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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Linse und Brille. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Bevor wir über die Erfindung der Brille sprechen, erinnern wir uns kurz daran, was eine Linse ist und warum sie zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten verwendet werden kann. Eine Linse wird üblicherweise als transparenter Körper bezeichnet, der von sphärischen Oberflächen begrenzt wird. (Es gibt Linsen, bei denen nur eine Fläche sphärisch und die andere flach ist. Aber auch eine ebene Fläche kann als sphärisch angesehen werden, wenn man davon ausgeht, dass sie einen unendlich großen Krümmungsradius hat.)
Eine bekannte Eigenschaft einer Linse ist ihre Fähigkeit, die Richtung der auf sie einfallenden Lichtstrahlen in einer bestimmten Weise zu ändern. Warum passiert das? Schon in der Antike bemerkten die Menschen, dass Licht beim Übergang von einem transparenten Medium zum anderen (z. B. von Luft zu Wasser oder Glas) seine Richtung ändert oder, wie man sagt, gebrochen wird. Jeder kann leicht Beispiele für Lichtbrechung beobachten. Wenn wir zum Beispiel einen Bleistift in ein Glas Wasser tauchen, so dass er zur Hälfte im Wasser und zur Hälfte in der Luft ist, und dann von der Seite auf das Glas schauen, wird es uns so vorkommen, als wäre der Bleistift zerbrochen der Teil, der auf die Grenze von Luft und Wasser fällt. In Linsen wird der Strahl zweimal gebrochen, einmal in ihn eintretend und das zweite Mal austretend. Indem die Krümmung der Linse auf unterschiedliche Weise verändert wird, können unterschiedliche Brechungseffekte erzielt werden. So können einige Linsen Licht in einem Punkt sammeln, während andere es im Gegenteil streuen. Darüber hinaus konvergieren Linsen, bei denen die Mitte dicker als die Ränder ist, und solche, bei denen die Mitte dünner als die Ränder ist, divergieren.
Der Punkt, an dem die Lichtstrahlen nach der Brechung in einer Sammellinse zusammenlaufen, wird Fokus genannt, und der Abstand vom Mittelpunkt der Linse zum Fokus ist ihre Brennweite. Je größer die Krümmung der Linse ist, dh je kleiner der Radius der sphärischen Oberflächen ist, die die Linse bilden, desto kürzer ist ihre Brennweite. Auch eine Zerstreuungslinse hat ihren Brennpunkt - sie nennen ihn den Punkt, an dem die Fortsetzungen der von der Linse gestreuten Strahlen zusammenlaufen. Das wichtigste Merkmal eines Objektivs, auf dem alle seine optischen Eigenschaften basieren, ist die Fähigkeit, Licht zu bündeln, dh Lichtstrahlen, die von einem beliebigen Punkt ausgehen, wieder zu einem Punkt zu sammeln. Und da man sich jedes Objekt als eine Ansammlung von unendlich vielen Punkten vorstellen kann, erzeugt die Linse nicht nur ein Bild von jedem Punkt des Objekts, sondern vom gesamten Objekt als Ganzes. Das Bild im Objektiv ist jedoch keine exakte Wiederholung des Objekts - es wird erstens invertiert und zweitens unterschiedlich groß sein. Der Grund dafür ist, dass der Abstand vom Objektiv zum Objekt und der Abstand vom Bild zum Objektiv nicht gleich sind. Wenn beispielsweise der Abstand von der Linse zum Bild fünfmal größer ist als der Abstand von der Linse zum Objekt, dann ist das Bild fünfmal größer als das Objekt selbst. Dies erklärt die bekannte Fähigkeit eines Objektivs, das Bild eines Objekts zu vergrößern, um es für die Betrachtung bequemer zu machen. Je größer die Krümmung der Linse (je kleiner ihre Brennweite), desto stärker nimmt sie außerdem zu. Ist dagegen der Abstand zum Objekt größer als der Abstand zum Bild, so wird das Bild verkleinert. Klare Bilder von Objekten werden nur erhalten, wenn sie auf eine Ebene projiziert werden, die durch den Brennpunkt der Linse verläuft und senkrecht zu ihrer optischen Hauptachse verläuft (die optische Hauptachse der Linse wird als gerade Linie bezeichnet, die durch die Mittelpunkte der sphärischen Oberflächen verläuft, die die Linse). Es ist bekannt, dass das menschliche Auge ein optisches System ist. In das Auge eintretende Lichtstrahlen werden an der Oberfläche der Hornhaut und der Linse gebrochen. Die Linse ist ein transparenter Schichtkörper, ähnlich einer Linse. Ein spezieller Muskel kann die Form der Linse verändern und sie entweder weniger oder stärker konvex machen. Dadurch vergrößert oder verkleinert das Objektiv seine Krümmung und damit die Brennweite. Im Allgemeinen kann das optische System des Auges als Sammellinse mit variabler Brennweite betrachtet werden, die ein Bild auf die Netzhaut projiziert. Wenn das Objekt sehr weit entfernt ist, wird das Bild auf der Netzhaut eines normalen Auges ohne Anspannung des Linsenmuskels erhalten. Bei Annäherung an das Objekt zieht sich die Linse zusammen und die Brennweite verringert sich so stark, dass die Bildebene wieder mit der Netzhaut zusammenfällt. Das Auge befindet sich also in einem normalen (entspannten) Zustand, wenn es in die Ferne blickt. Bei vielen Menschen erzeugen die Augen in einem entspannten Zustand jedoch ein Bild eines entfernten Objekts nicht auf der Netzhaut, sondern davor. Dadurch wird das Bild jedes Punktes des Objekts nicht als Punkt, sondern als Kreis auf die Netzhaut projiziert. Das Motiv ist verschwommen. Solche Menschen können entfernte Objekte nicht klar sehen, aber sie sehen gut die nahen. Dieser Sehfehler wird Myopie genannt. Eine ähnliche Situation entsteht, wenn das Bild entfernter Objekte hinter der Netzhaut erhalten wird. Dieser Defekt wird als Weitsichtigkeit bezeichnet. Eine weitsichtige Person sieht entfernte Objekte gut, kann aber nahe Objekte nicht unterscheiden. Beide Mängel werden mit Hilfe einer Brille behoben. Wenn Sie kurzsichtig sind, benötigen Sie eine Brille mit Streuscheiben. Nach dem Passieren einer solchen Linse werden die Lichtstrahlen von der Linse exakt auf der Netzhaut fokussiert. Daher kann eine kurzsichtige Person, die mit einer Brille bewaffnet ist, entfernte Objekte sehen, genau wie eine Person mit normalem Sehvermögen. Weitsichtigkeit wird auch mit Brille korrigiert, aber nur mit Sammellinsen.
Die Brille als sehr einfaches optisches Hilfsmittel bringt Menschen mit Sehbehinderung eine große Erleichterung im Alltag. Ohne Brille würden diese Menschen ständig ihre Minderwertigkeit spüren, und bei stark ausgeprägter Kurz- oder Weitsichtigkeit könnten sie sich in der Lage von Invaliden wiederfinden. In den letzten Jahrzehnten, als Sehstörungen (insbesondere Kurzsichtigkeit) extrem häufig geworden sind, beginnt fast jeder Mensch in dem einen oder anderen Alter, eine Brille zu tragen. Es liegt daher auf der Hand, dass Brillen zu den größten technischen Erfindungen gezählt werden müssen. Obwohl ihr Design sehr einfach ist, tauchten Gläser relativ spät auf - erst im Mittelalter, als man lernte, hochwertiges, transparentes und gleichmäßiges Glas herzustellen. In der Zwischenzeit lernten die Menschen die Eigenschaften von Linsen viel früher kennen - zu Beginn der Zivilisation. In der Antike wurden Linsen aus transparenten Steinen hergestellt – hauptsächlich aus Bergkristall und Beryll. Viele solcher Linsen wurden bei Ausgrabungen in Ägypten, Griechenland, Mesopotamien und Italien gefunden. Bei Ausgrabungen des legendären Troja wurden mehrere Linsen gefunden (das Alter dieser letzteren wird auf etwa 2500 v. Chr. Geschätzt). Eine kleine Kristalllinse, hergestellt um 1600 v. Chr., wurde in den Ruinen des Palastes von Knossos auf Kreta gefunden. Die allerersten Glaslinsen, die ungefähr auf das XNUMX. bis XNUMX. Jahrhundert v. Chr. Datiert sind, wurden in Sargon (Mesopotamien) gefunden. In jüngerer Zeit wurden Glaslinsen häufiger hergestellt. Dass die Linse schon damals als optisches Instrument genutzt wurde, wird jedoch mit keinem einzigen Wort erwähnt. Obwohl uns mehrere alte optische Werke überliefert sind, berichtet keines davon, dass Linsen zur Korrektur von Sehfehlern verwendet wurden. Es gibt nicht einmal einen einzigen Beweis dafür, dass Linsen bei kleinen Arbeiten (z. B. Edelsteinherstellung) als Lupe verwendet wurden, obwohl die Fähigkeit von Linsen, Bilder von Objekten zu vergrößern, natürlich war , sehr bekannt. Aber warum wurden dann diese alten Linsen hergestellt, die oben besprochen wurden? Anscheinend dienten sie nur als Dekoration. Die ersten Gläser tauchten im XNUMX. Jahrhundert in Italien auf. Zu dieser Zeit galten italienische Glashandwerker als die geschicktesten Glasmacher, Schleifer und Polierer der Welt. Besonders berühmt war venezianisches Glas, dessen Produkte oft eine sehr komplexe, komplizierte Form hatten. Ständig sphärische, gewölbte und konvexe Flächen bearbeitend, hin und wieder ins Auge hebend, erkannten die Handwerker schließlich die optischen Möglichkeiten von Glas. Die geniale Idee, zwei Linsen mit Hilfe eines Rahmens zu verbinden, kam der Legende nach 1285 dem Glasmeister Salvino Armati aus Florenz. Er baute auch die erste Brillenproduktion auf. Mehr ist über diesen Mann nicht bekannt. Das von ihm erfundene Gerät, das es ermöglichte, optische Mängel einfach und schnell auszugleichen, fand jedoch sofort weite Verbreitung. Konvexe Sammellinsen mit langer Brennweite wurden in die allerersten Brillen eingesetzt und dienten der Korrektur von Weitsichtigkeit. Viel später wurde entdeckt, dass es mit Hilfe derselben Brille durch Einsetzen konkaver Zerstreuungslinsen möglich ist, Kurzsichtigkeit zu korrigieren. Die ersten Beschreibungen solcher Gläser stammen erst aus dem XNUMX. Jahrhundert. Autor: Ryzhov K.V.
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