لنز FRESNEL

در بخش قبل، مشخص کردیم که برای روشن کردن پنل LCD خود به یک لنز فرنل یا "فرنل" نیاز داریم. نام این لنز از نام مخترع آن، فیزیکدان فرانسوی آگوستین ژان فرنل گرفته شده است. در اصل در فانوس دریایی استفاده می شد. خاصیت اصلی فرنل این است که سبک، مسطح و نازک است، اما در عین حال تمام خواص یک عدسی معمولی را دارد. فرنل از شیارهای متحدالمرکز یک پروفیل مثلثی تشکیل شده است. گام شیارها با ارتفاع پروفیل آنها قابل مقایسه است. بنابراین، معلوم می شود که هر شیار، همانطور که بود، بخشی از یک لنز معمولی است.

لازم به ذکر است که پروژکتور به جای یک فرنل از یک جفت استفاده می کند. اگر با یک فرنل از یک پروژکتور بالای سر مواجه شدید، توجه داشته باشید که از هر دو طرف صاف است، یعنی. در واقع از دو فرنل تشکیل شده است که سطوح آجدار آنها رو به روی یکدیگر و در امتداد محیط چسبانده شده اند.

چرا از دو فرنل استفاده می کنیم و آیا می توان با یکی از آن ها به نتیجه رسید؟

به نمودار نگاه کنید همه چیز مشخص خواهد شد.

اگر فقط از یک فرنل استفاده می کنید، لامپ باید تقریباً دو برابر باشد. پرتوهای لامپ نیز تقریباً با فوکوس دو برابر همگرا می شوند. حداقل فاصله کانونی فرنل های موجود 220 میلی متر است. این بدان معنی است که ساختار باید تا حد زیادی گسترش یابد. اما مهمترین چیز این است که در چنین فاصله ای از لامپ تا فرنل، زاویه جامد موثر لامپ بسیار کوچک به نظر می رسد.

هنگام استفاده از 2 فرنل، هر دو معایب را می توان از بین برد. منبع نور کمی نزدیکتر به فاصله کانونی فرنل سمت چپ قرار دارد و یک منبع "خیالی" را خارج از فاصله کانونی دوگانه فرنل سمت راست تشکیل می دهد. پس از عبور از فرنل سمت راست، پرتوها بین کانون و فوکوس مضاعف همگرا می شوند.

بیایید به طراحی نوری خود از بخش قبل برگردیم (منظور ما این است که دو فرنل داریم، اگرچه یکی ترسیم شده است):

یادتان هست که گفتم این نمودار ساده شده است؟ اگر همه چیز همانطور که کشیده شده بود، نیازی به لنز نداشتیم. هر پرتو از منبع نور از یک نقطه فرنل منفرد، سپس از یک نقطه منفرد در ماتریس عبور می کند و بیشتر پرواز می کند تا زمانی که به صفحه برخورد کند و نقطه ای از رنگ دلخواه را روی آن تشکیل دهد. برای یک منبع نقطه ای و یک ماتریس ایده آل این درست است. حالا بیایید واقع گرایی را اضافه کنیم - منبع غیر نقطه ای

با توجه به اینکه ما از لامپ به عنوان منبع نور استفاده می کنیم. بدنه نورانی با ابعاد کاملاً مشخص و محدود، طرح واقعی عبور پرتوها به این صورت خواهد بود:

مرحله اول ساخت - فرنل سمت چپ "تصویر مجازی" قوس الکتریکی لامپ را تشکیل می دهد. ما به آن نیاز داریم تا مسیر پرتوها را از طریق فرنل سمت راست بسازیم.

مرحله دوم ساخت - حضور عدسی چپ را فراموش می کنیم و مسیر پرتوها را برای لنز سمت راست می سازیم، گویی تصویر "خیالی" واقعی است.

مرحله 3 - همه چیز غیر ضروری را دور بریزید و این دو طرح را ترکیب کنید.

حدس زدن اینکه در نقطه ای که تصویر قوس لامپ شکل می گیرد، مشکل نیست که باید لنز را نصب کنیم. تصویر قوس در این مورد حاوی اطلاعاتی در مورد رنگ هر پیکسل از ماتریس است که نور از آن عبور کرده است (در شکل نشان داده نشده است).

فرنل ها چه فاصله کانونی باید داشته باشند؟

فرنل رو به لامپ تا حد امکان با فوکوس کوتاه برای زاویه پوشش بزرگتر گرفته می شود. فاصله کانونی فرنل دوم باید 10-50٪ بیشتر از فاصله کانونی لنز باشد (فاصله 1-2 سانتی متر از فرنل تا ماتریس، بسته به اینکه خود ماتریس بین فوکوس و فوکوس دوگانه لنز قرار دارد. در فاصله لنز تا صفحه نمایش). در واقع، رایج ترین فرنل های موجود در بازار آنهایی هستند که دارای 2 فاصله کانونی هستند: 220 میلی متر و 330 میلی متر.

هنگام انتخاب فاصله کانونی فرنل ها، باید به این نکته توجه کنید که بر خلاف لنزهای معمولی، فرنل ها نسبت به زاویه تابش نور دمدمی مزاج هستند. بگذارید با دو نمودار توضیح دهم:

نکته عجیب این است که پرتوهای تابیده شده بر روی سطح فرنل موجدار باید موازی با محور نوری باشند (یا حداقل انحراف از آن داشته باشند). در غیر این صورت، این پرتوها "پرواز می کنند". در نمودار سمت چپ، منبع نور تقریباً در کانون عدسی چپ قرار دارد، بنابراین پرتوهای بین عدسی ها تقریباً به موازات محور نوری حرکت می کنند و در نهایت تقریباً در کانون عدسی دوم همگرا می شوند. در نمودار سمت راست، منبع نور بسیار نزدیکتر از فاصله کانونی قرار دارد، بنابراین برخی از پرتوها بر روی سطوح غیرفعال عدسی سمت راست قرار می گیرند. این تأثیر هر چه بیشتر باشد فاصله طولانی تراز فوکوس به منبع و هر چه قطر لنز بزرگتر باشد.

1. عدسی ها باید طوری قرار بگیرند که طرف های شیاردار رو به روی هم قرار گیرند و نه برعکس.

2. توصیه می شود منبع نور را تا حد امکان نزدیک به کانون عدسی اول قرار دهید و در نتیجه:

3. قابلیت جابجایی منبع نور برای تنظیم نقطه همگرایی پرتو به لنز فقط به چند سانتی متر محدود می شود، در غیر این صورت تصویر در لبه ها روشنایی خود را از دست می دهد و مویر ظاهر می شود.

اندازه فرنل ها باید چقدر باشد؟

فرنل ها از چه موادی باید ساخته شوند؟

در دسترس ترین فرنل ها در حال حاضر از اکریلیک نوری (به عبارت دیگر پلکسی گلاس) ساخته شده اند. شفافیت عالی دارند و کمی الاستیک هستند. برای هدف ما، این کافی است، با توجه به اینکه کیفیت فرنل ها مطلقاً هیچ تأثیری بر وضوح و هندسه تصویر (فقط بر روی روشنایی) ندارد.

چگونه با فرنل ها رفتار کنیم؟

1. از باقی ماندن اثر انگشت در سمت شیاردار فرنل خودداری کنید. قبل از هر گونه عمل بر روی فرنل دست های خود را کاملا با صابون بشویید. بهتر است فرنل ها را از لحظه خرید تا پایان آزمایش در فیلم پلاستیکی برای بسته بندی مواد غذایی بپیچید.

2. اگر چاپ در سمت شیاردار ظاهر شد، سعی نکنید آنها را پاک کنید. هیچ شوینده ای (از جمله پاک کننده های پنجره بر پایه آمونیاک) کمک نمی کند، زیرا... به اندازه کافی عمیق نفوذ نکنید در عین حال، دنده های بیرونی شیارها کمی گرد شده و ذرات دستمال / پنبه ای که برای پاک کردن استفاده می شود بین شیارها مسدود می شود. در نتیجه، فرنل شروع به پراکندگی پرتوها می کند. بهتر است آن را با اثر انگشت بگذارید. می توانید قسمت صاف را پاک کنید، اما فقط در صورتی که مطمئن باشید مواد شویندهروی طرف شیاردار نمی افتد.

3. دنبال کنید شرایط دمایی. اجازه ندهید فرنل ها بالای 70 درجه گرم شوند. در 90 درجه، لنزها شروع به شناور شدن می کنند و پرتو نور شکل خود را از دست می دهد. من شخصا به خاطر این موضوع یک سری لنز را خراب کردم. برای کنترل دما، از تستر ترموکوپل استفاده کنید. در هر فروشگاه رادیویی فروخته می شود.

لنز

لنز چیست و چرا به آن نیاز است، فکر می کنم متوجه شده باشید. مهمترین چیز این است که آن را به درستی انتخاب کنید و با انتخاب، مکان خرید را پیدا کنید :) برای انتخاب، باید 4 ویژگی اصلی را بدانیم:

تعداد لنز

در اصل، یک عدسی، به عنوان مثال یک ذره بین، می تواند به عنوان یک عدسی عمل کند. با این حال، هر چه از مرکز تصویر دورتر باشد، کیفیت آن بدتر خواهد بود. اعوجاج کروی (اببراسیون)، انحرافات رنگی ظاهر می شود (به دلیل زوایای مختلف شکست پرتوهای با طول موج های مختلف نقطه سفیدبه عنوان مثال، به قطعه ای از رنگین کمان تبدیل می شود)، از دست دادن وضوح. بنابراین برای دستیابی به حداکثر کیفیت تصویر از لنزهای آکروماتیک متشکل از 3 لنز یا بیشتر استفاده می شود. اینها در اپیدیاسکوپی، دوربین های قدیمی، تجهیزات عکاسی هوایی و غیره استفاده می شدند. پروژکتورهای سقفی نیز از لنزهای سه لنز استفاده می کنند، اما این مدل های پروژکتور قیمت بیشتری نسبت به مدل های دارای لنز تک لنز دارند.

فاصله کانونی

فاصله کانونی لنز تعیین می کند که در چه فاصله ای از جسم اصلی (ماتریس) باید قرار گیرد و چه اندازه تصویر روی صفحه نمایش خواهید داشت. هر چه فاصله کانونی بیشتر باشد، اندازه صفحه نمایش کوچکتر باشد، پروژکتور دورتر از صفحه نمایش قرار گیرد و بدنه پروژکتور بلندتر شود. و بالعکس.

زاویه دید

نشان می دهد که لنز با حفظ روشنایی، وضوح (رزولوشن) قابل قبول، چقدر می تواند تصویر منبع بزرگی بگیرد. "قابل قبول" یک مفهوم انعطاف پذیر است. اگر برای عکس هوایی زاویه دید در پاسپورت مثلاً 30 درجه نشان داده شده باشد، ممکن است به این معنی باشد که در واقع 50 درجه را پوشش می دهد، اما وضوح لبه ها دیگر برای عکاسی هوایی مناسب نیست، بلکه برای پروژکتور ما مناسب است. ، جایی که وضوح بالا مورد نیاز نیست، کاملا مناسب است.

دیافراگم و دیافراگم نسبی

دیافراگم نسبی، به زبان ساده، نسبت قطر لنز به فاصله کانونی آن است. به عنوان کسری نشان داده شده است، برای مثال 1:5.6، که در آن 5.6 "عدد f-stop" است. اگر عدسی با قطر لنز داخلی 60 میلی متر و فاصله کانونی 320 میلی متر داشته باشیم، دیافراگم نسبی آن 1:5.3 خواهد بود. هرچه دیافراگم بزرگتر باشد (عدد f کوچکتر)، دیافراگم لنز بیشتر است - توانایی انتقال روشنایی یک شی - و معمولاً وضوح / وضوح بدتر است.

دیافراگم نسبی باید چقدر باشد؟

دیافراگم نسبی را می توان با دانستن قطر لنز و فاصله کانونی پیدا کرد. در رابطه با طراحی نوری ما می توان گفت که قطر عدسی های شیئی نباید کمتر از اندازه تصویر قوس لامپ تشکیل شده توسط فرنل ها باشد. در غیر این صورت مقداری از نور لامپ از بین می رود.

اکنون زمان آن است که یک توضیح بیشتر در مورد طراحی نوری خود ارائه دهیم.

واضح است که ماتریس پرتوهای عبوری از خود را پراکنده می کند. آن ها هر پرتویی که به ماتریس برخورد می کند به صورت پرتویی از پرتوها با انحرافات زاویه ای متفاوت از آن خارج می شود. در نتیجه، تصویر قوس لامپ در صفحه عدسی به نظر می رسد "تاری" و اندازه آن افزایش می یابد، اما همچنان اطلاعاتی در مورد رنگ پیکسل های ماتریس دارد.

وظیفه ما این است که این "تصویر تار قوس" را به طور کامل با لنز جمع آوری کنیم.

از این رو نتیجه گیری: دیافراگم نسبی لنز باید به گونه ای باشد که تصویر لامپ را جمع آوری کند، اما نه بیشتر.

فاصله کانونی و زاویه دید چقدر باید باشد؟

این پارامترها با اندازه تصویر اصلی (ماتریس)، فاصله لنز تا صفحه نمایش و اندازه تصویر مورد نظر روی صفحه تعیین می شوند.

لنز F=L*(d/(d+D))، که در آن

فاصله L تا صفحه نمایش

d-مورب ماتریس

مورب صفحه نمایش D

در اینجا یک ماشین حساب برای محاسبات وجود دارد (برگرفته از www.opsci.com، کمی اقتباس شده و به زبان قابل فهم ترجمه شده است)

قول دادم درباره سازهای استودیویی صحبت کنم و با لنز فرنل شروع کنم. بعید است که آن را در یک استودیوی عکاسی معمولی برای اجاره پیدا کنید. دلیل اول این است که بسیار گران است و دلیل دوم این است که اکثر کسانی که به چنین استودیوهایی می آیند چیزی در مورد لنز فرنل نمی دانند.
و این ایده شرورانه: "اگر نمی دانید چرا به آن نیاز دارید، به آن نیاز ندارید" کار خود را انجام می دهد. گاهی اوقات فقط باید تلاش کرد.

سمت چپ: لنز فرنل، سمت راست: لنز معمولی

بنابراین، لنز فرنل در ابتدا دو عملکرد را انجام داد:

1) وزن لنز را کاهش داد زیرا اگر لنز به شکل استاندارد ساخته شده باشد، به عنوان مثال، یک لنز برای فانوس دریایی می تواند چند تن وزن داشته باشد.

2) تمام نور را در یک پرتو جمع آوری کرد و مرزهای نرم پرتو نور را حفظ کرد. این در فانوس‌های دریایی نیز مورد استفاده قرار می‌گرفت، زیرا باعث می‌شد نور بسیار روشن بتابد.

پس از آن، هر دوی این املاک با موفقیت توسط سینما از جمله هالیوود مورد استفاده قرار گرفتند. و از آنجایی که هالیوود به دلیل فیلم های خود در سراسر جهان مشهور شد، جهان شروع به نام "هالیوود" کرد.

تصویر از کتاب "پرتره های هالیوود". اتفاقاً کتاب بسیار مفیدی است. ایدئولوژی کار با منابع مجهز به لنزهای فرنل را شرح می دهد (لینک در انتهای مقاله). همچنین مرسوم است که به آنها لکه می گویند، زیرا ... لکه می دهند

کار با نقاط روشن است کار حرفه ایعکاس لکه هایی با حاشیه های ملایم سایه دار به آرامی به یکدیگر می ریزند و به شما امکان می دهند طبیعی بودن الگوی نور و سایه را حفظ کنید.

دو نقطه نور وجود دارد: نارنجی و آبی، که به آرامی به یکدیگر می ریزند، تقریبا بدون خاموش شدن یکدیگر

روی تصویر:در پس زمینه 11 نقطه وجود دارد که حرف P را تشکیل می دهند (به احتمال زیاد از پارامونت). این فقط در استودیوهای بزرگ فیلم امکان پذیر است.

دستگاه هایی برای نور پیوسته از ابتدای قرن بیستم وجود داشته اند، اما در مورد فلاش ها چطور؟ به هر حال، نور ثابت نیاز به نوردهی طولانی دارد، بسیار گرم می شود و کار با آن با استفاده از ژل های رنگی ناخوشایند است، زیرا قدرت افت می کند

فلاش ها چنین معایبی ندارند و بسیاری از تولید کنندگان جدی نسخه های خود را از دستگاه های نقطه ای منتشر کرده اند. مثلا عزیزم برونکلردر حال حاضر دو دستگاه از این دست وجود دارد.

Broncolor Pulsospot 4

و دستگاه اصلی با لنز فرنل...

فلوتر برونکالر

طراحی این دستگاه ها برای یک قرن تغییر نکرده و کاملا ساده است.

داخل دستگاه Broncolor Pulsospot 4دو لامپ: یک لامپ فلاش و یک لامپ مدل سازی هالوژن. پشت لامپ ها یک بازتابنده فلزی سهمی وجود دارد و خود لامپ ها روی ریل قرار دارند و می توان آنها را به عدسی فرنل یا بیشتر نزدیک کرد. با حرکت عمیق تر در بدنه دستگاه، لکه ای با قطر کمتر به دست می آوریم و بالعکس. این همه است. هیچ چیز دیگری جز یک فن وجود ندارد.
زاویه مخروط نور از 15 تا 40 درجه.

لنز فرنل

فلوتر برونکالر- این معمولاً یک ضمیمه برای یک سر سبک استاندارد است. مزیت آن یک لنز فرنل بزرگتر است که امکان ایجاد یک نقطه بزرگتر را فراهم می کند. همچنین اجازه استفاده از لامپ را می دهد HMI(نور ثابت، لامپ هالوژن فلزی).
زاویه مخروط نور از 15 تا 70 درجه.

قیمت دستگاه اول و دوم حدود 5000 دلار است (دستگاه ها به طور مستقل کار نمی کنند، باید به ژنراتور استودیویی وصل شوند).

نور نرم و بسیار قابل کنترل است. و دستگاه جمع و جور است. این کار با او را دو چندان می کند. من هنوز هیچ مدلی با آن نگرفتم، زیرا اخیراً آن را دریافت کردم.

حیف که من در حال حاضر فقط یک عکس دارم و نمی توانم عکسی بگیرم که به طور کامل توسط لکه های نور از چنین دستگاه هایی روشن می شود و نور هالیوود را شبیه سازی می کند. اما می توانید نور نقطه را به نور اصلی تبدیل کنید و در بعضی جاها مثلاً با یک ظرف زیبایی و یک پخش کننده نرم آن را روشن کنید و تقریباً نقطه را شبیه سازی کنید.

در اینجا یک "بینش" آسان استودیویی وجود دارد و امیدوارم به زودی مقاله را با عکس هایی از مدل ها تکمیل کنم.

کتاب پرتره های هالیوودخواندن آن را به شدت توصیه می کنم. نمودارهای نورپردازی نیز وجود دارد. لینک آن در زیر آمده است.

عکس‌ها با استفاده از لامپ‌های لنز فرنل، با مهربانی توسط Vadim ارائه شده است (Blitzphoto)

پرتره زن
مدار: طراحی 650 وات، پس زمینه 650 وات، 650 وات از طریق چتر پر کنید، پس زمینه 300 وات. دوربین سونی a7، لنزهای مختلف در همه جا - SMS Pentax-M 75-150/4، SMS Pentax-M 100/2.8، SMS Pentax-A 135/2.8. حساسیت 1000 واحد، سرعت شاتر در حدود 1/160، 5.6 متغیر است.
روتوش - پلاگین پرتره

پرتره یک مرد
هیچ روتوشی وجود نداشت - بنابراین می توانید به وضوح ببینید که نورافکن جهت دار چگونه رنگ می کند. دوربین دوباره سونی a7، اپتیک در همه جا SMS Pentax-M 75-150/4، دیافراگم 5.6، سرعت شاتر 1/125، حساسیت 500 واحد. طرح نور مانند عکسبرداری قبلی است، به استثنای - در دو عکس، یک لامپ دیگر، یک فرنل 300 وات، به صحنه معرفی شد. در عکس 02 او و یکی دیگر روی پس زمینه می درخشند و در عکس 04 دست های خود را برجسته می کنند.

لنز فرنل

ایجاد یک پرتو موازی نور توسط عدسی فرنل (واقع در مرکز).

لنز فرنل- لنز مرکب پیچیده از یک تکه شیشه صیقلی با سطوح کروی یا دیگر (مانند عدسی های معمولی) تشکیل نمی شود، بلکه از حلقه های متحدالمرکز مجزا با ضخامت کم در مجاورت یکدیگر تشکیل شده است که در مقطع عرضی به شکل منشورهای پروفیل خاصی هستند. پیشنهاد آگوستین فرنل.

این طراحی تضمین می کند که لنز فرنل ضخامت (و در نتیجه وزن) پایینی دارد، حتی با دیافراگم زاویه ای بزرگ. بخش های حلقه های عدسی به گونه ای ساخته شده اند که انحراف کروی عدسی فرنل کوچک است، پرتوهای یک منبع نقطه ای قرار گرفته در کانون عدسی، پس از شکست در حلقه ها، تقریباً خارج می شوند. پرتو موازی(در لنزهای فرنل حلقه ای).

لنزهای فرنل هستند گردو کمر. حلقه ها شار نور را در هر جهت هدایت می کنند. لنزهای کمربند نور را از یک منبع در تمام جهات در یک صفحه خاص ارسال می کنند.

قطر عدسی فرنل می تواند از چند سانتی متر تا چند متر متغیر باشد.

کاربرد

همچنین ببینید

یادداشت

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید «عدسی فرنل» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

لنز فرنل- لنز پله ای - [L.G.Sumenko. فرهنگ لغت انگلیسی-روسی در زمینه فناوری اطلاعات. M.: شرکت دولتی TsNIIS، 2003.] موضوعات فناوری اطلاعاتبه طور کلی مترادف لنز پله ای EN لنز فرنل ... راهنمای مترجم فنی

این اصطلاح معانی دیگری دارد، به لنز (معانی) مراجعه کنید. لنز دو محدب (به آلمانی: Linse، از لاتین... ویکی پدیا

یک لنز کامپوزیت پیچیده که در فانوس های دریایی و چراغ های سیگنال استفاده می شود. پیشنهاد شده توسط O. J. Fresnel. از یک تکه شیشه صیقلی با شکل کروی تشکیل نشده است. یا سطوح دیگر، مانند لنزهای معمولی، و از بخش. مجاور یکدیگر متحدالمرکز ... دایره المعارف فیزیکی

فرنل- (1) پراش (نگاه کنید به) یک موج نور کروی، زمانی که انحنای سطح امواج فرود و پراش (یا فقط پراش) را نمی توان نادیده گرفت. در مرکز الگوی پراش از یک دیسک مات گرد همیشه... ... دایره المعارف بزرگ پلی تکنیک

بخش هایی که سطح جبهه موج نور به آنها تقسیم می شود تا محاسبات در هنگام تعیین دامنه موج در یک نقطه معین از فضا ساده شود. روش F. z. هنگام در نظر گرفتن مسائل پراش موج مطابق با هویگنس استفاده می شود... ... دایره المعارف فیزیکی

شیشه نوری برای متمرکز کردن شار نور منتشر شده از لامپ به یک پرتو باریک و تقریبا استوانه ای استفاده می شود. برای این کار باید از رشته نورانی لامپ استفاده شود. دقیقاً در نقطه کانونی لنز نصب می شود و ابعاد نخ تا حد امکان کوچک است. L. صاف و... ... فرهنگ لغت فنی راه آهن

سطح مقطع عدسی فرنل و لنز معمولی لنز فرنل یک لنز مرکب پیچیده است. مانند لنزهای معمولی از یک تکه شیشه آسیاب شده با سطوح کروی یا دیگر مانند لنزهای معمولی تشکیل نمی شود، بلکه از سطوح مجزا در مجاورت یکدیگر... ... ویکی پدیا

یک لنز کامپوزیت پیچیده که در فانوس های دریایی و چراغ های سیگنال استفاده می شود. پیشنهاد شده توسط O. J. Fresnel (رجوع کنید به Fresnel). مانند لنزهای معمولی از یک تکه شیشه آسیاب شده با سطوح کروی یا دیگر تشکیل نشده است، بلکه از یک تکه شیشه تشکیل شده است... ... دایره المعارف بزرگ شوروی

عدسی محدب پلانو عدسی A (به آلمانی: Linse، از لاتین: lens lentil) معمولاً صفحه ای از مواد همگن شفاف است که توسط دو سطح صیقلی، کروی یا مسطح و کروی محدود شده است. در حال حاضر، به اصطلاح ... ویکی پدیا به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرد

لنزهای فرنل

لنز فرنل یک لنز ترکیبی پیچیده است. از یک تکه شیشه صیقلی با سطوح کروی یا دیگر (مانند عدسی های معمولی) تشکیل نمی شود، بلکه از حلقه های متحدالمرکز مجزا با ضخامت کم در مجاورت یکدیگر تشکیل شده است که در مقطع عرضی به شکل منشورهای پروفیل خاصی هستند. پیشنهاد آگوستین فرنل.

این طراحی تضمین می کند که لنز فرنل باریک (و در نتیجه سبک وزن) حتی با دیافراگم زاویه ای بزرگ است. بخش های حلقه های لنز به گونه ای ساخته شده اند که انحراف کرویعدسی‌های فرنل کوچک هستند، پرتوهایی از یک منبع نقطه‌ای که در کانون عدسی قرار می‌گیرد، پس از شکست در حلقه‌ها، به صورت یک پرتو تقریباً موازی (در عدسی‌های فرنل حلقه‌ای) بیرون می‌آیند.

محاسبه لنزهای فرنل

لنز فرنل یکی از اولین وسایلی است که عملکرد آن بر اساس اصل فیزیکیپراش نور

این دستگاه تا به امروز اهمیت عملی خود را از دست نداده است. نمودار کلی مدل فیزیکی که عملیات آن بر اساس آن است در (شکل 1) ارائه شده است.

برنج. 1 طرح ساخت مناطق فرنل برای یک نقطه مشاهده بی نهایت دور (موج صفحه)

فرض کنید در نقطه O یک منبع نقطه ای تابش نوری با طول موج l وجود دارد. طبیعتاً مانند هر منبع نقطه ای، موجی کروی از خود ساطع می کند که جبهه موج آن در شکل به وسیله دایره ای به تصویر کشیده شده است. اجازه دهید شرط را برای تغییر این موج به یک موج مسطح تنظیم کنیم که در امتداد محور نقطه‌دار منتشر می‌شود. چندین جبهه موج از این موج متغیر که به میزان l/2 از یکدیگر عقب هستند، در (شکل 1) نشان داده شده است. برای شروع، ما توجه می کنیم که یک موج صفحه متغیر از یک موج کروی موجود در فضای آزاد را در نظر می گیریم. بنابراین، مطابق با اصل هویگنز-فرنل، "منابع" یک موج متغیر معین فقط می تواند نوسانات الکترومغناطیسی موجود باشد. و اگر این با توزیع فضایی فاز این نوسانات، یعنی جبهه موج (کروی) موج اصلی مناسب نباشد. بیایید سعی کنیم آن را اصلاح کنیم. بیایید قدم به قدم همه چیز را با شما همراهی کنیم.

اقدام اول: توجه داشته باشید که از دیدگاه امواج ثانویه هویگنز-فرنل (که کروی هستند)، جابجایی فضایی کل طول موج در هر جهت، فاز منابع ثانویه را تغییر نمی دهد. بنابراین، می‌توانیم به خود اجازه دهیم، برای مثال، همانطور که در (شکل 2) نشان داده شده است، جلوی موج موج اصلی را بشکنیم.

برنج. 2 توزیع فاز معادل قطره چکان های ثانویه در فضا

بنابراین، ما جبهه موج کروی اولیه را به "قطعات حلقه" شماره 1، 2 ... و غیره "از هم جدا کرده ایم". مرزهای این حلقه‌ها که مناطق فرنل نامیده می‌شوند، با تقاطع جبهه موج موج اصلی با دنباله‌ای از جبهه‌های موج «موج پیش‌بینی‌شده» که نسبت به یکدیگر به میزان l/2 جابه‌جا شده‌اند، تعیین می‌شوند. تصویر به دست آمده در حال حاضر به طور قابل توجهی "ساده تر" است و نشان دهنده 2 ساطع کننده ثانویه مسطح کمی "خشن" است (سبز و قرمز در شکل 2)، که با این حال، به دلیل جابجایی متقابل نیم موج ذکر شده، یکدیگر را خنثی می کنند.

بنابراین، می بینیم که مناطق فرنل با اعداد فرد نه تنها به انجام کار کمک نمی کنند، بلکه حتی به طور فعال مضر هستند. دو راه برای مبارزه با این وجود دارد.

روش اول (لنز فرنل دامنه). شما به سادگی می توانید این مناطق عجیب و غریب را با حلقه های مات به صورت هندسی بپوشانید. این همان کاری است که در سیستم های فوکوس با اندازه بزرگ چراغ های دریایی انجام می شود. البته، این ممکن است به تقلید پرتو ایده آل نرسد. می بینید که قسمت سبز باقی مانده از ساطع کننده های ثانویه اولاً کاملاً مسطح نیست و ثانیاً ناپیوسته است (با فرورفتگی صفر در محل مناطق فرنل فرد سابق).

بنابراین، بخش کاملاً همسو شده تابش (و دامنه آن چیزی نیست جز مولفه فوریه دو بعدی صفر توزیع فضایی فاز ساطع کننده های سبز در امتداد یک جبهه موج صاف با جابجایی صفر، نگاه کنید به (شکل 2)) با نویز زاویه باز (همه اجزای دیگر فوریه به جز صفر) استفاده از لنز فرنل برای تصویربرداری تقریباً غیرممکن است - با این وجود، قسمت همسو شده پرتو به میزان قابل توجهی بیشتر خواهد بود قدرتمندتر از عدم وجود لنز فرنل، زیرا ما حداقل از شر سهم منفی در مولفه فوریه صفر از مناطق فرنل فرد خلاص شدیم.

روش دوم (عدسی فاز فرنل). می‌توان حلقه‌هایی را که مناطق فرنل فرد را می‌پوشاند، شفاف کرد، با ضخامتی مطابق با تغییر فاز اضافی l/2. در این حالت، جبهه موج ساطع کننده های ثانویه "قرمز" تغییر می کند و "سبز" می شود. 3.

شکل 3 جلو موج تابشگرهای ثانویه در پشت لنز فاز فرنل

در واقع، لنزهای فاز فرنل دو نسخه دارند. اولی یک بستر مسطح با لایه‌های نیمه موج رسوب‌شده در مناطق فرنل فرد است (گزینه گران‌تری). قسمت دوم یک قطعه چرخشی سه بعدی (یا حتی یک مهر زنی پلیمری بر اساس یک ماتریس یک بار ساخته شده، مانند یک صفحه گرامافون) است که به شکل یک "پایه مخروطی پلکانی" با یک پله نصف طول هجوم فاز ساخته شده است. موج.

بنابراین، لنزهای فرنل می توانند با برخورد پرتوهای با دیافراگم عرضی بزرگ کنار بیایند، در حالی که در عین حال قطعات مسطح با وزن کم و پیچیدگی ساخت نسبتاً کم هستند. از نظر کارایی معادل معمولی لنز شیشه ایبرای یک فانوس دریایی نیم تن وزن دارد و قیمت آن کمی کمتر از عدسی یک تلسکوپ نجومی است.

اجازه دهید اکنون به این سوال بپردازیم که وقتی منبع نور در امتداد محور نسبت به عدسی فرنل جابجا شود، چه اتفاقی می‌افتد، که در ابتدا برای تطبیق تابش منبع در موقعیت O طراحی شده بود (شکل 1). اجازه دهید از قبل توافق کنیم که فاصله کانونی از منبع تا لنز (یعنی انحنای اولیه جبهه موج روی لنز) را با قیاس با یک لنز معمولی، فاصله کانونی F بنامیم (شکل 4).

برنج. 4 ساختن تصویری از منبع نقطه ای با لنز فرنل

بنابراین، برای اینکه عدسی فرنل همچنان یک عدسی فرنل باشد وقتی منبع از موقعیت O به موقعیت A منتقل می شود، لازم است که مرزهای مناطق فرنل روی آن ثابت بماند. و این مرزها فواصل از محوری است که در آن جبهه موج های حادثه و امواج "طرح شده" تلاقی می کنند. در ابتدا جلویی با شعاع انحنای F داشت، و جلویی «برآمده شده» صاف بود (به رنگ قرمز در شکل 4). در فاصله h از محور، این جبهه ها با هم قطع می شوند و مرز یکی از مناطق فرنل را مشخص می کنند.

که در آن n تعداد ناحیه ای است که در این فاصله از محور شروع می شود.

وقتی منبع به نقطه A حرکت کرد، شعاع جبهه موج فرودی افزایش یافت و تبدیل به R1 شد. رنگ ابیروی تصویر). این به این معنی است که ما باید یک سطح جبهه موج جدیدی پیدا کنیم، به طوری که با سطح آبی در همان فاصله h از محور تقاطع پیدا کند و همان MN را در خود محور ایجاد کند. ما گمان می کنیم که چنین سطحی از جبهه موج پیش بینی شده می تواند کره ای با شعاع R2 باشد ( رنگ سبزروی تصویر). بیایید ثابت کنیم.

فاصله h به راحتی از قسمت "قرمز" شکل محاسبه می شود:

در اینجا ما مربع کوچک طول موج را در مقایسه با مربع کانون نادیده می گیریم - تقریبی کاملاً مشابه با تقریب سهموی در استخراج فرمول معمول. لنز نازک. از طرف دیگر، ما می خواهیم یک مورد جدید پیدا کنیم مرز نهممنطقه فرنل در نتیجه تلاقی جبهه های موج آبی و سبز، اجازه دهید آن را h1 بنامیم. بر اساس این واقعیت که ما به طول یکسانی از بخش MN نیاز داریم:

در نهایت، با نیاز به h=h1، دریافت می کنیم:

این معادله همان فرمول معمول لنز نازک است. علاوه بر این، شامل عدد n از مرز در نظر گرفته شده مناطق فرنل نیست و بنابراین برای همه مناطق فرنل معتبر است.

بنابراین، می بینیم که عدسی فرنل نه تنها می تواند پرتوها را با هم هماهنگ کند، بلکه می تواند تصاویر را نیز بسازد. درست است، باید در نظر داشته باشید که لنز همچنان پله ای است و پیوسته نیست. بنابراین، کیفیت تصویر به دلیل اختلاط اجزای جبهه موج فوریه بالاتر که در ابتدای این بخش مورد بحث قرار گرفت، به طور محسوسی کاهش می یابد.

یعنی می توان از لنز فرنل برای تمرکز تابش به داخل استفاده کرد نقطه داده شده، اما نه برای تصویربرداری دقیق در دستگاه های میکروسکوپی و تلسکوپی.

همه موارد فوق در مورد تابش تک رنگ اعمال می شود. با این حال، می توان نشان داد که با انتخاب دقیق قطر حلقه های مورد بحث، می توان کیفیت فوکوس معقولی را برای نور طبیعی نیز بدست آورد.

کلمات کاملاً بی اهمیت با حروف درشت چاپ می شد و همه چیز مهم با کوچکترین فونت به تصویر کشیده می شد.
M.E. سالتیکوف-شچدرین

هر بار که میخائیل اوگرافوویچ را دوباره می خوانید، از بینش معاون فرماندار Tver شگفت زده می شوید. آنجا بود که او در مورد آن یاد گرفت محصولات پنیر, نوشیدنی های آبجوو غذاهای دیگر که تظاهر به غذا دارند، با حروف ریز روی بسته ها؟! بله، دیدن نامه ها در 20 سالگی مشکلی ندارد. اما جوانی بیماری است که خود به خود از بین می رود. و اگر چشمان شما همچنان به شما اجازه می دهد که ریزمتن هایی را با رنگ زرد روی صورتی بخوانید، ممکن است برای افراد مسن شما بسیار مفید باشد.

در اصل، مهر زدن به چنین چیزهایی (به نام لنز فرنل) دشوار نیست. موضوع این است که آن را مناسب کنیم. من خیلی بدتر می ترسیدم اما به وضوح از نظر کیفیت خوش شانس بودیم.

آزمون مقدماتی

روی بسته بندی با خط هیروگلیف نوشته شده است " ذره بینکیفیت بالا در قالب کارت ویزیت." اولین جزوه ای را که به دستم رسید گرفتم. به هر حال، شما می توانید به طور تقریبی افزایش را تخمین بزنید.


می بینیم که تصویر مانند یک لنز خوب نیست - در جهت از مرکز به سمت حاشیه، وضوح کمی کاهش می یابد. اما کاملاً مناسب باقی می ماند. در قسمت پایین، جایی که لنز به قاب متصل است، اعوجاج وجود دارد. اما لکه های رنگین کمان (انحراف رنگی) و اعوجاج (تبدیل مربع به بالش یا بشکه) قابل توجه نیستند.

تصاویری در مورد انحرافات

اعوجاج

انحراف رنگی

و یک مثال

لنز فرنل چگونه کار می کند؟

اطلاعات تکمیلی

لنز فرنل در موزه فانوس دریایی در پوینت آرنا، کالیفرنیا به نمایش گذاشته شده است


معمولاً چنین تصاویری برای درک ایده لنز فرنل ارائه می شود.


"... بیایید عدسی محدب هواپیما را به حلقه ها برش دهیم و آنها را روی هواپیما تا کنیم." البته این فقط یک مدل ساده شده است. در مرحله اول، در این گزینه، مناطق مختلف نور را در یک نقطه جمع نمی کنند. ثانیا، برای اینکه لنز برای پرتوهای شیبدار کار کند، انتقال از ناحیه به منطقه نه عمودی، بلکه شیبدار انجام می شود. ثالثاً باید به دنبال سازش بین حلقه های باریک و پهن باشید... در نتیجه محاسبه کاملاً پیچیده می شود. اما، خوشبختانه، ما نیازی به شمارش نداریم :) سازنده این کار را انجام می دهد.

تحویل و بسته بندی

سفارش 19 ژوئیه 2018، ارسال در 22 ژوئیه، دریافت 6 آگوست. آهنگ کامل

بسته بندی حمل و نقل - کیسه پلی اتیلن خاکستری. بسته بندی تجاری - کیسه پلی اتیلن شفاف. هر دو سزاوار پرتره های شخصی نیستند.

مشخصات

ذره بین شفاف RIMIX
رنگ: تصادفی
جنس: پی وی سی
اندازه: 85x55x1
بزرگنمایی: 3X

ظاهر

این لنز مجهز به یک پوشش پلاستیکی است که از سطح نوری در برابر خراش و کثیفی محافظت می کند. کتیبه در هیروگلیف در مورد "ذره بین با کیفیت بالا در قالب کارت ویزیت" (نقشه ترویکا - برای مقیاس. مربوط به اندازه یک پلاستیک است. کارت بانکی، اما شماره کارت را نمایش نمی دهد.


ابعاد کارت (نه روکش) دقیقا مطابق با ابعاد کارت های پلاستیکی است


من بزرگنمایی با چشم را دو برابر تخمین می زنم، بنابراین آن را بررسی می کنیم.

فاصله کانونی

علاوه بر اندازه، تنها یک ویژگی قابل آزمایش وجود دارد - بزرگنمایی 3X
در زندگی روزمره، بزرگنمایی به عنوان ضریب فاصله دید بهینه درک می شود (250 میلی متر فرض می شود، اگرچه چشم های مختلف- متفرقه) و فاصله کانونی لنز. ساده‌ترین راه برای اندازه‌گیری تقریباً*، ساختن تصویر از یک منبع دور و اندازه‌گیری فاصله لنز تا تصویر است. خورشید پشت ابر به عنوان یک منبع دور ایده آل است - تصویری از نه تنها خورشید، بلکه ابرها نیز روی یک ورق کاغذ ظاهر می شود. این واقعیت که لنز فرنل یک تصویر بسیار واضح ایجاد می کند، من را شگفت زده کرد. این تقریبا همیشه با یک لنز معمولی اتفاق می افتد. لنزهای فرنل مانند ما اغلب درشت تر ساخته می شوند و به جای ابر تولید مه می کنند. متاسفانه من نتوانستم از این کیس عکس بگیرم - محدوده روشنایی دوربین گوشی هوشمند کافی نبود :(

*توجه داشته باشید برای نردها

در واقع، شما باید نه از لبه ذره بین، بلکه از به اصطلاح اندازه گیری کنید. هواپیمای اصلی عقب اما با دقت ما می توان از تفاوت چشم پوشی کرد. علاوه بر این، لنز فرنل، به طور دقیق، دارای همان تعداد جفت صفحه اصلی به اندازه مناطق حلقوی است :)

بنابراین، من تقریباً فاصله کانونی را 140 میلی متر اندازه گرفتم. یعنی افزایش در واقع حدود 2 برابر است (با 3، بگذارید یادآوری کنم، قول داده شده است). و قدرت نوری در حدود 7D است. 7 دیوپتر با استانداردهای عینک زیاد است. قدرت نوری معمولی عینک برای بازنشستگان 2-2.5-3 دیوپتر است. البته خیلی بیشتر هم هست.

در فروشگاه

البته این برنامه اصلی است. لنز در کیف من جای ثابتی پیدا کرده است و هر روز از آن استفاده می کنم. به عنوان مثال - مانند پنیر در Pyaterochka


هنگام آزمایش، کلمه وحشتناک CHIMOSIN یک جزء کاملاً قانونی - مایه پنیر (اگرچه به سختی طبیعی) است. اما نمک های سیانور به نوعی آزارم می داد.

E536 - فروسیانید پتاسیم
خود این ماده - فروسیانید پتاسیم - بسیار کمی سمی است، اما هنگامی که در طول واکنش با آب برهمکنش می کند، گازهای سمی آزاد می شود. اما مقدار آنها، به عنوان یک قاعده، خطر جدی برای سلامتی ایجاد نمی کند. هنگامی که هگزاسیانوفرات با برخی اسیدها واکنش می دهد، مقادیر زیادی گاز سیانید هیدروژن بسیار سمی می تواند آزاد شود. در صنایع غذایی عمدتاً برای جلوگیری از کلوخه شدن و کیک شدن به عنوان یک افزودنی به نمک خوراکی استفاده می شود. در تولید سوسیس و کالباس نیز کاربرد دارد که همیشه فورا گزارش می شود پوشش سفیدروی پوسته محصول

جمع آوری نور خورشید

برای کودکان، چنین چیزی می تواند یک اسباب بازی سرگرم کننده، اول از همه، برای سوزاندن چیزی باشد اشعه های خورشید. آزمایشات زیر با استفاده از مواد موجود در روستا انجام شد، به پیانیست شلیک نکنید. شیلنگ سیاه بلافاصله دود می دهد و بوی بد می دهد. تمرکز روی رسید چاپگر حرارتی دشوارتر است، اما کار می کند، زیرا وقتی گرم می شود سیاه می شود. اما من فقط با تلاش دوم و فقط حوالی ظهر توانستم یک تکه کاغذ از دفتر مدرسه را بسوزانم.

در این روند، معلوم شد که لنز به کما بزرگی رسیده است. در عمل، این بدان معنی است که برای سوزاندن آن باید آن را کاملاً عمود بر جهت خورشید نگه دارید. این هیچ مشکلی برای من ایجاد نکرد، اما برای دخترم همیشه چیزی شبیه به این کار می کرد. (به تصویر روی شلنگ دقت کنید)

اشعار کودکانه: بابا ذره بین به من داد

بابا یه ذره بین بهم داد
(من خیلی خوش شانس هستم!)
همه چیز را در نظر خواهم گرفت
در این شیشه ضخیم

ذره بین بزرگنمایی می کند
هر چیزی که چشم می تواند ببیند
الان میدونم تو سوپ چیه
مامان هر بار آشپزی می کند.

کلم وحشتناک به نظر می رسد -
همین، اشتهایم از بین رفت...
و من دومی را بلافاصله خوردم،
و حالا من به دردسر نمی افتم.

من گربه ای را در آشپزخانه گرفتم
برای دیدن سبیل،
و او بلافاصله - از طریق پنجره،
حداقل ترسناک ترین چیز ذره بین نیست - سگ ها!

خورشید به شدت از پنجره ها می تابد،
اشعه ای به کف دستم افتاد...
به ذره بین اشاره کردم... خیلی گرم است!
شروع کردم به بررسی پرتو...

نقطه کف دستم را سوزاند
بی اختیار جیغ زدم... اوه!..
اما من کمی گریه کردم
ذره بین را زیر عثمانی پنهان می کند.

تا مامان سرزنش نکنه
بابا، لوپو و من،
این زخم کوچک
خودم با رنگ سبز چربش میکنم

اولیا لوکووا

مزایا و معایب

+ تصویر با کیفیت غیرمنتظره برای این نوع لنز. او از مواد باکیفیت، محاسبات صحیح طراحی و پایبندی به تکنولوژی می گوید.
+ سبک و جمع و جور، در کیف پول جا می شود و در زمان مناسب در دسترس خواهد بود
+ قابل استفاده برای مقاصد آموزشی و به عنوان اسباب بازی، آتش زدن نور خورشید
+ یک خط کش کوچک در سمت بلند وجود دارد

گزینه ارزانی نیست. لنزهایی با این اندازه موجود هستند و بسیار ارزانتر هستند
- آنها ضریب بزرگنمایی را از دست دادند - 2 وقتی که 3 بیان شد
- قاب داخل محفظه کارت جا نمی شود. اما بدون پوشش نمی توانید این کار را انجام دهید، به سرعت غیرقابل استفاده می شود.

جمع

من لنز را بیشتر از آنچه انتظار داشتم دوست داشتم. اجازه دهید یک بار دیگر توضیح دهم که پیشنهادات زیادی وجود دارد که چندین برابر ارزان تر هستند. من به شدت شک دارم که کیفیت مشابهی داشته باشد. اما برای مطالعه ترکیب پنیر تقلبی در فروشگاه، لکه های رنگین کمان در اطراف لبه ها کشنده نیستند. بنابراین هرکسی می تواند ارزان تر یا کیفیت بهتر را برای خود انتخاب کند. همیشه با اپتیک چنین آشفتگی وجود دارد.

محصول برای نوشتن نقد توسط فروشگاه ارائه شده است. بررسی مطابق با بند 18 قوانین سایت منتشر شد.

من قصد خرید +22 را دارم اضافه کردن به علاقه مندی ها من نقد را دوست داشتم +61 +96