Schaut euch durch die Linse an!
WORUM GEHT ES?
Die Fresnellinse steht frei im Raum. Zwei Besucher stehen sich vor und hinter der Linse gegenüber und sehen sich wie durch eine Lupe vergrößert. Ein einzelner Besucher, der durch die Fresnellinse schaut, sieht den Raum hinter der Linse kopfstehend.
WARUM IST DAS SO?
Die Fresnellinse unterscheidet sich hinsichtlich ihrer Abbildung nicht von einer gewöhnlichen Sammellinse, wie man sie z.B. von einer Lupe kennt: Vergrößerung in der Nähe und kopfstehendes Bild in der Ferne.
Die um 1822 von dem französischen Physiker Augustin Jean Fresnel erfundene, nach ihm benannte Linse folgt einem Bauprinzip, das generell Gewicht und Volumen großer Linsen kleiner macht, was sich besonders bei Linsen mit kurzer Brennweite auswirkt, die in normaler Form sehr dick und schwer sind.
Die Verringerung des Volumens geschieht bei der Fresnellinse durch eine Aufteilung in ringförmige Bereiche. In jedem dieser Bereiche wird die Dicke verringert, so dass die Linse eine Reihe ringförmiger Stufen erhält. Da Licht nur beim Passieren der Linsen-Oberflächen gebrochen wird, ist der Brechungswinkel nicht von der Dicke, sondern nur von dem Winkel zwischen den beiden Oberflächen abhängig. Die Linse behält ihre Eigenschaften und ihre Brennweite bei, aber leider wird die Abbildungsqualität durch die Stufenstruktur verschlechtert.
Alltagsbezug
Da eine Fresnellinse den Vorteil hat, ein geringes Bauvolumen zu haben, dadurch geringes Gewicht, aber den Nachteil der relativ geringen Abbildungsqualität, wird sie dort eingesetzt, wo genau diese Bedingungen zutreffen.
In Leuchttürmen hat man eine punktförmige Lichtquelle, die einen gebündelten Lichtstrahl möglichst weit im Umkreis schicken soll. Dazu dient ein System aus Spiegeln und Linsen, das sich um diese Lichtquelle dreht. Wären die Linsen massiv, wären sie nicht nur in der Herstellung sehr teuer, sie wögen auch viel zu viel, die ganze Vorrichtung würde zu schwer. Bei einem Leuchtturm kommt es andererseits nicht darauf an, die Lichtquelle möglichst scharf und genau abzubilden, damit ist eine Fresnellinse ideal.
Ähnliches gilt für die Funktion in Projektoren und Tageslichtschreibern.
Da die Fresnellinsen auch in Kunststoff als Folie sehr preiswert herzustellen sind, werden sie oft auch als Linse in Rückfenstern von z.B. Campingbussen eingesetzt. Die Bildqualität reich aus, um zu erkennen, ob sich jemand im toten Winkel hinter dem Fahrzeug befindet.