Fresnel leiar

Fresnel leiarra Augustin-Jean Fresnel fisikari frantziarrak itsasargietarako garaturiko leiar mota da. Fresnel lentea, Augustin-Jean Fresnel fisikari frantziarrak asmatutako irekiera handiko eta foku-luzera laburreko leiarrak eraikitzeko aukera ematen duen diseinua da, leiar optiko batean erabiliko litzatekeen materialaren pisurik eta zatirik gabe. Ohiko diseinua 1822an asmatu zen, eta, hurrengo urtean, lehen aldiz probatu zuten Cordouango itsasargian^[1].

Leiar hauen diseinuak ahalbidetzen du irekidura handia eta distantzia fokal laburra duten leiarrak eraikitzea, antzeko ezaugarriak izango lituzkeen ohiko leiar baten masa eta bolumen txikiagoarekin. Leiar konbentzionalekin alderatuz gero, Fresnel leiarrak askoz fin, zabal eta leunagoak dira eta argi-iturri bateko zeharkako argia hartzeko ere gai da, itsasargietako argia distantzia askoz handiagoetan ikusgai eginez.

Historia

Sekzio desberdinak marko berean muntatuz leiar fin eta arinago bat sortzearen lehen ideia, Georges-Louis Leclerc, Buffon-eko kondearena izan zela uste da. ^[2] Condorcet-eko markesak (1743-1794), horrelako leiar bat, beira zati fin bakar batetik lortzea proposatu zuen.^[3]

Augustin-Jean Fresnel Fisikari eta ingeniari frantsesa da orokorki aitortzen dena itsasargietan erabiltzeko zati anizkoitzeko leiarren egile moduan. Smithsonian aldizkariaren arabera, lehen Fresnel leiarra 1823an erabili zen Cordouan itsasargian, Frantziako zaharrenean, Girondako estuarioaren ahoan dagoena. Leiar aldaketarekin, itsasargiko argia 20 km-tako distantziara ikus zitekeen.^[4]

Deskribapena

Ohiko leiar esferiko batekin alderatuz, Fresnel leiar batek gutxitu egiten du beharrezkoa den material kopurua, leiarra zenbait eraztun-erako sekzio zentrokidetan (Fresnel zonaldeak deritzena) banatuz, zeinak teorian mugagabeak diren. ^[5]

Leiarraren lehen aldaeran, handiena dena, zonalde bakoitzak prisma desberdina du. Nahiz eta Fresnel leiarra beira zati bakarraz osaturik dagoela iruditu, hurbilagoko azterketa batek erakutsiko du hainbat zatiz osaturik dagoela. "Pieza-bakarreko" Fresnel leiarrak geroago sortu ziren, kotxeetan auto-argi, balazta, intermitente eta abarreko argietarako erabili zelarik. Gaur egun, CNC teknologia erabili daiteke leiar konplexuagoak eraikitzeko.

Zonalde horietako bakoitzean, leiarraren lodiera orokorra txikiagotzen da, ohiko leiar baten gainazal jarraitua kurbatura bereko gainazal multzo batean zatituz, euren artean pausoka etenak daudelarik. Izatez, Fresnel leiar bat, zirkunferentzia batean kokaturik dagoen prisma multzo baten modura interpreta daiteke, ertzetan malda gehiago duten prismak egonez eta ia laua den prisma ganbil batekin erdian.

Fresnel leiarrek lodieran (eta beraz materialaren masa eta bolumenean) murrizketa garrantzitsua ahalbidetzen dute, irudiak eratzeko leiarrak duen gaitasunaren kalterako. Hori dela eta, irudiak eratzeko aplikazio desberdinetan dagokionez (argazkigintza, adibidez), oraindik asko erabiltzen dira ohiko leiar handiak.

Fresnel leiarrak normalean beira edo plastikoz daude eginak eta bere tamaina aldakorra da, handienetik (itsasargi zaharretako leiarrak), ertain (liburuak irakurtzeko lagungarriak diren argiak) eta txikienera arte (kamerak, mikro-optika). Azken hauek, askotan, oso mehe eta lauak izaten dira, ia-ia malguak, 1-5 mm arteko lodierarekin.

Adibideak eta erabilpenak

Itsasargi bateko leiarra hurbiletik.
Modelo bat plastikozko Fresnel leiar bat erakusten, zeina telebista pantaila hedatzaile gisa merkaturatu den.
Loschen-eko (Bremerhaven) itsasargiko Fresnel leiarraren mozketa-sekzioa.
Lehen ordenako Fresnel leiarra
(Block Island itsasargia)
Hirugarren ordenako Fresnel leiarra
(Split Rock itsasargia)

Irudi-proiekziorako Fresnel leiarrak erabiltzeak irudiaren kalitatea txikitzen du, hori dela eta, kalitatea funtsezkoa ez den edota ohiko leiar solido baten dimentsioak larregizkoak diren kasuetan erabiltzen dira gehienetan. Fresnel leiar merkeak, zigilatu edota moldeatuak izan daitezke plastiko gardenean eta gardenki-proiektagailuetan erabiltzen dira, besteak beste. Fresnel leiarrak CRTdun (tubo katodikoa) poltsikoko telebistetako pantaila handitzaile modura ere erabili izan dira, bereziki Sinclair TV80rako. Semaforoetan ere erabiltzen dira eta gainera, zenbait ikusmen arazo zuzentzeko ere balio dute, estrabismoa adibidez.

Plastikozko Fresnel leiarrak, beirazkoak baino handiagoak egin daitezkeenez, askoz merkeagoak eta arinagoak izatearen abantailarekin, zerbait berotzeko asmoarekin eguzki-argiaren izpiak kontzentratzeko erabiltzen dira, eguzki-sukaldeetan edota ura berotzeko etxeko sistemetan.

Ziurrenik, Fresnel leiarren erabilera zabalena, behintzat denbora batean, auto-argietan zen, non gutxi gorabehera paraleloak diren izpiei (erreflektore parabolikotik datozenak) forma ematen beheraturiko eta izpi nagusirako patroiari. Kostu, pisu eta kolpeen aurkako erresistentzia arrazoiengatik, kotxe berriagoek ez dute jada beirazko Fresnel leiarrik, polikarbonatozko leiarrez osaturiko erreflektoreak erabiltzen baitituzte. Dena dela, Fresnel leiarrak oraindik oso erabiliak dira autoaren atzeko, intermitente eta ordezko argietan.

Kalitate altuko beirazko Fresnel leiarrak itsasargietan erabiltzen ziren, zeinak punta-puntakoak kontsideratzen ziren XIX. mende bukaeratik XX. mende erdira; orain gehienak zerbitzutik kanpo daude.^[6] Itsasargietako Fresnel leiarrak normalean eraztun erako elementu prismatiko gehigarriak izaten dituzte, Fresnel planar nagusiaren gainean eta azpian kokaturik, argi-iturriak emitituriko argi guztia hartzeko helburuarekin. Leiar hauek abantaila praktiko handiak eman zizkieten itsasargietako argi eta erabiltzaile, diseinatzaile eta eraikitzaileei. Beste gauza batzuen artean, leiar txikiagoak espazio konpaktuagoetan sartzen zirelako. Patroi desberdinekin argiaren transmisio hobea egiteak distantzia handietara, posible egin zuen posizioa ondorioztatzea.^[7]

Erreferentziak

↑ «Mémoire sur un nouveau système d’éclairage des phares» (en francés). BibNum - FMSH Fondation Maison des Sciences de l'Homme. Consultado el 16 de marzo de 2015
↑ (Ingelesez) "Fresnel lens." Encyclopædia Britannica. 2005. Encyclopædia Britannica Online.
↑ (Ingelesez) Appleton's dictionary of machines, mechanics, engine-work, and engineering. 2 D. Appleton and Co.
↑ Watson, Bruce. "Science Makes a Better Lighthouse Lens."^{[Betiko hautsitako esteka]} Smithsonian. 1999eko abuztua v30 i5 30. orr.
↑ (Ingelesez) Fresnel zonaldeen definizioa.
↑ Terry Pepper, Seeing the Light, The Incredible Fresnel Lens.
↑ Terry Pepper, Seeing the Light, Fresnel lens.

Kanpo estekak

Datuak: Q14672
Multimedia: Fresnel lenses / Q14672

[1] «Mémoire sur un nouveau système d’éclairage des phares» (en francés). BibNum - FMSH Fondation Maison des Sciences de l'Homme. Consultado el 16 de marzo de 2015

[2] (Ingelesez) "Fresnel lens." Encyclopædia Britannica. 2005. Encyclopædia Britannica Online.

[3] (Ingelesez) Appleton's dictionary of machines, mechanics, engine-work, and engineering. 2 D. Appleton and Co.

[4] Watson, Bruce. "Science Makes a Better Lighthouse Lens."^{[Betiko hautsitako esteka]} Smithsonian. 1999eko abuztua v30 i5 30. orr.

[5] (Ingelesez) Fresnel zonaldeen definizioa.

[6] Terry Pepper, Seeing the Light, The Incredible Fresnel Lens.

[7] Terry Pepper, Seeing the Light, Fresnel lens.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]