أوغستان-جان فرينل
من ويكيبيديا
أوغستان-جان فرينل
(بالفرنسية: Augustin Fresnel)‏
Augustin Fresnel.jpg
معلومات شخصية
الميلاد 10 مايو 1788
الوفاة 14 يوليو 1827 (39 سنة)
سبب الوفاة
مكان الدفن مقبرة بير لاشيز
الإقامة فرنسا
مواطنة Flag of France.svg فرنسا
عضو في الجمعية الملكية، والجمعية العلمية بباريس
، والأكاديمية الفرنسية للعلوم
مشكلة صحية
إخوة وأخوات
فلجانس فرينل
الحياة العملية
المدرسة الأم المدرسة المتعددة التكنولوجية بفرنسا
تعلم لدى فرانسوا أراغو
المهنة فيزيائي، ومهندس مدني، ومهندس
اللغات الفرنسية
مجال العمل علم البصريات
الجوائز
وسام رمفورد (1824)
عضوية أجنبي في الجمعية الملكية
*أوغستان-جان فرينل، (10 مايو 1788- 14 يوليو 1827) (بالفرنسية : Augustin Fresnel) مهندس مدني وفيزيائي فرنسي أدت أبحاثه في مجال البصريات إلى الاتفاق بالإجماع على نظرية الموجة للضوء، باستثناء أي بقايا من نظرية الانبعاث لنيوتن، من أواخر ثلاثينيات القرن التاسع عشر حتى نهاية القرن التاسع عشر. عُرف بشكل أفضل عبر اختراعه لعدسة فرينل (الانعكاسية/ الانكسارية). تُستخدم العدسة الأبسط (الانكسارية)، التي اقترحها أولاً الكونت بوفون
والتي أعاد فرينل اختراعها، في مكبرات الشاشة وفي عدسات المكثف لأجهزة العرض العلوية.
أعطى فرينل أول تفسير مقنع لظاهرة الانحراف بحواف مستقيمة، بما في ذلك أول تفسير قائم على الموجة للانتشار المستقيمي من خلال التعبير عن مبدأ هوغنس للموجات الثانوية ومبدأ يونغ للتدخل من حيث الكم، وافتراض أن الألوان البسيطة تتكون من موجات جيبية. أوضح فرينل طبيعة الاستقطاب وآلية الاستقطاب اللوني ومعاملات الإرسال والانعكاس بين وسطين شفافين.
صاغ لاحقًا مصطلحات الاستقطاب الخطي والاستقطاب الدائري والاستقطاب الإهليجي، وأوضح كيف يمكن فهم التدوير الضوئي على أنه فرق في سرعات انتشار الاتجاهين للاستقطاب الدائري، والتغيير في الاستقطاب بسبب الانعكاس الداخلي الكلي (من خلال السماح لمعامل الانعكاس بأن يكون معقدًا).
خاض فرينل معركة دائمة خلال حياته مع مرض السل، واستسلم له في سن 39. على الرغم من أنه لم يصبح من المشاهير، إلا أنه عاش فترة طويلة بما يكفي للحصول على التقدير اللازم من أقرانه، فحصل وهو على فراش الموت على وسام رمفورد من الجمعية الملكية في لندن، واسمه مرافق دائمًا للمصطلحات الحديثة للبصريات والأمواج. وصف همفري لويد، نظرية فرينل بأنها «أنبل نظرية في مجال العلوم الفيزيائية، باستثناء نظام نيوتن للكون».
حياته المبكرة
العائلة
أوغستان-جان فرينل (يُدعى أيضًا أوغستان جان)، المولود في بروغلي، نورماندي، في 10 مايو من عام 1788، كان ترتيبه الثاني بين أخوته الأربعة لوالده المهندس المعماري جاك فرينل (1755-1805) وزوجته أوغستان (1755–1833). في عام 1790، بعد الثورة، أصبحت بروغلي جزءًا من إقليم أور (إقليم فرنسي). انتقلت الأسرة مرتين – الأولى في 1789/90 إلى شيربورغ، والثانية في 1794 إلى ماتيو، كالفادو مسقط رأس الأب جاك، وهناك عاشت والدة فرينل 25 عامًا من حياتها كأرملة. دخل الأخ الأول لويس (1786-1809) مدرسة البوليتكنيك، وأصبح ملازمًا في المدفعية، وقُتل أثناء الحرب في جاكا، إسبانيا، قبل يوم من عيد ميلاده الثالث والعشرين. أما الثالث، ليونور (1790-1869)، فقد درس الهندسة المدنية، وخلف أوغستان في بعض أعماله، وساعد في تحرير أعماله المجمعة. أصبح الأخ الرابع، فولغنس فرينل (1795-1855)، دبلوماسيًا ومستشرقًا مشهورًا، وساعد أحيانًا أوغستان في المفاوضات.

ويبدو أن ليونور كان الوحيد المتزوج بينهم.

كان الأخ الأصغر، جان فرانسوا «ليونور» ميريمي (1757-1836)، والد الكاتب بروسبير ميريمي (1803-1870)، رسّامًا ولكنه حول اهتمامه إلى كيمياء الرسم. أصبح لاحقًا السكرتير الدائم لمدرسة الفنون الجميلة (حتى عام 1814) وأستاذًا في مدرسة البوليتكنيك، وكان نقطة الاتصال الأولية بين أوغستان والفيزيائيين البصريين البارزين في ذلك اليوم.
التعليم
كان الإخوة فرينل في البداية يتلقون تعليمًا منزليًا من قبل والدتهم. اعتُبر أوغستان الأبطأ بينهم في التعلم، ولم يكن يميل إلى المواد الحفظية؛ يُعتقد أنه لم يبدأ القراءة حتى سن الثامنة ولكن تعد هذه النقطة موضع خلاف. في سن التاسعة أو العاشرة، كان غير متميز باستثناء قدرته على تحويل أغصان الأشجار إلى أقواس ألعاب وأسلحة تعمل بشكل جيد، إذ حصل على لقب (رجل عبقري) من قبل أقرانه. أُرسل أوغستان في عام 1801 إلى المدرسة المركزية في كاين. رفع أوغستان من أدائه: قُبل في أواخر عام 1804 في مدرسة الفنون التطبيقية، وأخذ المرتبة رقم 17 في امتحان القبول. نظرًا إلى أن السجلات التفصيلية لمدرسة الفنون التطبيقية بدأت تُكتب في عام 1808، فإننا لا نعرف سوى القليل عن تاريخ أوغستان هناك، باستثناء أنه لم يكن لديه سوى القليل من الأصدقاء، وعلى الرغم من استمرار حالته الصحية السيئة، فقد تفوق في مادتي الرسم والهندسة: إذ حصل في عامه الأول على جائزة عن حله للمشكلة الهندسية التي طرحها العالِم أدريان ماري ليجاندر. تخرج في عام 1806، ثم التحق بالمدرسة الوطنية للجسور والطرق، التي تخرج منها في عام 1809، ثم بدأ في خدمة الجيش باعتباره مهندسًا عاديًا. وبشكل مباشر أو غير مباشر، كان سيبقى في وظيفته تلك لبقية حياته.
التكوين الديني

كان والدا أوغستان فرينل من الروم الكاثوليك من الطائفة الينسينية، التي تتميز بوجهة نظر الفيلسوف أوغسطينوس المتطرفة للخطيئة الأصلية. احتل الدين المرتبة الأولى في تعليم الأولاد في المنزل.

ظل أوغستان تابعًا لطائفته الينسينية.
واعتبر أن مواهبه الفكرية هي هبة من الله، وأن من واجبه استخدامها لصالح الآخرين. عانى من الحالة الصحية السيئة طيلة حياته، وعزم على أداء واجبه قبل أن يحبطه المرض، ترك الملذات وعمل إلى حد الإرهاق. ووفقًا لزميله المهندس ألفونس دولو، الذي ساعده خلال مرضه الأخير، فقد رأى فرينل دراسة الطبيعة كجزء من دراسة قوة الله وطيبته وحبه للخير، ووضع الفضيلة فوق العلم والعبقرية. اعتُبرت طائفة الينسينية هرطقة من قبل الكنيسة الكاثوليكية الرومانية، وقد يفسر هذا عدم امتلاك فرينل وظيفة تدريس أكاديمية دائمة، على الرغم من إنجازاته العلمية ومؤهلاته الملكية، فهو لم يحصل إلا على موعد وحيد لمقابلة عمل في مدرسة لوكسمبورغ أثينيوم الثانوية في شتاء 1819-1820. على أي حال، فإن المقال الموجز عن فرينل الموجود في الموسوعة الكاثوليكية القديمة لا يذكر طائفته الدينية، ويُوصفه بأنه «رجل متدين بعمق ومميز لحسّه الشديد بالواجب».

عدسة فرينل
من ويكيبيديا
تعد عدسة فرينل (تنطق على النحو التالي ‎/‏freɪˈnɛl‎/‏ fray-NEL-‘ أو ‎/‏ˈfrɛznəl‎/‏ FREZ-nel) نوعًا من العدسات قام بابتكارها في الأصل الفيزيائي الفرنسي أوغستان-جان فرينل لتستخدم في المنارات.
يسمح التصميم بإنشاء عدساتٍ ذوات فتحة عدسة كبيرة وبعد بؤري قصير بدون كتلة وحجم المواد التي تتطلبها العدسات التقليدية. يمكن صنع عدسة فرينل بشكلٍ أرق بكثير مقارنةً بالعدسات التقليدية—ففي بعض الأحوال تأخذ شكل ورقة مسطحة. تستطيع عدسة فرينل التقاط الضوء الأكثر انحرافًا من مصدر الضوء نفسه، وبذلك تسمح للضوء المنبعث من المنارة المجهزة بواحدة من تلك العدسات أن يكون مرئيًا من مسافاتٍ بعيدة.
التاريخ
غالبًا ما تُنسَب فكرة إنشاء عدسة أَرَق وأخَف عن طريق جعلُها أقسام منفصلة يَجمَعُها إطار إلى جورج دي بوفون (Georges-Louis Leclerc). اقترح الماركيز دي كوندورسيه (1743–1794) صَقل تلك العدسة من قِطعةٍ واحدةٍ رقيقة من الزجاج. ويرجع الفضل في أغلبِ الأحيان للمهندس والفيزيائي الفرنسي أوغستان-جان فرينلفي تطويرِ العَدَسات ذوات القطع المتعددة لِتُستَخدَم في المنارات. ووفقًا لمجلة سميثسونيان(Smithsonian)، فإن عدسة فرينل الأولى اُستُخدِمَت عام 1832 فيمنارة كوردوان(Cordouan lighthouse) في ثغر جيروندي استواري (Gironde estuary)، ويمكن أن يُرَى ضَوءه من على مسافةٍ تزيد على 20 ميل (32 كـم) ويرجع الفضل للفيزيائي الإسكتلندي سير ديفيد بروستر (David Brewster) في إقناع المملكة المتحدة باستخدامِ تلك العدسات في مناراتِها.
الوصف
تقلل عدسة فرينل من كميةِ المواد المطلوبة مقارنةً بالعدسة الكروية التقليدية عن طريقِ تقسيم العدسات إلى مجموعةٍ من الحلقات المتمركزة تعرف باسم “طوق فرينل”. ونظريًا يوجد عدد كبير لا نهائي من تلك الأطواق.
يعد كل طوقٍ بمثابةِ موشور منفصل فعليًا، في أولِ (وأكبرِ) تباين لدى العدسة. وعلى الرغمِ من أنه قد يظهر أن عدسة فرينل مكونة من قطعةٍ واحدةٍ من الزجاج إلا أنه عن طريق فحصٍ أدق يتضح لنا أنها مكونة من العديد من القطع الصغيرة. كما أُنتجت “عدسة فرينل” فيما بعد لتُستخدم في صناعةِ مصابيح السيارات الأمامية، وكلاً من عدسات الفرامل والوقوف وعلامة الدوران وما إلى ذلك. وقد تستخدم في العصر الحديث، أجهزة التفريز القائمة على الحاسوب (CNC) لتصنيع عدساتٍ أكثر تعقيدًا.
في كلٍ من هذه الأطواق، يقل السُمك الكلي للعدسة، فيُقَسَم بفاعليةِ السطح المتصل للعدسة القياسية إلى مجموعةٍ من الأسطح لها نفس زاوية الانحناء، مع وجود انقطاعات متدرجة بينهم. يمكن أن يُنظر لعدسة فرينل على أنها مجموعة من الموشورات المرتبة على طرازٍ دائري، يميزها انحدار محدب من الحواف ومركز مسطح تقريبًا.
يسمح تصميم عدسة فرينل بانخفاضٍ شديد في السُمك (و كذا كتلة وحجم المادة)، على حسابِ انخفاضٍ في جودة التصوير الخاصة بالعدسة، ولهذا السبب ما زالت تطبيقات التصوير الدقيقة كالتصوير الفوتوغرافي تَستخدِم عدسات تقليدية ثقيلة غير عدسات (فرينل).
تُصنع عدسات فرينل غالبًا من الزجاج أو البلاستيك، وتختلف في أحجامها فإما أن تكون كبيرة (في المنارات التاريخية، ويقاس حجمها بالمتر) أو متوسطة (في الوسائل المساعدة لقراءةِ الكتب، أجهزة عرض الرسم البياني OHP) أو صغيرة (فيTLR/SLR شاشات الكاميرا، وآلات البصريات الدقيقة). في معظم الحالات تكون العدسات رقيقة جدًا ومسطحة، وغاية في المرونة، بسمكٍ يتراوح ما بين 1 إلى 5 ميلليمتر.
أحجام عدسات المنارات:

أصدر فرينل ستة أحجام من عدسات المنارات، مقسَّمة على أربعةِ مراتب بناءً على حجمِها وطولِها البؤري.

تحتل تلك العدسات المركز الأول في المرتبةِ السادسةِ وفقًا للاستخدامِ الحديث. كما تم لاحقًا إضافة حجم متوسط يقع بين المرتبتين الثالثة والرابعة، بالإضافة إلى أحجامٍ تسبق المرتبة الأولى وأخرى تلحق السادسة.

تتكون العدسة ذات النظام الأول من طولٍ بؤريٍ يصل إلى 920 ميلليمتر؛ (36 in) ومساحة بصرية تقرب من 2590 ميلليمتر؛ (8.5 ft). كما يصل حجم الأجزاء مجتمعة إلى طولٍ يبلغ حوالي 3,7 أمتار؛ (12 ft) وعرضٍ يبلغ حوالي 1,8 متر؛ (6 ft). تتكون العدسة الصغرى (ذات النظام السادس) من طولٍ بؤريٍ يصل إلى 150 ميلليمتر؛ (5.9 in) ومساحة بصرية تَقرُب من 433 ميلليمتر؛ (17 ft).يطلق على عدساتِ فرينل الكبرى عدسة فرينل ذات الإشعاع المفرط وقد أُتيحَت تلك العدسة عندما تَقَرر إنشاء وتجهيز نقطة ضوء Makapuu ثم تم استخدام البناء البصري الضخم هناك والذي يبلغ طوله اثنا عشر قدمًا ومكون مما يزيد عن ألف موشور بدلاً من طلب عدسة جديدة.

• عدسة المرتبة الأولى

• صورة مقربة لعدسة المرتبة الثانية

• عدسة المرتبة الثالثة ([[منارة سبليتروك]])

• عدسة المرتبة الرابعة (نقطة ضوء Nobska)

الأنواع

الشكل الكروي

لا تختلف عدسة فرينل الكروية عن العدسة الكروية العادية.

الشكل الأسطواني

لا تختلف عدسة فرينل الأسطوانية عن العدسة الأسطوانية العادية.

عدسة فرينل الخطية

عدسة فرينل البؤرية

الاستخدامات

يقلل استخدام عدسة فرينل في عرض الصور من جودة تلك الصور، لذلك يُفضل استخدامها عندما لا تكون الجودة شيئًا مهمًا أو تكون تكلفة استخدام قطعة كبيرة من العدسات الصلبة باهظة الثمن. ويمكن سبك وتشكيل عدسات فرينل قليلة التكلفة باستخدام البلاستيك الشفاف وتستخدم تلك العدسات في أجهزة العرض العلوية، والتلفازات حدبة، وعدسات تكبير الألواح المحمولة. كما استخدمت عدسات فرينل في زيادةِ الحجم المرئي CRT الموجود في تلفازات الجيب، وخاصةً سنكلير للأبحاث TV80. وتستخدم أيضًا في إشارات المرور. كما يمكن أيضًا استخدامها لتصحيح بعض الاضطرابات البصرية، بما في ذلك اضطرابات الحركة العينية كالحول على سبيلِ المثال.

وبما أن عدسات فرينل البلاستيكية يمكن أن تُصَنَع على نحوٍ أكبر حجمًا من نظيرتها الزجاجية بالإضافة إلى أنها أقل تكلفةً وأخف وزنًا، لذا فقد تستخدم لتركيز ضوء الشمس من أجل أغراض التسخين في المواقد الشمسية، وأكيار الحدادة الشمسية، وفي السخانات الشمسية المستخدمة في تسخين المياه للاستعمال المنزلي.

ولعل الاستخدام الأوسع انتشارًا لعدسات فرينل لفترة من الزمن هو المصابيح الأمامية للسيارات، حيث يمكنهم تشكيل الشعاع شبه المتوازي الصادر من العاكس مكافئي المَقطَع لتلبية متطلبات نموذج الشعاع الأساسي والمنحدر، واللذان يصدُران في الغالب من نفس وحدة المصباح الأمامي (و مثال لذلك تصميم المصباح الأوروبي H4). وقد استغنت السيارات الأحدث عن عدسات فرينل الزجاجية لأسبابٍ تتعلق بتكلِفتها ووزنها وأثر المقاومة لديها، واستبدلتها بعاكسات متعددة الأوجه مزودة بعدساتٍ منبسطة متعددة الكاربونات. ومع ذلك فقد استمر استخدام عدسات فرينل بشكلٍ كبيرٍ في مؤخرة السيارة، وعَدادها وأضوَائها الخلفية.

كما تستخدم عدسات فيرنل في المحركاتِ اليسرى الخاصة مقطورة الأوربية التي تدخل المملكة المتحدة والجمهورية الأيرلندية (والعكس بالعكس، في المحركات اليمنى الخاصة بالمقطورات الأيرلندية والبريطانية والتي تدخل إلى أوروبا) وذلك للتغلب على البقعِ العمياء الناتجة بسببِ سائقي الشاحنات أثناء جلوسهم في الجانبِ “الخطأ” من القاطرة أو القيادة على الجانب “الخطأ” من الطريق. وتكون تلك العدسات متصلة بالنافذة الجانبية للراكب.

كانت تستخدم عدسات فرينل الزجاجية ذات الجودة العالية في الفنارات، حيث كانت تعتبر الفنارات مقامًا فنيًا رفيعًا في أواخر القرن التاسع عشر وفي منتصف القرن العشرين، ولكن معظمها الآن توقف عن تقديم أيةِ خدمات. عادةً ما تشتمل أنظمة عدسة فرينل للفنارات على العناصرالموشورية الحلقية، المحتشدة في القباب الموجهة أعلى وأسفل مستوى فرينل المركزي، وذلك للحصول على جميع الضوء المنبعث من مصدره. وقد يحتوي الممر الضوئي الذي يَعبُر من خلال تلك العناصر علىانعكاس داخلي، بدلاً من الانكسار البسيط في عنصر فرينل المستوي. تمنح هذه العدسات فوائد عملية كثيرة للمصممين، والبنَّائين، ومستخدمي الفنارات والإضاءة الخاصة بها. ومن جملة الاستخدامات، أن تلائم العدسات الأصغر حجمًا المساحات الأضيق. انبعاثات ضوئية أكبر على مسافاتٍ أطول، وبأنماطٍ مختلفة تجعل من الممكن قياس منطقةٍ ما بالتثليث.يمكن أيضًا أن تُستَخدَم عدسات فرينل في أجهزةِ الإضاءة في المسارحوالصور المتحركة (انظر مشكاة فرينل)، ويطلق على تلك الأجهزة في الغالب اسم أجهزة فرينل. ويحتوي الجهاز بأكلمه على غطاءٍ معدني، وعاكس، وقاعدة مصباح، وعدة فرينل. تسمح معظم أجهزة فرينل بأن يتحرك المصباح مع النقطة البؤرية، بشكلٍ مترابط، من أجل زيادة شعاع الضوء أو تقليله. ونتيجةً لذلك فإنها تعد شديدة المرونة حيث أنها تستطيع أن تُنتج شعاعًا بضيق 7 درجات أو آخر بسعة 70 درجة. تنتج عدسة فرينل شعاعًا ذا حافة ناعمة للغاية، لذا غالبًا ما يُستَخدم كضوءٍ كاشف. ويمكن أن يتم وضع حمل أمام العدسة لحمل فيلم بلاستيكي ملون(gel) لصبغ الأضواء أو الشاشات السلكية أو لحمل بلاستيك بلوري لنشرِها. تعد عدسة فرينل مفيدة في صنع الصور المتحركة وذلك ليس لقدرَتِها على تجميعِ شعاع الضوء أكثر من العدسات العادية فقط ولكن أيضًا لأن للضوء كثافة ثابتة نسبيًا عبر العرض الكامل لشعاع الضوء.

عادةً ما تستخدم حاملات الطائرات البحرية والمحطات البحرية الجوية عدسات فرينل في أنظمة هبوطها البصرية تساعد أنظمة الهبوط البصرية، المعروفة بأضواء “كرات اللحم” أو “meatball”، الطيار على الحفاظ على اتخاذِ منحدر انزلاق سليم للهبوط. يوجد في المنتصف أضواء حمراء أو كهرمانية اللون مصنوعة من عدسات فرينل. وبالرغم من أن الأنوار تكون دائمًا مضاءة، إلا أن زاوية العدسة من منظور الطيار تحدد لون ووضع الضوء المرئي. فإذا ظهرت الأضواء أعلى من القضيب الأفقي ذي اللون الأخضر، يدل ذلك على أن الطيار لا يزال مرتفعًا جدًا. وإن كان أدنى منه بكثير فإن الطيار في هذه الحالة منخفض جدًا، وكذلك عندما تكون الأضواء حمراء.

ظهرت تطبيقات جديدة للطاقة الشمسية، حيث تستطيع عدسات فرينل تركيز أشعة الشمس (بنسبةٍ قد تصل إلى ما يقرب من 500:1) في خلايا شمسية. لذا، فإن سطح الخلية الشمسية النشط يمكن أن يتضاءل للكسور بالمقارنةِ مع الوحدات الشمسية التقليدية. ويقدم هذا احتمالية لتوفير تكلفة معقولة من خلال استهلاك مادي منخفض، كما أنه من الممكن استخدام خلايا شمسية عالية الجودة وباهظة الثمن، مما يحقق كفاءة عالية تحت التركيز وذلك بسبب وجود الآثار الحرارية الديناميكية.

ويتم إدراج عاكسات فرينل في قائمة الجيل القادم من أنظمة الطاقة الحرارية. لمزيد من المعلومات انظر القوة الشمسية.

وفي مجال التصوير، استخدمت الكاميراPolaroid SX-70 عاكس فرينل كجزء من نظام العرض فيها.

كما تستخدم عدسات فرينل ذوات البؤر المتعددة كجزءٍ من الكاميرات التي تقوم بتحديد بصمة الشبكية، حيث إنها تَمنَح صورًا خارج وداخل نطاق التركيز للهدف المثبت بداخل الكاميرا. بالنسبة لجميع المستخدمين تقريبًا، يجب أن تكون واحدة على الأقل من تلك الصور مركزة، حتى تسمح بمحاذاة سليمة للعين.

شهدت عدسة فرينل بعض التطبيقات لتحسين قراءة الركاب للأضواء على متن طائرات الإيرباص: في الكابينة المظلمة، كي لا يبهر شعاع الضوء المتركز بصر الركاب المجاورين.

كما تُستَخدم أيضًا عدسات فرينل في مجالِ الترفيه العام. فمثلاً استخدمها فنان الروك البريطاني بيتر جابريال (Peter Gabriel) في حفلاته الفردية الحية ليقوم بتكبير حجم رأسه بحيث تتجاوز حجم بقية جسده كنوعٍ من المؤثراتِ الدراميةِ المضحكة. وفي فيلمتيري جيليام (Terry Giiliam) البرازيل، ظهرت عدسات فرينل بشكلٍ واضح كمكبرات لمشغلات CRT الصغيرة المستخدمة في كل مكاتب وزارة المعلومات. ومع ذلك فقد تظهر بين الممثلين والكاميرا، مما يحرف في النِسَب ويُحَول تَركيب المشهد إلى مَشهد هَزلي.

آلات العرض:

وتستخدم عدسة فرينل بأطوالها البؤرية المختلفة (مسددة واحدة ومجمع واحد) في آلات العرض التجارية والمصنوعة يدويًا افعلها بنفسك. العدسة المسددة لها الطول البؤري الأصغر وتوضع في مكانٍ قريب من مصدر الضوء، والعدسة المحصلة، التي تركز الضوء على عدسةٍ ثلاثية، توضع بعد الصورة الساقطة (لوحة مصفوفة LCD نشطة في أجهزة عرض LCD). كما تستخدم عدسات فرينل كمسددات في أجهزة العرض العلوية.

القوة الشمسية:

حديثًا تم استخدام عاكسات فرينل في مصانع تركيز القوة الشمسية (CSP) لتركيز الطاقة الشمسية. فعلى سبيل التطبيق تم تسخين مياه في محطة ليدل للطاقة، التي تعمل بالفحم، في هانتر فالي بأستراليا.

ـــــــــ

ما هي عدسة فريسنل؟

عدسات فرينل عبارة عن صفائح محمولة وخفيفة الوزن تستخدم لتجميع الضوء أو التكبير. تم اختراع عدسة frensel لأول مرة من قبل الفيزيائي الفرنسي Augustin-Jean Fresnel. استخدم Augustin Fresnel لأول مرة تصميم العدسة هذا لبناء عدسة Fresnel زجاجية – عدسة منارة في عام 1822.


على عكس العدسات البصرية الكروية أو شبه الكروية النموذجية ، تتكون عدسات فريسنل من سلسلة من الأخاديد متحدة المركز محفورة في جانب واحد من لوح من البلاستيك. عدسة فريسنل هي عدسة بصرية رفيعة ومسطحة تتكون من سلسلة من الأخاديد الصغيرة الضيقة متحدة المركز على سطح لوح بلاستيكي خفيف الوزن لتقليل السماكة والوزن والتكلفة. يكون كل أخدود بزاوية مختلفة قليلاً عن الزاوية التالية وبنفس الطول البؤري من أجل تركيز الضوء نحو نقطة بؤرية مركزية. يمكن اعتبار كل أخدود كعدسة صغيرة فردية لثني موجات ضوء فرينل المتوازية وتركيز الضوء. العدسة في الواقع تزيل بعض الانحراف الكروي.


عدسة فرينل هي عدسة بصرية خاصة. يمكن الآن تصنيعها من البلاستيك مثل عدسات فريسنل الاكريليك ، PMMA ، بولي فينيل كوليريد (PVC) ، بولي كربونات (PC) و HDPE. قد تكون العدسة الزجاجية التقليدية المحدبة سميكة وثقيلة ومكلفة للغاية ، لكن عدسة فرينل البلاستيكية هي بديل رفيع ومسطحة وخفيفة الوزن ومنخفضة التكلفة.


تتميز كثافة الأخدود العالية بإسقاط صورة ذات جودة أفضل. تعد عدسة Fresnel حلاً جيدًا للحصول على صورة عالية الجودة وكفاءة بتكلفة أقل بكثير. عادة ما يتم تصحيح عدسة فرينل للزيغ الكروي.

ما هو استخدام عدسة فريسنل؟

عدسة فرينل ، سلسلة من الحلقات متحدة المركز ، كل منها يتكون من عنصر من عدسة بسيطة ، يتم تجميعها في علاقة مناسبة على سطح مستو لتوفير طول بؤري قصير. تستخدم عدسة فرينل على نطاق واسع في حياتنا اليومية كمجمع للضوء وبادئ إطلاق النار. خاصة في المنارات والكشافات لتركيز الضوء في شعاع ضيق نسبيًا. 

العدسات الميدانية (FRESNEL SCREEN ‘BRIGHTENERS “)

A  عدسة فريسنل يمكن استخدامها لتوجيه الضوء  على حواف شاشة عرض الخلفية الإسقاط بلوري نحو عيون المشاهد، وبالتالي القضاء على “النقاط الساخنة” في كثير من الأحيان لوحظ في هذه الشاشات التي كتبها اشراق حواف الشاشة. تتضمن الشاشات من هذا النوع شاشات تركيز الكاميرا. يجب أن تواجه الأخاديد مصدر الضوء في هذا التطبيق ؛ لذلك يجب أن تواجه الأخاديد في كثير من الأحيان اقتران أقصر ، استثناء من القاعدة المعتادة.

يجب أن تكون أدوات اقتران العدسة الميدانية هي المسافة من عدسة جهاز العرض على الجانب المحزز ، والمسافة إلى العارض على sdie المصنفر.  E-Tay Industrial Co., Ltd. يمكن أن تزود العدسات المناسبة بالجانب المستوي إما بصريًا مصقولًا أو بلوريًا. 

تطبيقات عدسات فريسنل

تشمل تطبيقات عدسات فرينل الإضاءة ، مصباح فريسنل ، منارة ، جهاز عرض علوي ، مكبر فريسنل ، عرض تلفزيوني فريسنل ، نظام مكثف ، كشاف ضوئي للكاميرا ، مصباح أمامي للسيارات ،  عدسة فريسنل للطاقة الشمسية  ، شاشة عرض خلفية فريسنل ، كاشف الحركة السلبية ، إشارة المرور ، عدسة فريسنل الكهروضوئية ، مكثف شمسي فريسنل ، ميزاء ، جهاز محاكاة طيران فريسنل ، نظام هبوط بصري ومكبر  LED .

أنواع عدسات فريسنل

أنواع  عدسات فرينل  : عدسة فرينل موجبة ، عدسة فرينل سلبية ، مصفوفة عدسات فرينل ، عدسة فرينل أسطوانية ، عدسة فرينل دائرية ، عدسة فرينل خطية ، عدسة فرينل عدسية ، حيود فرينل ، انعكاس فرينل ، فرينل شعاع موشور وفرينل.

مزايا عدسات فريسنل

في  عدسة فريسنل  يمكن تصميمها وتصنيعها في أحجام كبيرة جدا مع خفة الوزن نظرا لأقل من سمك 4MM، وبالتالي فإن التكلفة ستكون أقل من مكبرات التقليدية. على النقيض من ذلك ، سيكون سمك العدسة الزجاجية التقليدية 200 مم عند الحافة ، ويزن أكثر من 50 كجم وتكلف آلاف الدولارات.

يؤدي انخفاض سماكة العدسة بشكل كبير إلى توفير كبير في تكلفة المواد. يمكن أن تقلل عدسات فرينل الوزن ، مما يقلل من تكلفة التركيب والتجميع.  يمكن استخدام عدسة Fresnel العملاقة للغاية  حتى 1000 مم لاستبدال مجموعات المرآة التقليدية باهظة الثمن في الأنظمة البصرية الكبيرة.

ورقة مكبرة 3x للصفحة الكاملة بحدود سوداء  تصل إلى 300٪. يعتبر التكبير الأكثر راحة لقراءة المطبوعات الصغيرة ، وهو مثالي لعرض وفحص الهوايات الصغيرة والمواد الحرفية ، وأجزاء الأدوات الإلكترونية الصغيرة مثل البراغي والدبابيس.

تصميم فريسنل لنس

لتحديد معادلة تصميم عدسة فرينل البصرية ، يتم تحديد جميع المعلمات لكل تطبيق فردي. تُستخدم العديد من صيغ منطقة Fresnel في تقنيات Fresnel لآلات أدوات الماس الدقيقة وعمليات التشكيل والقولبة الكهربائية.

لتحديد معادلة تصميم عدسة فرينل البصرية ، يتم تحديد جميع المعلمات لكل تطبيق فردي. تُستخدم العديد من صيغ منطقة Fresnel في تقنيات Fresnel لآلات أدوات الماس الدقيقة وعمليات التشكيل والقولبة الكهربائية.