Hyperradiální Fresnelova čočka

optická soustava

Hyperradiální Fresnelova čočka (anglicky hyper-radial nebo hyperradiant) je větší než Fresnelova čočka prvního řádu, její ohnisková vzdálenost (poloměr) byla 1330 mm. O této myšlence se zmínil Thomas Stevenson v roce 1869,[1][2] poprvé ji navrhl John Richardson Wigham v roce 1872 a znovu ji navrhl Thomas Stevenson v roce 1885 (porušil Wighamův patent).[3]

Lucerna majáku Makapuu Point Light, na níž je vidět hyperradialní čočka uvnitř lucerny; velikost lze porovnat s lidmi na ochozu

Historie

editovat

Vývoj hyperradiální a mezoradiální[pozn. 1] čočky vznikl na základě konstrukcí nových výkonných světelných hořáků. Několika knotové hořáky přešly na nové palivo jako je petrolej. John Wigham vyvinul plynový hořák, který podle viditelnosti mohl z 28 trysek postupně použít až 108 trysek. Takovéto světelné zdroje vydávaly žár, který způsoboval praskání čoček.[2]

Jako první s myšlenkou na vývoj hyperradiální čočky přišel Thomas Stevenson, který svůj návrh přednesl v roce 1869 a který nebyl přijat.

V roce 1877 se John Wigham obrátil na francouzskou firmu F. Barbier v Paříži s žádosti o návrh, zhotovení výkresů a cenovou nabídku. Na výrobu čoček však neměl sílu.

Během zkoušek světel majáků v letech 1884–1885 v jihovýchodní Anglii se David A. Stevenson a jeho bratr Charles A. Stevenson obrátili na firmu F. Barbier s žádostí o výrobu větší skupiny čoček. Firma jim navrhla výrobu čočky s ohniskovou vzdáleností 1330 mm podle návrhu Johna Wighama. A tak první hyperradiální čočku vyrobila v roce 1885 společnost F. Barbier jako zkušební čočku pro zkoušku osvětlení majáku, která tehdy probíhala na majáku South Foreland ve Spojeném království.[1]

Tyto čočky byly původně pojmenovány biformní a později Wighamem triformní a kvadriformní čočkami. Thomas Stevenson používal termín hyperradientní čočky a později je James Kenward ze společnosti Chance Brothers Glass Company přejmenoval na hyperradiální čočky.

Výroba a výrobce

editovat

Hyprradiální čočky byla vyráběny ve třech verzích.

První verze byla totožná s Fresnelovou čočkou prvního řádu, jen s většími rozměry. Např. čočka umístěna na majáku Roun Island byla dvojitá, vysoká 4,6 m a vážila více než osm tun. Pro takové čočky musela být postavena lucerna větších rozměrů jak v průměru, tak výšce.[2]

Druhá verze byla vyvinuta v roce 1891 Charlesem Stevensonem. Ve vzdálenosti 1330 mm od ohniska byla umístěna vypouklá čočka a každý další prstenec hranolů byl umístěn dál od ohniska. Takové čočky byly umístěny na majáku Fair Isle North v roce 1892.[2]

Třetí veze se opět skládala z centrální vypouklé čočky ve vzdálenosti 1330 mm od ohniska, ale rovnoramenné hranoly byly do úhlu 20° umístěny blíže ohniska a další pak od ohniska. Tato verze byla instalována v roce 1895 na majáku Skerry Sule ve Skotsku.[3]

První hyperradiální čočku vyrobila firma F. Barbier v Paříži, kterou založili v roce 1862 Frédéric Barbier a Stanislas Fenestre. Na konci 20. století nesla název Barbier, Bénard et Turenne (BBT) a zanikla v roce 1982.[2]

V Anglii se výrobou zabývala nejvýznamnější sklářská firma Chance Brothers Glass Company v Birminghamu, která vyrobila první hyperradiální čočku ve Velké Británii v roce 1887. Mimo přesných čoček vyráběla i hyperradiální čočky a otáčecí mechaniky optiky.[2][1]

Třetím výrobcem hyperradiálních čoček byla společnost Henry-Lepautre, která spolupracovala s Augustinem Fresnelem. Její výrobní program se specializoval na výrobu hodin a rotačních optických mechanismů.[2]

Použití

editovat

Hyperradiální Fresnelovy čočky byly největšími čočkami, které kdy byly uvedeny do provozu, a byly instalovány asi ve dvou desítkách velkých pobřežních majáků po celém světě. Mezi příjemci jsou například maják Makapu'u Point na ostrově Oahu na Havaji, maják na Cabo de São Vicente v Portugalsku, maják Manora Point v pákistánském Karáčí, maják Bishop Rock u pobřeží Cornwallu (ve Velké Británii), maják Cabo de Santa Marta v Brazílii a Cape Race na Newfoundlandu.[1] Ve dvacátých letech 20. století se čočky této velikosti staly zastaralými kvůli novým technologiím vysoce svítivých lamp, ale dodnes se používají v přibližně tuctu velkých majáků, například v Brazílii v majáku Farol de Santa Marta a v Portugalsku v majáku Cabo de São Vicente.

Hyperradialní čočky byla nainstalovány v jednatřiceti majácích po celém světě včetně dvou mezoradiálních čoček. Velká část byla určena pro majáky v okolí Velké Británie a Irska, další čtyři byly použity na místech kolem Srí Lanky. Navzdory zdokonalení světelné techniky se jich řada používá dodnes. Další jsou v muzeích, buď vystavené nebo uskladněné. Zbytek byl rozbit nebo ztracen.[1][2][4][5]

Majáky

editovat

V níže uvedené tabulce je uveden přehled majáků, na kterých byly umístěny hyperradiální a mezoradiální čočky (podle zdrojů[1][2]).

Hyperradiální čočky
maják obrázek lokace

souřadnice

země výrobce rok poznámky
Barberyn   Barberyn 6°27′48,6″ s. š., 79°58′5,88″ v. d. Srí Lanka Chance 1888 funkční

Fl W 20s. čočka odstraněna

Bazaruto   Bazaruto 21°31′57,72″ j. š., 35°29′9,96″ v. d. Mosambik Barbier & Bénard 1913 Čočka je stále na místě, ale značně poškozená
Beiyushan   ostrov Jü-šan

28°53′3,12″ s. š., 122°15′37,8″ v. d.

Čína Barbier 1895
Bell Rock   Inchcape

56°26′3,12″ s. š., 2°23′14,28″ z. d.

Velká Británie Henry-Lepautre 1902
Berlenga   Berlengas

39°24′47,88″ s. š., 9°30′29,88″ z. d.

Portugalsko Barbier & Bénard 1897 Tři panely hyperradiální čočky demontovány v roce 1985. Jeden panel v muzeu majáku Santa Marta v Cascais, dva panely jsou v lisabonském muzeu Direção de Faróis
Bishop Rock   ostrov Scilly

49°52′22,44″ s. š., 6°26′44,52″ z. d.

Velká Británie Chance 1887
Buchan Ness   Boddam, Aberdeenshire

57°28′13,44″ s. š., 1°46′28,2″ z. d.

Velká Británie Chance 1910
Bull Rock   ostrov Dursey

51°35′31,2″ s. š., 10°18′3,6″ z. d.

Irsko Barbier 1888
Cabo de São Vicente   Mys svatého Vincence

37°1′23,16″ s. š., 8°59′45,96″ z. d.

Portugalsko Barbier & Bénard 1906
Cap d'Antifer   La Poterie-Cap-d'Antifer

49°41′0,6″ s. š., 0°9′55,44″ v. d.

Francie F. Barbier 1894 Odstraněna 29. srpna 1944,
Cape Race   mys Race

46°39′31,32″ s. š., 53°4′25,68″ z. d.

Kanada Chance 1907
Dondra Head   Dondra Head

5°55′16,68″ s. š., 80°35′38,76″ v. d.

Srí Lanka Chance 1888
Fair Isle North   Fair Isle

59°33′7,56″ s. š., 1°36′35,28″ z. d.

Velká Británie Barbier 1892
Flannan Isles   Flannan Isles

58°17′17,16″ s. š., 7°35′16,44″ z. d.

Velká Británie Henry-Lepautre 1899
Great Basses Reef   Southern Province

6°10′55,56″ s. š., 81°28′58,8″ v. d.

Srí Lanka Chance 1888
Hyskeir   Hyskeir

56°58′9,84″ s. š., 6°40′49,44″ z. d.

Velká Británie Chance 1904
Kinnaird Head   Kinnaird Head

57°41′51,72″ s. š., 2°0′14,04″ z. d.

Velká Británie Chance 1902
Little Basses Reef   Southern Province

6°24′26,28″ s. š., 81°43′48,72″ v. d.

Srí Lanka Chance 1888
Makapuu Point   Oahu

21°18′35,64″ s. š., 157°38′58,92″ z. d.

USA Barbier 1887 Stále na místě a v provozu. V roce 2008 oprava.[6]
Manora Point   Manora

24°47′38,04″ s. š., 66°58′39″ v. d.

Pákistán Chance 1908
Mew Island   ostrovy Copeland

54°41′54,96″ s. š., 5°30′48,96″ z. d.

Velká Británie Barbier 1928 V roce 2014 byla vyjmuta, zrenovována a přemístěna do Titanic Quarter v Belfastu jako turistická atrakce známá jako Great Light (Velké světlo).
Nólsoy   Nólsoy

61°57′26,28″ s. š., 6°36′52,56″ z. d.

Faerský ostrov Barbier 1893
Orfordness   Orford Ness

52°5′2,04″ s. š., 1°34′27,12″ v. d.

Velká Británie Chance 1908
Pakri   Pakri

59°23′14,64″ s. š., 24°2′15,72″ v. d.

Estonsko Barbier 1889 Během druhé světové války v roce 1941 byl maják značně poškozen a čočka ztracena.
Pladda   Pladda

55°25′30,36″ s. š., 5°7′6,24″ z. d.

Velká Británie Chance 1901
Round Island   Scilly

49°58′44,4″ s. š., 6°19′23,16″ z. d.

Velká Británie Chance 1888 Odstraněna v roce 1966
Rua Reidh   Wester Ross

57°51′31,68″ s. š., 5°48′42,12″ z. d.

Velká Británie Chance 1909
Santa Marta   Laguna

28°36′11,88″ j. š., 48°48′47,88″ z. d.

Brazílie Barbier 1891
Spurn Point   Spurn

53°34′44,04″ s. š., 0°7′5,88″ v. d.

Velká Británie Chance 1895
Sule Skerry   Sule Skerry

59°5′4,92″ s. š., 4°24′26,28″ z. d.

Velká Británie Barbier 1895
Tory Island   ostrov Tory

55°16′22,8″ s. š., 8°14′56,4″ z. d.

Irsko Chance 1887

Mesoradiální čočky se dochovaly na dvou majácích v Brazílii a obě jsou v provozu.

Mesoradiální čočky
maják obrázek lokace

souřadnice

země výrobce rok poznámky
Abrolhos   ostrov Santa Bárbara – Abrolhos

17°57′48″ j. š., 38°41′30″ z. d.

Brazílie BBT[7] 1898
Ilha Rasa   Guanabara

23°3′50,11″ j. š., 43°8′45,31″ z. d.

Brazílie Barbier & Bénard[2] nebo Lepaute et Sautter & Lemonnier[8][9] 1909

Poznámky

editovat
  1. Mezoradiální čočka měla ohniskovou vzdálenost 1125 mm

Reference

editovat

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Hyperradiant Fresnel lens na anglické Wikipedii.

  1. a b c d e f Hyper-Radial Lenses by Thomas Tag | US Lighthouse Society. uslhs.org [online]. [cit. 2022-08-23]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2020-10-29. 
  2. a b c d e f g h i j Sentinelles des Mers. detienne.net [online]. [cit. 2022-08-24]. Dostupné online. 
  3. a b WIGHAM, Jonathan P. John Richardson Wigham 1829-1906. S. 21–22. Beam [online]. 2012-03-12 [cit. 2022-08-23]. Roč. 35, s. 21–22. Dostupné v archivu pořízeném z originálu. 
  4. Bullseye lens part from Buchan Ness Lighthouse. Go Industrial [online]. [cit. 2022-08-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  5. Part of a prism from Flannan Isle. Go Industrial [online]. [cit. 2022-08-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. Lighthouse Restoration. KEER GLASS FOUNDRY [online]. [cit. 2022-08-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  7. farol abrolhos. faroisbrasileiros.com.br [online]. [cit. 2022-08-25]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2022-07-06. 
  8. farol ilha rasa. faroisbrasileiros.com.br [online]. 2016-03-09 [cit. 2022-08-25]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu. 
  9. Centro de Auxílios à Navegação Almirante Moraes Rego Marinha do Brasil. www.marinha.mil.br [online]. [cit. 2022-08-25]. Dostupné online. 

Externí odkazy

editovat