جهاز ينثر أشعة الضوء

هناك العديد من الأدوات التي تستخدم لتشتيت أو تجميع الأشعة الضوئية، فمثلاً هناك عدسة خاصة تقوم بتجميع الأشعة من أي مصدر ضوئي، وهناك عدسات تستخدم لتفريق الإشعاعات المختلفة.

والأداة التي تستخدم في تشتيت أشعة الضوء عبارة عن عدسة ذات نهايات سميكة وهي أرق في المنتصف، كما أنها تعمل على توضيح الرؤية من بعيد، حيث تكسر الضوء الساقط عليها، وهي تستخدم في الكاميرات و المناظير وهذه العدسة تسمى عدسة مقعرة.

ما هو المقصود بالأشعة؟

هي أشعة تخرج من مصدر ضوء، سواء كان مصدرًا صناعيًا أو مصدرًا طبيعيًا، وتستهدف نقطة واحدة، إما من مصدر نقطة أو من مجموعة نقاط. تنقسم أشعة الضوء إلى:

  • عوارض متباعدة: يطلق عليه هذا الاسم لأنه يبعد الأشعة عن بعضها البعض بعيدًا عن المصدر.
  • أشعة قريبة من الضوءيطلق عليه هذا الاسم لأنه يجعل الأشعة أقرب لبعضها عندما تكون بعيدة عن مصدر الضوء حتى تلتقي عند نقطة واحدة.
  • الحزم المتوازيةتكون الأشعة متوازية عندما تبتعد عن مصدر الضوء، لتصبح متوازية تمامًا.

تعريف العدسة

العدسة عبارة عن قطعة زجاجية أو مادة شفافة، وقد تكون العدسة محدبة أو مقعرة أو كليهما، وتستخدم العدسات لأشياء كثيرة غير انكسار أشعة الضوء.

  • معظم أنواع العدسات كروية، أي أنها تتكون من سطحين، وكل منهما جزء من سطح الكرة، ويكون المحور عموديًا على كل من السطحين.
  • مخترع العدسة شخصية غير معروفة، لكن من الجدير بالذكر أن الفيلسوف الروماني سينيكا، رجل دولة، استخدم كأسًا من الماء كعدسة مكبرة لقراءة الكتب في روما.
  • كما ذكر أن الرهبان في العصور الوسطى استخدموا كرة زجاجية لتكون نظارات مكبرة للقراءة لهم، بالإضافة إلى المخبرين في مدينة البندقية في القرن الثالث عشر الذين صنعوا كرة زجاجية ووضعوها في إطار مصنوع من الزجاج. الخشب ليكون عدسة مكبرة.

عدسة مقعرة

تتميز العدسة المقعرة بالعديد من الميزات والمواصفات التي تجعلها مختلفة عن غيرها، ويجب على كل من يدرس العدسات معرفة شكلها ووظيفتها ومكان تركيزها والصورة المتكونة واستخداماتها، وفيما يلي سنعرض تفاصيل العدسة المقعرة:

  • تعريف العدسة المقعرة: هو جهاز بصري انتقالي يقوم بتثبيت أشعة الضوء عن طريق انكسار أو تمايز الأشعة عن مصدر الضوء، وفي بعض الأحيان يمكن أن تعرف العدسة المقعرة بالعدسة السالبة، وتعمل على توضيح الرؤية من بعيد وليس قريب، وتستخدم في ماكينات التصوير لانها تعمل على كسر الاشعة من الخارج بحيث تكون الصور متقاربة.
  • دور: يعمل على تشتيت الأشعة المنبعثة من مصدر الضوء.
  • التركيز: تركيز العدسة المقعرة هو تقديري، أي أنه لا يتم استقباله على أي عائق وإشارته إيجابية.
  • صورة: تُقدَّر الصورة في عدسة مقعرة في نفس اتجاه الجسم، وهي صغيرة إلى حد ما وعلى نفس الجانب من الجسم.
  • الاستخدامتستخدم العدسة المقعرة لأشياء كثيرة، منها ما يلي:
    • النظارات: يستخدم أخصائيو البصريات العدسة المقعرة لعلاج قصر النظر عن طريق نشر الضوء قبل أن يصل إلى العين، ويمكن للشخص استخدام هذه العدسة لرؤية الأشياء بوضوح بعيدًا عن العين.
    • الكاميراتيستخدم مصممو الكاميرا عدسات مقعرة ومحدبة لتحسين جودة الصورة الملتقطة، حيث أن العدسة الأصلية للكاميرا محدبة، ولكن عند استخدامها وحدها، قد تتسبب في بعض التشوهات في الصورة. يختلف كل هذا ويؤثر على جودة الصورة، لذلك يتم إضافة عدسة محدبة لتحسين جودة الصورة وإخفاء تلك العيوب التي تظهرها العدسة المحدبة.
    • المصابيح الكهربائية: تستخدم العدسة المقعرة في المصابيح الكهربائية لتكبير الضوء من المصباح. عندما يسقط الضوء على العدسة المقعرة، تنحرف الأشعة إلى جانب آخر، مما يوفر شعاعًا أكبر على مساحة أكبر.
    • الليزر: تُستخدم أشعة الليزر اليوم في أنواع مختلفة من المعدات، سواء كانت أدوات طبية، أو ماسحات ضوئية، أو مشغلات أقراص مضغوطة، وما إلى ذلك. وجود عدسات في هذه المعدات مهم حتى تعمل بشكل صحيح ودقيق. إن إضافة عدسة مقعرة صغيرة تجعل أشعة الليزر تتوسع وتصل بطريقة أكثر دقة. دقيقة حتى تصل إلى منطقة معينة، يمكن أن تكون العدسة المقعرة المستخدمة مع الليزر مصنوعة من السيليكا المنصهرة لحمل الأشعة فوق البنفسجية التي تخرج من مصدر الضوء.
    • رؤية ثقوب في الأبواب: تُعرف فتحات الرؤية في الأبواب بالعين السحرية، وهي تعتبر جهاز أمان يساعد في الحصول على رؤية بانورامية للأشخاص والأشياء من خلف الأبواب، باستخدام العدسة المقعرة بحيث يمكنك رؤية مساحة واسعة في المنطقة بأكملها.

عدسة محدبة

تتميز العدسة المحدبة بالعديد من الميزات والمواصفات التي تجعلها مختلفة عن غيرها، ويجب على كل طالب عدسات أن يعرف شكلها ووظيفتها ومكان تركيزها والصورة المتكونة واستخداماتها، وفيما يلي سنعرض كل ما يتعلق بالعدسة المحدبة:

  • التعريفإنها عدسة تقرب الأشعة التي تسير بالتوازي مع المحور الرئيسي. إنها عدسة سميكة نسبيًا في الوسط ورقيقة جدًا من الأطراف العلوية والسفلية. تنحني الحواف للخارج وليس للداخل. العدسة المحدبة تجعل الأشعة المتوازية أقرب إلى نقطة معينة على جانب العدسة.
  • دور: يجمع الأشعة من مصدر الضوء.
  • التركيز: يمكن استقبال تركيز حقيقي على حاجز وإشاراته سلبية.
  • صورة: الصورة عبارة عن تقدير، يتم تكبيرها بشكل معتدل في نفس اتجاه الكائن إذا تم وضع الكائن بين العدسة والتركيز، وهي حقيقة مقلوبة على الجانب الآخر من العدسة.
  • خصائص وخصائص الصورة: هناك العديد من الخصائص والصفات التي تشكل عدسة محدبة، منها ما يلي:
وضع الجسم وضع الصورة خصائص الصورة
الانتقال من F نحو العدسة الانتقال من اللانهاية إلى العدسة حجم مخفض، افتراضي، عمودي، أكبر من الكائن
الانتقال من 2F نحو F. الانتقال من 2F إلى ما لا نهاية حقيقي، مقلوب، أكبر من الشيء
في اللانهاية في النقطة المحورية الصورة نقطة
تحرك نحو 2F الانتقال من F نحو 2F زيادة في الحجم، حقيقي، مقلوب، أصغر من الكائن
في F في اللانهاية كبير بشكل لا نهائي
في 2F في 2F حقيقي، مقلوب، بنفس حجم الجسم
  • تستخدم العدسة المحدبة: تستخدم العدسة المحدبة في العديد من الأغراض، بما في ذلك ما يلي:
    • المناظير والتلسكوبات: تستخدم العدسة المحدبة في المناظير لتكبير الأشياء بحيث تبدو أقرب، لكنها أقل دقة لأنها تظهر التشوهات، لذلك يتم وضع العدسة المقعرة لتصحيح هذه العيوب.
    • الكاميرات: العدسة الأصلية للكاميرات هي عدسة محدبة ويتم إضافة عدسة مقعرة لتصحيح التشوهات.
    • النظارات: يستخدم لتصحيح طول النظر.