العدسات عادة ما يكون لها سطح كروي أو شبه كروي. يمكن أن تكون مقعرة أو محدبة أو مسطحة (نصف القطر يساوي اللانهاية). لديهم سطحان يمر من خلالهما الضوء. يمكن دمجها بطرق مختلفة لتكوين أنواع مختلفة من العدسات (الصورة موضحة لاحقًا في المقالة):
- إذا كان كلا السطحين محدبين (منحنيين للخارج)، فإن الجزء الأوسط يكون أكثر سمكًا من الحواف.
- تسمى العدسة ذات الكرة المحدبة والمقعرة بالغضروف المفصلي.
- تسمى العدسة ذات السطح المسطح بلانو مقعر أو بلانو محدب، اعتمادًا على طبيعة المجال الآخر.
كيفية تحديد نوع العدسة؟ دعونا ننظر إلى هذا بمزيد من التفصيل.
العدسات المجمعة: أنواع العدسات
بغض النظر عن مجموعة الأسطح، إذا كان سمكها في الجزء المركزي أكبر من الحواف، فإنها تسمى التجميع. لديهم البعد البؤري الإيجابي. تتميز الأنواع التالية من العدسات المتقاربة:
- مسطحة محدبة،
- ثنائي التحدب،
- مقعرة محدبة (هلالة).
وتسمى أيضًا "إيجابية".
العدسات المتباعدة: أنواع العدسات
إذا كان سمكها في المنتصف أرق من سمكها عند الحواف، فإنها تسمى بالتشتت. لديهم البعد البؤري السلبي. هناك الأنواع التالية من العدسات المتباعدة:
- مقعر مسطح،
- ثنائي التقعر،
- محدب مقعر (هلالة).
ويطلق عليهم أيضًا اسم "السلبية".
مفاهيم أساسية
تتباعد الأشعة الصادرة من مصدر نقطي عن نقطة واحدة. يطلق عليهم حزمة. عندما يدخل الشعاع إلى العدسة، ينكسر كل شعاع، ويغير اتجاهه. ولهذا السبب، قد يخرج الشعاع من العدسة بشكل متباعد إلى حد ما.
بعض أنواع العدسات البصرية تغير اتجاه الأشعة لدرجة أنها تتقارب عند نقطة واحدة. إذا كان مصدر الضوء يقع على البعد البؤري على الأقل، فإن الشعاع يتقارب عند نقطة تبعد نفس المسافة على الأقل.
صور حقيقية وخيالية
يُطلق على المصدر النقطي للضوء اسم الجسم الحقيقي، ونقطة التقاء شعاع الأشعة الخارجة من العدسة هي صورته الحقيقية.
من المهم وجود مجموعة من المصادر النقطية الموزعة على سطح مستوٍ بشكل عام. على سبيل المثال سيكون نمطًا على زجاج بلوري بإضاءة خلفية. ومثال آخر هو شريط سينمائي مضاء من الخلف بحيث يمر الضوء الصادر منه عبر عدسة تعمل على تكبير الصورة عدة مرات على شاشة مسطحة.
في هذه الحالات نتحدث عن الطائرة. تتوافق النقاط الموجودة على مستوى الصورة بنسبة 1:1 مع النقاط الموجودة على مستوى الكائن. وينطبق الشيء نفسه على الأشكال الهندسية، على الرغم من أن الصورة الناتجة قد تكون مقلوبة بالنسبة للجسم من أعلى إلى أسفل أو من اليسار إلى اليمين.
إن تقارب الأشعة عند نقطة واحدة يخلق صورة حقيقية، والتباعد يخلق صورة خيالية. عندما يتم تحديده بوضوح على الشاشة، فهو حقيقي. إذا كان من الممكن ملاحظة الصورة فقط من خلال النظر من خلال العدسة نحو مصدر الضوء، فإنها تسمى افتراضية. الانعكاس في المرآة خيالي. الصورة التي يمكن رؤيتها من خلال التلسكوب هي نفسها. لكن عرض عدسة الكاميرا على الفيلم ينتج الصورة الفعلية.
البعد البؤري
يمكن العثور على بؤرة العدسة عن طريق تمرير حزمة من الأشعة المتوازية من خلالها. النقطة التي يتقاربون فيها ستكون بؤرة العدسة F. وتسمى المسافة من نقطة التركيز إلى العدسة بالطول البؤري f. يمكن تمرير أشعة متوازية من الجانب الآخر وبالتالي تجد F على كلا الجانبين. تحتوي كل عدسة على 2 F و2 F. إذا كانت رقيقة نسبيًا مقارنة بأطوالها البؤرية، فإن الأخيرة متساوية تقريبًا.
التباعد والتقارب
تتميز العدسات المتقاربة بطول بؤري إيجابي. أنواع العدسات من هذا النوع (المسطحة المحدبة، ثنائية التحدب، الغضروف المفصلي) تقلل من الأشعة الخارجة منها أكثر مما كانت مخفضة سابقًا. يمكن أن تشكل العدسات المجمعة صورًا حقيقية وافتراضية. الأول يتشكل فقط إذا كانت المسافة من العدسة إلى الجسم تتجاوز البؤرة.
تتميز العدسات المتباعدة بطول بؤري سلبي. أنواع العدسات من هذا النوع (المسطحة المقعرة، ثنائية التقعر، الغضروف المفصلي) تنشر الأشعة أكثر مما كانت تنتشر قبل أن تصل إلى سطحها. العدسات المتباعدة تخلق صورة افتراضية. فقط عندما يكون تقارب الأشعة الساقطة كبيرًا (تتلاقى في مكان ما بين العدسة ونقطة التركيز على الجانب الآخر) يمكن للأشعة الناتجة أن تتقارب لتشكل صورة فعلية.
اختلافات مهمة
ويجب الحرص على التمييز بين تقارب أو تباعد الأشعة وتقارب أو تباعد العدسة. قد لا تتطابق أنواع العدسات وأشعة الضوء. تسمى الأشعة المرتبطة بجسم أو نقطة في الصورة متباعدة إذا كانت "مبعثرة"، ومتقاربة إذا "تجمعت" معًا. في أي نظام بصري متحد المحور، يمثل المحور البصري مسار الأشعة. وينتقل الشعاع على طول هذا المحور دون أي تغيير في اتجاهه بسبب الانكسار. وهذا في الأساس تعريف جيد للمحور البصري.
يسمى الشعاع الذي يتحرك بعيدًا عن المحور البصري بمسافة متباعدة. والذي يقترب منه يسمى متقاربا. الأشعة الموازية للمحور البصري ليس لها تقارب أو تباعد. وهكذا عندما نتحدث عن تقارب أو تباعد شعاع واحد، فإنه يرتبط بالمحور البصري.
يتم تجميع بعض الأنواع التي ينحرف فيها الشعاع إلى حد أكبر نحو المحور البصري. فيها، تقترب الأشعة المتقاربة من بعضها البعض، والأشعة المتباعدة تبتعد بشكل أقل. بل إنهم قادرون، إذا كانت قوتهم كافية لذلك، على جعل الحزمة متوازية أو حتى متقاربة. وبالمثل، يمكن للعدسة المتباعدة أن تنشر الأشعة المتباعدة إلى أبعد من ذلك، وتجعل الأشعة المتقاربة متوازية أو متباعدة.
النظارات المكبرة
تكون العدسة ذات السطحين المحدبين أكثر سمكًا في المنتصف منها عند الحواف، ويمكن استخدامها كعدسة مكبرة بسيطة أو عدسة مكبرة. وفي الوقت نفسه، ينظر المراقب من خلالها إلى صورة افتراضية مكبرة. ومع ذلك، تنتج عدسة الكاميرا صورة حقيقية على الفيلم أو المستشعر والتي عادة ما يتم تقليل حجمها مقارنة بالجسم.
نظارات
تسمى قدرة العدسة على تغيير تقارب الضوء بقدرتها. يتم التعبير عنها بالديوبتر D = 1 / f، حيث f هو البعد البؤري بالأمتار.
العدسة التي قوتها 5 ديوبتر f = 20 سم هي الديوبتر التي يشير إليها طبيب العيون عند كتابة وصفة النظارات. لنفترض أنه سجل 5.2 ديوبتر. ستأخذ ورشة العمل قطعة عمل نهائية مكونة من 5 ديوبتر، تم الحصول عليها من الشركة المصنعة، وتلميع سطح واحد قليلاً لإضافة 0.2 ديوبتر. المبدأ هو أنه بالنسبة للعدسات الرقيقة التي يوجد فيها مجالان بالقرب من بعضهما البعض، فإن القاعدة هي أن إجمالي قوتهما يساوي مجموع الديوبتر لكل منهما: D = D 1 + D 2.
بوق جاليليو
خلال زمن غاليليو (أوائل القرن السابع عشر)، كانت النظارات متاحة على نطاق واسع في أوروبا. كانت تُصنع عادةً في هولندا ويتم توزيعها بواسطة الباعة المتجولين. سمع جاليليو أن شخصًا ما في هولندا قام بوضع نوعين من العدسات في أنبوب لجعل الأشياء البعيدة تبدو أكبر. استخدم عدسة متقاربة طويلة التركيز في أحد طرفي الأنبوب، وعدسة عينية متباعدة قصيرة التركيز في الطرف الآخر. إذا كان البعد البؤري للعدسة هو fo والعدسة f e، فيجب أن تكون المسافة بينهما f -f e، والقدرة (التكبير الزاوي) f o /f e. ويسمى هذا الترتيب بأنبوب الجليل.
يتمتع التلسكوب بقدرة تكبير تبلغ 5 أو 6 مرات، مقارنة بالمنظار الحديث المحمول باليد. وهذا يكفي للعديد من الأشياء المثيرة. يمكنك بسهولة رؤية الحفر القمرية وأقمار المشتري الأربعة وأطوار كوكب الزهرة والسدم وعناقيد النجوم، وكذلك النجوم الخافتة في درب التبانة.
تلسكوب كيبلر
سمع كبلر عن كل هذا (كان يتواصل مع جاليليو) وقام ببناء نوع آخر من التلسكوبات مع عدستين متقاربتين. العدسة ذات البعد البؤري الكبير هي العدسة، والعدسة ذات البعد البؤري الأقصر هي العدسة. المسافة بينهما هي f o + f e ، والتكبير الزاوي هو f o /f e . ينتج هذا التلسكوب كبلر (أو الفلكي) صورة مقلوبة، لكن هذا لا يهم بالنسبة للنجوم أو القمر. يوفر هذا المخطط إضاءة أكثر اتساقًا لمجال الرؤية من التلسكوب الجليلي، وكان أكثر ملاءمة للاستخدام، لأنه سمح لك بإبقاء عينيك في وضع ثابت ورؤية مجال الرؤية بالكامل من الحافة إلى الحافة. سمح الجهاز بتحقيق تكبير أعلى من بوق غاليليو دون تدهور خطير في الجودة.
يعاني كلا التلسكوبين من انحراف كروي، مما يؤدي إلى عدم تركيز الصور بشكل كامل، وانحراف لوني، مما يؤدي إلى إنشاء هالات ملونة. اعتقد كبلر (ونيوتن) أنه لا يمكن التغلب على هذه العيوب. ولم يفترضوا أن الأنواع عديمة اللون ممكنة، والتي ستصبح معروفة فقط في القرن التاسع عشر.
التلسكوبات المرآة
اقترح غريغوري أنه يمكن استخدام المرايا كعدسات تلسكوب، لأنها لا تحتوي على حواف ملونة. استفاد نيوتن من هذه الفكرة وأنشأ شكلاً نيوتونيًا من التلسكوب من مرآة مقعرة مطلية بالفضة وعدسة عينية موجبة. وقد تبرع بالعينة للجمعية الملكية، حيث بقيت حتى يومنا هذا.
يمكن للتلسكوب ذو العدسة الواحدة أن يعرض صورة على شاشة أو فيلم فوتوغرافي. يتطلب التكبير المناسب عدسة موجبة ذات طول بؤري طويل، مثلاً 0.5 متر أو 1 متر أو عدة أمتار. غالبًا ما يستخدم هذا الترتيب في التصوير الفلكي. بالنسبة للأشخاص الذين ليسوا على دراية بالبصريات، قد يبدو من المفارقة أن العدسة الأضعف ذات التركيز الطويل توفر تكبيرًا أكبر.
المجالات
لقد تم اقتراح أن الثقافات القديمة ربما كانت لديها تلسكوبات لأنها صنعت خرزات زجاجية صغيرة. المشكلة هي أنه من غير المعروف ما تم استخدامه من أجله، ومن المؤكد أنها لا يمكن أن تشكل أساسًا لتلسكوب جيد. ويمكن استخدام الكرات لتكبير الأشياء الصغيرة، ولكن جودتها لم تكن مرضية على الإطلاق.
البعد البؤري للكرة الزجاجية المثالية قصير جدًا ويشكل الصورة الفعلية قريبة جدًا من الكرة. وبالإضافة إلى ذلك، الانحرافات (التشوهات الهندسية) كبيرة. المشكلة تكمن في المسافة بين السطحين.
ومع ذلك، من خلال عمل أخدود استوائي عميق لحجب الأشعة التي تسبب عيوب الصورة، فإنه يتحول من مكبر متوسط جدًا إلى مكبر عظيم. وينسب هذا القرار إلى كودينجتون، ويمكن شراء العدسات المكبرة التي تحمل اسمه اليوم على شكل عدسات مكبرة صغيرة محمولة باليد لدراسة الأشياء الصغيرة جدًا. لكن لا يوجد دليل على أن هذا حدث قبل القرن التاسع عشر.
تتكون العدسة المكبرة من عدسة ثنائية التحدب، وكلا سطحيها منحنيان للخارج. تنحرف أشعة الضوء التي تمر عبر العدسة إلى الداخل، وتتقارب عند إحدى نقطتي التركيز الموجودتين على جانبي العدسة. تسمى المسافة من مركز العدسة إلى النقطة البؤرية (حوالي 12 سم للعدسة المكبرة العادية) بالطول البؤري.
عندما تكون المسافة من العدسة المكبرة إلى كائن ما أقل من المسافة البؤرية، يظهر الكائن مكبرًا وفي الاتجاه الصحيح. ويسمى هذا النوع من الصور بالصورة الافتراضية. على مسافة تساوي أو أكبر من البعد البؤري، تقوم العدسة المكبرة بإنشاء صورة مقلوبة، تسمى الصورة الحقيقية.
عندما يكون الجسم (السهم الأرجواني الذي يشير لأعلى) بعيدًا عن العدسة ببعدين بؤريين، فإنه يظهر كصورة حقيقية بحجم طبيعي ولكن مقلوبًا.
عندما يكون الجسم (سهم متصل) أقرب إلى العدسة من النقطة البؤرية (F)، تنتج العدسة صورة افتراضية (سهم أرجواني متقطع) موجهة بشكل صحيح ومكبرة الحجم.
إذا تم وضع كائن ما وراء بعدين بؤريين، فإنه يظهر مقلوبًا وأصغر حجمًا.
العدسات المحدبة
تستخدم العديد من التلسكوبات عدستين محدبتين تسمى العدسة الشيئية والعدسة العينية. تقوم العدسة بإنشاء صورة افتراضية يزداد حجمها عند مشاهدتها من خلال العدسة.
العدسات المقعرة
عندما يتم استبدال العدسة ثنائية التحدب بعدسة ثنائية التقعر، تصبح العدسة المكبرة عدسة مصغرة. تنتج العدسة ثنائية التقعر صورًا موجهة بشكل صحيح ولكنها أصغر من الكائن الذي يتم عرضه.
العدسة المحدبة تعمل على تكبير الأشياء، والعدسة المقعرة تعمل على تكبيرها.
التطبيق الرئيسي لقوانين انكسار الضوء هو في العدسات.
ما هي العدسة؟
كلمة "عدسة" نفسها تعني "العدس".
العدسة عبارة عن جسم شفاف يحده من الجانبين أسطح كروية.
دعونا نفكر في كيفية عمل العدسة على مبدأ انكسار الضوء.
أرز. 1. عدسة ثنائية التحدب
يمكن تقسيم العدسة إلى عدة أجزاء منفصلة، كل منها عبارة عن منشور زجاجي. لنتخيل الجزء العلوي من العدسة على شكل منشور ثلاثي: عند سقوطه عليه، ينكسر الضوء وينحرف نحو القاعدة. دعونا نتخيل جميع الأجزاء التالية من العدسة على شكل شبه منحرف، حيث يمر شعاع الضوء ويخرج مرة أخرى، ويتحول في الاتجاه (الشكل 1).
أنواع العدسات(الصورة 2)
أرز. 2. أنواع العدسات
العدسات المتقاربة
1- عدسة ثنائية التحدب
2 - عدسة بلانو محدبة
3 - عدسة محدبة مقعرة
العدسات المنتشرة
4- عدسة ثنائية التقعر
5- عدسة مسطحة مقعرة
6 - عدسة محدبة مقعرة
تسمية العدسة
العدسة الرقيقة هي عدسة سمكها أقل بكثير من نصف القطر الذي يربط سطحها (الشكل 3).
أرز. 3. عدسة رقيقة
نرى أن نصف قطر أحد السطحين الكرويين والسطح الكروي الآخر أكبر من سمك العدسة α.
تكسر العدسة الضوء بطريقة معينة. إذا كانت العدسة متقاربة، فإن الأشعة تتركز في نقطة واحدة. إذا كانت العدسة متباعدة، فإن الأشعة تتشتت.
تم إدخال رسم خاص للإشارة إلى العدسات المختلفة (الشكل 4).
أرز. 4. التمثيل التخطيطي للعدسات
1- تمثيل تخطيطي للعدسة المجمعة
2- تمثيل تخطيطي للعدسة المتباعدة
نقاط وخطوط العدسة:
1. المركز البصري للعدسة
2. المحور البصري الرئيسي للعدسة (الشكل 5)
3. عدسة التركيز
4. قوة العدسة
أرز. 5. المحور البصري الرئيسي والمركز البصري للعدسة
المحور البصري الرئيسي هو خط وهمي يمر عبر مركز العدسة ويكون عموديًا على مستوى العدسة. النقطة O هي المركز البصري للعدسة. جميع الأشعة التي تمر عبر هذه النقطة لا تنكسر.
نقطة أخرى مهمة للعدسة هي التركيز (الشكل 6). وهي تقع على المحور البصري الرئيسي للعدسة. عند النقطة البؤرية تتقاطع جميع الأشعة التي تسقط على العدسة بشكل موازي للمحور البصري الرئيسي.
أرز. 6. عدسة التركيز
تحتوي كل عدسة على نقطتين بؤريتين. سننظر في عدسة متساوية البؤرة، أي عندما تكون البؤرتان على نفس المسافة من العدسة.
المسافة بين مركز العدسة والتركيز تسمى البعد البؤري (القطعة في الشكل). يقع التركيز الثاني على الجانب الخلفي من العدسة.
السمة التالية للعدسة هي القوة البصرية للعدسة.
القوة الضوئية للعدسة (يشار إليها بـ ) هي قدرة العدسة على انكسار الأشعة. القوة البصرية للعدسة هي مقلوب البعد البؤري:
يتم قياس البعد البؤري بوحدات الطول.
بالنسبة لوحدة القدرة الضوئية، فإن وحدة القياس المختارة هي التي يساوي البعد البؤري فيها مترًا واحدًا. تسمى وحدة الطاقة الضوئية هذه الديوبتر.
بالنسبة للعدسات المتقاربة توضع إشارة "+" أمام القوة الضوئية، وإذا كانت العدسة متباعدة توضع إشارة "-" أمام القوة الضوئية.
يتم كتابة وحدة الديوبتر على النحو التالي:
هناك مفهوم آخر مهم لكل عدسة. هذه خدعة خيالية وخدعة حقيقية.
التركيز الفعلي هو التركيز الذي يتكون من الأشعة المنكسرة في العدسة.
البؤرة التخيلية هي بؤرة تتكون من استمرارية الأشعة التي تمر عبر العدسة (الشكل 7).
البؤرة التخيلية، كقاعدة عامة، هي عدسة متباعدة.
أرز. 7. التركيز التخيلي للعدسة
خاتمة
تعلمت في هذا الدرس ما هي العدسة وما هي أنواع العدسات الموجودة. تعرفنا على تعريف العدسة الرقيقة والخصائص الرئيسية للعدسات وتعلمنا ما هو التركيز الوهمي والتركيز الحقيقي وما الفرق بينهما.
فهرس
- جيندنشتاين إل إي، كايدالوف إيه بي، كوزيفنيكوف في بي. /إد. أورلوفا في إيه، روزينا آي آي. الفيزياء 8. - م: منيموسين.
- بيريشكين أ.ف. فيزياء 8. - م: بوستارد، 2010.
- فاديفا أ.أ.، زاسوف أ.ف.، كيسيليف د.ف. الفيزياء 8. - م: التنوير.
- تاك تو ent.net ().
- تيبكا.رو ().
- Megaresheba.ru ().
العمل في المنزل
- المهمة 1. تحديد القوة الضوئية للعدسة المجمعة ذات البعد البؤري 2 متر.
- المهمة 2. ما هو البعد البؤري للعدسة التي تبلغ قوتها البصرية 5 ديوبتر؟
- المهمة 3. هل يمكن أن يكون للعدسة ثنائية التحدب قوة بصرية سلبية؟
على عكس أجهزة النشر المنشورية وغيرها، تُستخدم العدسات في أجهزة الإضاءة دائمًا تقريبًا للإضاءة الموضعية. عادةً، تتكون الأنظمة البصرية التي تستخدم العدسات من عاكس (عاكس) وعدسة واحدة أو أكثر.
تقوم العدسات المجمعة بتوجيه الضوء من مصدر يقع عند النقطة البؤرية إلى شعاع ضوئي متوازي. وكقاعدة عامة، يتم استخدامها في هياكل الإضاءة مع العاكس. يقوم العاكس بتوجيه تدفق الضوء على شكل شعاع في الاتجاه المطلوب، وتقوم العدسة بتركيز (جمع) الضوء. عادة ما تكون المسافة بين العدسة المجمعة ومصدر الضوء متنوعة، مما يسمح لك بضبط الزاوية التي تريد تحقيقها.
نظام مكون من مصدر الضوء وعدسة تجميع (يسار) ونظام مماثل لمصدر وعدسة فريسنل (يمين). يمكن تغيير زاوية تدفق الضوء عن طريق تغيير المسافة بين العدسة ومصدر الضوء.
تتكون عدسات فريسنل من أجزاء منفصلة على شكل حلقة متحدة المركز متجاورة مع بعضها البعض. لقد حصلوا على اسمهم تكريما للفيزيائي الفرنسي أوغستين فريسنل، الذي اقترح لأول مرة ووضعه موضع التنفيذ في تركيبات إضاءة المنارة. التأثير البصري لهذه العدسات يمكن مقارنته بتأثير استخدام العدسات التقليدية ذات الشكل أو الانحناء المماثل.
ومع ذلك، تتمتع عدسات فريسنل بعدد من المزايا، حيث يتم استخدامها على نطاق واسع في تصميمات الإضاءة. وعلى وجه الخصوص، فهي أرق بكثير وأرخص في التصنيع مقارنة بالعدسات المجمعة. لم يفشل المصممان فرانسيسكو جوميز باز وباولو ريزاتو في الاستفادة من هذه الميزات عند العمل على مجموعة مشرقة وساحرة من النماذج.
إن "صفائح الأمل"، كما يسميها غوميز باز، مصنوعة من مادة البولي كربونات الخفيفة الوزن والرفيعة، وهي ليست أكثر من عدسات فريسنل رفيعة وكبيرة الانتشار تخلق توهجًا سحريًا ومتألقًا وذو أبعاد من خلال تغليفها بطبقة من البولي كربونات مزخرفة بالموشورات الدقيقة.
وصف باولو ريزاتو المشروع بهذه الطريقة:
"لماذا فقدت الثريات الكريستالية أهميتها؟ لأنها باهظة الثمن، ومن الصعب جدًا التعامل معها وإنتاجها. لقد قمنا بتقسيم الفكرة نفسها إلى مكوناتها وقمنا بتحديث كل منها.
وهذا ما قاله زميله عن هذا:
"منذ عدة سنوات، تم لفت انتباهنا إلى القدرات الرائعة لعدسات فريسنل. تتيح ميزاتها الهندسية الحصول على نفس الخصائص البصرية مثل العدسات التقليدية، ولكن على سطح مستوٍ تمامًا من البتلات.
ومع ذلك، فإن استخدام عدسات فريسنل لإنشاء مثل هذه المنتجات الفريدة التي تجمع بين التصميم الممتاز والحلول التكنولوجية الحديثة، لا يزال نادرًا.
تُستخدم هذه العدسات على نطاق واسع في مشاهد الإضاءة باستخدام الأضواء الكاشفة، حيث تسمح لك بإنشاء بقعة ضوء غير متساوية ذات حواف ناعمة، تمتزج بشكل مثالي مع تركيبة الضوء الشاملة. في الوقت الحاضر، أصبحت أيضًا منتشرة على نطاق واسع في مخططات الإضاءة المعمارية، في الحالات التي تتطلب تعديلًا فرديًا لزاوية الضوء، عندما يمكن أن تتغير المسافة بين الجسم المضاء والمصباح.
الأداء البصري لعدسة فريسنل محدود بما يسمى الانحراف اللوني الذي يتشكل عند تقاطعات أجزائها. وبسبب ذلك، يظهر حدود قوس قزح على حواف صور الكائنات. حقيقة أن ميزة العدسة التي بدت وكأنها عيب قد تحولت إلى ميزة تؤكد مرة أخرى على قوة الفكر الابتكاري للمؤلفين وموقفهم من التفاصيل.
تصميم إضاءة المنارة باستخدام عدسات فريسنل. تظهر الصورة بوضوح الهيكل الدائري للعدسة.
تتكون أنظمة الإسقاط إما من عاكس بيضاوي الشكل أو مزيج من عاكس مكافئ ومكثف يوجه الضوء إلى موازاة، والذي يمكن أيضًا تجهيزه بملحقات بصرية. وبعد ذلك يتم تسليط الضوء على الطائرة.
أنظمة الأضواء: يقوم ميزاء مضاء بشكل موحد (1) بتوجيه تدفق الضوء من خلال نظام العدسات (2). يوجد على اليسار عاكس مكافئ ذو كفاءة إضاءة عالية، وعلى اليمين يوجد مكثف يسمح بدقة عالية.
يتم تحديد حجم الصورة وزاوية الضوء من خلال ميزات الموازاة. تعمل الستائر البسيطة أو أغشية القزحية على إنشاء أشعة ضوئية بأحجام مختلفة. يمكن استخدام الأقنعة الكنتورية لإنشاء خطوط محيطية مختلفة لشعاع الضوء. يمكنك عرض الشعارات أو الصور باستخدام عدسة gobo مع تصميمات مطبوعة عليها.
يمكن اختيار زوايا إضاءة مختلفة أو حجم صورة حسب البعد البؤري للعدسات. على عكس أجهزة الإضاءة التي تستخدم عدسات فريسنل، من الممكن إنشاء أشعة ضوئية ذات خطوط واضحة. يمكن تحقيق الملامح الناعمة عن طريق تحويل التركيز.
أمثلة على الملحقات الاختيارية (من اليسار إلى اليمين): عدسة لإنشاء شعاع واسع من الضوء، وعدسة منحوتة لإعطاء الشعاع شكلًا بيضاويًا، وحارفًا محززًا، وعدسة على شكل قرص العسل لتقليل الوهج.
تعمل العدسات المتدرجة على تحويل أشعة الضوء بحيث تقع في مكان ما بين الضوء "المسطح" لعدسة فريسنل والضوء "الصلب" للعدسة المحدبة المستوية. تحتفظ العدسات المتدرجة بسطحها المحدب، ولكن على جانب السطح المسطح توجد تجاويف متدرجة تشكل دوائر متحدة المركز.
غالبًا ما تكون الأجزاء الأمامية من درجات (خطوات) الدوائر متحدة المركز غير شفافة (إما مطلية أو ذات سطح غير لامع)، مما يجعل من الممكن قطع الإشعاع المتناثر للمصباح وتشكيل شعاع من الأشعة المتوازية.
تعمل الأضواء الموجهة بعدسة فريسنل على إنشاء بقعة ضوء غير متساوية ذات حواف ناعمة وهالة باهتة حول البقعة، مما يجعل من السهل مزجها مع مصادر الضوء الأخرى، مما يخلق نمط ضوء طبيعي. وهذا هو سبب استخدام الأضواء الكاشفة بعدسات فريسنل في السينما.
تشكل الأضواء الكاشفة ذات العدسة المحدبة المستوية، مقارنة بالأضواء الكاشفة ذات عدسة فريسنل، بقعة أكثر تجانسًا مع انتقال أقل وضوحًا عند حواف بقعة الضوء.
تفضل بزيارة مدونتنا للتعرف على أشياء جديدة حول المصابيح وتصميم الإضاءة.
نحن نعلم أن الضوء الذي يسقط من وسط شفاف إلى آخر ينكسر - وهذه هي ظاهرة انكسار الضوء. علاوة على ذلك، فإن زاوية الانكسار تكون أقل من زاوية السقوط عندما يدخل الضوء إلى وسط بصري أكثر كثافة. ماذا يعني هذا وكيف يمكن استخدامه؟
إذا أخذنا قطعة من الزجاج ذات حواف متوازية، مثل زجاج النافذة، فسنحصل على تحول طفيف في الصورة التي يتم رؤيتها من خلال النافذة. أي أنه عند دخول الزجاج، سوف تنكسر أشعة الضوء، وعند دخول الهواء مرة أخرى، سوف تنكسر مرة أخرى إلى القيم السابقة لزاوية السقوط، فقط في نفس الوقت سوف تتحول قليلاً، و تعتمد كمية الإزاحة على سمك الزجاج.
من الواضح أن الفائدة العملية من مثل هذه الظاهرة قليلة. ولكن إذا أخذنا زجاجًا تميل مستوياته إلى بعضها البعض، على سبيل المثال، المنشور، فسيكون التأثير مختلفًا تمامًا. الأشعة التي تمر عبر المنشور تنكسر دائمًا نحو قاعدته. من السهل التحقق.
للقيام بذلك، ارسم مثلثًا وارسم شعاعًا يدخل في أي جانب من جوانبه. باستخدام قانون انكسار الضوء، سنتتبع المسار الإضافي للشعاع. بعد إجراء هذا الإجراء عدة مرات في زوايا مختلفة من الإصابة، نكتشف أنه بغض النظر عن زاوية دخول الشعاع إلى المنشور، مع مراعاة الانكسار المزدوج عند الخرج، فإنه سيظل ينحرف نحو قاعدة المنشور.
العدسة وخصائصها
تُستخدم خاصية المنشور هذه في جهاز بسيط جدًا يسمح لك بالتحكم في اتجاه تدفق الضوء - العدسة. العدسة عبارة عن جسم شفاف يحده من الجانبين أسطح الجسم المنحنية. إنهم يدرسون بنية ومبدأ تشغيل العدسات في دورة الفيزياء للصف الثامن.
في الواقع، يمكن تصوير مقطع عرضي للعدسة على شكل منشورين موضوعين فوق بعضهما البعض. يعتمد التأثير البصري للعدسة على أجزاء هذه المنشورات التي تقع مع بعضها البعض.
أنواع العدسات في الفيزياء
على الرغم من التنوع الهائل، هناك نوعان فقط من العدسات في الفيزياء: العدسات المحدبة والمقعرة، أو العدسات المتقاربة والمتباعدة، على التوالي.
العدسة المحدبة، أي العدسة المجمعة، لها حواف أرق بكثير من الوسط. العدسة المجمعة في القسم عبارة عن منشورين متصلين بقاعدتين، بحيث تتقارب جميع الأشعة التي تمر عبرها إلى مركز العدسة.
على العكس من ذلك، تكون حواف العدسة المقعرة دائمًا أكثر سمكًا من الوسط. يمكن تمثيل العدسة المتباعدة على شكل منشورين متصلين في الأعلى، وبالتالي فإن الأشعة التي تمر عبر هذه العدسة سوف تتباعد عن المركز.
اكتشف الناس خصائص مماثلة للعدسات منذ زمن طويل. لقد سمح استخدام العدسات للإنسان بتصميم مجموعة واسعة من الأدوات والأجهزة البصرية التي تجعل الحياة أسهل وتساعد في الحياة اليومية والإنتاج.
