Istruzione
Costruire lente Fresnel devi avere una conoscenza sostanziale dell'ottica. Quindi, a differenza lenti convenzionali, il fresnel non è costituito da vetro massiccio, ma da anelli concentrici con una speciale forma prismatica in sezione trasversale. Fare calcoli e determinare i confini delle zone Fresnel. Sono determinati dall'intersezione del fronte d'onda dell'onda originale con una sequenza di fronti d'onda spostati l'uno rispetto all'altro di l/2 dell'"onda proiettata".
Crea anelli chiari per coprire le aree dispari Fresnel. Il loro spessore deve corrispondere allo sfasamento aggiuntivo l/2. Per comodità, usa il disegno.
Per ottenere il massimo effetto, ricopri le estremità di ciascun prisma con un rivestimento, come l'alluminio. Articola la struttura controllando la posizione dei prismi con l'equazione.
Ci sono due tipi di lenti Fresnel- anello e cintura. A differenza delle lenti ad anello, che dirigono il flusso luminoso in una direzione rigorosamente definita, le lenti in vita diffondono la luce dalla sorgente in tutte le direzioni. Alla lente Fresnel le applicazioni sono molto diverse: dai fari marini e obiettivi fotografici a una speciale pellicola che viene applicata al lunotto di un'auto per ridurre la zona morta dietro l'auto quando si utilizza lo specchietto retrovisore.
Contestualmente alla creazione della lente, O.Zh. Fresnel ha sviluppato la tecnologia più complessa per la sua produzione. In poche parole, stiamo parlando della fabbricazione di una lente costituita da un insieme di più prismi a forma di anelli sottili. Nelle condizioni moderne, tale produzione è possibile solo con l'uso di moderne apparecchiature di elaborazione, spruzzatura sottovuoto e controllo e misurazione ad alta precisione.
Nella produzione di lenti Fresnel La tecnologia HOTLENS utilizza l'olografia, che focalizza la radiazione infrarossa in modo più accurato e riduce l'incidenza, ad esempio, della luce visibile. Tali obiettivi consentono di creare una zona di rilevamento più accurata nello spazio. In un insieme di apparecchiature tecnologiche per la produzione di lenti Fresnel comprende torni di precisione, sui quali vengono eseguiti sfacciatura e arrotondatura preliminare dei pezzi. Sui torni sferici vengono lavorate le superfici esterne ed interne delle lenti.
Il passaggio più importante è levigare la superficie dell'obiettivo. Si effettua su macchine lucidatrici. Il processo di lucidatura rimuove contemporaneamente la rugosità e migliora la pulizia delle superfici sferiche delle lenti. Su macchine speciali, i bordi delle lenti vengono lucidati e speciali frese diamantate vengono utilizzate per lavorare le superfici concave e convesse delle lenti. Inoltre, tutte le attrezzature tecnologiche necessarie vengono prodotte in tali imprese.
Una lente è un dispositivo trasparente, realizzato principalmente in vetro speciale, progettato per ingrandire un'immagine. L'obiettivo è la parte principale di qualsiasi sistema ottico. Il principio del suo funzionamento si basa sulla rifrazione dei raggi luminosi. fare il vetro lenteè molto difficile farlo in modo artigianale, soprattutto perché non si può fare a meno dell'attrezzatura necessaria in questa materia. Ma, in base all'effetto della rifrazione della luce, puoi farlo lente a base liquida.
Avrai bisogno
- Una bottiglia di plastica, plastilina, glicerina o acqua, una siringa con ago, un sacchetto di plastica.
Istruzione
Prendi una bottiglia di plastica da un litro e mezzo. Ritaglia due cerchi identici e convessi dalla parte superiore di questa bottiglia (per comodità, ritaglia prima un cerchio, quindi ritaglia il secondo in base al suo diametro).
Quindi, prendi la normale plastilina o un altro materiale appiccicoso. Incolla entrambe le metà della lente con questa plastilina in modo che sia convessa su entrambi i lati.
Dopodiché, in due punti, fai dei fori tra le metà dell'obiettivo. Versa il liquido in uno di questi fori usando una siringa (puoi riempire con acqua normale, ma è meglio usare un liquido con un alto indice di rifrazione, prova a riempire lente glicerina, l'effetto sarà migliore), riempilo fino all'orlo e non ci dovrebbero essere bolle d'aria. Il secondo foro è per la fuoriuscita dell'aria in modo che non si accumuli pressione. Dopo aver riempito la lente di liquido, coprire i fori.
In condizioni estreme, ad esempio, essere nella taiga in inverno, senza fiammiferi, puoi fare lente per accendere un fuoco. Per fare questo, prendi un normale sacchetto di plastica e riempilo d'acqua. Forma una palla con il sacchetto e lascia che l'acqua si congeli. Dopo il congelamento, strappare la confezione e procurarsi una lente. L'obiettivo può anche essere tagliato dal ghiaccio congelato.
Una buona luce in macchina è il parametro di sicurezza più importante. Tecnologie moderne si stanno sviluppando alla velocità di un veicolo spaziale e le soluzioni utilizzate 5 anni fa sembrano già irrimediabilmente obsolete oggi. Non è redditizio per le case automobilistiche aggiornare i vecchi prodotti, ma gli sviluppatori di terze parti supportano attivamente questo argomento. Per migliorare il design e il flusso luminoso, si propone di installare lente nel design riflettente del faro.
Avrai bisogno
- - lenti a contatto;
- - essiccatoio industriale;
- - Set di cacciaviti;
- - guanti;
- - plastica e saldatore
Istruzione
Per prima cosa rimuovere e smontare completamente faro sul tuo veicolo. Quando si rimuovono i fari, seguire le istruzioni per la riparazione. Per smontare il faro, riscaldarlo con un anabbagliante industriale.
La lente di Fresnel è quasi il primo in assoluto, secondo la cronologia storica, un dispositivo basato sul principio della diffrazione della luce. Nonostante la prescrizione di questa invenzione, essa non ha perso la sua attualità e ha trovato applicazione in molti settori.
Cos'è la lente di Fresnel
Una lente di Fresnel è una lente composta complessa. A differenza delle normali lenti, non è costituito da un unico pezzo di vetro lucido con una superficie sferica, ma da singoli anelli concentrici. Sono strettamente adiacenti l'uno all'altro e hanno un piccolo spessore. In sezione trasversale, sono prismi di un profilo speciale. Questo tipo di lente prende il nome dal nome del fisico francese Augustin Fresnel, che la propose, che lavorò nel campo dell'ottica fisica.
Grazie al suo design unico, questo modello di lente è leggero e sottile. Le sezioni trasversali dei suoi anelli sono costruite in modo tale che la sua aberrazione sferica sia estremamente piccola, per cui i raggi da esso rifratti escono come un unico raggio parallelo. Il diametro della lente di Fresnel varia da un paio di centimetri a diversi metri.
Le lenti di Fresnel sono generalmente divise in anulari e in vita. Il primo dirige un raggio di luce in una direzione qualsiasi, predeterminata. Questi ultimi inviano luce da una sorgente in tutte le direzioni su un piano.
Applicazione di lenti di Fresnel
Ad oggi, l'obiettivo di Fresnel ha trovato ampia applicazione in molte aree.
Ad esempio, sono utilizzati in grandi fari, televisori a proiezione, luci di navigazione, semafori con lenti ferroviarie e semafori. E grazie al suo peso ridotto, l'obiettivo di Fresnel viene utilizzato anche nei dispositivi di illuminazione che devono essere spostati durante il funzionamento.
E quando posizionato sul lunotto di un'auto sotto forma di una pellicola sottile, riduce significativamente la zona "morta" dietro l'auto, osservata nello specchietto retrovisore.
Basato sulla lente di Fresnel, è stata creata una lente d'ingrandimento ultrapiatta e leggera. È in suo aiuto che le persone ipovedenti ricorrono alla lettura di testi digitati in caratteri piccoli.
Inoltre, tali obiettivi vengono utilizzati nei sensori di movimento a infrarossi e nelle antenne per obiettivi.
Ci sono un paio di aree più promettenti in cui è possibile utilizzare l'obiettivo di Fresnel. Il suo utilizzo è presumibilmente possibile nella costruzione di telescopi spaziali di diametri giganteschi.
È anche probabile che venga utilizzato come concentratore di energia solare per i pannelli solari.
Fonti:
- Solo sulla scienza
Come fare una lente?
Se al momento giusto non avevi una lente a portata di mano, non ti arrabbiare, perché puoi farcela da solo molto rapidamente. Per fare ciò, è necessario studiare i consigli su come realizzare un obiettivo con le proprie mani.
lenti per bottiglie di plastica
In questo caso, proviamo a realizzare una lente biconvessa. Durante il lavoro avrai bisogno di:
- carta;
- bottiglia di plastica (preferibilmente trasparente);
- forbici;
- plastilina / argilla;
- tubuli;
- acqua.
Produzione
Inoltre, al posto dei tubi, puoi usare una normale siringa e usarla per riempire l'obiettivo con acqua. In questo caso, inserire l'ago della siringa da un lato e riempire gradualmente la lente con acqua e praticare un foro per l'aria sul lato opposto.
lente di ghiaccio
Se ti trovi in una zona fredda e non hai bottiglie o forniture a portata di mano, puoi fare una semplice operazione lente ottica con l'aiuto del ghiaccio. Per fare questo, riempi la busta d'acqua e mettila in un luogo freddo (preferibilmente nel congelatore). Quando si indurisce, dai alla lente una forma appiattita. Dopo che l'acqua nella borsa si trasforma in ghiaccio, è possibile utilizzare l'obiettivo.
Nonostante il telescopio rifrattore costruito dagli occhiali per occhiali non ti mostrerà molto nel cielo, ma l'esperienza e la conoscenza acquisite saranno inestimabili. Dopodiché, se sei interessato alla costruzione di telescopi, puoi costruire un telescopio riflettente più avanzato, come i sistemi di Newton (vedi altre sezioni del nostro sito).
Esistono tre tipi di telescopi ottici: rifrattori (un sistema di lenti come obiettivo), riflettori (una lente è uno specchio) e catadiottri (lenti a specchio). Tutti i moderni telescopi più grandi sono riflettori, il loro vantaggio è l'assenza di cromatismo e il possibile grandi formati lente, perché maggiore è il diametro della lente (la sua apertura), maggiore è la sua risoluzione e più luce viene raccolta, e quindi gli oggetti astronomici più deboli sono visibili attraverso il telescopio, maggiore è il loro contrasto e maggiori ingrandimenti possono essere applicato.
I rifrattori vengono utilizzati dove sono richiesti elevata precisione e contrasto o in piccoli telescopi. E ora il rifrattore più semplice, con un ingrandimento fino a 50 volte, in cui puoi vedere: i crateri e le montagne più grandi della Luna, Saturno con i suoi anelli (come una palla con un anello, non un "gnocco"!) , Satelliti luminosi e il disco di Giove, alcune stelle invisibili ad occhio nudo.
Qualsiasi telescopio è costituito da una lente e da un oculare, l'obiettivo costruisce un'immagine ingrandita dell'oggetto visualizzato, quindi attraverso l'oculare. La distanza tra l'obiettivo e l'oculare è uguale alla somma delle loro lunghezze focali (F), e l'ingrandimento del telescopio è Fob./Fok. Nel mio caso, è circa 1000/23=43 volte, ovvero 1.72D con un'apertura di 25 mm.
1 - oculare; 2 - tubo principale; 3 - tubo di messa a fuoco; 4 - diaframma; 5 - nastro adesivo che fissa la lente al terzo tubo, che può essere facilmente rimosso, ad esempio, per sostituire il diaframma; 6 - lente.
Come obiettivo, prendiamo una lente vuota per occhiali (puoi acquistarla in qualsiasi "Ottica") con una potenza di 1 diottria, che corrisponde a una lunghezza focale di 1 m Oculare - Ho usato lo stesso incollaggio acromatico come per un microscopio, penso per un dispositivo così semplice - questo è buona opzione. Ad esempio, ho usato tre tubi di carta spessa, il primo è di circa un metro, il secondo è di ~ 20 cm, quello corto è inserito in quello lungo.
Obiettivo: l'obiettivo è fissato al terzo tubo con il lato convesso verso l'esterno, un disco è installato immediatamente dietro di esso - un diaframma con un foro al centro con un diametro di 25-30 mm - questo è necessario, perché un singolo obiettivo, ed anche un menisco, è una lente molto povera e per ottenerne una qualità tollerabile bisogna sacrificarne il diametro. L'oculare è nel primo tubo. La messa a fuoco avviene modificando la distanza tra l'obiettivo e l'oculare, spingendo o estraendo il secondo tubo, è conveniente mettere a fuoco sulla luna. L'obiettivo e l'oculare devono essere paralleli tra loro e i loro centri devono essere esattamente sulla stessa linea, il diametro del tubo può essere preso, ad esempio, 10 mm più grande del diametro del foro del diaframma. In generale, nella fabbricazione della custodia, ognuno è libero di fare come vuole.
Alcune note:
- non installare un'altra lente dopo la prima nell'obiettivo, come consigliato in alcuni siti - questo porterà solo alla perdita di luce e al deterioramento della qualità;
- inoltre non installare il diaframma in profondità nel tubo - questo non è necessario;
- vale la pena sperimentare il diametro dell'apertura dell'apertura e scegliere quella ottimale;
- puoi anche prendere una lente a 0,5 diottrie ( lunghezza focale 2 m) - questo aumenterà l'apertura e aumenterà l'ingrandimento, ma la lunghezza del tubo diventerà di 2 metri, il che può essere scomodo.
Per l'obiettivo è adatta una sola lente, la cui lunghezza focale è F = 0,5-1 m (1-2 diottrie). Ottenere è facile; viene venduto in un negozio di ottica che vende lenti per occhiali. Un obiettivo del genere ha un sacco di aberrazioni: cromatismo, aberrazione sferica. È possibile ridurre la loro influenza applicando l'apertura dell'obiettivo, ovvero riducendo l'ingresso a 20 mm. Qual è il modo più semplice per farlo? Taglia un anello di cartone uguale al diametro del tubo e taglia lo stesso ingresso (20 mm) all'interno, quindi mettilo davanti alla lente quasi vicino alla lente.
È anche possibile assemblare un obiettivo da due obiettivi, in cui l'aberrazione cromatica risultante dalla dispersione della luce verrà parzialmente corretta. Per eliminarlo, prendi 2 lenti forme diverse e materiale - collettivo e di dispersione - con diversi coefficienti di dispersione. Opzione facile: acquista 2 lenti per occhiali policarbonato e vetro. A lente di vetro il coefficiente di dispersione sarà 58-59 e in policarbonato - 32-42. il rapporto è di circa 2:3, quindi prendiamo le focali delle lenti con lo stesso rapporto, diciamo +3 e -2 diottrie. Sommando questi valori, otteniamo un obiettivo con una lunghezza focale di +1 diottrie. Pieghiamo le lenti strettamente; il collettivo deve essere il primo all'obiettivo. Se una singola lente, allora dovrebbe essere il lato convesso verso l'oggetto.
Come fare un telescopio senza oculare?! L'oculare è la seconda parte importante del telescopio, senza di esso non siamo da nessuna parte. È costituito da una lente d'ingrandimento con una distanza focale di 4 cm, anche se è meglio utilizzare 2 lenti piano-convesse per l'oculare (oculare di Ramsden), posizionandole a una distanza di 0,7f. L'opzione ideale è ottenere un oculare da dispositivi già pronti (microscopio, binocolo). Come determinare la dimensione di ingrandimento di un telescopio? Dividi la lunghezza focale dell'obiettivo (ad esempio, F=100 cm) per la lunghezza focale dell'oculare (ad esempio, f=5 cm), ottieni 20 volte l'ingrandimento del telescopio.
Allora abbiamo bisogno di 2 tubi. Inseriamo la lente in una, l'oculare nell'altra; quindi inserire il primo tubo nel secondo. Quali tubi usare? Puoi farli tu stesso. Prendi un foglio di carta da disegno o carta da parati, ma sempre un foglio denso. Arrotola il tubo attorno al diametro della lente. Quindi piega un altro foglio di carta spessa e posiziona l'oculare (!) saldamente al suo interno. Quindi inserire questi tubi saldamente uno nell'altro. Se appare uno spazio vuoto, avvolgere la camera d'aria in diversi strati di carta fino a quando lo spazio non scompare.
Ecco il tuo telescopio pronto. E come fare un telescopio per osservazioni astronomiche? Devi semplicemente annerire l'interno di ogni tubo. Dato che stiamo realizzando un telescopio per la prima volta, adotteremo un semplice metodo di annerimento. Basta dipingere l'interno dei tubi con vernice nera.L'effetto del primo telescopio fatto da sé sarà sbalorditivo. Sorprendi i tuoi cari con le tue capacità di progettazione!
Spesso il centro geometrico dell'obiettivo non coincide con quello ottico, quindi se è possibile affinare l'obiettivo dal maestro, non trascurarlo. Ma in ogni caso, è adatto anche un grezzo non finito di una lente per occhiali. Diametro lente - lente di grande importanza per il nostro telescopio no. Perché le lenti per occhiali sono molto soggette a varie obberazioni, in particolare i bordi della lente, quindi diaframmaremo la lente con un'apertura di circa 30 mm di diametro. Ma per osservare diversi oggetti nel cielo, il diametro dell'apertura viene selezionato empiricamente e può variare da 10 mm a 30 mm.
La prossima cosa da considerare sono i processi produzione lenti a contatto . A mondo moderno, esistono tre metodi principali per la fabbricazione di questi semplici dispositivi.
Il metodo più antico attualmente in uso è la modellatura centrifuga. Un polimero liquido viene iniettato in uno stampo che fila ad alta velocità, dove viene istantaneamente esposto ai raggi ultravioletti e alle alte temperature, determinando un indurimento abbastanza rapido del materiale.
Successivamente, la lente a contatto preparata viene rimossa dallo stampo, sottoposta a saturazione con acqua, questa fase è anche chiamata idratazione. Dopo essere stato lucidato, colorato e accuratamente, viene sottoposto a pulizia chimica.
C'è anche un modo del genere fabbricazione di lenti, come tornitura - viene utilizzato nella produzione di lenti a contatto morbide e dure, spesso chiamate dure. Per fare ciò, utilizzare grezzi da una sostanza prepolimerizzata, dopodiché vengono lavorati al tornio. Quindi queste lenti vengono accuratamente lucidate, saturate con acqua, pulite chimicamente da tutte le impurità e colorate. La fase finale del processo è la sterilizzazione, in cui la lente viene riscaldata a 121°-124° C. Successivamente, le lenti a contatto devono essere confezionate ed etichettate.
Un altro metodo popolare produzione di lenti a contatto- sta facendo il casting. Richiede meno tempo rispetto ai metodi di cui sopra. Tutto ciò che serve è una matrice di forma metallica, va notato che per ogni tipo di lente, con determinati parametri, è individuale. Migliaia di copie di plastica sono fuse su questa matrice. La parte inferiore di ogni stampo è riempita di polimero liquido, inserito dall'alto parte superiore forme, agisce come una specie di stampa. Nello spazio tra le due metà della forma e la nostra lente si ottiene. Inoltre, la lente a contatto viene sottoposta a saturazione con acqua, quindi lucidatura, pulizia, colorazione, sterilizzazione, confezionamento, come in tutti i casi considerati in precedenza.
Va notato che esistono anche tecnologie di produzione combinate, che vengono spesso utilizzate nella produzione di lenti. L'esempio più comune di metodo combinato è Reverse Process III. La sua essenza si basa sul fatto che il retro della lente è formato ruotando e il frontale è ottenuto per stampaggio centrifugo.
Ci sono molte di queste tecniche. Ogni produttore si concentra sull'economicità, sulla velocità e sulla facilità di produzione e ha il diritto di scegliere una qualsiasi delle tecnologie elencate, introducendo le proprie sottigliezze e desideri, inventando metodi nuovi e nuovi. I progressi non si fermano, possiamo essere assolutamente certi che nel prossimo futuro la produzione di lenti a contatto raggiungerà un nuovo livello, rendendo la nostra vista perfetta, naturale e bella, e noi più di successo e più sicuri di noi stessi.
