フレネル・レンズ

**問題**。

（——**灯台の光を、**遠くへ、届けたい**。

**方法**。

〈**（1）**反射鏡**（catoptric）。

**——**放物面の鏡を、**光源の後ろに、置く**。

**——**そして、**それを、複数、並べる**。

**〈——18世紀後半から、使われた。**

**——問題。**

**——鏡が、**光を、吸う**（当時の銀メッキで、反射率は、**六割程度**）。**

**——そして、**放物面から外れた光は、**逃げる**。〉**

**（2）**レンズ**（dioptric）。

**——**凸レンズで、**束ねる**。

**——**問題**。

**〈——**必要な口径のレンズは、**極端に、厚く、重くなる**。**

**——直径1メートルのレンズなら、**中心の厚さが、数十センチ**。**

**——重さ、**数百キロ**。**

**——そして、**厚いガラスは、光を、吸う**。**

**——さらに、**自重で、歪む**。**

**——そして、**冷やすときに、割れる**。〉〉**）

**着想**。

（——**「レンズの、どこが、光を曲げているか」**。

〈**——**表面の、**曲面**である**。

**——**内部の、厚い部分は、**光を、通しているだけ**である**。

**——**そして、**吸っている**。〉

**——**では、**その厚みを、削ればよい**。

**方法**。

〈**（1）**レンズを、**同心円の、輪**に、分ける**。

**（2）**それぞれの輪の、**曲面だけを、残す**。

**（3）**そして、**残りを、削って、**平らな板の上に、並べ直す**。

**——**「階段状の」レンズ**。

**〈——厚さが、**数センチ**で済む。**

**——そして、**光学的な性能は、**元の厚いレンズと、ほぼ同じ**。〉〉**

**先行**。

〈**——**ビュフォン**（1748年）が、**同じ発想を、述べている**。

**〈——一枚のガラスから、**階段状に、削り出す**、という案。**

**——実際に作るのは、極めて、難しい。〉**

**——**コンドルセ**（1773年）も**。

**——**そして、**ブリュースター**（イギリス）が、**同じ頃、独立に、考えていた**。

**——**フレネルが、やったのは、**輪を、別々に作って、組み合わせる**ことである**。

**〈——「作れる」形にした。〉**〉）

**そして、もう一段**。

（——**フレネルは、**さらに、外側に、**プリズムの環**を、置いた**。

〈**——**中央のレンズから、大きく外れた角度へ行く光**は、**レンズでは、拾えない**。

**——**そこに、**断面が三角形の、ガラスの環**を、置く**。

**——**光が、**そこで、屈折し、**内部で全反射し、**そして、水平方向へ、出る**。

**〈「カタディオプトリック」。**

**——屈折と、反射の、両方を使う。〉**

**——**これで、**光源から出る光の、**極めて大きな割合**を、水平方向へ、集められる**。

**〈——反射鏡だけの方式で、**約17%**。**

**——フレネル・レンズで、**約80%以上**、と、当時、計算された。〉**〉）

**等級**。

（——**フレネルが、**大きさの規格**を、定めた**。

〈**——**第一等**——**焦点距離920ミリ、直径約1.8メートル、高さ約2.6メートル**。

**——**そして、**第六等**まで**。

**——**大きいほど、遠くへ届く**。

**〈——第一等は、**主要な岬と、大洋に面した灯台**。**

**——小さいものは、**港と、河口。〉**

**——**この規格が、**世界標準になった**。〉）

**コルドゥアン**。

（**1823年7月25日**。

**——**ジロンド川の河口**（ボルドーの、下流）。

〈**——**コルドゥアン灯台**。

**——**16世紀末に建てられた、**極めて古い灯台**である**。

**〈——「灯台のヴェルサイユ」と呼ばれる、装飾的な塔。**

**——そして、**フランスの現役の灯台で、最も古い**。**

**——2021年、世界遺産。〉**

**——**そこに、**フレネルの第一等レンズ**が、据えられた**。〉

**結果**。

〈**——**光の届く距離が、**倍以上になった**、とされる**。

**——**そして、**燃料の消費が、減った**。

**〈——同じ明るさを、**少ない油**で、得られる。〉**〉

**——**そして、**十年で、**フランス中の灯台が、これに切り替わった**。〉）

**普及と、抵抗**。

（——**イギリスは、**遅れた**。

〈**——**トリニティ・ハウス**（灯台を管理する組織）が、**反射鏡の方式に、固執した**。

**——**理由**。

**〈——**「フランスのものである」**。**

**——そして、**既存の設備への投資**。〉**

**——**1830年代から、**次第に、導入された**。〉

**アメリカ**。

〈**——**さらに、遅れた**。

**——**灯台の管理者**スティーヴン・プレザントン**（財務省の役人）が、**費用を理由に、拒み続けた**。

**〈——彼は、灯台の予算を、**極端に切り詰めることで、評価されていた**。**

**——そして、アメリカの灯台は、**「世界で最も、質の悪いもの」**として、船乗りに、悪名高かった。〉**

**——**1852年、**灯台局が、設置され、**方針が、変わった**。

**——**そして、**南北戦争で、**南軍が、レンズを、外して隠した**。

**〈——北軍の船が、使えないように。**

**——戦後、多くが、見つかった。**

**——そして、いくつかは、失われた。〉**〉）

**フレネル**。

（——**彼は、**土木技師**である**。

〈**——**灯台の仕事は、**「灯台委員会」の委員**としての、公務である**。〉

**そして、**彼の本業は、**光の理論**である**。

〈**——**光は、**波である**。

**——**そして、**横波である**（進行方向に、垂直に振動する）。

**——**それを、**数学で示した**。

**〈——当時、**ニュートン以来の粒子説**が、主流である。**

**——そして、フランス学士院の懸賞論文（1819年）で、**

**——審査員のポアソンが、**フレネルの理論に、反例を、突きつけた**。**

**「この理論によれば、**円盤の影の中心に、明るい点ができる**はずである。**

**……**そんな馬鹿なことは、ありえない」**。**

**——そして、アラゴが、**実験した**。**

**——点が、あった**。**

**〈「ポアソンの明点」、あるいは「アラゴの明点」。**

**——反証しようとした人の名が、付いている。〉**

**——フレネルが、賞を得た。〉**〉

**1827年7月14日、死去**。**三十九歳**。

〈**——**結核**である**。

**——**死の直前、**ロンドン王立協会が、**ラムフォード・メダル**を、贈った**。

**そして、彼は、こう言ったと伝えられる**。

**「わたしが、最も高く評価する賞賛は、……**もはや、わたしには、意味がない」**（要旨）。〉

**——**エッフェル塔に刻まれた、七十二人の名の一つ**である**。〉）

**そして、いま**。

（——**灯台のレンズとしての役目は、**終わりつつある**。

〈**——**回転する巨大なレンズ**の代わりに、**LEDの点滅**。

**——**そして、**GPS**。

**——**多くの灯台が、**自動化され、あるいは、廃止された**。

**——**外されたレンズが、**博物館と、収集家の手に、渡っている**。〉

**——**しかし、**原理は、あらゆるところにある**。

〈**——**プロジェクターと、映写機の集光**。

**——**自動車のヘッドライトと、テールランプ**。

**——**カメラのフォーカシング・スクリーン**。

**——**そして、**薄いプラスチックの、拡大レンズ**。

**〈——本の栞のような、平たい虫眼鏡。**

**——あれが、フレネル・レンズである。〉**

**——**さらに、**太陽光を集める装置**。〉

**——**「厚みを、削る」**という一つの考えが、**二百年、使われている**。）