العدسة

العدسة هي قطعة من الزجاج (أو من أية مادة شفافة أخرى) ذات تكور أو تحدب في أحد سطحيها أو كليهما تحدث إنكسارا في الأشعة الضوئية الساقطة على أحد وجهيها.وتستخدم العدسة المحدبة لتجميع الأشعة الضوئية بينما تستخدم العدسة المقعرة لتفريق الأشعة.
عدة أنواع من العدسات

محتويات [أخفِ] <LI class="toclevel-1 tocsection-1">1 مبنى وأنواع العدسات البسيطة 1.1 قانون صاقلي العدسات <LI class="toclevel-1 tocsection-3">2 قانون العدسات الدقيقة <LI class="toclevel-1 tocsection-4">3 استعمال العدسات <LI class="toclevel-1 tocsection-5">4 العين البشرية <LI class="toclevel-1 tocsection-6">5 مصادر 6 وصلات خارجية

//


[عدل] مبنى وأنواع العدسات البسيطة


إن غالبية العدسات هي عدسات كروية، أي عدسات تتكون من سطحين، بحيث أن كل منهما هو جزء من سطح كرة، وبحيث يكون محور العدسة، أي الخط المستقيم الذي يصل بين مركزي الكرتين، معامدًا لكلا السطحين. بإمكان كل من السطحين أن يكون محدّبًا أو مقعّرًا أو مستويًا.
هنالك أيضًا نوع آخر وهو العدسات غير الكروية، وهي عدسات فيها أحد السطحين أو كلاهما غير كروي أو إسطواني. بإمكان بعض هذه العدسات أن تنتج صورًا أكثر وضوحًا وذات انحرافات أقل من العدسات الكروية. نخص بالذكر العدسة ذات سطحين على شكل قطع مكافئ، والتي تجعل رزمة من الأشعة الضوئية المتوازية في جهة واحدة تلتقي في نقطة واحدة بالضبط في الجهة الأخرى، وهي البؤرة. غالبًا ما يكون تصنيع مثل هذه العدسات أكثر مكلفًا من العدسات الكروية.
يعتمد مسار الأشعة الفعلي عبر العدسة (إن كان لمًا أو تفريقًا) على شكلها، ونوعا العدسات الرئيسيان هما العدسات المحدبة والعدسات المقعرة، وتكون العدسات المحدبة أسمك في وسطها منها في أطرافها بينما تكون العدسات المقعرة أسمك في أطرافها منها في وسطها.
مبدأ عمل العدسة المحدبة



مبدأ عمل العدسة المقعرة



إذا سقطت حزمة من الأشعة الضوئية المتوازية على عدسة محدبة فإنها تجمّع في نقطة واحدة، بالتقريب، هي بؤرة العدسة المحدبة، أما إذا سقطت هذا الحزمة على عدسة مقعرة فإنها تفرّق كما لو أنها صادرة عن بؤرة تقديرية للعدسة. وفي كلا الحالتين تسمى المسافة بين مركز العدسة والبؤرة بالبعد البؤري والذي يعتبر موجبًا في العدسة اللامة وسالبًا في العدسة المفرّقة.

[عدل] قانون صاقلي العدسات


بالإمكان حساب البعد البؤري لعدسة كروية في الهواء بواسطة قانون صاقلي العدسات:




بحيث أنّ:

f هو البعد البؤري للعدسة،
R₁ هو نصف قطر السطح الكروي الأقرب إلى مصدر الضوء،
R₂ هو نصف قطر السطح الكروي الأبعد عن مصدر الضوء،
n₁ هو معامل انكسار الضوء في المادة المصنوعة منها العدسة
n₁ هو معامل انكسار الضوء في المادة المحيطة للعدسة و
d هو سمك العدسة.

في القانون أعلاه اتُّبع التدوين التالي: إذا كان السطح الأول محدبًا يعتبر R₁ موجبًا ويعتبر سالبًا إذا كان السطح مقعرًا؛ التدوين معكوسًا للسطح الثاني، فيكون موجبًا لسطح مقعر، وسالبًا لسطح محدّب. إذا كان أحد السطحين مستويًا فيعتبر نصف قطره لا نهائي.
بالإمكان تبسيط القانون إذا كانت العدسة دقيقة، أي إذا كان d صغيرًا بالنسبة لـR₁ وR₂:


^[1]

تدعى القيمة قوة العدسة، وتقاس بوحدة ديوبتر التي تعادل (متر¹⁻). قوّة العدسة تتسم في قدرتها على "طي" حزمة من الأشعة الضوئية المتوازية. فكلّما كانت العدسة أقوى، يكون بعدها البؤري أصغر، أي أنّ قدرتها على جعل الشعاع ينكسر أقوى.
لكل عدسة فإنّ البعد البؤري يبقى نفسه بغض النظر عن الجهة التي يتواجد فيها مصدر الضوء بالنسبة للعدسة. مع هذا، فإنّ الخواص الأخرى للعدسات، كمدى الانحرافات المختلفة التي تتسبب بها، قد تكون مختلفة إذا اختلف اتجاه الضوء.
[عدل] قانون العدسات الدقيقة


للعدسة خواص تصويريّة. فمثلاً، إذا وضعت عدسة لامّة في طريق حزمة أشعّة ضوئية متوازية، تلتقي جميعها في نقطة واحدة بالتقريب في الجهة الأخرى للعدسة، هي بؤرة العدسة. وبشكل عكسي، فإذا وضع مصدر ضوء في نقطة هي بؤرة لعدسة لامّة، تخرج الأشعّة من العدسة بشكل حزمة أشعّة ضوئية متوازية. فالحالة الأولى تصف جسمًا بعيدًا جدًا، لدرجة أنّ الأشعة التي تصل العدسة منه تكون متوازية، وتتكون صورته في البؤرة، وفي الحالة الثانية، فإنّ جسمًا يقف على مسافة بعد بؤري من عدسة، تتكون صورته في اللانهاية. كما ويدعى المستوى المعامد لمحور العدسة والبعيد عنها مسافة f، يدعى المستوى البؤري.
إذا وضعنا جسمًا على مسافة u من عدسة بعدها البؤري هو f، وإذا اعتبرنا المسافة عن العدسة التي تتكون فيه الصورة هوv، فتتحقّق العلاقة التالية المسمّاة قانون العدسات الدقيقة:


مبدأ عمل العدسة اللامّة في التصوير؛ لاحظ أنّ الصورة المتكوّنة هي حقيقيّة ومقلوبة ومكبّرة



لذا، فإذا وضعنا جسم على بعد u يكون أكبر من بعد العدسة البؤري،f، نحصل على قيمة موجبة لـv، أي أن الصورة حقيقية وتتكون من الجهة الأخرى للعدسة. معنى هذا أنّه بالإمكان إحضار شاشة ونصبها هلى بعد v من العدسة ونستطيع عندها رؤية صورة الجسم (مكبّرة أو مصغرة). هذا هو أساس عملية التصوير.
أما إذا كانت قيمة u أصغر من قيمة f، فتكون قيمة v سالبة، أي أنّ الصورة تتكون على نفس الجهة الموجود فيها الجسم، وعندها تدعى صورة وهميّة، على غرار تلك التي نحصل عليها عند النظر في مرآة مستوية. بعكس الصورة الحقيقية، فلا يمكن نصب شاشة حتى نرى عليها الصورة الوهمية، ولكن إذا ما نظرنا إلى الجسم من خلال العدسة، نستطيع رؤية تلك الصورة على بعد v من العدسة. هذا هو أساس عمل العدسة المكبّرة.
بالإمكان حساب مدى تكبير العدسة، M بواسطة قانون المثلثات المتشابهة:


حيث أنّ إشارة M تشير إلى ما إذا كانت الصورة مقلوبة أم لا. إذا تحقّق ، تكون الصورة أكبر من الجسم، أي نحصل على تكبير. إذا تكوّنت صورة خيالية، يكون التكبير موجبًا دائمًا، أي أنّ الصورة غير مقلوبة بالنسبة للجسم.
القوانين أعلاه تصلح أيضًا للعدسات المفرّقة، مع حفظ إشارة f السالبة لتلك العدسات. لا يمكن تكوين صورة حقيقيّة بواسطة عدسة مفرّقة، فكل الصور تكون وهمية، أي v < 0
[عدل] استعمال العدسات


تستخدم العدسة المحدبة كعدسة مكبرة، فإذا وضع جسم بين العدسة وبؤرتها يرى الناظر من الجهة الأخرى للعدسة صورة مكبرة للجسم على بعد يزيد عن بعد الجسم الفعلي عنها، أما إذا وضع الجسم على بعد من العدسة يزيد عن بعدها البؤري فإنك لن ترى له أي صورة. ولكن يمكنك تلقي صورة حقيقية له (مقلوبة رأسا على عقب) على ورقة أو ستارة في الجهة الأخرى من العدسة. خاصة إذا كان الجسم منيرا أو جيد الإضاءة اما في حالة العدسة المقعرة فهي على العكس من ذلك، فهي تستخدم لتصغير الصورة، حيث أن العدسة المقعرة تكوّن صورة للجسم تقديرية معتدلة (غير مقلوبة) مصغّرة وفي نفس الجهة التي فيها الجسم.
[عدل] العين البشرية


العدسة المحدبة في العين البشرية



تحوي العين البشرية عدسة محدبة تتكيف لتجميع الأشعة الواردة عبر البؤبؤ على الشبكية في خلفية العين. وقد يحدث أحيانا ان عدسة العين عند بعض الأشخاص تجمع اِشعة الضوء في نقطة أمام الشبكية وتسمى هذه الحالة بقصر النظر وفي حالات أخرى عند بعض الأشخاص تجمع عدسة العين الأشعة الضوئية خلف الشبكية وتسمى هذه الحالة بطول النظر (أو بعد النظر). وتعالج كلتى الحالتان بعدة طرق منها استخدام النظارات أو العدسات الاصقة أو بعمليات جراحية لتصحيح البصر

شكرا على الموضوع