechste Ordnung) hat eine im Brennpunkt stehende Länge von 150 Mm (5.9 in) und ein optisches Gebiet 433 Mm (17 in) hoch.

Nachfolgende Entwicklung hat das zu den siebenten und achten Ordnungen, Zwischendrei und einer Hälfte der Ordnung und zwei Ordnungen erweitert, die noch größer sind als zuerst: mesoradial und hyperradial.

Typen

Kugelförmige fresnel Linse

Diese fresnel Linse ist zu einem normalen achsensymmetrischen Glas gleichwertig.

Zylindrische fresnel Linse

Diese fresnel Linse ist zu einer normalen zylindrischen Linse gleichwertig.

Geradlinige fresnel Linse

Geradliniger fresnel Reflektor

Entdecken Sie fresnel Linse

Beispiele und Gebrauch

Image:Lighthouse Lens.jpg|Close einer Leuchtturm-Linse

Image:Magnifying-fresnel-lens.jpg|Model, einem Plastik Linse von Fresnel kommerzialisiert als ein Fernsehschirm-Vergrößerungsgerät zeigend

Image:Fresnel Linse loschen hg.jpg|Cutaway hat Linse von Fresnel des Loschen-Leuchtturms, Bremerhaven befestigt

Image:BIFresnel.jpg|First-bestellen Sie Linse von Fresnel (Block-Inselleuchtturm)

File:3rd-order,_Fresnel_lens_at_Split_Rock.jpg|Third-order Linse von Fresnel (Spalt-Felsen-Leuchtturm)

Bestellen Sie File:Fourth Linse von Fresnel, Nobska.jpg|Fourth Ordnung Linse von Fresnel, (Nobska Licht)

Image:1st befehlen, dass Leuchtturm von Fresnel Linse von Fresnel lens.jpg|1st-bestellt

File:Fyrlinse Skagen Fyr. JPG|Fresnel Linse-Optik

File:Lindesnes Leuchtturm-Linse-Detail (Norwegen).jpg

File:Lighthouse lamp.jpg

File:Lighthouse Linsen skagen fyr.jpg

File:Altenbruch leuchtturm 07.jpg

Der Gebrauch von Linsen von Fresnel für den Bildvorsprung reduziert Bildqualität, so neigen sie dazu vorzukommen nur dort, wo Qualität nicht kritisch ist, oder wo der Hauptteil einer festen Linse untersagend sein würde. Auf preiswerte Linsen von Fresnel kann gestampft oder durchsichtigen Plastiks geformt werden und wird in Overheadprojektoren, Vorsprung-Fernsehen und tragbaren Platte-Vergrößerungsgläsern verwendet. Linsen von Fresnel sind verwendet worden, um die Sehgröße von CRT-Anzeigen in Taschenfernsehen, namentlich der Sinclair TV80 zu vergrößern. Sie werden auch in Stopplichtern verwendet. Linsen von Fresnel werden auch verwendet, um mehrere Sehunordnungen einschließlich mehrerer Augen-Motility-Unordnungen wie Schielen zu korrigieren.

Da Plastik Linsen von Fresnel können größer gemacht werden als Glaslinsen, sowie viel preiswerter und leichter zu sein, sie verwendet werden, um Sonnenlicht zu konzentrieren, um in Sonnenkochern zu heizen, in Sonnenschmieden, und in Sonnensammlern hat gepflegt, Wasser für den Innengebrauch zu heizen.

Vielleicht ist der weit verbreitetste Gebrauch von Linsen von Fresnel einige Zeit in Kraftfahrzeugscheinwerfern vorgekommen, wo sie den grob parallelen Balken vom parabolischen Reflektor gestalten können, um Anforderungen für den getauchten und die Hauptbalken-Muster, häufig beide in derselben Scheinwerfer-Einheit (wie das europäische H4 Design) zu entsprechen. Aus Gründen von Kosten, Gewicht und Einfluss-Widerstand, haben neuere Autos auf Glas Linsen von Fresnel mit vielseitigen Reflektoren mit einfachen Polykarbonat-Linsen verzichtet. Jedoch gehen Linsen von Fresnel im breiten weiter, der im Kraftfahrzeugschwanz, dem Anschreiber und den Rückfahrscheinwerfern verwendet ist.

Linsen von Fresnel werden auch im Laufwerk der linken Hand europäische Lastwagen verwendet, die ins Vereinigte Königreich und die Republik Irland (und umgekehrt, Irisch des Laufwerkes der rechten Hand und britische Lastwagen eingehen, die in Festland Europa eingehen), um die blinden Flecke zu überwinden, die vom Fahrer verursacht sind, der den Lastwagen operiert, während sie auf der "falschen" Seite des Taxis sitzen und die "falsche" Seite der Straße vorantreiben. Sie haften dem Personenseitenfenster an.

Qualitätsglaslinsen von Fresnel wurden in Leuchttürmen verwendet, wo sie als Stand der Technik im späten 19. und im Laufe der Mitte der 20. Jahrhunderte betrachtet wurden; die meisten sind jetzt vom Dienst pensioniert. Leuchtturm-Linse-Systeme von Fresnel schließen normalerweise prismatische Extraringelemente ein, die in faceted Kuppeln oben und unter dem zentralen planaren Fresnel geordnet sind, um das ganze von der leichten Quelle ausgestrahlte Licht zu fangen. Der leichte Pfad durch diese Elemente kann ein inneres Nachdenken, aber nicht die einfache Brechung im planaren Element von Fresnel einschließen. Diese Linsen haben viele praktische Vorteile auf die Entwerfer, Baumeister und Benutzer von Leuchttürmen und ihrer Beleuchtung zugeteilt. Unter anderem konnten kleinere Linsen kompaktere Räume einbauen. Größere leichte Übertragung über längere Entfernungen und geänderte Muster, haben es möglich gemacht, eine Position zu triangulieren.

Glaslinsen von Fresnel werden auch in sich entzündenden Instrumenten für das Theater und die Filme verwendet (sieh Laterne von Fresnel); solche Instrumente werden häufig einfach Fresnels genannt. Das komplette Instrument besteht aus einer Metallunterkunft, einem Reflektor, einem Lampe-Zusammenbau und einer Linse von Fresnel. Viele Instrumente von Fresnel erlauben der Lampe, hinsichtlich des Brennpunkts der Linse bewegt zu werden, die Größe des leichten Balkens zu vergrößern oder zu vermindern. Infolgedessen sind sie sehr flexibel, und können häufig einen Balken so schmal erzeugen wie 7 ° oder so breit wie 70 °. Die Linse von Fresnel erzeugt einen sehr weich-schneidigen Balken, so wird häufig als ein waschen Licht verwendet. Ein Halter vor der Linse kann einen farbigen Plastikfilm (Gel) halten, die leichten oder Leitungsschirme oder den mattierten Plastik leicht zu färben, um es auszugießen. Die Linse von Fresnel ist im Bilden von Filmen nützlich, nicht nur weil seiner Fähigkeit, den Balken einzustellen, der heller ist als eine typische Linse, sondern auch weil das Licht eine relativ konsequente Intensität über die komplette Breite des Lichtstrahls ist.

Flugzeugträger und Marineflughäfen verwenden normalerweise Linsen von Fresnel in ihren optischen landenden Systemen. Das "Fleischbällchen"-Licht hilft dem Piloten im Aufrechterhalten richtigen Gleiten-Hangs für die Landung. Im Zentrum sind Bernstein- und aus Linsen von Fresnel zusammengesetzte rote Lichter. Obwohl die Lichter immer auf sind, bestimmt der Winkel der Linse aus dem Gesichtspunkt des Piloten die Farbe und Position des sichtbaren Lichtes. Wenn die Lichter über der grünen horizontalen Bar erscheinen, ist der Pilot zu hoch. Wenn es unten ist, ist der Pilot zu niedrig, und wenn die Lichter rot sind, ist der Pilot sehr niedrig.

Neue Anwendungen sind in der Sonnenenergie erschienen, wo Linsen von Fresnel Sonnenlicht (mit einem Verhältnis fast 500:1) auf Sonnenzellen konzentrieren können. So kann die aktive Sonnenzelle-Oberfläche auf einen Bruchteil im Vergleich zu herkömmlichen Sonnenmodulen reduziert werden. Das bietet ein beträchtliches Kosteneinsparungspotenzial durch den niedrigen materiellen Verbrauch an, und es ist möglich, hochwertige und teure Sonnenzellen zu verwenden, die eine sehr hohe Leistungsfähigkeit unter der Konzentration wegen thermodynamischer Effekten erreichen.

Reflektoren von Fresnel werden auch zurzeit in die folgende Generation Sonnenthermalenergie-Systeme vereinigt. Sieh Sonnenmacht für mehr Information.

In der Fotografie hat Kanon eine Version der Diffractive-Optik (DO) seiner EF 70-300mm Linse mit Linsen von Fresnel entwickelt. Außerdem hat die Polaroid SX-70 Kamera einen Reflektor von Fresnel als ein Teil seines Betrachtungssystems verwendet.

Im Brennpunkt mehrstehende Linsen von Fresnel werden auch als ein Teil von Netzhaut-Identifizierungskameras verwendet, wo sie vielfach in - und unscharfe Images eines Fixieren-Ziels innerhalb der Kamera zur Verfügung stellen. Für eigentlich alle Benutzer werden mindestens ein der Images im Fokus sein, so richtige Augenanordnung erlaubend.

Die Linse von Fresnel hat Anwendungen dafür gesehen, Passagier zu erhöhen, der Lichter auf das Airbus-Flugzeug liest: In einem dunklen Jagdhaus blendet der eingestellte Lichtstrahl benachbarte Passagiere nicht.

Linsen von Fresnel sind auch im Feld der populären Unterhaltung verwendet worden. Der britische Felsen-Künstler Peter Gabriel, der von ihnen in seinem frühen Solo lebende Leistungen Gebrauch gemacht ist, um die Größe seines Kopfs im Gegensatz zum Rest seines Körpers für die dramatische und komische Wirkung zu vergrößern. Im Film von Terry Gilliam Brasilien Plastik erscheinen Schirme von Fresnel scheinbar als Vergrößerungsgläser für die kleinen CRT-Monitore, die überall in den Büros des Ministeriums der Information verwendet sind. Jedoch erscheinen sie gelegentlich zwischen den Schauspielern und der Kamera, die Skala und Zusammensetzung der Szene zur humorvollen Wirkung verdrehend.

Vorsprung-Gebrauch

Linsen von Fresnel von verschiedenen im Brennpunkt stehenden Längen (ein collimator und ein Sammler) werden im kommerziellen und HEIMWERKEN-Vorsprung verwendet. Die collimator Linse hat die niedrigere im Brennpunkt stehende Länge und wird näher an der leichten Quelle gelegt, und die Sammler-Linse, die das Licht in die Drilling-Linse einstellt, wird nach dem Vorsprung-Image (eine aktive Matrix-FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE-Tafel in FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE-Kinoprojektoren) gelegt. Linsen von Fresnel werden auch als collimators in Overheadprojektoren verwendet.

Das Erzeugen der Sonnenmacht

Mehr kürzlich werden Reflektoren von Fresnel in Werken des Konzentrierens der Sonnenmacht (CSP) verwendet, um Sonnenenergie zu konzentrieren.

Weiterführende Literatur

• "Die Linse von Fresnel." Der Klotz des Bewahrers (Winter 1985), Seiten 12-14.
• Leuchttürme, Beleuchtungskörper, Linse-Technik und Augustin Fresnel, eine historische Bibliografie, USA-Küstenwache.
• USA-Küstenwache, Aids zur Navigation, (Washington, Bezirk:U. S. Regierungsdruckerei, 1945).
• USA-Küstenwache, Linsen von Fresnel noch in der Operation.

Links

• Leuchtturm-Flucht: Linse von Fresnel (enthält Fotographien.)
• Zufällige Zerstörende Gesetze über die Eingestellte Sonnenstrahlung.
• Wie die Linse von Fresnel arbeitet.
• Eine Computeranalyse der Linse von Fresnel durchquert Abteilung, die in den 'grafischen Beispielen' Abteilung dieses wirklichen Artikels Wikipedia gezeichnet ist.