Горящее стекло
или Горящее стекло горящая линза — это большая выпуклая линза , которая может концентрировать солнечные лучи на небольшой площади, нагревая эту область и, таким образом, приводя к возгоранию открытой поверхности. Горящие зеркала достигают аналогичного эффекта, используя отражающие поверхности для фокусировки света. Их использовали в химических исследованиях XVIII века для сжигания материалов в закрытых стеклянных сосудах, где продукты сгорания можно было улавливать для анализа. Зажигательное стекло было полезным приспособлением в те времена, когда еще не было легко добиться электрического зажигания.
Историческое развитие: от легенды к науке
[ редактировать ]
Технология выжигания стекла известна с античных времен, как ее описали греческие и римские писатели, зафиксировавшие использование линз для разжигания огня в различных целях. [1] Плиний Старший отметил использование стеклянных ваз, наполненных водой для достаточной концентрации солнечного тепла, чтобы воспламенить одежду, а также выпуклых линз, которые использовались для прижигания ран. [2] Плутарх упоминает горящее зеркало, сделанное из соединенных треугольных металлических зеркал, установленное в храме весталок . Аристофан упоминает о горящей линзе в своей пьесе «Облака» (424 г. до н.э.). [3]
Стрепсиады. Видели ли вы когда-нибудь у аптекаря красивый прозрачный камень, которым можно разжечь огонь?
Говорят, что эллинистический греческий математик Архимед использовал зажигательное стекло в качестве оружия в 212 году до нашей эры, когда Сиракузы были осаждены Марком Клавдием Марцеллом из Римской республики . был Предполагалось, что римский флот сожжен, но в конце концов город был взят, а Архимед был убит. [4]
Легенда об Архимеде послужила поводом для значительного количества исследований по сжиганию очков и линз вплоть до конца 17 века. Различные исследователи от средневекового христианского мира до исламского мира работали с зажигательными стеклами, в том числе Антемий Траллесский (6 век нашей эры), Прокл (6 век; [5] который таким образом якобы уничтожил флот Виталиана , осаждавшего Константинополь ), Ибн Сахля в его «О горящих зеркалах и линзах» (10 век), Альхазена в его «Книге оптики» (1021), [6] Роджер Бэкон (13 век), Джамбаттиста делла Порта и его друзья (16 век), Афанасий Кирхер и Гаспар Шотт (17 век), а также граф де Бюффон в 1740 году в Париже.
В то время как эффекты камеры-обскуры были упомянуты греческим философом Аристотелем в 4 веке до нашей эры, современные китайские моисты Китая периода Воюющих царств , составившие « Мози», описали свои эксперименты с горящими зеркалами и камерой-обскурой . [7] Спустя несколько десятилетий после того, как Альхазен описал камеру-обскуру в Ираке, династии Сун китайский государственный деятель Шэнь Го, четко описал взаимосвязь фокуса вогнутого , зеркала точки горения и камеры-обскуры как отдельных радиационных явлений. тем не менее, был первым, кто в своем сне Очерки бассейна (1088). [8] К концу 15 века Леонардо да Винчи стал первым в Европе, кто сделал аналогичные наблюдения относительно фокусной точки и точечного отверстия. [9]
Выжигающие линзы использовались в 18 веке Джозефом Пристли и Антуаном Лавуазье в своих экспериментах по получению оксидов, содержащихся в закрытых сосудах при высоких температурах. К ним относятся углекислый газ при сжигании алмаза и оксид ртути при нагревании ртути . Эксперименты такого типа способствовали открытию Пристли « дефлогистированного воздуха », который после исследований Лавуазье стал более известен как кислород. [10]
Глава 17 книги Уильяма Бейтса » 1920 года «Совершенное зрение без очков , в которой автор утверждает, что наблюдение за солнцем полезно для людей с плохим зрением, включает в себя фигуру человека, «фокусирующего солнечные лучи на глазах пациента с помощью Средство зажигательного стекла». [11]
Горящая линза великого герцога Тосканы использовалась сэром Хамфри Дэви и Майклом Фарадеем для сжигания алмаза в кислороде 27 марта 1814 года.
Использовать
[ редактировать ]Война: со времен легенды об Архимеде
[ редактировать ]Первая история, похожая на историю о горении стекла, принадлежит Архимеду с целью войны в 212 году до нашей эры. Когда Сиракузы были осаждены Марком Клавдием Марцеллом, римский флот якобы был сожжен с помощью не стекла как такового, а вогнутого зеркала из латуни, фокусирующего солнечный свет. Независимо от того, произошло ли это на самом деле, в конце концов город был взят, а Архимед был убит. [12]
В 1796 году, во время Французской революции и через три года после объявления войны между Францией и Великобританией, физик Этьен-Гаспар Робер встретился с французским правительством и предложил использовать зеркала для сжигания вторгшихся кораблей британского королевского флота . Они решили не принимать его предложение. [13]
Бытовое использование: примитивное разведение огня.
[ редактировать ]
Горящие очки (часто называемые огненными линзами ) до сих пор используются для разжигания огня на открытом воздухе и в примитивных условиях. [14] Большие горящие линзы иногда имеют форму линз Френеля , похожих на маяка . линзы [15] в том числе для использования в солнечных печах . [16] Солнечные печи используются в промышленности для получения чрезвычайно высоких температур без необходимости использования топлива или больших запасов электроэнергии. Иногда они используют большой параболический массив зеркал (некоторые объекты имеют высоту в несколько этажей), чтобы сфокусировать свет до высокой интенсивности.
Религия: священный огонь
[ редактировать ]В различных религиях зажигательное стекло используется для зажигания священного огня .
С VII по XVI века христиане использовали зажигательное стекло для зажигания пасхального огня во время пасхального бдения . Так, святой Бонифаций объяснил папе Захарию , что он добыл новый огонь Великой субботы с помощью хрустальной линзы, концентрирующей лучи солнца. Этот процесс также упоминался в литургических книгах до римского папы 1561 года. [17]
В Камбодже зажигательное стекло также использовалось с древних времен для кремации королей и совсем недавно для похорон короля Сианука . Крематорий короля традиционно готовится бакинским брахманом из Королевского дворца в последний день недельных похорон. Небольшие кусочки ароматного дерева агара помещают под увеличительное стекло до тех пор, пока оно не загорится. Древесина накаливания используется для зажигания свечей и передачи огня участникам, которые обычно забирают зажженные свечи домой. [18]
Спорт: зажигаем олимпийский огонь
[ редактировать ]Олимпийский факел , который проносят по стране-организатору Олимпийских игр , зажигается от зажигательного стекла на месте древней Олимпии в Греции . [19]
Популярная культура: попытки проверки
[ редактировать ]Было проведено несколько реальных тестов для оценки достоверности описанной выше легенды об Архимеде. на протяжении веков, включая испытание графа де Бюффона (около 1747 г.), задокументированное в статье под названием «Изобретение De Miroirs Ardens, Pour Brusler на Une Grande Distance», и эксперимент, проведенный Джоном Скоттом, что было задокументировано в статье 1867 года. [20] В 1973 году греческий ученый доктор Иоаннис Саккас, задаваясь вопросом, действительно ли Архимед мог использовать «зажигающее стекло», чтобы уничтожить римский флот в 212 году до нашей эры, выстроил в ряд около 60 греческих моряков, каждый из которых держал продолговатое зеркало, наклоненное для улавливания солнечных лучей. и направьте их на деревянный корабль на расстоянии 160 футов. Корабль сразу загорелся. Саккас сказал, что после эксперимента у него не осталось сомнений в том, что великий изобретатель мог использовать бронзовые зеркала, чтобы затопить римлян. [21]
Однако учет условий боя делает такое оружие непрактичным, а современные испытания опровергают подобные утверждения. Эксперимент был проведен группой Массачусетского технологического института в 2005 году. Они пришли к выводу, что, хотя теория верна для стационарных объектов, зеркала вряд ли смогут сконцентрировать достаточно солнечной энергии , чтобы поджечь корабль в бою. условия. [22] Подобные эксперименты были проведены в научно-популярном телешоу «Разрушители мифов» в 2004 , 2006 и 2010 годах , в результате чего были получены аналогичные результаты, основанные на предпосылках противоречивого мифа.
Однако в эпизоде «Инженерных связей» Ричарда Хаммонда , касающемся обсерватории Кека (стекло рефлектора которой основано на зеркале Архимеда), успешно использовалось изогнутое зеркало гораздо меньшего размера, чтобы сжечь деревянную модель, хотя уменьшенная модель не была сделана из то же качество материалов, что и в проекте «Разрушители мифов» . [23] [24]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Шервуд, Эндрю Н.; Николич, Милорад; Хамфри, Джон В.; Олесон, Джон П. (2019). Греческие и римские технологии: сборник переведенных греческих и римских текстов . Рутледж . п. 25. ISBN 978-1138927896 .
- ^ Планцос, Димитрис (1997). «Кристаллы и линзы в греко-римском мире». Американский журнал археологии . 101 (3): 451–464. дои : 10.2307/507106 . JSTOR 507106 . S2CID 193082510 .
- ^ Аристофан. «Облака» . Архив интернет-классики . Дэниел С. Стивенсон, Web Atomics . Проверено 21 февраля 2018 г.
- ^ Мейер, Фик (1986), История мореплавания в классическом мире, Routledge, ISBN 978-0-7099-3565-0
- ^ Хоун, Уильям (1857). Настольная книга: или Ежедневный отдых и сведения о замечательных людях, манерах, временах, временах года, торжествах, развлечениях, древностях и новинках, составляющие полную историю года . Лондон: Уильям Тегг и компания. 813.
- ^ Рошди Рашед (1990), «Пионер в анакластике: Ибн Сахл о горящих зеркалах и линзах», Isis 81 (3), стр. 464–491 [464–468].
- ^ Нидэм, Джозеф. Наука и цивилизация в Китае, том. IV, часть 1: Физика и физические технологии (PDF) . п. 98. Архивировано из оригинала (PDF) 3 июля 2017 года . Проверено 5 сентября 2016 г.
- ^ Нидэм, Джозеф. Наука и цивилизация в Китае, том. IV, часть 1: Физика и физические технологии (PDF) . стр. 97–99. Архивировано из оригинала (PDF) 3 июля 2017 года . Проверено 5 сентября 2016 г.
- ^ Нидэм, Джозеф. Наука и цивилизация в Китае, том. IV, часть 1: Физика и физические технологии (PDF) . п. 99. Архивировано из оригинала (PDF) 3 июля 2017 года . Проверено 5 сентября 2016 г.
- ^ Джозеф Пристли, Эксперименты и наблюдения за различными видами воздуха , том 2 (1776 г.)
- ^ Бейтс, Уильям Х. (1920). «Глава 17: Зрение в неблагоприятных условиях полезно для глаз» . Идеальное зрение без очков . Нью-Йорк: Central Fixation Publish Co., стр. 183–197. ISBN 88-900756-3-5 .
- ^ Мейер, Фик (1986), История мореплавания в классическом мире, Routledge, ISBN 978-0-7099-3565-0
- ^ Бернс, Пол. « История открытия кинематографии: Глава шестая, 1750–1799 ». По состоянию на 29 июля 2007 г.
- ^ «Огненное стекло» . Primitivefire.com . Проверено 18 декабря 2012 г.
- ^ Джордж А. Макбет (1914). «Линзы Маяка Хауса» . Труды Общества инженеров Западной Пенсильвании . 30 : 245.
- ^ HP Гарг, Дж. Пракаш (2000). Солнечная энергетика: основы и применение . Тата МакГроу-Хилл Образование. п. 305. ИСБН 9780074636312 .
- ^ де Вилье, Анри (30 марта 2021 г.). «Реформа Страстной недели 1955 года – Часть 7 – Пасхальное бдение» . Официальный сайт Schola Sainte-Cécile (на французском языке) . Проверено 26 апреля 2021 г.
- ^ «Король и королева-мать предлагают огонь Его Величеству Королю» . Радио Свободная Азия . Архивировано из оригинала 26 апреля 2021 г. Проверено 26 апреля 2021 г.
- ^ «История эстафеты Олимпийского огня» . Олимпийские игры 2012 года в Лондоне. Архивировано из оригинала 19 июля 2012 года . Проверено 27 ноября 2012 г.
- ^ черепа в звездах (07.02.2010). «Разрушители мифов были пойманы — на 130 лет! (Луч смерти Архимеда)» . Черепа в звездах . Проверено 7 декабря 2022 г.
- ^ «Архимед и его горящие зеркала: реальность или фантазия?» . www.mlahanas.de . Проверено 7 декабря 2022 г.
- ^ «2.009 Процессы проектирования изделий: Архимед» . Архивировано из оригинала 12 декабря 2017 г. Проверено 5 декабря 2009 г.
- ^ Ричард Хаммонд Engineering Connections S01E03 - Обсерватория дальнего космоса - Кек, Гавайи , получено 7 декабря 2022 г.
- ^ Меткалф, Ник (23 декабря 2010 г.), Deep Space Observer , Engineering Connections , получено 7 декабря 2022 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Темпл, Роберт. Кристальное Солнце , ISBN 0-7126-7888-3 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с горящими очками, на Викискладе?
