מי המציא את העדשה הא-כרומאטית

כפי שניוטון ראה, המכשירים האופטיים הראשונים סבלו מצבעוניות יתר בקצות התמונה.  צבעוניות זו כונתה – עיוות צבע או בלועזית "אברציה כרמאטית".

 

 

ניוטון הבין את הבעייה כשהבין שהאור הלבן נשבר לנרכיביו כאשר עובר דרך מנסרה (וגם עדשה), וכי כל אחד מרכיבי האור, אז עוד לא דברו על אורכי גל ותדרים, נשבר בזווית שונה.

ניוטון טעה באומרו כי אין חשיבות לחומר דרכו עובר האור מבחינת זוויות השבירה השונות של כל אחד ממרכיבי האור.

הפתרון של ניוטון לבעיית האברציה היה שימוש במראות קעורות שמתנהגות כמו עדשות מבחינת ריכוז האור אולם האור לא עוב דרכן ונשבר, אלא מוחזר בלבד ולכן איננו נשבר.

 צ'סטר מור-הול, עו"ד ומשפטן בריטי, שעסק בשעות הפנאי שלו בלימוד וחקר אופטיקה, בדק את ענין הצבעוניות הזאת לעומק. הוא בדק שוב את כתביו של ניוטון וביצע ניסויים בשבירת אור בסוגי זכוכית שונים וגילה כי בזכויות מסוג פלינט וקראון, מרכיבי האור נשברים בצורה שונה!, בניגוד למה שניוטון מתאר. הדבר הביא אותו לתכנון עדשה שתהיה מורכבת משני חלקים, כל אחד מאחת מהזכוכיות המתוארות לעיל. רכיב אחד יהיה עדשה קמורה מזכוכית פלינט, והשני, חצי קור, מזכוכית קרואון.  ע"פ התכנון שלו זוויות השבירה השונות בתכנון הנכון יקרבו מאד את מפגש הקרניים של מרכיבי הצבע השונים.

 

על מנת לממש את הרעיון, וכדי לשמור על סודיות ההמצאה, חתם הול בהחלטה גורלית , חוזים ליצור כל אחד מהמרכיבים על שני אופטיקאים שונים! אדוארד סקארלט וג'ימס מאן. הול לא ידע, כי כל אחד מהם חתם חוזה משני עם אותו! מלטש וממרק עדשות – ג'ורג' באס.

 בשנת 1747, ג'והן דולונד, אז אופטיקאי חובב, כתב מכתב למתמטיקאי המהולל ליאונרד אוילר ובו ביקורת על הצעתו של אוילר כי ניתן לתקן עיוותים אופטיים כרומאטיים וכדוריים בעדשות. שלוש שנים אח"כ ב-1750, כאשר דולונד כבר אופטיקאי מדופלם, החל בנסיונות לפתרון הבעייה, כשהו חוזר ובודק את כתבי ניוטון בספרו "אופטיקה". נסיונותיו אלו הסתכמו בבניית מספר טלסקופים בעלי עיניות מתחלפות, היה שיפור נראה לעיין בתיקון האברציה הכרומאטית, אך עדיין רחוק מלספק. המכשירים היו ארוכים מאוד והעדשות קטנות. כאשר הגדיל את קוטר העדשות (ע"מ לאסוף יותר אור) חזרה הבעיה .

בשנת 1757, עורך דולונד ביקור אצת ג'ורג' באס, כן, שה שליטש את העדשות של צ'סטר הול. באס, שהבין "במקרה" כי יש התאמה בין שתי העדשות שהוזמנו ממנו על ידי אנשים שונים, ומכאן גם שצ'סטר מור הול מחזיק בפתרון לבעיית האברציה הכרומאטית, סיפר על כך לדולונד. לולונד ערך מספר ניסויים עם זכוכיות פלינט וקרואון בריטיות משופרות. הניסויים הללו תועדו על ידי ג'ימס שורט, והובאו לידיעת החברה המלכותת הבריטית. בנו של ג'והן דולונד, פיטר, האיץ באביו לרשום פטנט על תגליותיו. הפטנט ניתן בשנת 1758, וזמן קצר אחר כך, ניתן לדולונד האב העיטור הגבוה ביותר של החברה המלכותית – מדלית קופלי.

 כדי להבין את גודל ההמצאה, ואת מהות השיפור נגיד רק כי כעת היה ניתן לייצר טלסקופ באורך כמטר אחד עם איכויות אופטיות שר טלסקופ באורך כ-15! מטרים יכול היה לתת.

דולונד נפטר בשנת 1761, הפטנט על שמו הופר לא מעט פעמים על ידי אופטיקאים שונים כמו בנג'מין מרטין, וג'ורג' אדאמס שיצרו טלסקופים "רגילים" ו-אכרומאטיים. להצדקת הפרת הפטנט , טענו אלה, כי סיפורו של צ'סטר מור הול כבר נודע ברבים.

בשנת 1764, הגישו 35 אופטיקאים עצומה לביטול הפטנט. פיטר דולונד נלחם בהם בכל כוחו והצליח לדחות את כל התביעות נגדו. תוקף הפטנט פג ב- 1772.

לזמן מסויים בסוף המאה ה-18 ותחילת המאה ה-19, השם דולונד, הפך לשם נרדף לטלסקופים.

בין האנשים שרכשו את המכשירים היוקרתיים ניתן למנות את:

ליאופולד מוצארט (האבא של… וולפגאנג)

פרידריך הגדול

ג'ימס וק (במסעו לתצפית בטרנזיט של ונוס 1769)

תומס ג'פרסון רכש מכשיר בתמוה ל-10 גיני

האדמירל נלסון (זה מהסיגריות)

 רוב המכשירים לא שרדו עד לתקופתנו. מדי פעם מופיעים בשוק מכשירים שכביכול נוצרו על ידי משפחת דולונד אולם הם מתגלים כמזוייפים והשם שכתוב עלים הוא dolland.

 במאה ה-19, ייצור צינורות מתכת  (גם לטלסקופים) הפך פשוט ומדויק יותר וניתן היה ליצר טלסקופ "מתארך" בין כמה שלבים, כך שבאכסונו יהיה קצר יותר עד כדי כך שיכנס לכיס. וגם יהיה קל ונוח לאחיזה ידנית.

 בשנת 1835, המציא הכימאי הגרמני ג'וסטוס פון ליביג, תהליך אלקטרו-כימי לציפוי זכוכית בשכבה דקיקה של כסף, כך שהפך זכוכית מלוטשת למראה בעלת כושר החזר גבוה וזול יחסית ממתכות מלוטשות ששימשו עד אז לייצור מראות. באותו זמן גם העדשות הא-כרומאטיות קיבלו שיפור ניכר על ידי חברו של פון-ליביג, קארל-אוגוסט פון שטינהל מחד ויוזף פון פרנהופר מאידך. שניהם פתחו טכנולוגיות לייצור תרכובות זכוכיות טובות יותר וגיאומטריה משופרת שהקטינה את האברציה עד למינימום.

בסדרה של ניסויים מתוכננים היטב, שבוצעו על ידי אוטו שוט, פותחו סוים חדשים של זכוכיות פלינט וקרואון, ששינו את פני האופטיקה של אותם זמנים. בהמשך הומצאה על ידו גם זכוכית הבורו-סיליקאט העמידה בחום שהוותה את הבסיס ליצירת המראות הגדולות של אותו הזמן.

שוט גוייס לעבוד במפעלי קארל צייס ביינה והודות לתגליותיו גדל מבחר המכשירים שיצרה החברה עד למאוד גם בתחום הטלסקופים. עד אז התרכזה צייס בייצור מקרוסקופים בעיקר.

בשנת 1886, מצא, ארנסט אבה, הגאון התורן במפעלי קארל צייס, כי זכוכית (צלולה מאוד) מסוג קלציום-פלואוריט, כאשר מחוברת עם שני מרכיבים נוספים של עדשה א-כראומאטית, ומתוכננת כראוי, יוכלו לגרום לכך שכל שלושת צבעי היסוד, אדום, ירוק וכחול, יפגשו באותו מישור מוקד באותו הזמן. אבה קרא לעדשה זו (פרי המצאתו) עדשה אפו-כרומאטית. המצאה זו הפכה את עדשות צייס לייחודיות והם נחשבו למובילים בעולם בתכנון ויצור של טלסקופים ומיקרוסקופים. המצאות אלה אישרו תגליות גדולות במדעי החיים והרפואה וקידמו את האנושות.

 

סגירת תפריט