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 للحزمة. 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 العدسات ومبدأ تشغيلها في مقرر 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 الحواف الوسطى. العدسة المتقاربة 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.
العدسة هي جزء بصري محدد بسطحين منكسرين، وهما سطحا الأجسام الدورانية، وقد يكون أحدهما مسطحًا. العدسات عادة ما تكون مستديرة الشكل، ولكن يمكن أيضًا أن تكون مستطيلة أو مربعة أو أي شكل آخر. عادةً ما تكون الأسطح الانكسارية للعدسة كروية. تُستخدم أيضًا الأسطح غير الكروية، والتي يمكن أن تأخذ شكل أسطح دوران القطع الناقص، والقطع الزائد، والقطع المكافئ، والمنحنيات ذات الترتيب الأعلى. بالإضافة إلى ذلك، هناك عدسات تكون أسطحها جزءًا من السطح الجانبي للأسطوانة، وتسمى أسطوانيًا. تُستخدم أيضًا العدسات الحيدية ذات الأسطح ذات الانحناءات المختلفة في اتجاهين متعامدين بشكل متبادل.
كأجزاء بصرية فردية، لا يتم استخدام العدسات أبدًا في الأنظمة البصرية باستثناء المكبرات البسيطة والعدسات الميدانية (الجماعية). يتم استخدامها عادةً في مجموعات معقدة مختلفة، مثل عدستين أو ثلاث عدسات ملتصقة معًا ومجموعات من عدد من العدسات الفردية والملصقة.
اعتمادًا على الشكل، يتم التمييز بين العدسات المجمعة (الإيجابية) والمتباعدة (السلبية). وتشمل مجموعة العدسات المجمعة عادة عدسات يكون وسطها أكثر سمكا من حوافها، ومجموعة العدسات المتباعدة تشمل عدسات تكون حوافها أكثر سمكا من الوسط. وتجدر الإشارة إلى أن هذا لا يكون صحيحًا إلا إذا كان معامل انكسار مادة العدسة أكبر من معامل انكسار الوسط المحيط. إذا كان معامل الانكسار للعدسة أقل، فسيتم عكس الوضع. على سبيل المثال، فقاعة الهواء في الماء هي عدسة متباعدة ثنائية التحدب.
تتميز العدسات عادةً بقوتها البصرية (المقاسة بالديوبتر)، أو البعد البؤري، بالإضافة إلى فتحة العدسة. لبناء أجهزة بصرية ذات انحراف بصري مصحح (لوني في المقام الأول، ناتج عن تشتت الضوء - الأكرومات والأبوكرومات)، تعد الخصائص الأخرى للعدسات/موادها مهمة أيضًا، على سبيل المثال، معامل الانكسار، ومعامل التشتت، ونفاذية المادة في المجال البصري المحدد. يتراوح.
في بعض الأحيان، يتم تصميم العدسات/أنظمة العدسات البصرية (الكاسرات) خصيصًا للاستخدام في البيئات ذات معامل الانكسار المرتفع نسبيًا.
أنواع العدسات
جماعي:
1- ذو وجهين
2-مسطحة محدبة
3 -- مقعرة محدبة ( الغضروف المفصلي الإيجابي )
التشتت:
4-ثنائية التقعر
5-مسطحة مقعرة
6- مقعر محدب (هلالة سلبية)
تسمى العدسة المحدبة المقعرة بالغضروف المفصلي ويمكن أن تكون جماعية (سميكة باتجاه الوسط) أو متباعدة (سميكة باتجاه الحواف). الغضروف المفصلي الذي يتساوى أنصاف أقطار سطحه لديه قوة بصرية تساوي الصفر (تُستخدم لتصحيح التشتت أو كغطاء للعدسة). وبالتالي، فإن عدسات النظارات لقصر النظر عادة ما تكون هلالية سلبية. الخاصية المميزة للعدسة المجمعة هي القدرة على جمع الأشعة الساقطة على سطحها عند نقطة واحدة تقع على الجانب الآخر من العدسة.
عناصر العدسة الأساسية
NN - المحور البصري الرئيسي - خط مستقيم يمر عبر مراكز الأسطح الكروية التي تحدد العدسة؛ O - المركز البصري - النقطة التي تقع فيها العدسات ثنائية التحدب أو ثنائية التقعر (التي لها نفس نصف قطر السطح) على المحور البصري داخل العدسة (في مركزها).
إذا تم وضع نقطة مضيئة S على مسافة معينة أمام العدسة المجمعة، فإن شعاع الضوء الموجه على طول المحور سوف يمر عبر العدسة دون أن ينكسر، والأشعة التي لا تمر عبر المركز سوف تنكسر باتجاه النقطة المضيئة S. المحور البصري ويتقاطع عليه عند نقطة ما F، والتي ستكون صورة النقطة S. وتسمى هذه النقطة بالبؤرة المترافقة، أو ببساطة البؤرة.
إذا سقط الضوء على العدسة من مصدر بعيد جدًا يمكن تمثيل أشعته على أنها تسير في شعاع متوازي، فعند الخروج منها تنكسر الأشعة بزاوية كبيرة وتتحرك النقطة F على المحور البصري الأقرب إلى العدسة عدسة. وفي هذه الظروف تسمى نقطة تقاطع الأشعة الخارجة من العدسة بالبؤرة الرئيسية F"، وتسمى المسافة من مركز العدسة إلى البؤرة الرئيسية بالبؤرة الرئيسية.
الأشعة الساقطة على عدسة متباعدة تنكسر باتجاه حواف العدسة عند خروجها منها، أي متفرقة. إذا استمرت هذه الأشعة في الاتجاه المعاكس كما هو موضح في الشكل بالخط المنقط، فإنها ستجتمع عند نقطة واحدة F، والتي ستكون بؤرة هذه العدسة. سيكون هذا التركيز خياليًا.
ما قيل عن التركيز على المحور البصري الرئيسي ينطبق أيضًا على تلك الحالات التي تكون فيها صورة نقطة ما على محور بصري ثانوي أو مائل، أي خط يمر عبر مركز العدسة بزاوية مع المحور البصري الرئيسي محور. يُطلق على المستوى المتعامد مع المحور البصري الرئيسي، الموجود عند البؤرة الرئيسية للعدسة، المستوى البؤري الرئيسي، وعند البؤرة المترافقة - ببساطة المستوى البؤري.
يمكن توجيه العدسات المجمعة نحو الجسم من أي جانب، ونتيجة لذلك يمكن جمع الأشعة التي تمر عبر العدسة من كلا الجانبين. وبالتالي، فإن العدسة لها مركزان - الأمامي والخلفي. وهي تقع على المحور البصري على جانبي العدسة.
يوتيوب الموسوعي
قصة
أقدم عدسة عمرها أكثر من 3000 سنة، وتسمى عدسة النمرود. تم العثور عليها خلال عمليات التنقيب في إحدى العواصم الآشورية القديمة في نمرود على يد أوستن هنري لايارد في عام 1853. العدسة لها شكل قريب من الشكل البيضاوي، أرض خشنة، أحد جانبيها محدب والآخر مسطح، ولها تكبير 3x. عدسة النمرود معروضة في المتحف البريطاني.
أول ذكر ل العدساتيمكن العثور عليها في المسرحية اليونانية القديمة "السحب" لأريستوفانيس (424 قبل الميلاد)، حيث تم إنتاج النار باستخدام الزجاج المحدب وضوء الشمس.
خصائص العدسات البسيطة
اعتمادا على النماذج هناك جمع(إيجابي) و نثرالعدسات (السلبية). وتشمل مجموعة العدسات المجمعة عادة عدسات يكون وسطها أكثر سمكا من حوافها، ومجموعة العدسات المتباعدة تشمل عدسات تكون حوافها أكثر سمكا من الوسط. وتجدر الإشارة إلى أن هذا لا يكون صحيحًا إلا إذا كان معامل انكسار مادة العدسة أكبر من معامل انكسار الوسط المحيط. إذا كان معامل الانكسار للعدسة أقل، فسيتم عكس الوضع. على سبيل المثال، فقاعة الهواء في الماء هي عدسة متباعدة ثنائية التحدب.
تتميز العدسات عادةً بقوتها البصرية (المقاسة بالديوبتر) والبعد البؤري.
لبناء أجهزة بصرية مع انحراف بصري مصحح (لوني في المقام الأول، ناتج عن تشتت الضوء - أكروماتس وأبوكرومات)، تعتبر الخصائص الأخرى للعدسات وموادها مهمة أيضًا، على سبيل المثال، معامل الانكسار، ومعامل التشتت، ومعامل الامتصاص، ومعامل التشتت. المواد في النطاق البصري المحدد.
في بعض الأحيان، يتم تصميم العدسات/أنظمة العدسات البصرية (الكاسرات) خصيصًا للاستخدام في الوسائط ذات معامل انكسار مرتفع نسبيًا (انظر المجهر الغاطس، والسوائل المغمورة).
تسمى عدسة محدبة مقعرة الغضروف المفصليويمكن أن تكون جماعية (سميكة باتجاه الوسط)، منتشرة (سميكة باتجاه الحواف) أو تلسكوبية (البعد البؤري لا نهاية له). لذلك، على سبيل المثال، عدسات النظارات لقصر النظر هي، كقاعدة عامة، هلالة سلبية.
على عكس الاعتقاد الخاطئ الشائع، فإن القوة الضوئية للغضروف المفصلي ذو نصف القطر المتساوي ليست صفرًا، ولكنها موجبة، وتعتمد على معامل انكسار الزجاج وسمك العدسة. يُطلق على الغضروف المفصلي، الذي تقع مراكز انحناء أسطحه عند نقطة واحدة، عدسة متحدة المركز (القوة البصرية تكون دائمًا سلبية).
الخاصية المميزة للعدسة المجمعة هي القدرة على جمع الأشعة الساقطة على سطحها عند نقطة واحدة تقع على الجانب الآخر من العدسة.
العناصر الرئيسية للعدسة: NN - المحور البصري - خط مستقيم يمر عبر مراكز الأسطح الكروية التي تحد العدسة؛ O - المركز البصري - النقطة التي تقع فيها العدسات ثنائية التحدب أو ثنائية التقعر (التي لها نفس نصف قطر السطح) على المحور البصري داخل العدسة (في مركزها).
ملحوظة. يظهر مسار الأشعة كما هو الحال في عدسة مثالية (رفيعة)، دون الإشارة إلى الانكسار عند السطح البيني الحقيقي. بالإضافة إلى ذلك، يتم عرض صورة مبالغ فيها إلى حد ما لعدسة ثنائية التحدب
إذا تم وضع نقطة مضيئة S على مسافة معينة أمام العدسة المجمعة، فإن شعاع الضوء الموجه على طول المحور سوف يمر عبر العدسة دون أن ينكسر، والأشعة التي لا تمر عبر المركز سوف تنكسر باتجاه النقطة المضيئة S. المحور البصري ويتقاطع عليه عند نقطة ما F، والتي ستكون صورة النقطة S. وتسمى هذه النقطة بالبؤرة المترافقة، أو ببساطة ركز.
إذا سقط الضوء على العدسة من مصدر بعيد جداً، يمكن تمثيل أشعته بأنها قادمة في حزمة متوازية، فعند الخروج منها تنكسر الأشعة بزاوية أكبر، وتتحرك النقطة F على المحور البصري أقرب إلى العدسة. في هذه الظروف تسمى نقطة تقاطع الأشعة الخارجة من العدسة ركز F'، والمسافة من مركز العدسة إلى البؤرة هي البعد البؤري.
الأشعة الساقطة على عدسة متباعدة تنكسر باتجاه حواف العدسة عند خروجها منها، أي متفرقة. إذا استمرت هذه الأشعة في الاتجاه المعاكس كما هو موضح في الشكل بخط منقط، فإنها ستتقارب عند نقطة واحدة F، والتي ستكون ركزهذه العدسة. هذه الخدعة سوف خيالي.
1 u + 1 v = 1 f (\displaystyle (1 \over u)+(1 \over v)=(1 \over f))أين ش (\displaystyle u)- المسافة من العدسة إلى الجسم؛ الخامس (\displaystyle v) و (\displaystyle f)- البعد البؤري الرئيسي للعدسة. في حالة العدسة السميكة، تبقى الصيغة دون تغيير مع الاختلاف الوحيد وهو أن المسافات لا تقاس من مركز العدسة، بل من المستويات الرئيسية.
للعثور على كمية مجهولة أو أخرى مع كميتين معروفتين، استخدم المعادلات التالية:
f = v ⋅ u v + u (\displaystyle f=((v\cdot u) \over (v+u))) u = f ⋅ v v − f (\displaystyle u=((f\cdot v) \over (v-f))) v = f ⋅ u u − f (\displaystyle v=((f\cdot u) \over (u-f)))وتجدر الإشارة إلى أن علامات الكميات ش (\displaystyle u), الخامس (\displaystyle v), و (\displaystyle f)يتم اختيارها بناءً على الاعتبارات التالية - بالنسبة لصورة حقيقية من جسم حقيقي في عدسة مجمعة - تكون جميع هذه الكميات موجبة. إذا كانت الصورة خيالية، تعتبر المسافة إليها سالبة، وإذا كان الجسم خياليًا، تكون المسافة إليها سالبة، وإذا كانت العدسة متباعدة، يكون البعد البؤري سالبًا.
صور الحروف السوداء من خلال عدسة محدبة رفيعة ذات بعد بؤري F(بالأحمر). إظهار الأشعة للحروف ه, أناو ك(الأزرق والأخضر والبرتقالي على التوالي). صورة الرسالة ه(تقع على مسافة 2 F) حقيقي ومقلوب، بنفس الحجم. صورة أنا(على F) - إلى ما لا نهاية. صورة ل(على F/2) خيالي، مباشر، مضاعف
زيادة خطية
زيادة خطية م = أ 2 ب 2 أ ب (\displaystyle m=((a_(2)b_(2)) \over (ab)))(للرسم من القسم السابق) هي نسبة أبعاد الصورة إلى الأبعاد المقابلة للكائن. يمكن أيضًا التعبير عن هذه النسبة ككسر م = أ 2 ب 2 أ ب = v u (\displaystyle m=((a_(2)b_(2)) \over (ab))=(v \over u))، أين الخامس (\displaystyle v)- المسافة من العدسة إلى الصورة؛ ش (\displaystyle u)- المسافة من العدسة إلى الجسم.
هنا م (\displaystyle م)هو معامل التكبير الخطي، أي رقم يوضح عدد المرات التي تكون فيها الأبعاد الخطية للصورة أصغر (أكبر) من الأبعاد الخطية الفعلية للكائن.
في ممارسة الحسابات، يكون التعبير عن هذه العلاقة بالقيم أكثر ملاءمة ش (\displaystyle u)أو و (\displaystyle f)، أين و (\displaystyle f)- البعد البؤري للعدسة.
م = و ش − و ; م = v − و f (\displaystyle m=(f \over (u-f));m=((v-f) \over f)).
حساب البعد البؤري والقدرة البصرية للعدسة
العدسات متناظرة، أي أن لها نفس البعد البؤري بغض النظر عن اتجاه الضوء - يسارًا أو يمينًا، والذي، مع ذلك، لا ينطبق على الخصائص الأخرى، على سبيل المثال، الانحرافات، التي يعتمد حجمها على أي جانب من العدسات العدسة تواجه الضوء.
مزيج من العدسات المتعددة (النظام المركزي)
يمكن دمج العدسات مع بعضها البعض لبناء أنظمة بصرية معقدة. يمكن العثور على القوة البصرية لنظام مكون من عدستين كمجموع بسيط للقوى البصرية لكل عدسة (بافتراض أن كلا العدستين يمكن اعتبارهما رقيقتين وتقعان بالقرب من بعضهما البعض على نفس المحور):
1 F = 1 f 1 + 1 f 2 (\displaystyle (\frac (1)(F))=(\frac (1)(f_(1)))+(\frac (1)(f_(2)) )).إذا كانت العدسات موجودة على مسافة معينة من بعضها البعض وتتزامن محاورها (يسمى نظام العدد التعسفي للعدسات بهذه الخاصية نظامًا مركزيًا)، فيمكن العثور على إجمالي قوتها الضوئية بدرجة كافية من الدقة من التعبير التالي:
1 F = 1 f 1 + 1 f 2 − L f 1 f 2 (\displaystyle (\frac (1)(F))=(\frac (1)(f_(1)))+(\frac (1) (f_(2)))-(\frac (L)(f_(1)f_(2)))),أين إل (\displaystyle L)- المسافة بين المستويات الرئيسية للعدسات.
عيوب العدسة البسيطة
تفرض الأجهزة البصرية الحديثة متطلبات عالية على جودة الصورة.
الصورة التي تنتجها عدسة بسيطة، بسبب عدد من العيوب، لا تلبي هذه المتطلبات. يتم القضاء على معظم أوجه القصور من خلال الاختيار المناسب لعدد من العدسات في نظام بصري مركزي - العدسة. تسمى عيوب الأنظمة البصرية بالانحرافات، وهي تنقسم إلى الأنواع التالية:
- الانحرافات الهندسية
- انحراف الحيود (ينتج هذا الانحراف عن عناصر أخرى في النظام البصري ولا علاقة له بالعدسة نفسها).
أهم تطبيق لانكسار الضوء هو استخدام العدسات، والتي عادة ما تكون مصنوعة من الزجاج. في الصورة يمكنك رؤية المقاطع العرضية للعدسات المختلفة. عدسةيسمى الجسم الشفاف الذي تحده أسطح كروية أو كروية مسطحة.ستكون أي عدسة أرق في المنتصف عنها عند الحواف عدسة متباعدة.والعكس صحيح: أي عدسة أكثر سمكًا في المنتصف منها عند الحواف ستكون كذلك عدسة جمع.
للتوضيح، يرجى الرجوع إلى الرسومات. يظهر على اليسار أن الأشعة تسير موازية للمحور البصري الرئيسي للعدسة المجمعة، بعد أن "تتقارب" مروراً بالنقطة F – صالح التركيز الأساسىعدسة جمع.يظهر على اليمين مرور أشعة الضوء عبر عدسة متباعدة موازية لمحورها البصري الرئيسي. الأشعة بعد العدسة "تتباعد" ويبدو أنها تنبعث من النقطة F'، تسمى خيالي التركيز الأساسىعدسة متباعدة.إنه ليس حقيقيا، ولكنه خيالي، لأن أشعة الضوء لا تمر عبره: فقط استمراراتها الخيالية (الخيالية) تتقاطع هناك.
في الفيزياء المدرسية فقط ما يسمى عدسات رقيقة،والتي، بغض النظر عن تماثلها "في المقطع العرضي"، موجودة دائمًا بؤرتان رئيسيتان تقعان على مسافات متساوية من العدسة.إذا تم توجيه الأشعة بزاوية على المحور البصري الرئيسي، فسنجد العديد من البؤر الأخرى عند العدسة المتقاربة و/أو المتباعدة. هؤلاء، الحيل الجانبية، سيتم وضعها بعيدًا عن المحور البصري الرئيسي، ولكن لا تزال في أزواج على مسافات متساوية من العدسة.
لا تستطيع العدسة جمع الأشعة أو تشتيتها فحسب. باستخدام العدسات، يمكنك الحصول على صور مكبرة ومصغرة للأشياء.على سبيل المثال، بفضل العدسة المتقاربة، يتم الحصول على صورة مكبرة ومقلوبة لتمثال ذهبي على الشاشة (انظر الشكل).
تظهر التجارب: تظهر صورة واضحة، إذا كان الجسم والعدسة والشاشة موجودين على مسافات معينة من بعضهما البعض.واعتمادًا عليها، يمكن أن تكون الصور مقلوبة أو مستقيمة، مكبرة أو مصغّرة، حقيقية أو خيالية.
الموقف الذي تكون فيه المسافة d من الجسم إلى العدسة أكبر من البعد البؤري F، ولكن أقل من ضعف البعد البؤري 2F، موصوف في الصف الثاني من الجدول. وهذا بالضبط ما نراه مع التمثال: صورته حقيقية، مقلوبة ومكبرة.
إذا كانت الصورة صالحة، فيمكن عرضها على الشاشة.وفي هذه الحالة ستكون الصورة مرئية من أي مكان في الغرفة التي تظهر منها الشاشة. إذا كانت الصورة افتراضية، فلا يمكن عرضها على الشاشة، ولكن يمكن رؤيتها بالعين فقط، ووضعها بطريقة معينة بالنسبة للعدسة (تحتاج إلى النظر "داخلها").
التجارب تظهر ذلك تنتج العدسات المتباعدة صورة افتراضية مباشرة مخفضةعلى أي مسافة من الجسم إلى العدسة.
عدسات بسيطةهناك نوعان مختلفان: إيجابي وسلبي. يُعرف هذان النوعان أيضًا بالتقارب والتباعد لأن العدسات الموجبة تجمع الضوء وتشكل صورة للمصدر، بينما تشتت العدسات السالبة الضوء.
خصائص العدسات البسيطة
اعتمادا على النماذج هناك جمع(إيجابي) و نثرالعدسات (السلبية). وتشمل مجموعة العدسات المجمعة عادة عدسات يكون وسطها أكثر سمكا من حوافها، ومجموعة العدسات المتباعدة تشمل عدسات تكون حوافها أكثر سمكا من الوسط. وتجدر الإشارة إلى أن هذا لا يكون صحيحًا إلا إذا كان معامل انكسار مادة العدسة أكبر من معامل انكسار الوسط المحيط. إذا كان معامل الانكسار للعدسة أقل، فسيتم عكس الوضع. على سبيل المثال، فقاعة الهواء في الماء هي عدسة متباعدة ثنائية التحدب.
تتميز العدسات عادةً بقوتها البصرية (المقاسة بالديوبتر)، أو البعد البؤري.
لبناء أجهزة بصرية مع انحراف بصري مصحح (لوني في المقام الأول، ناتج عن تشتت الضوء - أكروماتس وأبوكرومات)، تعتبر الخصائص الأخرى للعدسات وموادها مهمة أيضًا، على سبيل المثال، معامل الانكسار، ومعامل التشتت، ونفاذية المادة في المجال البصري المحدد. يتراوح.
في بعض الأحيان، يتم تصميم العدسات/أنظمة العدسات البصرية (الكاسرات) خصيصًا للاستخدام في البيئات ذات معامل الانكسار المرتفع نسبيًا (انظر المجهر الغاطس، والسوائل الغاطسة).
أنواع العدسات: جمع: 1 - biconvex 2 - بلانو محدب 3 - مقعر محدب (موجب (محدب) الغضروف المفصلي) التشتت: 4 - مقعر ثنائي 5 - مقعر مسطح 6 - مقعر محدب (السالب (المقعر) الغضروف المفصلي)
استخدام العدسة لتغيير شكل واجهة الموجة. هنا تصبح واجهة الموجة المستوية كروية عند المرور عبر العدسة
تسمى عدسة محدبة مقعرة الغضروف المفصليويمكن أن تكون جماعية (سميكة باتجاه الوسط)، منتشرة (سميكة باتجاه الحواف) أو تلسكوبية (البعد البؤري لا نهاية له). لذلك، على سبيل المثال، عدسات النظارات لقصر النظر هي، كقاعدة عامة، هلالة سلبية.
على عكس الاعتقاد الخاطئ الشائع، فإن القوة الضوئية للغضروف المفصلي ذو نصف القطر المتساوي ليست صفرًا، ولكنها موجبة، وتعتمد على معامل انكسار الزجاج وسمك العدسة. يُطلق على الغضروف المفصلي، الذي تقع مراكز انحناء أسطحه عند نقطة واحدة، عدسة متحدة المركز (القوة البصرية تكون دائمًا سلبية).
الخاصية المميزة للعدسة المجمعة هي القدرة على جمع الأشعة الساقطة على سطحها عند نقطة واحدة تقع على الجانب الآخر من العدسة.
العناصر الرئيسية للعدسة: NN - المحور البصري - خط مستقيم يمر عبر مراكز الأسطح الكروية التي تحدد العدسة؛ O - المركز البصري - النقطة التي تقع فيها العدسات ثنائية التحدب أو ثنائية التقعر (التي لها نفس نصف قطر السطح) على المحور البصري داخل العدسة (في مركزها). ملحوظة. يظهر مسار الأشعة كما هو الحال في عدسة مثالية (رفيعة)، دون الإشارة إلى الانكسار عند السطح البيني الحقيقي. بالإضافة إلى ذلك، يتم عرض صورة مبالغ فيها إلى حد ما لعدسة ثنائية التحدب
إذا تم وضع نقطة مضيئة S على مسافة معينة أمام العدسة المجمعة، فإن شعاع الضوء الموجه على طول المحور سوف يمر عبر العدسة دون أن ينكسر، والأشعة التي لا تمر عبر المركز سوف تنكسر باتجاه النقطة المضيئة S. المحور البصري ويتقاطع عليه عند نقطة ما F، والتي ستكون صورة النقطة S. وتسمى هذه النقطة بالبؤرة المترافقة، أو ببساطة ركز.
إذا سقط الضوء على العدسة من مصدر بعيد جداً يمكن تمثيل أشعته بأنها قادمة في حزمة متوازية، فعند الخروج منها تنكسر الأشعة بزاوية أكبر وتتحرك النقطة F على المحور البصري الأقرب إلى العدسة. عدسة. في هذه الظروف تسمى نقطة تقاطع الأشعة الخارجة من العدسة ركز F'، والمسافة من مركز العدسة إلى البؤرة هي البعد البؤري.
الأشعة الساقطة على عدسة متباعدة تنكسر باتجاه حواف العدسة عند خروجها منها، أي متفرقة. إذا استمرت هذه الأشعة في الاتجاه المعاكس كما هو موضح في الشكل بخط منقط، فإنها ستتقارب عند نقطة واحدة F، والتي ستكون ركزهذه العدسة. هذه الخدعة سوف خيالي.
التركيز التخيلي للعدسة المتباعدة
وما قيل عن التركيز على المحور البصري ينطبق أيضًا على تلك الحالات التي تكون فيها صورة النقطة على خط مائل يمر بمركز العدسة بزاوية على المحور البصري. يسمى المستوى المتعامد مع المحور البصري الموجود عند بؤرة العدسة طائرة الوصل.
يمكن توجيه العدسات المجمعة نحو الجسم من أي جانب، ونتيجة لذلك يمكن جمع الأشعة التي تمر عبر العدسة من كلا الجانبين. وبالتالي، فإن العدسة لها بؤرتان - أمامو مؤخرة. وهي تقع على المحور البصري على جانبي العدسة عند البعد البؤري من النقاط الرئيسية للعدسة.
أ) أنواع العدسات.
تسمى العدسات البصرية التي يكون سمكها في المنتصف أكثر من سماكتها عند الحافة العدسات المتقاربة؛ على العكس من ذلك، إذا كانت الحافة أكثر سمكًا من الوسط، فإن العدسات تعمل كذلك
نثر. وفقًا للشكل المقطعي ، يتم تمييزها: عدسات تجميع ثنائية التحدب ، محدبة بلانو ، محدبة مقعرة ؛ عدسات متباعدة ثنائية التقعر، مقعرة مسطحة، محدبة مقعرة.
العدسات الرقيقة، للتقريب الأول، يمكن اعتبارها منشورين رفيعين مطويين (الشكل 217، 218). يمكن تتبع مسار الأشعة على قرص هارتل.
العدسة المقربةيركز الأشعة المتوازية عند نقطة واحدة خلف العدسة عند البؤرة (الشكل 219)
عدسة متباعدةيحول شعاعًا متوازيًا من الأشعة إلى شعاع متباعد، والذي يبدو وكأنه يخرج من التركيز (الشكل 220).
