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HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Lentille et verres. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Avant de parler de l'invention des lunettes, rappelons brièvement ce qu'est un verre et pourquoi il peut être utilisé pour corriger les défauts visuels. Une lentille est généralement appelée un corps transparent délimité par des surfaces sphériques. (Il existe des lentilles dans lesquelles une seule surface est sphérique et l'autre est plate. Cependant, une surface plate peut également être considérée comme sphérique si nous supposons qu'elle a un rayon de courbure infiniment grand.)
Une propriété bien connue d'une lentille est sa capacité à modifier d'une certaine manière la direction des rayons lumineux qui la touchent. Pourquoi cela arrive-t-il? Même dans les temps anciens, les gens ont remarqué que la lumière, passant d'un milieu transparent à un autre (par exemple, de l'air à l'eau ou au verre), change de direction ou, comme on dit, est réfractée. Tout le monde peut facilement observer des exemples de réfraction de la lumière. Par exemple, si nous plongeons un crayon dans un verre d'eau de manière à ce que la moitié soit dans l'eau et l'autre dans l'air, puis que nous regardions le verre de côté, il nous semblera que le crayon est cassé en la partie qui tombe à la frontière de l'air et de l'eau. Dans les lentilles, le faisceau est réfracté deux fois, une fois qu'il y pénètre et une deuxième fois qu'il en sort. En modifiant la courbure de la lentille de différentes manières, différents effets de réfraction peuvent être obtenus. Ainsi, certaines lentilles peuvent capter la lumière en un point, tandis que d'autres, au contraire, la diffusent. De plus, les lentilles dont le milieu est plus épais que les bords sont convergentes, et celles dont le milieu est plus fin que les bords sont divergentes.
Le point auquel les rayons de lumière convergent après réfraction dans une lentille convergente est appelé le foyer, et la distance entre le centre de la lentille et le foyer est sa distance focale. Plus la courbure de la lentille est grande, c'est-à-dire plus le rayon des surfaces sphériques qui forment la lentille est petit, plus sa distance focale est courte. Une lentille divergente a également son foyer - ils l'appellent le point auquel convergent les prolongements des rayons diffusés par la lentille. La caractéristique la plus importante d'une lentille, sur laquelle reposent toutes ses propriétés optiques, est sa capacité à focaliser la lumière, c'est-à-dire à collecter les rayons lumineux émanant de n'importe quel point vers un point. Et puisque tout objet peut être imaginé comme une collection d'un nombre infini de points, la lentille crée une image non seulement de n'importe quel point de l'objet, mais de l'objet entier dans son ensemble. Cependant, l'image dans l'objectif ne sera pas une répétition exacte de l'objet - elle sera d'une part inversée et d'autre part de taille différente. La raison en est que la distance entre l'objectif et l'objet et la distance entre l'image et l'objectif ne sont pas égales. Si, par exemple, la distance entre la lentille et l'image est cinq fois plus grande que la distance entre la lentille et l'objet, alors l'image sera cinq fois plus grande que l'objet lui-même. Cela explique la capacité bien connue d'un objectif à agrandir l'image d'un objet, pour le rendre plus pratique à regarder. De plus, plus la courbure de l'objectif est grande (plus sa distance focale est petite), plus elle augmente. Si au contraire la distance à l'objet est supérieure à la distance à l'image, alors l'image est réduite. Des images nettes d'objets ne sont obtenues que lorsqu'elles sont projetées sur un plan passant par le foyer de la lentille et perpendiculaire à son axe optique principal (l'axe optique principal de la lentille est appelé une droite passant par les centres des surfaces sphériques limitant le lentille). On sait que l'œil humain est un système optique. Les rayons de lumière pénétrant dans l'œil sont réfractés à la surface de la cornée et du cristallin. La lentille est un corps en couches transparent, semblable à une lentille. Un muscle spécial peut modifier la forme de la lentille, la rendant moins ou plus convexe. Pour cette raison, l'objectif augmente ou diminue sa courbure et avec elle la distance focale. De manière générale, le système optique de l'œil peut être considéré comme une lentille convergente à focale variable qui projette une image sur la rétine. Si l'objet est très éloigné, l'image est obtenue sur la rétine d'un œil normal sans aucune tension du muscle cristallinien. Lorsque l'objet s'approche, la lentille est comprimée et la distance focale est réduite de sorte que le plan image est à nouveau aligné avec la rétine. Ainsi, l'œil est dans un état normal (détendu) lorsqu'il regarde au loin. Cependant, chez de nombreuses personnes, les yeux dans un état détendu créent l'image d'un objet distant non pas sur la rétine, mais devant. En conséquence, l'image de chaque point de l'objet est projetée sur la rétine non pas comme un point, mais comme un cercle. Le sujet est flou. Ces personnes ne peuvent pas voir clairement les objets éloignés, mais elles voient bien ceux qui sont proches. Ce défaut visuel est appelé myopie. Une situation similaire se produit lorsque l'image d'objets distants est obtenue derrière la rétine. Ce défaut s'appelle l'hypermétropie. Une personne clairvoyante voit bien les objets éloignés, mais ne peut pas distinguer ceux qui sont proches. Ces deux défauts sont corrigés à l'aide de lunettes. Si vous êtes myope, vous avez besoin de lunettes avec des verres divergents. Après avoir traversé une telle lentille, les rayons lumineux sont focalisés par la lentille exactement sur la rétine. Ainsi, une personne myope armée de lunettes peut voir des objets distants, tout comme une personne ayant une vision normale. L'hypermétropie se corrige également avec des lunettes, mais uniquement avec des verres convergents.
Les lunettes, étant un dispositif optique très simple, apportent aux personnes déficientes visuelles un énorme soulagement dans la vie de tous les jours. Sans lunettes, ces personnes ressentiraient constamment leur infériorité, et avec une myopie ou une hypermétropie très développée, elles pourraient se retrouver en situation d'invalide. Au cours des dernières décennies, lorsque les défauts visuels (en particulier la myopie) sont devenus extrêmement courants, presque tout le monde commence à utiliser des lunettes à un âge ou à un autre. Il est donc évident que les verres doivent être classés parmi les plus grandes inventions techniques. Bien que leur conception soit très simple, les verres sont apparus relativement tard - seulement au Moyen Âge, lorsqu'ils ont appris à produire du verre de haute qualité, transparent et uniforme. Pendant ce temps, les gens se sont familiarisés avec les propriétés des lentilles beaucoup plus tôt - à l'aube de la civilisation. Dans les temps anciens, les lentilles étaient fabriquées à partir de pierres transparentes - principalement à partir de cristal de roche et de béryl. De nombreuses lentilles de ce type ont été trouvées lors de fouilles en Égypte, en Grèce, en Mésopotamie et en Italie. Plusieurs lentilles ont été trouvées lors des fouilles de la légendaire Troie (l'âge de ces dernières est estimé à environ 2500 avant JC). Une petite lentille de cristal, fabriquée vers 1600 av. J.-C., a été trouvée dans les ruines du palais de Knossos en Crète. Les toutes premières lentilles de verre, datées approximativement des Ve-IVe siècles av. J.-C., ont été trouvées à Sargon (Mésopotamie). Plus récemment, les lentilles en verre ont été fabriquées plus fréquemment. Cependant, il n'y a pas une seule mention que la lentille était déjà utilisée comme instrument optique à l'époque. Bien que plusieurs travaux anciens sur l'optique nous soient parvenus, aucun d'entre eux ne rapporte que les lentilles aient été utilisées pour corriger les défauts visuels. Il n'y a même aucune preuve que les lentilles aient été utilisées comme loupe (loupe) lors de l'exécution de petits travaux (par exemple, la fabrication de pierres précieuses), malgré le fait que la capacité des lentilles à agrandir les images d'objets était, bien sûr, bien connu. Mais pourquoi alors ces lentilles anciennes ont-elles été fabriquées, dont il a été question ci-dessus ? Apparemment, ils ne servaient qu'à la décoration. Les premiers verres sont apparus au XIIIe siècle en Italie. À cette époque, les artisans verriers italiens étaient considérés comme les verriers, meuleurs et polisseurs les plus qualifiés au monde. Le verre vénitien était particulièrement célèbre, dont les produits avaient souvent une forme très complexe et complexe. Travaillant constamment des surfaces sphériques, courbes et convexes, les amenant de temps en temps aux yeux, les artisans ont finalement remarqué les possibilités optiques du verre. L'idée ingénieuse de relier deux lentilles à l'aide d'une monture est venue, selon la légende, en 1285 au maître verrier Salvino Armati de Florence. Il a également établi la première production de lunettes. On ne sait rien de plus sur cet homme. Cependant, l'appareil qu'il a inventé, qui permettait de lisser facilement et rapidement les défauts visuels, s'est immédiatement répandu. Des lentilles convergentes convexes à longue focale ont été insérées dans les toutes premières lunettes, et elles ont servi à corriger l'hypermétropie. Bien plus tard, on a découvert qu'à l'aide des mêmes lunettes, en y insérant des lentilles divergentes concaves, il était possible de corriger la myopie. Les premières descriptions de tels verres n'appartiennent qu'au XVIe siècle. Auteur : Ryzhov K.V.
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