|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Лінза та окуляри. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас Перш ніж розповісти про винахід окулярів, нагадаємо коротко, що таке лінза і чому її можна використовувати для виправлення дефектів зору. Лінзою зазвичай називають прозоре тіло, обмежене сферичними поверхнями. (Зустрічаються лінзи, у яких лише одна поверхня сферична, а інша - плоска. Однак і плоску поверхню можна розглядати як сферичну, якщо вважати, що вона має нескінченно великий радіус кривизни.)
Добре відомим властивістю лінзи є її здатність певним чином змінювати напрямок падаючих на неї променів світла. Чому це відбувається? Ще в давнину люди помітили, що світло, переходячи з одного прозорого середовища в інше (наприклад, з повітря у воду чи скло), змінює свій напрямок або, як кажуть, переломлюється. Приклади заломлення світла може спостерігати кожен. Наприклад, якщо ми опустимо олівець у склянку з водою, тож половина його буде у воді, а половина в повітрі, а потім подивимося на склянку збоку, нам здасться, що олівець надламаний у тій частині, що припадає на межу повітря та води. У лінзах промінь переломлюється двічі один раз входячи до неї, а вдруге - виходячи. Змінюючи різним чином кривизну лінзи, можна досягти різних ефектів заломлення. Так, одні лінзи можуть збирати світло в крапку, інші, навпаки, розсіювати його. Причому лінзи, у яких середина товщі, ніж краї, є збираючими, а ті, у яких середина тонша за краї - розсіюючими.
Точка, в якій промені світла сходяться після заломлення в лінзі, що збирає, називається фокусом, а відстань від центру лінзи до фокусу - її фокусною відстанню. Чим більша кривизна лінзи, тобто чим менше радіус сферичних поверхонь, що утворюють лінзу, тим коротша її фокусна відстань. Розсіююча лінза теж має свій фокус - ним називають ту точку, в якій сходяться продовження розсіюваних лінзою променів. Найважливіша особливість лінзи, на якій засновані всі її оптичні властивості - це здатність фокусувати світло, тобто збирати промені світла, що виходять із будь-якої точки знову в одну точку. А оскільки будь-який предмет можна собі уявити як сукупність нескінченної множини точок, лінза створює не тільки зображення будь-якої точки предмета, але і всього предмета в цілому. Однак зображення в лінзі не буде точним повторенням предмета - воно, по-перше, буде перевернутим і, по-друге, відрізнятиметься розмірами. Причина полягає в тому, що відстань від лінзи до предмета та відстань від зображення до лінзи не дорівнюють один одному. Якщо, наприклад, відстань від лінзи до зображення вп'ятеро більша, ніж відстань від лінзи до предмета, то зображення буде вп'ятеро більше, ніж предмет. Цим пояснюється добре відома всім здатність лінзи збільшувати зображення предмета, робити його зручнішим для розгляду. Причому, що більше кривизна лінзи (що менше її фокусна відстань), то сильніше вона збільшує. Якщо ж, навпаки, відстань до предмета більша, ніж відстань до зображення, то зображення виходить зменшеним. Чіткі зображення предметів виходять лише тоді, коли вони проектуються на площину, що проходить через фокус лінзи і перпендикулярну до її головної оптичної осі (головною оптичною віссю лінзи називають пряму, що проходить через центри сферичних поверхонь, що обмежують лінзу). Відомо, що око людини є оптичною системою. Промені світла, що потрапляють у око, переломлюються на поверхні рогівки та кришталика. Кришталик – це прозоре шарувате тіло, схоже на лінзу. Особливий м'яз може змінювати форму кришталика, роблячи його то меншим, то більш опуклим. Завдяки цьому кришталик то збільшує, то зменшує свою кривизну і разом із нею фокусну відстань. В цілому оптичну систему ока можна розглядати як лінзу зі змінною фокусною відстанню, що проеціює зображення на сітківку. Якщо предмет знаходиться дуже далеко, зображення виходить на сітківці нормального ока без будь-якої напруги м'яза кришталика. Коли предмет наближається, відбувається стиск кришталика і зменшення фокусної відстані настільки, що площина зображення знову поєднується з сітківкою. Таким чином, око знаходиться в нормальному (розслабленому) стані, коли він дивиться в далечінь. Однак у багатьох людей очі створюють у ненапруженому стані зображення віддаленого предмета не на сітківці, а перед нею. Через війну зображення кожної точки предмета проектується на сітківку над вигляді точки, а вигляді кружечка. Предмет розпливається. Такі люди не можуть бачити чітко віддалені предмети, але добре бачать ті, що знаходяться поблизу. Цей дефект зору називається короткозорістю. Аналогічна ситуація виникає тоді, коли зображення віддалених предметів виходить за сітківкою. Цей дефект називається далекозорістю. Дальнозорка людина добре бачить далекі предмети, але не може розрізнити ті, що знаходяться поблизу. Обидва ці недоліки виправляються за допомогою окулярів. При короткозорості потрібні окуляри з лінзами, що розсіюють. Пройшовши через таку лінзу, промені світла фокусуються кришталиком точно на сітківку. Тому короткозора людина, озброєна окулярами, може розглядати віддалені предмети, як і людина з нормальним зором. Далекозорість теж виправляється окулярами, але тільки з лінзами, що збирають.
Окуляри, будучи дуже простим оптичним приладом, приносять людям, які мають дефекти зору, полегшення в повсякденному житті. Не маючи окулярів, ці люди постійно відчували б свою неповноцінність, а при сильно розвиненій короткозорості чи далекозорості могли б опинитися на становищі інвалідів. В останні десятиліття, коли дефекти зору (особливо короткозорість) стали надзвичайно поширеним явищем, окулярами у тому чи іншому віці починає користуватися чи не кожна людина. Тому очевидно, що окуляри повинні бути віднесені до найбільших технічних винаходів. Хоча конструкція їх дуже проста, з'явилися окуляри порівняно пізно - лише за часів середньовіччя, коли навчилися виробляти високоякісне, прозоре та однорідне скло. Тим часом із властивостями лінз люди познайомилися набагато раніше - ще на зорі цивілізації. У давнину лінзи виготовляли з прозорого каміння - насамперед, з гірського кришталю та берилу. Багато таких лінз було виявлено під час розкопок у Єгипті, Греції, Месопотамії, Італії. Декілька лінз знайшли при розкопках легендарної Трої (вік цих останніх визначають приблизно 2500 років до Р.Х.). Невелика лінза з кришталю, виготовлена близько 1600 до Р.Х., знайдена в руїнах палацу Кносского на Криті. Перші лінзи зі скла, датовані приблизно V-IV століттями до Р.Х., виявлені в Саргоні (Месопотамія). У пізніші часи скляні лінзи стали виготовляти частіше. Однак немає жодної згадки, що лінзу вже тоді використовували як оптичний інструмент. Хоча до нас дійшло кілька давніх творів з оптики, в жодному з них немає повідомлення, що лінзи застосовувалися для виправлення дефектів зору. Немає навіть жодного свідчення, що лінзи використовувалися як збільшувальне скло (лупи) при виконанні яких-небудь дрібних робіт (наприклад, виготовлення гем), незважаючи на те, що здатність лінз збільшувати зображення предметів була, звичайно ж, добре відома. Але навіщо тоді були створені ті древні лінзи, про які йшлося вище? Очевидно, вони служили лише як прикраси. Перші окуляри з'явилися торік у XIII столітті Італії. У цей час італійські скляні майстри вважалися найвибагливішими у світі виробниками, шліфувальниками та полірувальниками скла. Особливо славилося венеціанське скло, вироби з якого часто мали дуже складну, хитромудру форму. Постійно обробляючи сферичні, вигнуті і опуклі поверхні, постійно підносячи їх до очей, майстри зрештою помітили оптичні можливості скла. Геніальна думка поєднати дві лінзи за допомогою оправи прийшла, згідно з легендою, в 1285 скляному майстру Сальвіно Арматі з Флоренції. Він налагодив перше виробництво очок. Нічого більше про цю людину не відомо. Однак придуманий ним пристрій, що дозволяв легко і швидко згладжувати дефекти зору, зараз набув поширення. У перші окуляри вставляли довгофокусні опуклі, що збирають лінзи, і служили вони для виправлення далекозорості. Набагато пізніше було відкрито, що за допомогою тих же окулярів, вставивши в них увігнуті лінзи, що розсіюють, можна виправляти короткозорість. Перші описи таких окулярів стосуються лише XVI століття. Автор: Рижов К.В.
▪ Аероплан ▪ Целулоїд
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Інтернет приходить у телевізори ▪ Від застуди допомагає миття рук
▪ розділ сайту Радіо - початківцям. Добірка статей ▪ стаття Розум за розум заходить. Крилатий вислів ▪ стаття Як влаштований акваланг? Детальна відповідь ▪ стаття Поворотний затискач. Домашня майстерня ▪ стаття Простий сторож автомобіля. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Чудовий фокус. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page