科普仪器菲涅尔透镜的原理

我们小时候肯定玩过放大镜，用它观察细微之处，在阳光下可以聚光点燃纸张。今天我们来聊的这台科普仪器菲涅尔透镜一样有这样的功能，不过它像放大镜那般厚重。

菲涅尔透镜，又称螺旋透镜，是由聚乙烯材料制成，也可用玻璃。透镜不像放大镜一样是固定的圆形，镜面表面一侧是光面，一侧刻录着由小到大的同心圆。纹理是根据材质对光的干涉及绕射，通过科学依据所设计。由法国物理学家奥古斯汀.菲涅尔于1822年，引用到灯塔透镜系统所发明。后因菲涅尔透镜在灯塔应用上效果显著，后在欧洲地区广泛应用。

菲涅尔透镜原理也十分简单，镜面凹凸一侧的顶端曲面拼接在一起，等同于同等宽度的凸透镜。也就是菲涅尔透镜连续表面“塌陷”到一个平面上，刨面观察两侧相对的锯齿形凹槽形成，中心部分为椭圆型弧线。每个凹槽的角度与相邻凹槽角度不同，但光线将集中一处，形成中心聚焦点。其优势是相对凸透镜节约了大量材料，并能达到相同的聚光效果。目前多应用于进度要求较低的场合，薄膜放大镜，红外探测器等。由于其特殊的光学原理，甚至有达人将使用玻璃所制作成，通过光线的折射特殊性，一侧透过菲涅尔透镜是看不到另一面部分物体的，能有一种消失了的感觉。

我国自上世纪70年代深入研究菲涅尔透镜在太阳能装置的应用，能让平板对于不同方向的光线都能高效吸收，并能吸收散射光，不需要像传统太阳能那样需要跟踪太阳位置。科技总是如此不断改善人类的应用技术，提升能源利用，改善生活质量。科技的进步需要一代代传承，科普教育尤为重要。带着孩子走进科技馆或者将科普仪器带进学堂，让学生对知识不仅仅提留在文字信息的记忆上。让知识在科普仪器中生动起来，并种下一颗传承的种子。【文：李振坡】