Линза Френеля

Огюстен-Жан Френель (10 мая 1788 – 14 июля 1827) Каждый элемент волнового фронта можно рассматривать как центр вторичного возмущения, порождающего вторичные сферические волны, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн. Огюстен-Жан Френель с детства увлекался наукой, поэтому пошёл учиться сначала в Политехническую школу, а позже в Национальную школу мостов и дорог на инженера. По выпуску он участвовал в разных проектах, связанных с гражданским строительством. Параллельно в 1814 году он проводил опыты, связанные с исследованием оптики. Не зная про опыты Юнга («эксперимент с двумя щелями»), он придумал другой способ доказать, что свет имеет волновую природу. Так в 1816 году появились бипризмы Френеля — с их помощью учёный наблюдал ещё одно проявление интерференции света. Заодно дополнил и развил идею Гюйгенса, сформулировав основополагающий «принцип Гюйгенса — Френеля» Именно по рекомендации Франсуа Араго, Френель и очутился в «Комиссии по маякам» и должен был со всеми своими теоретическими знаниями решить практическую задачу. Спустя несколько месяцев он уже предложил конструкцию ступенчатой линзы, ничего не зная о более ранних работах де Бюффона. Проведя необходимые расчёты и проработав конструкцию из восьми панелей, Френель обратился к нескольким производителям, чтобы те смогли изготовить прототип. Официальный бюджет составлял всего 500 франков. В марте 1820 года появилась первая панель: она имела прямоугольную форму с размером 55х65 см. Члены комиссии тут же согласились выделить дополнительное финансирование. За год было закончено изготовление остальных панелей, и 13 апреля 1821 года Френель официально продемонстрировал свою работу. Над и под панелями располагались 128 плоских зеркал под разными углами, чтобы увеличить угловую апертуру. Сами панели скреплялись при помощи металлического каркаса. Официальное испытание провели 20 августа 1822 года на недостроенной Триумфальной арке, в присутствии Людовика XVIII. По свидетельству очевидцев, свет заметили на расстоянии в 32 километра! Ничего подобного не мог дать ни один параболический отражатель того времени. В качестве источника света использовалась лампа Арганда. В том же году он предложил заменить плоские зеркала на трёхгранные в сечении призмы. Свет в них преломляется через первую поверхность, отражается от второй и выходит через третью поверхность, преломляясь в нужную сторону, строго параллельно другим лучам. Это усложнило производство, однако дало значительно меньшие потери светопотока. Вместе с тем аппарат «стал чем-то походить на улей», по свидетельству изобретателя. Одним из первых, кто понял всю важность открытия Френеля для морской навигации по всему миру, стал шотландский учёный Дэвид Брюстер. В 1820-х годах он способствовал популяризации и массовому использованию линз Френеля в маяках Великобритании: для этого даже открыли отдельный завод по производству стекла. После этого линзы стали использовать в маяках по всей Европы, а после 1852 года — и в США. В 1860-х каждый маяк в Америке снабжался линзами Френеля.Прошло уже больше 150 лет, а согласно сайту «Сообщества любителей маяков», 75 маяков по-прежнему работают с использованием этой технологии, казалось бы, устаревшей после появления радаров и GPS навигации. Конечно, освещение маяков тоже не стояло на месте: например, добавлялось газовое и электрическое освещение. Вместе с этим менялась и конструкция линз Френеля начиная от количества панелей, формы и числа линз и заканчивая их цветами. Всего было сделано больше сотни модификаций и доработок. К сожалению, Жан Огюстен Френель не дожил до того момента, как его детище триумфально распространилось по всему миру. Он умер 14 июля 1827 года в возрасте 39 лет от туберкулёза. В честь изобретателя на каждом французском маяке, в котором использовалась линза Френеля, был установлен его бюст, а имя Жана Огюстена является одним из 72 имён, выбитых на Эйфелевой башне. Ведь ему обязаны своими жизнями тысячи моряков, которых свет его линзы спас от кораблекрушения.