2022-11-07T02 35 33 + 00 00

نتناول في هذا المقال إجابة السؤال عن الأداة التي تميز أشعة الضوء من خلالها، كما نتعرف على أنواع العدسات وكيفية التفريق بينها، واستخدامات العدسات حسب كل نوع، بالإضافة إلى معرفة أنواع العدسات. العلاقة بين الضوء والرؤية.

أي جهاز يبدد أشعة الضوء

يتكون الضوء من الموجات الكهرومغناطيسية، وتمثل أشعة الضوء مسارات خطوط مستقيمة تتبعها مجموعة من الحزم الضوئية الضيقة التي تنتقل من خلالها الطاقة الضوئية.

  • ينتقل الضوء دائمًا في خطوط مستقيمة، لكنه قد يغير اتجاهه من خلال ظاهرة الانكسار، أو ظاهرة الانعكاس.
  • هناك نوعان من الأشعة، الأشعة المتقاربة والأشعة المتباعدة، وتمثل الأشعة المتقاربة الأشعة التي تلتقي عند نقطة معينة لتكوين صورة.
  • تمثل الأشعة المتباعدة أشعة متفرقة بعيدة لا تشكل أي صورة.
  • إذا سقط شعاع من الضوء على السطح المنحني لعدسة محدبة، فإن الأشعة تتجمع على المحور الرئيسي عند نقطة معينة، مكونة صورة.
  • ولكن إذا سقط شعاع من الضوء على السطح المنحني لعدسة مقعرة، فلن يتم إنتاج أي صورة، وتتشتت أشعة الضوء وتختفي.
  • نستنتج من التحليل السابق أن الأداة التي تشتت أشعة الضوء هي العدسة المقعرة.

أنواع العدسات

العدسات هي أجهزة بصرية تكسر الضوء أثناء مروره عبرها.

  • يعتمد تصنيع العدسات على استخدام المواد اللازورية الشفافة مثل الزجاج، التي لها أسطح كروية، وتكون أسطحها إما متساوية أو مختلفة في الانحناء.
  • يتم تحديد ذلك وفقًا لطبيعة الغرض الذي تم استخدام العدسة من أجله، ويسمى الخط الذي يربط بين مركزي الانحناء داخل العدسة “محور العدسة”.
  • قد يكون سطح العدسة مقعرًا أو محدبًا أو كليهما، فتكسر العدسة أشعة الضوء التي تسقط عليها.
  • تجمع العدسة المحدبة أشعة الضوء داخل البؤرة، على عكس العدسة المقعرة، فإنها تشتت أشعة الضوء، ولها تركيز وهمي.
  • عدسات كروية
  • نجد أن معظم العدسات كروية الشكل، بمعنى أنها تتكون من سطحين، وكل سطح يمثل جزءًا من سطح الكرة، ومحور العدسة عمودي على كلا السطحين، ويمثل محور العدسة الخط المستقيم الذي يربط بين مركزي المجالين.
  • العدسات اللاكروية
  • تمثل العدسات التي تحتوي على سطح واحد أو كلا السطحين كروي وأسطواني، تتمتع بعض هذه العدسات بميزة أنها تنتج صورًا أكثر وضوحًا مقارنة بالعدسات الكروية.
  • نعني العدسات التي لها سطحان على شكل قطع مكافئ (شكل ثنائي الأبعاد مخروطي الشكل)، هذه العدسات تصنع حزمة من الأشعة الضوئية تلتقي في نقطة واحدة هي نفسها على الجانب الآخر، ونحن نسميها هذه النقطة “التركيز”.
  • العدسات المقعرة
  • العدسات المقعرة رفيعة في المنتصف وسميكة في النهايات، وتستخدم في حال أردنا توضيح رؤية جسم بعيد، ولا تستخدم لأغراض قريبة.
  • العدسة المقعرة في الكاميرا تكسر الضوء وتجعله يتجه للخارج، لذلك يوضح لنا أن الأشعة المنبعثة من الكاميرا أصغر أو أقرب مما هي عليه في الواقع.
  • تتيح العدسات المقربة للأشخاص الذين يعانون من قصر النظر رؤية الأشياء البعيدة عن طريق انكسار أشعة الضوء في اتجاه خارجي، مما يؤدي إلى ظهور الأشياء البعيدة عن العين بوضوح.
  • يتم تحديد مسار الأشعة وفقًا لشكل العدسة المستخدمة، وتكون العدسات المحدبة سميكة في المنتصف من حوافها، وفي حالة سقوط شعاع من أشعة الضوء المتوازية على العدسات المحدبة، نجدها متقاربة عند نقاط تسمى “بؤرة العدسة المحدبة”.
  • ولكن إذا سقط شعاع من أشعة الضوء المتوازية على عدسة مقعرة، نجد أن الأشعة مبعثرة وموجهة بعيدًا، والمسافة بين مركز العدسة والبؤرة تسمى “الطول البؤري”، ونجد هذا البعد البؤري الموجب في العدسة الذي يجمع الضوء، والسالب في العدسة الذي يشتت الضوء.

استخدامات العدسة المقعرة والمحدبة

لكل نوع من أنواع العدسات استخدامات مختلفة، بما في ذلك

  • تستخدم العدسة المحدبة
  • المناظير والتلسكوبات تستخدم العدسة المحدبة في صناعة المناظير والتلسكوبات حتى نتمكن من رؤية الأشياء أكثر وضوحًا مما هي عليه في الواقع.
  • النظارات تستخدم العدسة المحدبة في صناعة النظارات لحل المشكلة التي يواجهها البعض وهي قصر النظر. نجد أن عدسة العين تجمع أشعة الضوء في نقطة معينة أمام الشبكية بدلاً من تجميعها على الشبكية في مؤخرة العين.
  • تستخدم العدسة المقعرة
  • النظارات تصنع النظارات من عدسات مقعرة لحل المشكلة التي يعاني منها بعض الأفراد وهي طول النظر، أو طول النظر، وتجمع الأشعة الضوئية عبر عدسة العين خلف الشبكية.
  • الكاميرات تحتوي الكاميرات على نوعي العدسات المحدبة والمقعرة معًا لإنتاج صورة واضحة وعالية الجودة.
  • العدسة المحدبة هي العدسة الرئيسية للكاميرا، وهي ليست كافية بمفردها ؛ ويرجع ذلك إلى حقيقة أن العدسة المحدبة وحدها تُظهر الصورة مشوهة وغير واضحة، وهذا ما يُعرف باسم “الانحرافات اللونية”.
  • المصابيح الكهربائية يستخدم مصنعو المصباح الكهربائي عدسات مقعرة بحيث يمكن للمصباح أداء وظيفته بكفاءة عالية.
  • يقوم بتكبير حجم الضوء المنبعث من المصباح، من خلال سقوط الضوء على الزاوية المقعرة للعدسة، ثم تنتقل الأشعة إلى الزاوية الأخرى، مما يؤدي إلى إنتاج شعاع ضوئي أوسع.
  • الليزر يستخدم الليزر في العديد من الأجهزة ذات الاستخدامات المختلفة، بما في ذلك الأجهزة الطبية والماسحات الضوئية والأجهزة الإلكترونية المتخصصة في تشغيل الأقراص الضوئية وقياس المسافات بدقة عالية وفي جراحات العيون.
  • تعمل العدسات المقعرة الصغيرة على توسيع شعاع الليزر، بحيث يمكنه الوصول إلى منطقة أكثر تحديدًا. العدسات المستخدمة في الليزر مصنوعة من “السيليكا المنصهرة”، لتكون قادرة على تحمل الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من مصدر الضوء.
  • فتحات الرؤية في الأبواب وهي ما يعرف بـ “العين السحرية” التي تمكن الأفراد من رؤية الشخص القادم إليهم من خلف الباب، وتستخدم العدسة المقعرة أو أكثر من عدسة مقعرة في صناعة ثقب الباب، مما ينتج عنه صورة واسعة للمنطقة بأكملها.

النور وعلاقته بالرؤية

الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية، تتميز بحركتها السريعة والثابتة، تصل إلى 300 ألف كيلومتر في الثانية، ويختلف طولها الموجي وترددها حسب طاقتها.

  • نجد أن العلاقة بين الطول الموجي وتردده هي علاقة عكسية، فكلما زادت الطاقة، زاد التردد، وانخفض الطول الموجي، والعكس صحيح.
  • يُطلق على ضوء الشمس، أو المصباح الكهربائي، “الضوء الأبيض”، وهو مزيج من جميع أطياف الضوء المرئي، وتتراوح أطوال موجاته بين 400-700 نانومتر.
  • يشمل الضوء جميع خصائص الموجات والتي تشمل (الانكسار، الانعكاس، التداخل، التشتت)، ويتم تحديد الخصائص وفقًا لطبيعة الكائن الذي يسقط عليه الضوء.
  • تمر معظم الأشعة الموجودة على الزجاج الشفاف، ولا تنعكس سوى كمية صغيرة جدًا من الأشعة.
  • في حالة سقوط الضوء على عين الإنسان، يختلف الوضع، حيث يمر الضوء عبر بؤبؤ العين، ومنه إلى العدسات التي توصل الضوء إلى الشبكية.
  • تقع شبكية العين خلف كرة العين، وتحتوي على ثلاث طبقات
  • الأول يسمى “المستقبلات الضوئية” وهي المسؤولة عن الرؤية، وتتكون من خلايا حساسة للضوء، وتنقسم إلى نوعين
  • المستقبلات العصوية هي المسؤولة عن الرؤية عندما يكون الضوء خافتًا أو غائبًا.
  • المستقبلات المخروطية هي تلك التي تمكننا من رؤية الألوان من حولنا، لكنها تعمل فقط إذا كان هناك ما يكفي من الضوء في المكان الذي نحن فيه.

لمزيد من الموضوعات المشابهة، يمكنك زيارة الروابط التالية