Fresnel-Linse

Die Fresnel-Linse ist nach dem französischen Physiker Augustin Jean Fresnel (1788 – 1827) benannt. Er entwickelte sie 1822 für Leuchttürme.

Es war bekannt, dass mit einer Sammellinse die radial verlaufenden Strahlen einer Punktlichtquelle zu Parallelstrahlen gemacht werden können, wenn die Punktlichtquelle im Brennpunkt der Linse steht. Die parallelen Strahlen haben den Vorteil, dass die Lichtintensität nur noch durch die teilweise Absorption abnimmt, jedoch nicht mehr mit dem Abstand im Quadrat. Dadurch waren starke Lichtstrahlen möglich, die sehr weit reichen würden.

Das Problem war aber, dass Sammellinsen in der Mitte dicker sein müssen. Wenn der Durchmesser einer solchen Linse sehr gross gewählt wird, reden wir von einem sehr dicken Glaskörper, der sehr schwierig herzustellen ist, viel zu schwer ist etc. 😮

Die Wirkung der Linse basiert auf der Brechung und diese geschieht an den Grenzflächen. So kam Fresnel auf die Idee, dass der problematische Abstand zwischen den beiden Grenzflächen eigentlich keine Funktion hat.

Er entwickelte deshalb eine Stufenlinse, die die gleichen gekrümmten Oberflächen der Sammellinse aufweist und damit die gleichen Eigenschaften dieser Linsen hat. Die Fresnel-Linse nimmt jedoch wesentlich weniger Volumen ein, weshalb sie sich für besonders flache oder grosse Linsen eignet.

Die grossen Linsen von Leuchttürmen wären in der konventionellen Bauform mehrere Dezimeter dick. Durch die Fresnel’sche Bauweise können sie überhaupt erst aus massivem Glas realisiert werden.

Wir finden das Prinzip der Fresnel-Linse an vielen Orten:

• Fotografie: Einsatz in Blitzgeräten und Studioblitzen, um gerichtetes Licht zu erzeugen.
• Medizinische Geräte: Endoskopie und chirurgische Beleuchtung
• Kasse im Supermarkt: als transparente Kleber auf einer Glasscheibe geben sie der Person an der Kasse eine Sicht nach unten, um Ladendiebstahl zu vermeiden