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ⓘ Lente di Fresnel




Lente di Fresnel
                                     

ⓘ Lente di Fresnel

Una lente di Fresnel è un tipo di lente inventata dal fisico Augustin-Jean Fresnel nel 1827, originariamente per limpiego specifico nei fari per la navigazione, caratterizzata da uno spessore totale ridotto che permette la costruzione di ottiche meno ingombranti. Limpiego venne esteso successivamente a molti altri campi come per esempio quello della fotografia con la costruzione di ottiche.

                                     

1. Struttura e principio

La lente Fresnel permette la costruzione di ottiche di grande dimensione e piccola lunghezza focale senza lingombro, lo spessore ed il peso del materiale necessario per costruire una lente sferica convenzionale di equivalente potere diottrico.

Il risultato è ottenuto frazionando la lente sferica in una serie di sezioni anulari concentriche, chiamate anelli di Fresnel. Per ogni zona lo spessore della lente viene limitato, trasformando la curva continua in una serie di superfici con la stessa curvatura ma non continue. La figura illustra chiaramente il concetto.

Vengono dette lenti di Fresnel, o lamine a zone di Fresnel, per estensione, oggetti di funzione analoga, operanti a lunghezze donda al di fuori dello spettro visibile, come quelle in uso nei microscopi a raggi X.

                                     

2. Impieghi

A causa della frammentazione che introduce nelle immagini, la lente Fresnel è utilizzata dove sia importante ridurre il peso delloggetto anche a scapito di una qualità nellimmagine ottimale. Le tecnologie meccaniche in continuo miglioramento e luso di migliori polimeri permettono, aumentando la densità delle serie di sezioni, di migliorare le caratteristiche ottiche dei diottri.

Limpiego più noto è nei fari, dove oltre alla lente sono spesso aggiunti prismi ottici per deviare altri raggi luminosi ed incrementare la luminosità complessiva della lampada. Le dimensioni delle lenti per i fari spaziano da 60 centimetri in diametro a 3.7×1.8 metri e oltre, con focale di 90 centimetri.

Lenti di Fresnel vengono usate nei settori più disparati, dai mirini di alcune fotocamere, ai visori per la realtà virtuale, a sistemi di ingrandimento per grandi superfici, come interi fogli, ai lunotti posteriori ad effetto grandangolare di veicoli, e in questo caso si tratta di lenti negative, ed altro.

Lenti più semplici ed economiche in plastica stampata sono usate nei proiettori di trasparenti episcopio, come lenti di ingrandimento e nei sensori di rilevamento dei comuni sistemi di sicurezza. Il principio di Fresnel è impiegato anche in alcuni forni solari e per motore Stirling.

Lenti di Fresnel vengono usate per degli specchi piani nei concentratori lineari degli impianti solari termodinamici chiamati CSP: Concentrated Solar Power, per concentrare tramite più lenti la radiazione solare tutta su unica linea di fuoco, scaldare un fluido ad alta temperatura e poi tramite turbina e alternatore generare energia elettrica. Le lenti di Fresnel permettono di avere una maggiore superficie riflettente a parità di area occupata ed inoltre gli specchi piani sono più economici dei riflettori lineari parabolici

Le costolature di vetro poste allinterno dei fari delle auto sono delle varianti della lente di Fresnel

Il principio della lente di Fresnel viene anche utilizzato per macchine di misura ottiche per rilievi di bordi di particolari meccanici, come ad esempio profili di ruote dentate.

                                     
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