Πώς μπορεί να φανεί το φως από τους φάρους από μίλια μακριά;

Το φως από τους φάρους μπορεί να φανεί από μίλια μακριά λόγω του σχεδιασμού του συστήματος φωτός. Το σύστημα σχεδιάστηκε από τον Augustin Fresnel και χρησιμοποιεί φακούς και ανακλαστήρες για να συλλαμβάνει και να συγκεντρώνει το φως σε ένα συγκεκριμένο σημείο, καθιστώντας το αρκετά ισχυρό. Οι φακοί που χρησιμοποιούνται στο σύστημα είναι πολύ λεπτοί και συλλαμβάνουν περισσότερο φως από μια πηγή φωτός, γεγονός που αυξάνει την ένταση της λάμπας. Η δέσμη φωτός που εκπέμπεται από το σύστημα είναι ορατή σε απόσταση 20 μιλίων (32 χιλιομέτρων).

Οι φάροι αποτελούν αντικείμενο λατρείας και γοητείας για πολλούς ποιητές και αφηγητές για εκατοντάδες χρόνια. Αυτό δεν πρέπει να αποτελεί έκπληξη, καθώς αυτές οι ψηλές, ερημικές κατασκευές της θάλασσας καθοδηγούν πλοία και ναυτικούς εδώ και γενιές, όχι μόνο σε ειρηνικά νερά, αλλά και στις πιο δύσκολες και προκλητικές καταστάσεις.

Συντελεστές:Dominique Lavoie/Shutterstock

Μια ισχυρή δέσμη που εκπέμπεται από έναν φάρο είναι ένα εκπληκτικό βοήθημα πλοήγησης σε πολλά πλοία και βάρκες στη θάλασσα. Έχετε αναρωτηθεί ποτέ τι επιτρέπει στο φως που εκπέμπεται από έναν φάρο να είναι ορατό από ναυτικούς που βρίσκονται πολλά μίλια μακριά; Είναι αυτό ένα μαγικό φως ή υπάρχει κάποιο είδος επιστήμης που ενεργεί πίσω από αυτό;

Τι είναι ο Φάρος;

Ένας φάρος είναι ένα ψηλό κτίριο (συνήθως μια κατασκευή που μοιάζει με πύργο) που περιέχει ένα σύνολο λαμπτήρων και φακών που εκπέμπουν ισχυρές δέσμες φωτός για να βοηθήσουν τη ναυσιπλοΐα στη θάλασσα. Αυτό το φως είναι ορατό σε μεγάλες αποστάσεις και βοηθά στην καθοδήγηση των πλοίων προς το ασφαλές λιμάνι ή μακριά από επικίνδυνους βράχους.

Για να υποστηρίξει την κύρια λειτουργία ενός φάρου, ο οποίος παράγει μια δέσμη φωτός, ένας φάρος περιείχε βαριά και δυσκίνητα συστήματα που εξασφάλιζαν ότι το φως λάμπει μέρα και νύχτα. Επιπλέον, ένας φάρος θα έχει συχνά ένα σκάφος, ένα κτίριο σημάτων ομίχλης, χώρους διαβίωσης για τον φύλακα του συστήματος και ένα σπίτι πετρελαίου.

Κατασκευή φάρου

Αρχαίος Φάρος
(Συντελεστές:Kiev.Victor/Shutterstock)

Λέγεται ότι κανένας δύο φάροι δεν είναι ίδιοι. Παλαιότερα οι φάροι κατασκευάζονταν με τα υλικά που ήταν διαθέσιμα τοπικά και εύκολα, όπως ξύλο, χυτοσίδηρος, τούβλο, πέτρα, σκυρόδεμα και διάφορες άλλες ουσίες. Η κατασκευή ενός φάρου μπορεί επίσης να ποικίλλει σημαντικά. Μερικά είναι χτισμένα στην ξηρά με θέα στο νερό, ενώ άλλα είναι χτισμένα στη θάλασσα σε μικρά κομμάτια βράχων. Τα ύψη μπορεί επίσης να διαφέρουν λίγο. Για παράδειγμα, εάν χτίζετε έναν φάρο σε έναν βράχο που είναι αρκετά ψηλός, δεν χρειάζεται να τον κάνετε πολύ ψηλό, καθώς το ύψος του γκρεμού ήδη αυξάνει το ύψος του φάρου.

Σχεδίαση του συστήματος φωτός

Αυτό μας φέρνει στις πρώτες μας ερωτήσεις, τι κάνει το φως να λάμπει τόσο έντονα;

Συντελεστές:somchaij/Shutterstock

Η λειτουργία ενός φάρου εξαρτάται από την ένταση του φωτός. Ένας Γάλλος εφευρέτης, ο Augustin Fresnel, είχε συμπεράνει ότι το φως ήταν στην πραγματικότητα ένα είδος ενέργειας που ταξιδεύει με τη μορφή κυμάτων (που δεν ήταν κοινώς γνωστό εκείνη την εποχή). Δεδομένου ότι το φως ταξίδευε σε κύματα, ήταν δυνατό να τα κάνουμε να συγκλίνουν σε ένα μόνο σημείο ή να εκτραπούν από ένα συγκεκριμένο σημείο σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Χρησιμοποίησε αυτή την αρχή για να κατασκευάσει φακούς και ανακλαστήρες που ήταν ικανοί να συλλαμβάνουν και στη συνέχεια να συγκεντρώνουν το φως σε ένα συγκεκριμένο σημείο, καθιστώντας το αρκετά ισχυρό.

Συντελεστές:saraporn/Shutterstock

Ο Fresnel κατασκεύασε επίσης φακούς που είχαν υψηλό διάφραγμα και χαμηλή εστιακή απόσταση . Οι φακοί που κατασκεύασε ήταν επίσης πολύ μικρότεροι σε σύγκριση με τους συμβατικούς φακούς που υπήρχαν εκείνη την εποχή (σε ορισμένες περιπτώσεις, τόσο λεπτοί όσο ένα φύλλο γυαλιού). Τέλος, και αυτό που τα κάνει τόσο ξεχωριστά, είναι ότι ένας φακός Fresnel θα μπορούσε να συλλάβει περισσότερο φως από μια πηγή φωτός και έτσι να αυξήσει την ένταση της λάμπας.

Το πρώτο σύστημα φάρων που κατασκεύασε ο Fresnel αποτελούνταν από εξαιρετικά γυαλισμένα πρίσματα και μια σειρά τέτοιων φακών σε ομόκεντρη διάταξη. Οι ακτίνες φωτός που περιέχονται σε αυτό το σύστημα από την πηγή συνδυάστηκαν μαζί (χρησιμοποιώντας τους φακούς) και έτσι η συνδυασμένη ένταση ήταν πολύ μεγαλύτερη από την ίδια την πηγή φωτός.

Η δέσμη φωτός που εκπέμπεται από ένα τόσο έξυπνο σύστημα είναι ορατή σε απόσταση μεγαλύτερη από 20 μίλια (32 χιλιόμετρα) μακριά!

Μετά την εμφάνιση περισσότερων αυτόματων τεχνολογιών, η παρουσία φαροφυλάκων και άλλων πόρων έγινε λιγότερο επιθυμητή, καθώς εμφανίστηκαν αυτόματες εναλλάκτες λαμπτήρων, εξαλείφοντας την ανάγκη για τέτοια παραδοσιακά μέτρα. Ευτυχώς, το υπέροχο σχέδιο που παρουσίασε ο Fresnel εξακολουθεί να εφαρμόζεται σε φάρους σε όλο τον κόσμο και να οδηγεί αμέτρητους ανθρώπους στη θάλασσα μέχρι σήμερα.