Статья по физике «Когда появились линзы?»

Пояснительная записка

В условиях дистанционного обучения школьников важно, на мой взгляд, поддерживать интерес детей к самостоятельно, по сути, осваиваемой теме. В восьмом классе эта тема - оптика. Тема интересна еще и тем, что позволяет рассказывать детям об истории  открытий, создания различных оптических устройств. Поэтому предлагаю учащимся статью - знакомство с историей появления линзы - оптического устройства, которым человечество польется тысячелетия.

Когда появились линзы?

Одним из важнейших органов человека является орган зрения, с помощью которого мы можем любоваться красотами окружающего мира и звёздного неба, различать цвета и оттенки, оценивать размеры тел и расстояния до преграды.

Природа распорядилась так, и деятельность человека даже юного возраста способствует тому, что зрение у людей может иметь отклонения от нормы: близорукость и дальнозоркость, астигматизм и дальтонизм–вот лишь некоторые проблемы, решение которых требует дополнительных «устройств» для человека. Lentil–чечевица: так переводится с латинского названия слово линза. Линзы–это слово знакомо даже детворе, потому что с её помощью можно решать различные оптические проблемы. Когда появились эти оптические приборы? Какие вещества использовались в качестве устройств, преломляющих свет? Об этом можно узнать, прочитав статью.

Известно ли вам, что уже в 424 году до н.э в трактате Аристофана «Облака» появилось письменное упоминание о линзах–зажигательном стекле? В трудах Плиния Старшего упоминается о том, что в Римской империи в древние века мастерами линзы использовались для аутентификации оттисков, а Нерон наблюдал за гладиаторскими боями через кристалл изумруда. Ученые мужи уже в те далекие времена описали увеличительный эффект, который получали с помощью стеклянного шара, заполненного водой.[1]

Раскопки в шведском Фреджеле поселения викингов XI-XII веков дали археологам артефакты–линзы из горного хрусталя, изготовленные с помощью средневековых станков, и предназначенные для зажигания огня.

Анализ качества изображений, получаемых с помощью этих линз, сопоставим с результатами линз, созданных в середине двадцатого века.

В Европе линзы стали активно использоваться после изобретения в XIII веке очков, тогда же было положено начало оптической промышленности, ведь шлифовка и полировка линз для очков была необходима.

В те времена еще не было возможностей для экспериментального изучения свойств линз, они появлялись на фабриках по изготовлению очков на основе эмпирических знаний и наблюдений. Практика и стала основой для изобретения оптического микроскопа в 1595 году и преломляющего телескопа в 1608 году.

После изобретения этих оптических приборов в XVII-XVIII веках началось время исправления дефектов в формах поверхности линз, хроматических (цветовых) ошибок и экспериментов с фокусировкой падающих на линзу лучей. Новые знания послужили формированию основ оптической теории о преломлении, привели к изобретению в 1733 году в Англии составной ахроматической линзы.[1]

Роберт Темпл – всемирно известный специалист по древним линзам, утверждает, что многие древние украшения, найденные археологами и хранящиеся в музеях, в действительности предназначались для улучшения видимости отдалённых или очень маленьких предметов, фокусировки солнечных лучей для получения огня и даже для ориентации в пространстве.[2]

Изучение таких находок специалистами позволяет утверждать, что в древности люди владели утерянными ныне оптическими технологиями. Еще в 1895 году Карл Ситтл–немецкий искусствовед, приводил факты использования древними римскими резчиками оптических средств увеличения. Это портрет Плотины Помпеи, жившей в первом веке новой эры, на камне диаметром всего 6 миллиметров. Древнеримский ремесленник-художник Каликрат изготовил модели таких крошечных размеров муравьев, а Мирмекид - повозку с четырьмя лошадьми и корабль, что каждый из них может спрятаться под крылышком мухи – эти творения, описанные в «Естественной истории» Плиния, не могли быть изготовлены без специальных оптических приспособлений.

В Британском музее, в отделе древностей западной Азии хранится уникальная линза, которую обнаружил в 1849 году Остин Генри Лэйард в иракском городе Нимруде. Эта линза – один из предметов, принадлежавших ассирийскому царю Саргону, который жил и правил в VII веке до н.э.

Эта линза - предмет из горного хрусталя, эллипсовидной формы, толщиной 5 миллиметров, длиной 42 и шириной 34,3 миллиметра. Считается, что у этой линзы была тщательно пригнанная к хрусталю золотая оправа, которую, увы, сумели похитить при раскопках.

Удивительно то, что линза Лэйарда – словно современная плоско-выпуклая линза, с различной диоптрической градуировкой (от 4 до 7 дптр) на разных участках, обладавшая совершенной прозрачностью и вырезанная в форме торроида с многочисленными прорезями на плоской части поверхности, которая использовалась для коррекции астигматизма – нарушения зрения, при которых изменяются сферичность роговицы или хрусталика, их преломляющие свойства.

Линза Лэйарда

Проще говоря, эта древняя линза имеет уровень сложности конструкции, сопоставимый с современной высококачественной линзой. Но изготовить такую линзу без высокоточных приборов и современных технологий невозможно и в XXI веке, как же это сумели сделать мастера два с половиной тысячелетия назад!? Удивление вызывает и то, что размеры линзы сопоставимы с размерами глазного яблока, они совпадают по параметрам с одним из стандартов на контактные линзы.

В музее Каира хранится линза, датированная III веком до н.э., круглой формы, диаметром 5 мм, увеличение 1, 5. Сотни древних линз были обнаружены при раскопках в странах Скандинавии, на развалинах знаменитого Карфагена было найдено полтора десятка плоско-выпуклых, значит, собирающих, стеклянных линз, среди которых изредка можно встретить линзы из горного хрусталя.[2]

Древние "украшения" - линзы.

Некоторые исследователи хотят видеть в археологических находках следы пребывания в те далекие времена на Земле инопланетных или забытых цивилизаций с высокоразвитыми технологиями, но такие находки-свидетельство эволюции в развитии технологий и естественных наук, в основе которой накопленный эмпирический опыт и знания, пробы и ошибки, озарения и гениальные открытия человечества. Человек, и только он, источник создания чудес, подобных древним линзам, он же и ответственен за их забвение.

Список источников информации

1. История создания линз. Перевод Чугунова А. Режим доступа: http://www.laserportal.ru/content_1080

2. Древние линзы: кто их изготовил? https://paranormal--news-ru.turbopages.org/ h/paranormal-news.ru/news/drevnie_linzy_kto_ikh_izgotovil/2016-02-05-11839.