Горящее стекло или 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.
Технология выжигания стекла известна с античных времен, как ее описали греческие и римские писатели, которые зафиксировали использование линз для разжигания огня в различных целях. [1] Плиний Старший отметил использование стеклянных ваз, наполненных водой для концентрации солнечного тепла достаточно интенсивно, чтобы воспламенить одежду, а также выпуклых линз, которые использовались для прижигания ран. [2] Плутарх ссылается на 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, с помощью которого 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 . Предполагалось, что римский флот был 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 христианства до исламского мира работали с зажигательными стеклами, в том числе Анфемий Траллский (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), Альхазен в его «Книге оптики» (1021 г.), [6] Роджер Бэкон (13 век), Джамбаттиста делла Порта и его друзья (16 век), Афанасий Кирхер и Гаспар Шотт (17 век) и 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 периода Воюющих царств Китая , составившие « Моцзы» , описали свои эксперименты с горящими зеркалами и камерой-обскурой . [7] Спустя несколько десятилетий после того, как Альхазен описал камеру-обскуру в Ираке, китайский государственный деятель династии Сун Шэнь Го , тем не менее, был первым, кто четко описал взаимосвязь фокуса вогнутого зеркала , точки горения и камеры-обскуры как отдельных радиационных явлений. в его «Очерках бассейна снов» (1088). [8] К концу 15 века Леонардо да Винчи был 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 «Совершенное зрение без очков » 1920 года , 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.
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 это на самом деле или нет, 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]
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 принимают форму линз Френеля , похожих на линзы маяка , [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.
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 понтификала 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 агарового дерева 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]
Олимпийский факел , который проносят по стране-организатору Олимпийских игр , зажигается от горящего стекла на месте древней Олимпии в Греции . [19]
На протяжении веков было проведено несколько реальных тестов для оценки достоверности описанной выше легенды об Архимеде , включая тест графа де Бюффона (около 1747 г.), задокументированный в статье. под названием «Изобретение De Miroirs Ardens, Pour Brusler a Une Grande Distance» и эксперимент Джона Скотта, который был задокументирован в статье 1867 года. [20] В 1973 году греческий учёный 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, наклонённое для ловли. солнечные лучи и направьте их на деревянный корабль, находящийся 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 такое же качество материалов, как и в «Разрушителях мифов» . [23] [24]
СМИ, связанные с горящими очками, на Викискладе?