FRESNELA LĒCIJA

Iepriekšējā sadaļā mēs noteicām, ka, lai apgaismotu mūsu LCD paneli, mums ir nepieciešams Fresnel objektīvs jeb "Fresnel". Objektīvs ir nosaukts tā izgudrotāja, franču fiziķa Augustīna Žana Fresnela vārdā. Sākotnēji izmantoja bākās. Fresneļa galvenā īpašība ir tā, ka tā ir viegla, plakana un plāna, bet tajā pašā laikā tai piemīt visas parastā objektīva īpašības. Fresnels sastāv no trīsstūrveida profila koncentriskām rievām. Rievu slīpums ir salīdzināms ar to profila augstumu. Tādējādi izrādās, ka katra rieva it kā ir daļa no parastā objektīva.

Jāpiebilst, ka projektors viena fresnela vietā izmanto pāri. Ja jūs saskaraties ar fresneli no kodoskopa, ņemiet vērā, ka tas ir gluds no abām pusēm, t.i. patiesībā tas sastāv no diviem fresneliem, kuru rievotās virsmas ir vērstas viena pret otru un salīmētas pa perimetru.

Kāpēc izmantot divus fresnelus, un vai jūs varat iztikt ar vienu?

Paskaties uz diagrammu un viss kļūs skaidrs.

Ja izmantojat tikai vienu fresneli, lampai ir jābūt aptuveni dubultā fokusā. Lampas stari arī saplūdīs aptuveni dubultā fokusā. Pieejamo fresnelu minimālais fokusa attālums ir 220 mm. Tas nozīmē, ka struktūra būs ievērojami jāpagarina. Bet vissvarīgākais ir tas, ka tādā attālumā no lampas līdz fresnelam efektīvais lampas telpiskais leņķis izrādās ļoti mazs.

Lietojot 2 fresnelus, abus trūkumus var novērst. Gaismas avots atrodas nedaudz tuvāk kreisā freneļa fokusa attālumam, un tas veido “iedomātu” avotu ārpus labās freneļa dubultā fokusa attāluma. Pēc labās fresnelas garām, stari saplūdīs starp fokusu un dubulto fokusu.

Atgriezīsimies pie mūsu optiskā dizaina no iepriekšējās sadaļas (mēs domājam, ka mums ir divi fresneli, lai gan viens ir uzzīmēts):

Atcerieties, ka es teicu, ka šī diagramma ir vienkāršota? Ja viss būtu tā, kā uzzīmēts, objektīvs mums nebūtu vajadzīgs. Katrs stars no gaismas avota izietu caur vienu Fresneļa punktu, pēc tam caur vienu matricas punktu un lidotu tālāk, līdz tas nonāks ekrānā un uz tā izveido vajadzīgās krāsas punktu. Punkta avotam un ideālai matricai tā būtu taisnība. Tagad pievienosim reālismu - nepunktveida avots.

Sakarā ar to, ka mēs izmantojam lampu kā gaismas avotu, t.i. Diezgan noteiktu, ierobežotu izmēru gaismas ķermenis, reālā staru pārejas shēma izskatīsies šādi:

1. būvniecības posms - kreisais fresnels veido lampas elektriskā loka “virtuālo attēlu”. Mums tas ir nepieciešams, lai pareizi izveidotu staru ceļu caur labo fresnelu.

2. būvniecības posms - aizmirstam par kreisās lēcas klātbūtni un labajam objektīvam izveidojam staru ceļu tā, it kā “iedomātais” attēls būtu īsts.

3. posms - izmetiet visu nevajadzīgo un apvienojiet abas shēmas.

Nav grūti uzminēt, ka tieši vietā, kur veidojas lampas loka attēls, mums jāuzstāda objektīvs. Šajā gadījumā loka attēls satur informāciju par katra matricas pikseļa krāsu, caur kuru izgāja gaisma (nav parādīts attēlā).

Kādam fokusa attālumam jābūt fresnelam?

Fresnels, kas vērsts pret lampu, ir pēc iespējas īsāks fokuss, lai nodrošinātu lielāku pārklājuma leņķi. Otrā freneļa fokusa attālumam jābūt par 10-50% lielākam par objektīva fokusa attālumu (1-2 cm attālums no freneļa līdz matricai, pati matrica atrodas starp objektīva fokusu un dubulto fokusu, atkarībā no par attālumu no objektīva līdz ekrānam). Faktiski tirgū visizplatītākie fresneli ir tie, kuriem ir 2 fokusa attālumi: 220 mm un 330 mm.

Izvēloties fresnelu fokusa attālumu, jums jāpievērš uzmanība tam, ka atšķirībā no parastajām lēcām fresnels ir kaprīzs pret gaismas krišanas leņķi. Ļaujiet man paskaidrot ar divām diagrammām:

Viltība ir tāda, ka stariem, kas krīt uz gofrētās freneļa virsmas, jābūt paralēliem optiskajai asij (vai ar minimālu novirzi no tās). Pretējā gadījumā šie stari "aizlido". Kreisajā diagrammā gaismas avots ir aptuveni kreisās lēcas fokusā, tāpēc stari starp lēcām darbojas gandrīz paralēli optiskajai asij un galu galā saplūst aptuveni otrā objektīva fokusā. Labajā diagrammā gaismas avots atrodas daudz tuvāk par fokusa attālumu, tāpēc daži stari krīt uz labās lēcas nestrādājošām virsmām. Šis efekts ir lielāks, jo vairāk garāks attālums no fokusa uz avotu un jo lielāks ir objektīva diametrs.

1. Lēcas jānovieto tā, lai rievotās malas būtu vērstas viena pret otru, nevis otrādi.

2. Gaismas avotu vēlams novietot pēc iespējas tuvāk pirmās lēcas fokusam, kā rezultātā:

3. Iespēja pārvietot gaismas avotu, lai pielāgotu punktu, kurā stars saplūst objektīvā, ir ierobežots līdz dažiem centimetriem, pretējā gadījumā attēla malās zaudēs spilgtumu un parādīsies muarē.

Kādam izmēram jābūt fresnelam?

No kāda materiāla vajadzētu izgatavot freneļus?

Šobrīd pieejamākie fresneli ir izgatavoti no optiskā akrila (tas ir, organiskā stikla). Tiem ir lieliska caurspīdīgums un tie ir nedaudz elastīgi. Mūsu mērķim ar to pietiek, ņemot vērā, ka fresnelu kvalitāte PILNĪGI NEIETEKMĒ attēla asumu un ģeometriju (tikai uz spilgtumu).

Kā rīkoties ar fresneliem?

1. Neatstājiet pirkstu nospiedumus freneļa rievotajā pusē. Pirms jebkādām operācijām ar fresneliem rūpīgi nomazgājiet rokas ar ziepēm. Vislabāk fresnelus ietīt plastmasas plēvē pārtikas iepakojumam no iegādes brīža līdz eksperimentu beigām.

2. Ja rievotajā pusē parādās izdrukas, NEMĒĢiniet tās izdzēst. Nekādi mazgāšanas līdzekļi (arī logu tīrīšanas līdzekļi uz amonjaka bāzes) nepalīdz, jo... neiekļūst pietiekami dziļi. Tajā pašā laikā rievu ārējās ribas ir nedaudz noapaļotas, un daļiņas no slaucīšanai izmantotās salvetes/kokvilnas aizsērē starp rievām. Tā rezultātā fresnels sāk izkliedēt starus. Labāk atstāt to ar pirkstu nospiedumiem. Jūs varat noslaucīt gludo pusi, bet tikai tad, ja esat par to pārliecināts mazgāšanas līdzeklis nekritīs uz rievotās puses.

3. Sekojiet temperatūras apstākļi. Neļaujiet fresneliem sasilt virs 70 grādiem. Pie 90 grādiem lēcas sāk peldēt un gaismas stars zaudē savu formu. Personīgi es tāpēc sabojāju vienu lēcu komplektu. Lai kontrolētu temperatūru, izmantojiet termopāra testeri. Pārdod jebkurā radio veikalā.

LĒCIJA

Kas ir objektīvs un kāpēc tas ir vajadzīgs, es domāju, ka jūs saprotat. Vissvarīgākais ir izvēlēties to pareizi, un, izvēloties, atrast, kur nopirkt :) Lai izvēlētos, mums jāzina 4 galvenās īpašības:

Lēcu skaits

Principā par objektīvu var kalpot viens objektīvs, piemēram, palielināmais stikls. Tomēr, jo tālāk no attēla centra, jo sliktāka būs tā kvalitāte. Parādīsies sfēriski kropļojumi (aberācijas), hromatiskās aberācijas (dažādu viļņu garumu staru atšķirīgu laušanas leņķu dēļ balts punkts, piemēram, pārvēršas par varavīksnes gabalu), asuma zudums. Tāpēc, lai sasniegtu maksimālu attēla kvalitāti, tiek izmantoti ahromatiskie objektīvi, kas sastāv no 3 vai vairāk objektīviem. Tie tika izmantoti epidiaskopos, vecās kamerās, aerofotografēšanas iekārtās utt. Kodoskopi izmanto arī trīs lēcu objektīvus, taču šie projektoru modeļi ir dārgāki nekā modeļi ar viena objektīva objektīviem.

Fokusa attālums

Objektīva fokusa attālums nosaka, kādā attālumā no oriģinālā objekta (matricas) tas jānovieto un kāda izmēra attēls tiks parādīts ekrānā. Jo garāks ir fokusa attālums, jo mazāks ir ekrāna izmērs, jo tālāk no ekrāna var novietot projektoru un garāks projektora korpuss. Un otrādi.

Redzes leņķis

Parāda, cik lielu avota attēlu var uzņemt objektīvs, vienlaikus saglabājot pieņemamu spilgtumu, asumu (izšķirtspēju) utt. “Pieņemams” ir elastīgs jēdziens. Ja aerofotogrāfijai pasē ir norādīts skata leņķis, piemēram, 30 grādi, tas var nozīmēt, ka tas reāli aizsegs 50 grādus, bet asums malās vairs nav piemērots aerofotografēšanai, bet mūsu projektoram , kur nav nepieciešama augsta izšķirtspēja, tas ir diezgan piemērots.

Diafragma un relatīvā diafragma

Relatīvā apertūra, vienkārši sakot, ir objektīva diametra attiecība pret tā fokusa attālumu. To norāda kā daļskaitli, piemēram, 1:5,6, kur 5,6 ir “f-stop skaitlis”. Ja mums ir objektīvs ar 60 mm iekšējo objektīva diametru un 320 mm fokusa attālumu, tā relatīvā diafragma būs 1:5,3. Jo lielāka ir diafragmas atvērums (mazāks f skaitlis), jo lielāka ir objektīva diafragmas atvērums — spēja pārraidīt objekta spilgtumu — un jo sliktāks parasti ir asums/izšķirtspēja.

Kādai jābūt relatīvajai diafragmas atvērumam?

Relatīvo apertūru var atrast, zinot objektīva diametru un fokusa attālumu. Saistībā ar mūsu optisko dizainu varam teikt, ka objektīva lēcu diametram jābūt ne mazākam par fresnelu veidotā lampas loka attēla izmēru. Pretējā gadījumā daļa no lampas gaismas tiks zaudēta.

Tagad ir pienācis laiks veikt vēl vienu precizējumu mūsu optiskajā dizainā.

Ir acīmredzams, ka matrica izkliedē starus, kas iet cauri tai. Tie. Katrs stars, kas skar matricu, iznāk no tās staru kūļa veidā ar dažādām leņķiskām novirzēm. Rezultātā lampas loka attēls objektīva plaknē izrādās “izplūdis” un palielinās, bet turpina nest informāciju par matricas pikseļu krāsām.

Mūsu uzdevums ir pilnībā savākt šo “izplūdušo loka attēlu” ar objektīvu.

No tā izriet secinājums: objektīva relatīvajai apertūrai jābūt tādai, lai savāktu lampas attēlu, bet ne vairāk.

Kādam jābūt fokusa attālumam un skata leņķim?

Šos parametrus nosaka sākotnējā attēla (matricas) izmērs, attālums no objektīva līdz ekrānam un vēlamā attēla izmērs ekrānā.

Objektīvs F=L*(d/(d+D)), kur

L-attālums līdz ekrānam

matricas d-diagonāle

D ekrāna diagonāle

Šeit ir kalkulators aprēķiniem (ņemts no www.opsci.com, nedaudz pielāgots un pārtulkots saprotamā valodā)

Es apsolīju sākt runāt par studijas instrumentiem, un es sākšu ar Fresnel objektīvu. Diez vai jūs to atradīsit parastajā īrējamā fotostudijā. Pirmais iemesls ir tas, ka tas ir diezgan dārgs, un otrs ir tas, ka lielākā daļa no tiem, kas ierodas šādās studijās, neko nezina par Fresnel objektīvu.
Un apburtā ideja: “Ja jūs nezināt, kāpēc jums tas ir vajadzīgs, jums tas nav vajadzīgs” dara savu. Dažreiz jums vienkārši ir jāpamēģina.

pa kreisi: Freneļa objektīvs, pa labi: parastais objektīvs

Tātad Fresnel objektīvs sākotnēji veica divas funkcijas:

1) samazināja objektīva svaru, jo ja objektīvs ir izgatavots standarta formā, tad, piemēram, objektīvs bākai var svērt pāris tonnas.

2) savāca visu gaismu starā, saglabājot mīkstas gaismas stara robežas. To izmantoja arī bākās, jo tas ļāva gaismai spīdēt ļoti spilgti.

Pēc tam abus šos īpašumus veiksmīgi izmantoja kino, tostarp Holivuda. Un kopš Holivuda kļuva slavena visā pasaulē ar savām filmām, pasauli sāka saukt par "Holivudu".

Ilustrācija no grāmatas "Holivudas portreti". Starp citu, ļoti noderīga grāmata. Tajā aprakstīta ideoloģija darbam ar avotiem, kas aprīkoti ar Fresnel lēcām (saite raksta beigās). Tos pieņemts saukt arī par plankumiem, jo... tie rada traipu.

Darbs ar gaišiem plankumiem ir profesionāls darbs fotogrāfs Plankumi ar maigi iekrāsotām apmalēm vienmērīgi ieplūst viens otrā, ļaujot saglabāt gaismas un ēnu raksta dabiskumu.

ir divi gaismas plankumi: oranžs un zils, kas maigi ieplūst viens otrā, gandrīz neizdzēšot viens otru

uz attēla: fonā ir 11 plankumi, kas veido burtu P (visticamāk, no Paramount). Tas ir iespējams tikai lielās filmu studijās.

Ierīces nepārtrauktai gaismai pastāv jau kopš 20. gadsimta sākuma, bet kā ir ar zibspuldzēm? Galu galā pastāvīgai gaismai ir nepieciešama ilgstoša ekspozīcija, tā ļoti uzsilst un ir neērti strādāt ar krāsainiem gēliem, jo jaudas kritumi.

Zibspuldzēm šādu trūkumu nav, un daudzi nopietni ražotāji ir izlaiduši savas spot ierīču versijas. Piemēram, mans mīļotais Broncolor Ir jau divas šādas ierīces.

Broncolor Pulsospot 4

un galvenā ierīce ar Fresnel objektīvu...

Broncolor Flooter

Šo ierīču dizains nav mainījies gadsimtu un ir diezgan vienkāršs.

Ierīces iekšpusē Broncolor Pulsospot 4 divas lampas: zibspuldze un halogēna modelēšanas lampa. Aiz lampām ir parabolisks metāla reflektors, un pašas lampas atrodas uz sliedēm un var pārvietot tuvāk Fresnel objektīvam vai tālāk. Virzoties dziļāk ierīces korpusā, mēs iegūstam mazāka diametra plankumu un otrādi. Tas ir viss. Nav nekā cita kā tikai ventilators.
Gaismas konusa leņķis no 15 līdz 40 grādiem.

Freneļa lēca

Broncolor Flooter— parasti tas ir standarta gaismas galviņas stiprinājums. Tā priekšrocība ir lielāks Fresnel objektīvs, kas ļauj iegūt lielāku vietu. Atļauj izmantot arī lampas HMI(pastāvīga gaisma, metāla halogēna lampa).
Gaismas konusa leņķis no 15 līdz 70 grādiem.

Pirmās un otrās ierīces cena ir aptuveni 5000 usd (ierīces nedarbojas autonomi, tām nepieciešams pieslēgt studijas ģeneratoru).

Gaisma ir mīksta un ļoti vadāma. Un ierīce ir kompakta. Tas padara ar viņu divtik patīkamu darbu. Es ar to vēl neesmu fotografējis nevienu modeli, jo nesen to saņēmu.

Žēl, ka man pagaidām ir tikai viens un no šādām ierīcēm nevarēšu nofotografēt pilnībā gaismas plankumu izgaismotu attēlu, kas imitē Holivudas gaismu. Bet jūs varat padarīt gaismu no vietas par galveno un dažviet to apgaismot, piemēram, ar skaistumkopšanas trauku un mīkstu difuzoru, aptuveni imitējot vietu.

Lūk, tāds viegls studijas “ieskats”, un drīzumā, ceru, papildināšu rakstu ar modeļu fotogrāfijām.

Grāmata Holivudas portreti Es ļoti iesaku to izlasīt. Ir arī apgaismojuma shēmas. Saite uz to ir zemāk.

Fotogrāfijas, izmantojot Fresnel objektīva lampas, laipni sniedzis Vadims (Blitzphoto)

Sievietes portrets
Shēma: zīmējums 650 W, fons 650 W, aizpildiet 650 W caur lietussargu, fons 300 W. Sony a7 kamera, visur dažādi objektīvi - SMS Pentax-M 75-150/4, SMS Pentax-M 100/2.8, SMS Pentax-A 135/2.8. Jutība 1000 vienības, aizvara ātrums mainījās ap 1/160, 5.6.
Retuša — Portretu spraudnis

Vīrieša portrets
Nekādas retušēšanas nebija – tāpēc var skaidri redzēt, kā krāsojas virziena prožektors. Kamera atkal Sony a7, optika visur SMS Pentax-M 75-150/4, diafragma 5.6, slēdža ātrums 1/125, jutība 500 vienības. Apgaismojuma shēma ir līdzīga iepriekšējai uzņemšanai, ar nelielu izņēmumu - divās fotogrāfijās ainā tika ieviesta cita lampa, 300 vatu Fresnel. 02. fotoattēlā viņš un vēl viens spīd uz fona, un 04. fotoattēlā viņi izceļ savas rokas.

Freneļa lēca

Paralēla gaismas stara radīšana ar Fresnel objektīvu (atrodas centrā).

Freneļa lēca- komplekss salikts objektīvs. Tas nesastāv no viena pulēta stikla gabala ar sfēriskām vai citām virsmām (kā parastajām lēcām), bet gan no atsevišķiem neliela biezuma koncentriskiem gredzeniem blakus viens otram, kuriem šķērsgriezumā ir īpaša profila prizmu forma. Ierosināja Augustins Fresnels.

Šis dizains nodrošina, ka Fresnel objektīvam ir mazs biezums (un līdz ar to arī svars) pat ar lielu leņķisko apertūru. Lēcas gredzenu sekcijas ir konstruētas tā, ka Fresnel lēcas sfēriskā aberācija ir maza, stari no punktveida avota, kas novietots objektīva fokusā, pēc refrakcijas gredzenos iznāk gandrīz paralēlais stars(Gredzena Fresnel lēcās).

Fresnel lēcas ir apļveida Un viduklis. Gredzenveida virza gaismas plūsmu jebkurā virzienā. Jostas lēcas sūta gaismu no avota visos virzienos noteiktā plaknē.

Fresnel lēcas diametrs var svārstīties no dažiem centimetriem līdz vairākiem metriem.

Pieteikums

Skatīt arī

Piezīmes

Wikimedia fonds. 2010. gads.

Skatiet, kas ir “Fresnel objektīvs” citās vārdnīcās:

Freneļa lēca- pakāpju lēca - [L.G. Sumenko. Angļu-krievu informācijas tehnoloģiju vārdnīca. M.: Valsts uzņēmums TsNIIS, 2003.] Tēmas informāciju tehnoloģijas vispār Sinonīmi stepped lens EN Fresnel lens ... Tehniskā tulkotāja rokasgrāmata

Šim terminam ir arī citas nozīmes, skatiet Lēca (nozīmes). Abpusēji izliekta lēca Lens (vācu: Linse, no latīņu valodas... Wikipedia

Sarežģīts kompozītmateriāls, ko izmanto bākā un signāllaternās. O. J. Fresnela priekšlikums. Tas nesastāv no viena pulēta stikla gabala ar sfērisku formu. vai citām virsmām, piemēram, parastajām lēcām, un no nodaļas. blakus viens otram koncentriski... Fiziskā enciklopēdija

FRESNELS- (1) sfēriska gaismas viļņa difrakcija (sk.), kuru ņemot vērā, nevar neņemt vērā krītošo un izkliedēto (vai tikai izkliedēto) viļņu virsmas izliekumu. Apaļa necaurspīdīga diska difrakcijas modeļa centrā vienmēr ir... ... Lielā Politehniskā enciklopēdija

Sekcijas, kurās ir sadalīta gaismas viļņu frontes virsma, lai vienkāršotu aprēķinus, nosakot viļņa amplitūdu noteiktā telpas punktā. Metode F. z. izmanto, apsverot viļņu difrakcijas problēmas saskaņā ar Huygens... ... Fiziskā enciklopēdija

Optiskais stikls, ko izmanto, lai koncentrētu gaismas plūsmu, kas izplūst no lampas šaurā, gandrīz cilindriskā starā. Šim nolūkam jāizmanto lampas gaismas kvēldiegs. ir uzstādīts tieši objektīva fokusa punktā, un vītnes izmēri ir pēc iespējas mazāki. L. ir gludas un...... Tehniskā dzelzceļa vārdnīca

Fresnel objektīva un parastā objektīva šķērsgriezums Fresnel objektīvs ir sarežģīts salikts objektīvs. Tas nesastāv no viena pieslīpēta stikla gabala ar sfēriskām vai citām virsmām, piemēram, parastās lēcas, bet gan no atsevišķiem blakus viens otram... ... Wikipedia

Sarežģīts kompozītmateriāls, ko izmanto bākā un signāllaternās. Ierosināja O. J. Fresnels (skat. Fresnel). Tas nesastāv no viena slīpēta stikla gabala ar sfēriskām vai citām virsmām, piemēram, parastajām lēcām, bet gan no atsevišķiem... ... Lielā padomju enciklopēdija

Plano-convex lēca Lēca (vācu: Linse, no latīņu: lens lens) parasti ir caurspīdīga viendabīga materiāla disks, ko ierobežo divas pulētas virsmas — sfēriska vai plakana un sfēriska. Šobrīd arvien vairāk tiek izmantota tā sauktā ... Wikipedia

Fresnel lēcas

Fresnel objektīvs ir sarežģīts salikts objektīvs. Tas nesastāv no viena pulēta stikla gabala ar sfēriskām vai citām virsmām (kā parastajām lēcām), bet gan no atsevišķiem neliela biezuma koncentriskiem gredzeniem blakus viens otram, kuriem šķērsgriezumā ir īpaša profila prizmu forma. Ierosināja Augustins Fresnels.

Šis dizains nodrošina, ka Fresnel objektīvs ir plāns (un līdz ar to arī viegls) pat ar lielu leņķisko apertūru. Lēcas gredzenu sekcijas ir konstruētas tā, ka sfēriskā aberācija Fresneļa lēcas ir mazas, stari no punktveida avota, kas atrodas lēcas fokusā, pēc refrakcijas gredzenos izplūst kā gandrīz paralēls stars (gredzena Fresnel lēcās).

Fresnel lēcu aprēķins

Fresnel objektīvs ir viena no pirmajām ierīcēm, kuras darbība ir balstīta fiziskais princips gaismas difrakcija.

Šī ierīce savu praktisko nozīmi nav zaudējusi līdz mūsdienām. Fiziskā modeļa vispārīgā diagramma, uz kuras balstās tā darbība, ir parādīta (1. att.).

Rīsi. 1 Fresnela zonu konstruēšanas shēma bezgalīgi attālam novērošanas punktam (plaknes vilnis)

Pieņemsim, ka punktā O atrodas optiskā starojuma punktveida avots ar viļņa garumu l. Dabiski, kā jebkurš punktveida avots, tas izstaro sfērisku vilni, kura viļņu fronte attēlā ir attēlota ar apli. Iestatiet nosacījumu, lai mainītu šo vilni uz plakni, kas izplatīsies pa punktētu asi. Vairākas šī mainīgā viļņa viļņu frontes, kas viena no otras atpaliek par l/2, ir attēlotas (1. att.). Sākumā mēs atzīmējam, ka mēs apsveram mainīgu plaknes vilni no esošā sfēriskā viļņa brīvā telpā. Tāpēc saskaņā ar Huygens-Fresnel principu dotā mainīgā viļņa “avoti” var būt tikai elektromagnētiskās svārstības esošajā. Un, ja tas neatbilst šo svārstību fāzes telpiskajam sadalījumam, tas ir, sākotnējā viļņa viļņa frontei (sfēriskajai). Mēģināsim to labot. Apskatīsim visu soli pa solim.

Pirmā darbība: ņemiet vērā, ka no sekundāro Huygens-Fresnel viļņu (kas ir sfēriski) viedokļa visa viļņa garuma telpiskā nobīde jebkurā virzienā nemaina sekundāro avotu fāzi. Tāpēc mēs varam atļauties, piemēram, “salauzt” sākotnējā viļņa viļņu fronti, kā parādīts (2. att.).

Rīsi. 2 Sekundāro emitētāju ekvivalentais fāžu sadalījums telpā

Tādējādi mēs esam “izjaucuši” sākotnējo sfērisko viļņu fronti “gredzena daļās” ar numuru 1, 2... un tā tālāk. Šo gredzenu robežas, ko sauc par Fresneļa zonām, nosaka sākotnējā viļņa viļņu frontes krustojums ar “projicētā viļņa” viļņu frontes secību, kas viena pret otru ir nobīdītas par l/2. Iegūtais attēls jau ir ievērojami “vienkāršāks” un attēlo 2 nedaudz “rupjus” plakanus sekundāros izstarotājus (2. att. zaļā un sarkanā krāsā), kas tomēr atceļ viens otru minētās pusviļņu savstarpējās nobīdes dēļ.

Tātad, mēs redzam, ka Fresnel zonas ar nepāra skaitļiem ne tikai neveicina uzdevuma izpildi, bet ir pat aktīvi kaitīgas. Ir divi veidi, kā ar to cīnīties.

Pirmā metode (amplitūdas Fresnel objektīvs). Šīs nepāra zonas varat vienkārši ģeometriski pārklāt ar necaurspīdīgiem gredzeniem. Tas tiek darīts liela izmēra jūras bāku fokusēšanas sistēmās. Protams, tas var nesasniegt ideālu staru kolimāciju. Var redzēt, ka atlikušā, zaļā, daļa sekundāro izstarotāju, pirmkārt, nav pilnībā plakana, un, otrkārt, pārtraukta (ar nulles kritumiem agrāko nepāra Fresnel zonu vietā).

Tāpēc strikti kolimētā starojuma daļa (un tās amplitūda nav nekas vairāk kā nulles divdimensiju Furjē komponente zaļo emitētāju fāzes telpiskajā sadalījumā pa plakanu viļņu fronti ar nulles nobīdi, sk. (2. att.)). pavada platleņķa troksnis (visi pārējie Furjē komponenti, izņemot nulli).Tāpēc ir gandrīz neiespējami izmantot Fresnel objektīvu attēlveidošanai - tikai starojuma kolimācijai. Tomēr, neskatoties uz to, staru kūļa kolimētā daļa būs ievērojami lielāka jaudīgāks nekā bez Fresnela objektīva, jo mēs vismaz atbrīvojāmies no negatīvā ieguldījuma Furjē nulles komponentā no nepāra Fresnela zonām.

Otrā metode (Freneļa fāzes lēca). Nepāra Fresnela zonas pārklājošos gredzenus iespējams padarīt caurspīdīgus, ar biezumu, kas atbilst papildu fāzes nobīdei l/2. Šajā gadījumā “sarkano” sekundāro emitētāju viļņu fronte nobīdīsies un kļūs “zaļa”, sk. 3.

3. att. Sekundāro emitētāju viļņu priekšpuse aiz Fresnela fāzes objektīva

Patiesībā fāzes Fresnel lēcām ir divas versijas. Pirmais ir plakans substrāts ar nogulsnētiem pusviļņu slāņiem nepāra Fresnela zonu reģionos (dārgāks variants). Otrā ir trīsdimensiju pagrieziena daļa (vai pat polimēru štancēšana, kuras pamatā ir vienreiz izgatavota matrica, piemēram, gramofona ieraksts), kas izgatavota kā “pakāpju konisks pjedestāls” ar pakāpienu, kas ir puse no fāzes iebrukuma garuma. vilnis.

Tādējādi Fresnel lēcas spēj tikt galā ar lielas šķērseniskās apertūras staru kolimāciju, tajā pašā laikā tās ir plakanas detaļas ar mazu svaru un salīdzinoši zemu ražošanas sarežģītību. Efektivitāte līdzvērtīga parastajai stikla lēca bākai tas sver pustonnu un maksā nedaudz mazāk nekā objektīvs astronomiskajam teleskopam.

Tagad pievērsīsimies jautājumam par to, kas notiks, kad gaismas avots tiks pārvietots pa asi attiecībā pret Fresnel objektīvu, kas sākotnēji bija paredzēts avota starojuma kolimēšanai pozīcijā O (1. att.). Vienosimies iepriekš, ka sākotnējo attālumu no avota līdz objektīvam (tas ir, sākotnējo viļņu frontes izliekumu uz objektīva) nosaukt par fokusa attālumu F pēc analoģijas ar parasto objektīvu, sk. (4. att.).

Rīsi. 4 Punkta avota attēla konstruēšana ar Fresnel objektīvu

Tātad, lai Fresnel objektīvs turpinātu būt Fresnel objektīvs, kad avots tiek pārvietots no pozīcijas O uz pozīciju A, ir nepieciešams, lai Fresnel zonu robežas uz tā paliktu nemainīgas. Un šīs robežas ir attālumi no ass, kurā krustojas krītošo un “projicēto” viļņu viļņu frontes. Sākotnēji nokritušajam bija priekšpuse ar izliekuma rādiusu F, bet “projicētā” bija plakana (4. att. sarkanā krāsā). Attālumā h no ass šīs frontes krustojas, nosakot vienas Fresnela zonas robežu,

kur n ir zonas numurs, kas sākas šajā attālumā no ass.

Kad avots pārvietojās uz punktu A, krītošā viļņa frontes rādiuss palielinājās un kļuva par R1 ( Zilā krāsa uz attēla). Tas nozīmē, ka mums ir jānāk klajā ar jaunu viļņu frontes virsmu, lai tā krustotos ar zilo virsmu tādā pašā attālumā h no ass, nodrošinot to pašu MN uz pašas ass. Mums ir aizdomas, ka šāda projicētās viļņu frontes virsma varētu būt sfēra ar rādiusu R2 ( zaļa krāsa uz attēla). Pierādīsim to.

Attālumu h viegli aprēķināt no attēla “sarkanās” daļas:

Šeit mēs neņemam vērā mazo viļņa garuma kvadrātu salīdzinājumā ar fokusa kvadrātu - tuvinājumu, kas ir pilnīgi analogs paraboliskajam tuvinājumam parastās formulas atvasināšanā plāns objektīvs. No otras puses, mēs vēlamies atrast jaunu robeža nth Freneļa zona zilo un zaļo viļņu frontes krustošanās rezultātā, sauksim to par h1. Pamatojoties uz to, ka mums ir nepieciešams vienāds segmenta garums MN:

Visbeidzot, pieprasot h = h1, mēs iegūstam:

Šis vienādojums ir tāds pats kā parastā plānās lēcas formula. Turklāt tajā nav ietverts Fresnela zonu aplūkotās robežas numurs n, un tāpēc tas ir derīgs visām Fresnel zonām.

Tādējādi mēs redzam, ka Fresnel objektīvs var ne tikai kolimēt starus, bet arī konstruēt attēlus. Tiesa, jāpatur prātā, ka objektīvs joprojām ir pakāpenisks, nevis nepārtraukts. Tāpēc attēla kvalitāte ievērojami pasliktināsies augstāku Furjē viļņu frontes komponentu piejaukuma dēļ, kas tika apspriests šīs sadaļas sākumā.

Tas nozīmē, ka Fresnel objektīvu var izmantot, lai fokusētu starojumu dots punkts, bet ne precīzai attēlveidošanai mikroskopiskās un teleskopiskās ierīcēs.

Viss iepriekš minētais attiecas uz monohromatisko starojumu. Tomēr var pierādīt, ka, rūpīgi izvēloties apspriesto gredzenu diametrus, var sasniegt saprātīgu fokusēšanas kvalitāti arī dabiskajam apgaismojumam.

Pilnīgi nesvarīgi vārdi tika drukāti ar lieliem burtiem, un viss svarīgais tika attēlots ar mazāko fontu.
M.E. Saltykovs-Ščedrins

Katru reizi, pārlasot Mihailu Jevgrafoviču, jūs esat pārsteigts par Tveras vicegubernatora ieskatu. Tur viņš uzzināja par to siera izstrādājumi, alus dzērieni un citi ēdieni, kas izliekas par pārtiku, ar sīkiem burtiņiem uz iepakojumiem?! Jā, nav problēmu redzēt burtus 20 gadu vecumā. Bet jaunība ir slimība, kas pāriet pati no sevis. Un, ja jūsu acis joprojām ļauj lasīt mikrotekstus dzeltenā krāsā uz rozā, tas var būt ļoti noderīgi jūsu vecajiem cilvēkiem.

Principā nav grūti apzīmogot šādas lietas (sauktas par Fresnel objektīvu). Lieta ir padarīt to piemērotu. Es baidījos daudz sliktāk. Bet mums nepārprotami paveicās ar kvalitāti.

Iepriekšēja pārbaude

Uz iepakojuma ar hieroglifiem rakstīts " Palielināmais stikls augstas izšķirtspējas vizītkartes formātā." Es paņēmu pirmo lapiņu, kas man nāca pretī. Starp citu, jūs varat aptuveni novērtēt pieaugumu.


Redzam, ka attēls nav kā labā objektīvā – virzienā no centra uz perifēriju skaidrība nedaudz krītas. Bet tas paliek diezgan pieklājīgs. Pašā apakšā, kur objektīvs ir piestiprināts pie rāmja, ir kropļojumi. Bet varavīksnes traipi (hromatiskā aberācija) un kropļojumi (kvadrāta pārvēršana par spilvenu vai mucu) nav pamanāmi.

Ilustrācijas par novirzēm

Izkropļojumi

Hromatiskā aberācija

Un piemērs

Kā darbojas Fresnel objektīvs?

Papildus informācija

Fresnela objektīvs ir apskatāms Bākas muzejā Point Arenā, Kalifornijā


Parasti šādi attēli tiek doti, lai saprastu Fresnel objektīva ideju.


"... sagriezīsim plakni izliekto lēcu gredzenos un salokīsim tos līdz plaknei." Protams, tas ir tikai vienkāršots modelis. Pirmkārt, šajā versijā dažādas zonas nesavāc gaismu vienā punktā, notiks nobīde pa optisko asi. Otrkārt, lai objektīvs darbotos slīpiem stariem, pāreja no zonas uz zonu tiek veikta nevis vertikāli, bet gan slīpi. Treškārt, jāmeklē kompromiss starp šaurajiem un platajiem gredzeniem... Rezultātā aprēķins izrādās diezgan sarežģīts. Bet, par laimi, mums nav jārēķinās :) To dara ražotājs.

Piegāde un iepakošana

Pasūtīts 2018. gada 19. jūlijā, nosūtīts 22. jūlijā, saņemts 6. augustā. Pilna trase

Transporta iepakojums - pelēks PE maisiņš. Komerciālais iepakojums - caurspīdīgs PE maisiņš. Abi nav pelnījuši personīgos portretus.

Specifikācija

Caurspīdīgs palielināmais stikls RIMIX
Krāsa: nejauša
Materiāls: PVC
Izmērs: 85x55x1
Palielinājums: 3X

Izskats

Objektīvs ir aprīkots ar plastmasas kabatas vāciņu, kas aizsargā optisko virsmu no skrāpējumiem un netīrumiem. Uzraksts hieroglifos uz korpusa “Augstas izšķirtspējas palielināmais stikls vizītkartes formātā” (Troikas karte - mērogam. Atbilst plastmasas izmēram bankas karte, bet nerāda karšu numurus.


Kartes (nevis vāka) izmēri precīzi atbilst plastikāta karšu izmēriem


Es lēšu, ka palielinājums ar aci ir divas reizes, tāpēc mēs to pārbaudīsim.

Fokusa attālums

Ir tikai viens testējams raksturlielums, bez izmēra - 3X palielinājums
Ikdienā palielinājums tiek saprasts kā optimālā redzes attāluma koeficients (pieņemts kā 250 mm, lai gan dažādas acis- dažādi) un objektīva fokusa attālumu. Vienkāršākais veids, kā to izmērīt aptuveni*, ir izveidot attēlu no attāla avota un izmērīt attālumu no objektīva līdz attēlam. Saule aiz mākoņa ir ideāli piemērota kā attāls avots – uz papīra lapas parādās ne tikai saules, bet arī mākoņu attēls. Tas, ka Fresnel objektīvs radīja ļoti skaidru attēlu, mani patīkami pārsteidza. Tas gandrīz vienmēr notiek ar parastu objektīvu. Fresnel lēcas, piemēram, mūsu, bieži tiek padarītas rupjākas un rada miglu, nevis mākoņus. Diemžēl šo korpusu nevarēju nofotografēt - ar viedtālruņa kameras spilgtuma diapazonu nepietika :(

*Piezīme nerdiem

Patiesībā jāmēra nevis no palielināmā stikla malas, bet gan no t.s. aizmugurējā galvenā plakne. Bet ar mūsu precizitāti atšķirību var neņemt vērā. Turklāt Fresnel objektīvam, stingri runājot, ir tikpat daudz galveno plakņu pāru, cik ir gredzenveida zonas :)

Tātad, es aptuveni izmērīju fokusa attālumu 140 mm. Tas ir, pieaugums faktiski ir aptuveni 2X reizes (ar 3, atgādināšu, solīts). Un optiskā jauda ir aptuveni 7D. 7 dioptrijas ir daudz pēc briļļu standartiem. Tipiskā briļļu optiskā jauda pensionāriem ir 2-2,5-3 dioptrijas. Lai gan, protams, ir daudz vairāk.

Veikalā

Tas, protams, ir galvenais pielietojums. Objektīvs ir atradis pastāvīgu vietu manā maciņā un lietoju to katru dienu. Piemērs - kā siers Pjateročkā


Pārbaudot, briesmīgais vārds CHIMOSIN izrādījās pilnīgi likumīgs komponents - siera ferments (lai gan diez vai dabisks). Bet cianīda sāļi mani kaut kā traucēja.

E536 – kālija ferocianīds
Pati viela - kālija ferocianīds - ir ļoti nedaudz toksiska, bet, mijiedarbojoties ar ūdeni reakcijas laikā, izdalās toksiskas gāzes. Bet to daudzums, kā likums, nerada nopietnus draudus veselībai. Heksacianoferātam reaģējot ar dažām skābēm, var izdalīties liels daudzums ļoti toksiskas ciānūdeņraža gāzes. Pārtikas rūpniecībā to galvenokārt izmanto, lai novērstu salipšanu un salipšanu, kā piedevu galda sālim. To izmanto arī desu ražošanā, par ko vienmēr tiek ziņots nekavējoties balts pārklājums uz produkta apvalka.

Saules gaismas savākšana

Bērniem tāda lieta var būt arī jautra rotaļlieta, pirmkārt, lai kaut ko sadedzinātu saules stari. Zemāk minētie eksperimenti tika veikti ciematā, izmantojot pieejamos materiālus, nešaujiet pianistu. Melnā šļūtene uzreiz izdala dūmus un smird. Grūtāk ir koncentrēties uz čeku no termoprintera, bet tas darbojas, jo sildot kļūst melns. Bet no skolas burtnīcas papīru varēju izdedzināt tikai otrajā mēģinājumā un tikai ap pusdienlaiku

Šajā procesā izrādījās, ka objektīvam ir milzīga koma. Praksē tas nozīmē, ka, lai to sadedzinātu, ir jātur diezgan precīzi perpendikulāri saules virzienam. Man tas nesagādāja nekādas problēmas, bet manai meitai vienmēr sanāca kaut kas līdzīgs šim. (pievērsiet uzmanību attēlam uz šļūtenes)

Bērnu dzejoļi: tētis man iedeva palielināmo stiklu

Tētis man iedeva palielināmo stiklu
(Man ir šausmīgi paveicies!)
Es izskatīšu visu
Šajā biezajā glāzē.

Lupa palielina
Viss, ko acs var redzēt
Tagad es zinu, kas ir zupā
Mamma gatavo katru reizi.

Kāposti izskatās briesmīgi -
Tas tā, mana apetīte ir pazudusi...
Un es uzreiz apēdu otro,
Un tagad es nenonākšu nepatikšanās.

Es noķēru kaķi virtuvē
Lai redzētu ūsas,
Un viņa uzreiz - pa logu,
Vismaz briesmīgākais nav palielināmais stikls - suņi!

Pa logiem spoži spīd saule,
Manā plaukstā iekrita stars...
Es pavēru palielināmo stiklu... ir tik karsts!
Sāku pētīt staru...

Punkts apdedzināja manu plaukstu
Es neviļus kliedzu... ak!..
Bet es mazliet raudāju
Lupas paslēpšana zem pufas.

Lai mamma nelamājas
Tētis, Lupu un es,
Šī mazā brūce
Pats ieeļļošu ar zaļo krāsu.

Ollija Lukoeva

Priekšrocības un trūkumi

+ Negaidīti augstas kvalitātes attēls šāda veida objektīviem. Viņš stāsta par kvalitatīviem materiāliem, pareiziem dizaina aprēķiniem un tehnoloģiju ievērošanu.
+ Viegls un kompakts, iederas makā un būs pa rokai īstajā brīdī
+ Var izmantot izglītības nolūkos un kā rotaļlietu, aizdedzināt saules gaisma
+ Garajā pusē ir neliels lineāls

Nav lēts variants. Šāda izmēra lēcas ir pieejamas un ir daudz lētākas
- Viņi palaida garām palielinājuma koeficientu — 2, kad norādīts 3
- Korpuss neietilpst karšu nodalījumā. Bet bez pārsega to nevar izdarīt, tas ātri kļūs nelietojams.

Kopā

Objektīvs man patika vairāk, nekā biju gaidījis. Ļaujiet man vēlreiz precizēt, ka ir daudz piedāvājumu, kas ir daudzkārt lētāki. Es nopietni šaubos, ka tam ir līdzīga kvalitāte. Bet, lai veikalā izpētītu viltotā siera sastāvu, varavīksnes traipi ap malām nav nāvējoši. Tātad katrs var izvēlēties sev lētāku vai kvalitatīvāku. Ar optiku vienmēr ir tāds bardaks.

Prece tika nodrošināta veikala atsauksmes rakstīšanai. Pārskats tika publicēts saskaņā ar Vietnes noteikumu 18. punktu.

Plānoju pirkt +22 Pievienot pie favorītiem Man patika apskats +61 +96