一块透明薄板,聚光能熔化钢铁,菲涅尔透镜为何这么牛?

放大镜相信大师都知道 , 就是一块凸透镜 , 除了可以将被不雅察物放大 , 还可以汇聚阳光发生高温 。 小时辰大师应该都玩过放大镜 , 在阳光下聚焦后 , 发生的高温足以点燃木材 , 一些狡猾的还会用它来烧蚂蚁 。

一块透明薄板,聚光能熔化钢铁,菲涅尔透镜为何这么牛?

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凸透镜是按照光的折射道理制当作的一类透镜 , 中心厚、边缘薄 , 可分为双凸、平凸和凹凸等形式 , 放大镜上的镜片就属于双凸式的凸透镜 。
除了凸透镜 , 还有一种透镜的聚光能力在凸透镜之上 , 这类透镜被叫做菲涅尔透镜 。
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它的设计理念凡是认为是由布封伯爵最早提出 。 1822年 , 法国物理学家奥古斯汀.菲涅尔当作功将它制造出来 , 并应用于灯塔 。 经由过程这种透镜可以将灯塔发出的光更好地汇聚当作平行光束 , 在32公里以外的处所也能不雅察到 。 而在此之前 , 最敞亮灯塔的光束最多也只能在20公里外被看到 。
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这种透镜看起来像一块薄板 , 细心端详 , 您就会发现它上面有一圈圈的齐心螺纹 , 所以这种透镜又叫做螺纹透镜 。 您可不要小瞧了它 , 固然很薄 , 可是聚光能力却远超同样大小的凸透镜 。
【一块透明薄板,聚光能熔化钢铁,菲涅尔透镜为何这么牛?】菲涅尔透镜凡是由玻璃或者塑料建造而当作 , 该透镜一面是滑腻的平面 , 另一面就是由一系列相套的齐心凸起小透镜组成 。
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菲涅尔透镜的道理并不复杂 。
众所周知 , 光从一种透明介质传布到另一种透明介质时 , 因为两种介质存在差别 , 就会在交壤面处发生折射 。 光透过凸透镜时 , 折射也只发生于透镜的概况 。
按照这一思惟 , 那我们把凸透镜部门材料拿失落 , 仅保留透镜概况的弯曲部门就行了 , 再让朋分出来的若干小曲面平移到统一个平面上 , 这样就可以制造出加倍薄的透镜 。 这种设计固然比凸透镜复杂点 , 可是可以或许节流材料 , 还可以或许将透镜做得很薄、很轻 。
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凸透镜因为中心部门较厚 , 光线穿过时会发生必然水平的衰减 。 而菲涅尔透镜的聚光效率比凸透镜高良多 , 测试表白 , 菲涅尔透镜最多只会损掉20%的光 。 若是投射光源是平行光 , 汇聚后还能连结图像遍地亮度一致 , 且不会呈现凸透镜上的边角变暗、恍惚这种现象 。
菲涅尔透镜的聚光能力很是壮大 , 若是您将一块大号的菲涅尔透镜置于太阳之下 , 凸面临准太阳 , 再将一块薄钢板置于聚光处 , 只需要持续一会儿 , 就能将钢板烧穿 。 钢铁的熔点大约1500多摄氏度 , 可见菲涅尔透镜的聚光能力真的是很壮大 。 若是是凸透镜 , 要想达到这种结果 , 就要做得很大 , 人底子搬不动 , 更别说拿在手里了 。
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有长处 , 也会出缺点 。 菲涅尔透镜固然可以或许当凸透镜用 , 但因为菲涅尔透镜的曲面部门是不持续的 , 是以对于一些当作像精度要求比力高的场所 , 好比千里镜 , 就不适合用这种透镜了 。
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菲涅尔透镜是一种十分主要的光学元件 , 应用很普遍 , 它的呈现改变了现有的聚光照明设备 。 好比智妙手机闪光灯上就有这种小透镜 , 此外 , 交通旌旗灯号灯、车灯、投影仪等设备上也有这种透镜 。

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