我们小时候肯定玩过放大镜,用它观察细微之处,在阳光下可以聚光点燃纸张。今天我们来聊的这台科普仪器菲涅尔透镜一样有这样的功能,不过它像放大镜那般厚重。
菲涅尔透镜,又称螺旋透镜,是由聚乙烯材料制成,也可用玻璃。透镜不像放大镜一样是固定的圆形,镜面表面一侧是光面,一侧刻录着由小到大的同心圆。纹理是根据材质对光的干涉及绕射,通过科学依据所设计。由法国物理学家奥古斯汀.菲涅尔于1822年,引用到灯塔透镜系统所发明。后因菲涅尔透镜在灯塔应用上效果显著,后在欧洲地区广泛应用。
菲涅尔透镜原理也十分简单,镜面凹凸一侧的顶端曲面拼接在一起,等同于同等宽度的凸透镜。也就是菲涅尔透镜连续表面“塌陷”到一个平面上,刨面观察两侧相对的锯齿形凹槽形成,中心部分为椭圆型弧线。每个凹槽的角度与相邻凹槽角度不同,但光线将集中一处,形成中心聚焦点。其优势是相对凸透镜节约了大量材料,并能达到相同的聚光效果。目前多应用于进度要求较低的场合,薄膜放大镜,红外探测器等。由于其特殊的光学原理,甚至有达人将使用玻璃所制作成,通过光线的折射特殊性,一侧透过菲涅尔透镜是看不到另一面部分物体的,能有一种消失了的感觉。
我国自上世纪70年代深入研究菲涅尔透镜在太阳能装置的应用,能让平板对于不同方向的光线都能高效吸收,并能吸收散射光,不需要像传统太阳能那样需要跟踪太阳位置。科技总是如此不断改善人类的应用技术,提升能源利用,改善生活质量。科技的进步需要一代代传承,科普教育尤为重要。带着孩子走进科技馆或者将科普仪器带进学堂,让学生对知识不仅仅提留在文字信息的记忆上。让知识在科普仪器中生动起来,并种下一颗传承的种子。【文:李振坡】