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HISTÓRIA DA TECNOLOGIA, TECNOLOGIA, OBJETOS AO REDOR DE NÓS
Lente e óculos. História da invenção e produção
Diretório / A história da tecnologia, tecnologia, objetos ao nosso redor Antes de falar sobre a invenção dos óculos, vamos relembrar brevemente o que é uma lente e por que ela pode ser usada para corrigir defeitos visuais. Uma lente é geralmente chamada de corpo transparente delimitado por superfícies esféricas. (Existem lentes em que apenas uma superfície é esférica e a outra é plana. No entanto, uma superfície plana também pode ser considerada esférica se assumirmos que ela tem um raio de curvatura infinitamente grande.)
Uma propriedade bem conhecida de uma lente é sua capacidade de mudar a direção dos raios de luz que incidem sobre ela de uma certa maneira. Por que isso está acontecendo? Mesmo nos tempos antigos, as pessoas notavam que a luz, passando de um meio transparente para outro (por exemplo, do ar para a água ou vidro), muda de direção ou, como dizem, é refratada. Todos podem observar facilmente exemplos de refração da luz. Por exemplo, se mergulharmos um lápis em um copo de água de modo que metade dele esteja na água e metade no ar, e depois olharmos o copo de lado, parecerá que o lápis está quebrado na parte que cai na fronteira do ar e da água. Nas lentes, o feixe é refratado duas vezes, uma vez entrando e saindo pela segunda vez. Alterando a curvatura da lente de diferentes maneiras, diferentes efeitos de refração podem ser alcançados. Assim, algumas lentes podem coletar luz em um ponto, enquanto outras, ao contrário, a dispersam. Além disso, lentes em que o meio é mais espesso que as bordas são convergentes, e aquelas em que o meio é mais fino que as bordas são divergentes.
O ponto no qual os raios de luz convergem após a refração em uma lente convergente é chamado de foco, e a distância do centro da lente ao foco é sua distância focal. Quanto maior a curvatura da lente, ou seja, quanto menor o raio das superfícies esféricas que formam a lente, menor a distância focal. Uma lente divergente também tem seu foco - eles chamam de ponto em que convergem as continuações dos raios espalhados pela lente. A característica mais importante de uma lente, na qual todas as suas propriedades ópticas se baseiam, é a capacidade de focalizar a luz, ou seja, de coletar os raios de luz que emanam de qualquer ponto de volta para um ponto. E como qualquer objeto pode ser imaginado como uma coleção de um número infinito de pontos, a lente cria não apenas uma imagem de qualquer ponto do objeto, mas do objeto inteiro como um todo. No entanto, a imagem na lente não será uma repetição exata do objeto - ela será, em primeiro lugar, invertida e, em segundo lugar, diferirá em tamanho. A razão é que a distância da lente ao objeto e a distância da imagem à lente não são iguais entre si. Se, por exemplo, a distância da lente à imagem for cinco vezes maior que a distância da lente ao objeto, a imagem será cinco vezes maior que o próprio objeto. Isso explica a capacidade bem conhecida de uma lente para ampliar a imagem de um objeto, para torná-lo mais conveniente para visualização. Além disso, quanto maior a curvatura da lente (quanto menor sua distância focal), mais forte ela aumenta. Se, pelo contrário, a distância ao objeto for maior que a distância à imagem, então a imagem é reduzida. Imagens nítidas de objetos são obtidas apenas quando são projetadas em um plano que passa pelo foco da lente e perpendicular ao seu eixo óptico principal (o eixo óptico principal da lente é chamado de linha reta que passa pelos centros das superfícies esféricas limitando a lente). Sabe-se que o olho humano é um sistema óptico. Os raios de luz que entram no olho são refratados na superfície da córnea e do cristalino. A lente é um corpo transparente em camadas, semelhante a uma lente. Um músculo especial pode alterar a forma da lente, tornando-a menos ou mais convexa. Devido a isso, a lente aumenta ou diminui sua curvatura e com ela a distância focal. Em geral, o sistema óptico do olho pode ser considerado como uma lente convergente com distância focal variável que projeta uma imagem na retina. Se o objeto estiver muito distante, a imagem é obtida na retina de um olho normal sem qualquer tensão do músculo do cristalino. Quando o objeto se aproxima, a lente se contrai e a distância focal diminui tanto que o plano da imagem volta a coincidir com a retina. Assim, o olho está em um estado normal (relaxado) quando olha para longe. No entanto, em muitas pessoas, os olhos em estado de relaxamento criam uma imagem de um objeto distante não na retina, mas na frente dela. Como resultado, a imagem de cada ponto do objeto é projetada na retina não como um ponto, mas como um círculo. O assunto está borrado. Essas pessoas não podem ver claramente os objetos distantes, mas veem bem os que estão próximos. Esse defeito visual é chamado de miopia. Uma situação semelhante surge quando a imagem de objetos distantes é obtida atrás da retina. Esse defeito é chamado de hipermetropia. Uma pessoa clarividente vê bem os objetos distantes, mas não consegue distinguir os que estão próximos. Ambas as deficiências são corrigidas com a ajuda de óculos. Se você é míope, precisa de óculos com lentes divergentes. Depois de passar por essa lente, os raios de luz são focados pela lente exatamente na retina. Portanto, uma pessoa míope armada com óculos pode ver objetos distantes, assim como uma pessoa com visão normal. A hipermetropia também é corrigida com óculos, mas apenas com lentes convergentes.
Os óculos, por serem um dispositivo óptico muito simples, trazem às pessoas com deficiência visual um grande alívio no dia a dia. Sem óculos, essas pessoas sentiriam constantemente sua inferioridade e, com miopia ou hipermetropia altamente desenvolvidas, poderiam se encontrar na posição de inválidos. Nas últimas décadas, quando os defeitos visuais (especialmente a miopia) se tornaram extremamente comuns, quase todas as pessoas começam a usar óculos em uma idade ou outra. Portanto, é óbvio que os vidros devem ser classificados entre as maiores invenções técnicas. Embora seu design seja muito simples, os vidros surgiram relativamente tarde - apenas durante a Idade Média, quando aprenderam a produzir vidros de alta qualidade, transparentes e uniformes. Enquanto isso, as pessoas se familiarizaram com as propriedades das lentes muito antes - no início da civilização. Nos tempos antigos, as lentes eram feitas de pedras transparentes - principalmente de cristal de rocha e berilo. Muitas dessas lentes foram encontradas durante escavações no Egito, Grécia, Mesopotâmia e Itália. Várias lentes foram encontradas durante as escavações da lendária Tróia (a idade destas últimas é estimada em cerca de 2500 aC). Uma pequena lente de cristal, feita por volta de 1600 aC, foi encontrada nas ruínas do Palácio de Cnossos, em Creta. As primeiras lentes de vidro, datadas aproximadamente dos séculos V e IV aC, foram encontradas em Sargão (Mesopotâmia). Em tempos mais recentes, as lentes de vidro foram feitas com mais frequência. No entanto, não há uma única menção de que a lente já era usada como instrumento óptico na época. Embora vários trabalhos antigos sobre óptica tenham chegado até nós, nenhum deles relata que as lentes foram usadas para corrigir defeitos visuais. Não há sequer uma única evidência de que as lentes tenham sido usadas como lupa (lupa) ao realizar alguns pequenos trabalhos (por exemplo, fazer gemas), apesar do fato de que a capacidade das lentes de ampliar imagens de objetos era, obviamente, bem conhecido. Mas por que então foram feitas aquelas lentes antigas, discutidas acima? Aparentemente, eles serviram apenas como decoração. Os primeiros óculos apareceram no século XNUMX na Itália. Naquela época, os artesãos de vidro italianos eram considerados os fabricantes de vidro, moedores e polidores mais qualificados do mundo. O vidro veneziano era especialmente famoso, produtos dos quais muitas vezes tinham uma forma muito complexa e intrincada. Processando constantemente superfícies esféricas, curvas e convexas, de vez em quando trazendo-as aos olhos, os artesãos acabaram percebendo as possibilidades ópticas do vidro. A engenhosa ideia de conectar duas lentes com a ajuda de uma armação veio, segundo a lenda, em 1285 ao mestre vidreiro Salvino Armati, de Florença. Ele também estabeleceu a primeira produção de óculos. Nada mais se sabe sobre este homem. No entanto, o dispositivo que ele inventou, que tornou possível suavizar facilmente e rapidamente os defeitos visuais, imediatamente se espalhou. Lentes convergentes e convexas de foco longo foram inseridas nos primeiros óculos e serviram para corrigir a hipermetropia. Muito mais tarde, descobriu-se que com a ajuda dos mesmos óculos, inserindo neles lentes divergentes côncavas, é possível corrigir a miopia. As primeiras descrições de tais óculos pertencem apenas ao século XVI. Autor: Ryzhov K.V.
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