Augustin-Jean Fresnel: Ljushuvudet som fick fyrens sken att nå ut

2015-09-19 06:00  

TEKNIKHISTORIA. Augustin-Jean Fresnel var ingenjören från Frankrike som fick världens fyrljus att lysa skarpare och nå ut på flera mils avstånd. Det här är berättelsen om Fresnellinsen som blev en revolution i fyrvärlden.

Förr var ljuset från fyrarna en fråga om liv och död för sjömän. Fram till mitten på 1800-talet reflekterades ljuset från oljelamporna med hjälp av en kupad metallspegel. Problemet var att ljuset inte nådde särskilt långt. Bara en bråkdel av ljuset togs till vara. Det var inte längre hållbart i en tid då sjöfarten växte. I Frankrike pågick en diskussion om att förbättra fyrarna. 1811 upprättades en fyrkommission för att hitta en ny lösning.

En av de som bjöds in var den franske fysikern Augustin-Jean Fresnel. Han hade växt upp i ett enkelt hem i Normandie i norra Frankrike, men var känd för sina kunskaper inom ljus och optik och hade forskat i ämnet sen flera år tillbaka. Bland annat hade han nya idéer om ljusets vågnatur och hur ljus kan beskrivas matematiskt. 1819 anslöt han sig till kommissionen.

Fresnel ville använda en lins framför ljuskällan istället för metallspegel bakom den, för att skapa ett skarpare ljus. Det var något som till en början mottogs kyligt eftersom det var ett känt problem att linser var dåliga ljusbrytare, och dessutom för tjocka för att vara hanterliga.

En lins skulle behöva vara stor samtidigt som den hade hög brytkraft och därmed blev ohanterligt tung. Men Fresnel menade att fyren inte bara skulle förses med en lins, utan flera. Då kunde varje lins bli lagom tunn. De skulle monteras tätt intill varandra i en trumma och bilda ett mönster liknande en piltavla.

Fresnellinsen har inte en kontinuerlig yta, utan är uppdelad i en serie koncentriska segment i en cirkel. Linsen får samma kurvatur, men med steg eller "hack" mellan linselementen. På Fresnels tid konstruerades den av separata glasbitar. Senare göts linserna oftast i ett stycke, och i dag kan de även tillverkas i form av plastfilm.

Med den teknik han mödosamt utvecklade under ett par år kunde över 80 procent av ljuset från fyrens ljuskälla tillvaratas, mer än vad de gamla reflektorerna klarade. Samtidigt kunde linsen vara mycket lättare och tunnare än en konventionell av solitt glas. Det innebar också att det gick att få in linser i små utrymmen.

1823 blev fyren Cordouan i sydvästra Frankrike den första i världen att förses med en fresnellins. Utanför Frankrike var Sverige det första land som intresserade sig för fresnellinsen. År 1840 påbörjades konstruktionen av Vinga fyr i Göteborgs skärgård. Ljuset kom från rovoljelampor och förstärktes av en landets första fresnellins.

Uppfinningen spred sig snabbt till fyrhus i hela världen, och blev en standardteknik för fyrbyggen.

Sedan dess har radartekniken ersatt fyrljusens arbete, men fresnellinsen har satt sin prägel på många andra optiska uppfinningar. Den finns i bland annat teaterns spotlights, gamla overheadprojektorer, trafikljus och i vissa bilstrålkastare. Fresnels linsteknik och forskning kring ljusets reflektion används också inom fiberoptiken.

Med plastmaterial kan linserna göras stora, lätta och billiga. Det har lett till tillämpningar för solenergi, där de används för att koncentrera ljus på solpaneler.

Augustin-Jean Fresnel insjuknade i tuberkulos och dog 1827 vid 39 års ålder. Hans gärning som sekreterare för franska fyrkommissionen var det som gjorde honom känd, men idag är det främst hans arbete kring polarisation, reflektion och brytning av ljus som lever kvar. Inte minst används hans ekvationer när man gör renderingar av vatten, på film och i datorspel.

Det här är en artikel från tidningen Teknikhistoria. Prenumerera på den här.

Gilla Ny Teknik och Teknikhistoria på Facebook!

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt