Fresnel-Linse
Fresnel-Linse (Stufenlinse) ist die Bezeichnung für ein Linsensystem, das zuerst in Leuchttürmen und später in anderen Anlagen und Geräten verwendet wird.
August Jean Fresnel (* 10. Mai 1788 in Briglie - jetzt Département Eure; † 14. Juli 1827 in Ville-d'Avray bei Paris) beschäftigte sich theoretisch und experimentell auf dem Gebiet der Optik. 1819 wurde er zum Sekretär der Kommission für Leuchttürme ernannt. Er konstruierte ein Linsen- u. Prismensystem, das nach ihm benannt wurde u. die Parabol-/Hohlspiegel in den Laternen der Leuchttürme ersetzte. Im Leuchtturm von Cordouan[1] wurde das Fresnel-Linsensystem erstmalig getestet. Seit 1823 befindet sich dort dieses Linsensystem in 60 Metern Höhe. Die Fresnel-Linse ist speziell für Leuchttürme konstruiert worden. Sie besteht aus einem Glasring (Gürtellinse), der z. T. plankonvex aufgebaut ist u. z. T. aus Ringen zusammengesetzt ist. Diese Ringe (Abstufungen) ermöglichen eine geringere Masse der Linse gegenüber einer normalen plankonvexen Linse. Für noch bessere Lichtstärke gibt es außerdem Prismen, die ebenfalls in Ringform aufgebaut sind. Eine Fassung aus Bronze oder Messing hält die Glasteile zusammen. Der gesamte Aufbau erinnert in seiner Form an einen Bienenkorb. Gegenwärtig besteht diese Optik aus bis zu 1.000 Linsen und Prismen, teilweise sogar aus noch mehr Teilen. Die größte Fresnel-Linse war 3,6 m hoch, wog 2.720 kg und bestand aus über 1.000 präzise geschliffenen Kristallprismen.
Schnell wurde dieses Linsensystem zum Standard in französischen Leuchttürmen. Die Vorteile - gegenüber den Spiegeln bzw. einem System aus Spiegel und einfacher Linse - der besseren Leuchtstärke und des leichteren Säuberns überzeugten. Zunächst stellten französische Firmen Fresnel-Linsen her. Andere Unternehmen hatten noch nicht das Know-how bei der Glasherstellung und bei der optischen Glasbearbeitung. 1842 baute der schottische Ingenieur Alan Stevenson[2] während der Bauphase ein Fresnel-Linsensystem aus französischer Herstellung in den Skerryvore Leuchtturm (Lighthouse)[3] ein. Die Fa. Chance Brothers[4] entwickelte sich in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts zum weltweit führenden Hersteller von Leuchtturmleuchtsystemen, vor allem der von Stevenson geänderten Version des Fresnel-Systems. Der US-Kongress ließ 1838 Fresnel-Linsen aus Frankreich zur Erprobung beschaffen. Der Test wurde mit Bravour bestanden. Doch erst 1851, mit der Gründung des United States Lighthouse Boards (Leuchtturmbehörde) wurden in den USA diese Linsen übernommen. Um 1860 waren die meisten US-Leuchttürme mit Fresnel-Linsen ausgerüstet. Als Reparationsleistung kamen ab 1871 französische Fresnel-Linsen nach Deutschland. 1909 wurden beim Bau des Leuchtturms am Makapu'u Point auf der Insel O'ahu (Hawaii) hyperradiale Fresnel-Linsen installiert, die größer u. komplexer sind als Fresnel-Linsen 1. Ordnung[5]. Die Angaben zur Tragweite dieses Lichts liegen je nach Quelle zwischen 31 Kilometern und 35 Kilometern!
Der Leuchtturm an der Alten Liebe (Inbetriebnahme am 15. November 1805) erhielt 1892 / 1897[6] Fresnel-Linsen 2. Ordnung (Brennweite = 700 mm).
Der Leuchtturm Dicke Bertha (Inbetriebnahme am 25. November 1897) ist gleich bei der Errichtung mit Fresnel-Linsen ausgestattet worden.
Der Leuchtturm Neuwerk (Inbetriebnahme am 20. Dezember 1814) erhielt 1862 Fresnel-Linsen und 1892 beim Umbau der Leuchtapparatur Fresnel-Linsen 2. Ordnung.
Fresnel-Linsen werden nicht nur als Gürtellinsen, sondern auch als flächige Linsen, z. B. in Scheinwerfern, z. T. in Spiegelreflexkameras, in Solarzellen verwendet.
Literatur
- Wächter der See. Die Geschichte der Leuchttürme - Grant, R. G.- Köln: DuMont Buchverlag, 2018 - 157 S. - ISBN 978-3-8321-9936-4
- Leuchttürme - Renningen: garant Verlag, 2011 - 175 S. - ISBN 978-3-86766-376-2
- Leuchttürme Lexikon - Scheiblich, R.; Staack, H. H. - Hamburg: Ellert und Richter, 2002 - 208 S. - ISBN 978-3-8319-0038-1
Fußnoten
- ↑ Der Leuchtturm - seit 2021 Weltkulturerbe - befindet sich vor der französischen Atlantikküste bei der Girande-Mündung.
- ↑ Alan Stevenson (28. April 1807 - 23. Dezember 1865) baute 13 Leuchttürme in und um Schottland.
- ↑ Leuchtturm auf der schottischen Insel Skerryvore im Atlantischen Ozean; Bauzeit 1838-1844; seit 1971 unter Denkmalschutz
- ↑ Chance Brothers and Company, Smethwick (England): 1832 aus der British Crown Glas Company entstanden; lieferte u. a. 1851 das Glas für den Kristall-Palast in London (Weltausstellung)
- ↑ Klassifikation in Frankreich ab 1826 --> 1. bis 6. Ordnung d. h. 920 mm, 700 mm, 500 mm, 250 mm, 187,5 mm bzw. 150 mm Brennweite. In Deutschland gab es ab 1903 8 Größen --> 900 mm, 700 mm, 500 mm, 400 mm, 300 mm, 250 mm, 200 mm und 150 mm Brennweite; abweichende Werte z. B. 185 mm waren möglich.
- ↑ unterschiedliche Angaben in den Quellen
