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미국 주변의 기술, 기술, 개체의 역사
렌즈와 안경. 발명과 생산의 역사
안경의 발명에 대해 이야기하기 전에 렌즈가 무엇이며 시력 결함을 교정하는 데 사용할 수 있는 이유를 간단히 생각해 보겠습니다. 렌즈는 일반적으로 구면으로 둘러싸인 투명체라고 합니다. (한 쪽 면만 구면이고 다른 면이 평평한 렌즈도 있습니다. 하지만 곡률반경이 무한히 크다고 가정하면 평평한 면도 구면이라고 볼 수 있습니다.)
렌즈의 잘 알려진 속성은 특정 방식으로 렌즈에 떨어지는 광선의 방향을 변경할 수 있다는 것입니다. 왜 이런 일이 발생합니까? 고대에도 사람들은 하나의 투명한 매체에서 다른 투명한 매체로(예: 공기에서 물 또는 유리로) 통과하는 빛이 방향을 바꾸거나 말했듯이 굴절된다는 것을 알아차렸습니다. 누구나 쉽게 빛 굴절의 예를 관찰할 수 있습니다. 예를 들어 연필을 물컵에 담가 반은 물에, 반은 공기 중에 담가서 옆에서 유리를 보면 연필이 부러진 것처럼 보일 것입니다. 공기와 물의 경계에 있는 부분. 렌즈에서 광선은 두 번 굴절됩니다. 한 번은 입사하고 두 번째는 퇴장합니다. 렌즈의 곡률을 다른 방식으로 변경하여 다양한 굴절 효과를 얻을 수 있습니다. 따라서 일부 렌즈는 빛을 한 점으로 모을 수 있지만 다른 렌즈는 반대로 산란시킵니다. 또한, 가운데가 가장자리보다 두꺼운 렌즈는 수렴하고, 가운데가 가장자리보다 얇은 렌즈는 발산합니다.
수렴 렌즈에서 빛의 광선이 굴절 후 수렴하는 지점을 초점이라고 하며 렌즈의 중심에서 초점까지의 거리가 초점 거리입니다. 렌즈의 곡률이 클수록, 즉 렌즈를 구성하는 구면의 반경이 작을수록 초점 거리가 짧아집니다. 발산 렌즈에도 초점이 있습니다. 렌즈에 의해 산란된 광선의 연속이 수렴하는 지점이라고 합니다. 모든 광학적 특성의 기반이 되는 렌즈의 가장 중요한 기능은 빛을 집중시키는 능력, 즉 어떤 지점에서 다시 한 지점으로 발산되는 광선을 수집하는 능력입니다. 그리고 모든 물체는 무한한 수의 점들의 집합으로 상상할 수 있기 때문에 렌즈는 물체의 어떤 점의 이미지뿐만 아니라 전체 물체의 이미지를 만듭니다. 그러나 렌즈의 이미지는 물체의 정확한 반복이 아닙니다. 첫째로 반전되고 둘째로 크기가 다릅니다. 그 이유는 렌즈에서 물체까지의 거리와 이미지에서 렌즈까지의 거리가 같지 않기 때문입니다. 예를 들어 렌즈에서 이미지까지의 거리가 렌즈에서 물체까지의 거리보다 XNUMX배 더 크다면 이미지는 물체 자체보다 XNUMX배 더 큽니다. 이것은 물체의 이미지를 확대하여 보기에 더 편리하게 만드는 렌즈의 잘 알려진 기능을 설명합니다. 또한 렌즈의 곡률이 클수록(초점 거리가 작을수록) 더 강해집니다. 반대로 물체까지의 거리가 이미지까지의 거리보다 크면 이미지가 축소됩니다. 물체의 선명한 이미지는 렌즈의 초점을 통과하고 주 광축(렌즈의 주 광축을 제한하는 구면의 중심을 통과하는 직선이라고 합니다. 렌즈). 사람의 눈은 광학계로 알려져 있습니다. 눈으로 들어오는 빛의 광선은 각막과 수정체의 표면에서 굴절됩니다. 렌즈는 렌즈와 유사한 투명 적층체입니다. 특별한 근육은 수정체의 모양을 변경하여 덜 볼록하게 만들거나 더 많이 볼록하게 만들 수 있습니다. 이로 인해 렌즈는 곡률과 초점 거리를 늘리거나 줄입니다. 일반적으로 눈의 광학 시스템은 이미지를 망막에 투영하는 가변 초점 거리를 가진 수렴 렌즈로 간주할 수 있습니다. 물체가 너무 멀리 떨어져 있으면 수정체 근육의 긴장 없이 정상 눈의 망막에 상이 맺힙니다. 물체가 접근하면 수정체가 수축하고 초점 거리가 너무 줄어들어 상면이 다시 망막과 일치하게 됩니다. 따라서 눈은 먼 곳을 바라볼 때 정상적인(이완된) 상태에 있습니다. 그러나 많은 사람들에게 이완된 상태의 눈은 망막이 아닌 그 앞에 있는 먼 물체의 상을 만듭니다. 결과적으로 물체의 각 점의 이미지는 점이 아닌 원으로 망막에 투영됩니다. 피사체가 흐릿합니다. 그런 사람들은 멀리 있는 사물을 잘 볼 수 없지만 가까운 사물은 잘 봅니다. 이 시각적 결함을 근시라고 합니다. 망막 뒤에서 먼 물체의 이미지를 얻을 때도 비슷한 상황이 발생합니다. 이 결함을 원시라고 합니다. 원시인은 멀리 있는 사물은 잘 보지만 가까운 사물은 구별하지 못한다. 이 두 가지 단점은 안경의 도움으로 수정됩니다. 근시인 경우 발산 렌즈가 있는 안경이 필요합니다. 이러한 수정체를 통과한 후 광선은 수정체에 의해 망막에 정확히 초점이 맞춰집니다. 따라서 안경을 쓴 근시인 사람은 정상적인 시력을 가진 사람처럼 멀리 있는 물체를 볼 수 있습니다. 원시는 안경으로도 교정되지만 수렴 렌즈로만 가능합니다.
안경은 매우 단순한 광학 장치로서 시각 장애가 있는 사람들에게 일상 생활에서 큰 안도감을 줍니다. 안경이 없으면 이 사람들은 끊임없이 자신의 열등감을 느끼고 고도로 발달된 근시나 원시가 있으면 병약한 처지에 놓일 수 있습니다. 최근 수십 년 동안 시각 결함(특히 근시)이 극도로 흔해지면 거의 모든 사람이 한 나이 또는 다른 나이에 안경을 사용하기 시작합니다. 따라서 안경은 최고의 기술 발명품 중 하나임이 자명합니다. 그들의 디자인은 매우 단순하지만 고품질의 투명하고 균일 한 유리를 생산하는 방법을 배운 중세 시대에만 안경이 상대적으로 늦게 나타났습니다. 한편, 사람들은 문명의 여명기에 훨씬 더 일찍 렌즈의 속성에 대해 알게되었습니다. 고대에는 렌즈가 주로 암석 수정과 베릴로 만들어진 투명한 돌로 만들어졌습니다. 그러한 렌즈는 이집트, 그리스, 메소포타미아 및 이탈리아에서 발굴하는 동안 많이 발견되었습니다. 전설적인 트로이를 발굴하는 동안 여러 렌즈가 발견되었습니다(후자의 나이는 기원전 약 2500년으로 추정됨). 기원전 1600년경에 만들어진 작은 수정 렌즈가 크레타의 크노소스 궁전 폐허에서 발견되었습니다. 기원전 XNUMX~XNUMX세기로 추정되는 최초의 유리 렌즈는 사르곤(메소포타미아)에서 발견되었습니다. 최근에는 유리 렌즈가 더 자주 만들어졌습니다. 그러나 그 당시 렌즈가 이미 광학 기기로 사용되었다는 언급은 단 한 번도 없습니다. 광학에 관한 여러 고대 작품이 우리에게 전해졌지만 그 중 어느 것도 렌즈가 시각적 결함을 교정하는 데 사용되었다는 보고가 없습니다. 비록 렌즈가 물체의 이미지를 확대하는 능력은 물론, 잘 알려져 있습니다. 그러나 위에서 논의한 고대 렌즈는 왜 만들어졌습니까? 분명히, 그들은 장식으로 만 제공되었습니다. 최초의 안경은 XNUMX세기 이탈리아에서 등장했습니다. 당시 이탈리아의 유리 장인은 세계에서 가장 숙련된 유리 제작자, 그라인더 및 광택공으로 간주되었습니다. 베네치아 유리는 특히 유명했으며 종종 매우 복잡하고 복잡한 모양을 가진 제품이었습니다. 구면, 곡면 및 볼록한 표면을 계속해서 가공하고 때때로 그것을 눈으로 가져오면서 장인들은 결국 유리의 광학적 가능성을 알아차렸습니다. 프레임을 사용하여 두 개의 렌즈를 연결하는 독창적인 아이디어는 1285년 피렌체의 유리 대가인 Salvino Armati에게 나왔습니다. 그는 또한 최초의 안경 생산을 설립했습니다. 이 남자에 대해 더 이상 알려진 것은 없습니다. 그러나 시각적 결함을 쉽고 빠르게 매끄럽게 만들 수 있는 그가 발명한 장치는 즉시 널리 보급되었습니다. 장초점 볼록렌즈가 최초의 안경에 삽입되어 원시를 교정하는 역할을 했습니다. 훨씬 나중에 같은 안경의 도움으로 오목한 발산 렌즈를 삽입하여 근시를 교정 할 수 있음이 발견되었습니다. 그러한 안경에 대한 첫 번째 설명은 XNUMX세기에만 해당됩니다. 저자: Ryzhov K.V.
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