جهاز ينثر أشعة الضوء
الأداة التي تشتت أشعة الضوء هي (عدسة مقعرة) ، حيث تقوم هذه الأداة بفصل الأشعة عن مسارها المستقيم ، وتعتبر هذه الظاهرة من أهم الظواهر التي دفعت العديد من العلماء لإجراء تجارب علمية لاكتشاف سبب هذه الظاهرة ، ونتيجة لذلك صنعوا عدسات تستخدم لتفريق أو تجميع الضوء المصنوع من البلاستيك أو الزجاج.
مفهوم العدسات المحدبة والمقعرة
العدسة هي جهاز إرسال بصري ينثر أو يركز شعاع الضوء من خلال الانكسار. الكاميرات والتلسكوبات.
أما بالنسبة للعدسة المحدبة فهي على شكل قوس متجه للخارج ، ويمكن أن تكون العدسات محدبة من الجانبين أو مقعرة ، وقد تحتوي على وجهين مختلفين ، وقد تكون العدسة مسطحة ، والعدسة بشكل عام تعرف بأنها قطعة شفافة من البلاستيك أو الزجاج المنحني.
وهو الذي يكسر أو يركز أشعة الضوء بطريقة معينة ، ويحدد انحناء الجسم مدى واتجاه انحناء الضوء ، ويستخدم في التلسكوبات والمجاهر والنظارات.
لذلك ، نجد أن النقطة المحورية للعدسة المحدبة هي النقطة التي تلتقي فيها أشعة الضوء ، لكن النقطة المحورية للعدسة المقعرة هي النقطة التي تظهر منها أشعة الضوء متباعدة ، لأنها نقطة تباعد وتباعد.
الفرق بين العدسة المحدبة والمقعرة
هناك اختلافات كثيرة بين العدسات المحدبة والعدسات المقعرة ، ومن أبرز هذه الاختلافات ما يلي:
- تجمع العدسة المحدبة بين أشعة الضوء ونقطة ، وهو ما تنتقل من خلاله ، بينما تقوم العدسة المقعرة بتشتيت الضوء حولها ، مما يضرب العدسة.
- باستخدام عدسة محدبة ، يتم توجيه المنحنى إلى الخارج ، بينما في العدسة المقعرة ، يتم توجيه المنحنى إلى الداخل.
- عندما تمر أشعة الضوء من خلال العدسة المحدبة ، فإنها تقترب من أشعة الضوء ، ثم تركز على نقطة واحدة ، ولكن عندما تمر أشعة الضوء عبر العدسة المقعرة ، فإنها تنتشر وتتباعد الحزم.
- تكون بنية العدسة المحدبة أرق عند الحواف وأسمك في المنتصف ، بينما تكون العدسة المقعرة عكس ذلك حيث تكون العدسة المقعرة في المركز أرق وعند الحواف تكون أكثر سمكًا في الجسم.
- تعكس العدسة المحدبة صورة حقيقية ، ولكن يمكن أيضًا إنشاء صورة افتراضية عندما يكون الكائن في منتصف المركز البصري والتركيز ، على عكس الصورة التي تشكلها عدسة مقعرة ، وهي افتراضية ومنتصبة وأصغر من الكائن.
- تظهر الأشياء أقرب وأكبر في العدسة المحدبة نظرًا لسمك مركزها ، على عكس العدسة المقعرة التي يبدو فيها الجسم أصغر وأبعد بسبب مركزه الرفيع.
- تستخدم العدسة المحدبة في علاج مد البصر أو طول النظر ، كما أن العدسة المقعرة مفيدة في علاج حالات قصر النظر.
يستخدم العدسة المقعرة
هناك العديد من الاستخدامات للعدسة المقعرة والتي تستخدمها العديد من الأجهزة في مختلف المجالات ، وهنا نذكر أهم استخدامات العدسة المقعرة:
- ثقب الباب (عين ساحرة): دعامات الأبواب ، أو فتاحات الأبواب ، هي أجهزة أمان تسمح برؤية بانورامية للأشياء خارج الأبواب أو الجدران ، مما يوفر رؤية أوضح وأحجام أصغر للأشياء.
- الكشافاتيتم استخدام عدسة مقعرة في المصابيح الكاشفة لتكبير الضوء الناتج عن المصدر ، حيث تسقط أشعة الضوء على الجانب المجوف للعدسة ، وعلى الجانب الآخر تتباعد أشعة الضوء ، مما يزيد قطر مصدر الضوء ، وبالتالي توفير شعاع أوسع.
- الكاميرات: يتم استخدامها لتحسين جودة الصورة ، ويستخدم مصنعو الكاميرات عدسات محدبة ومقعرة على نطاق واسع ، فعند استخدام العدسة المحدبة كعدسة أساسية للكاميرا فقط ، فإنها تتسبب في تشويه الصورة ، وهو ما يُعرف باسم الانحرافات اللونية ، في حين أن الجمع بين العدسات المحدبة والمقعرة يتطلب آثارًا غير مرغوب فيها.
- الليزرالليزر: يتم استخدام أنواع مختلفة من الماسحات الضوئية وأقراص DVD ومشغلات الأقراص المضغوطة والمعدات البصرية ، حيث أن أشعة الليزر شديدة التركيز ومبعثرة ، مما يجعل الجهاز يعمل بشكل صحيح ، ويتم استخدام عدسة مقعرة لتوسيع شعاع الليزر من أجل الوصول إلى منطقة معينة بشكل حاد.
- النظارات: غالبًا ما تستخدم العدسات المقعرة لتصحيح قصر النظر ، حيث أن صور الأجسام البعيدة تكون أقصر من شبكية العين ، لذلك تستخدم العدسات المقعرة نظارات لتصحيح العيوب عن طريق تشتيت أشعة الضوء قبل أن تصل إلى مقلة العين ، مما يجعل الشخص قادرًا على رؤية الأشياء البعيدة بشكل أكثر وضوحًا .
يستخدم عدسة محدبة
العدسة المحدبة هي عدسة مكبرة ، لذلك لها استخدامات عديدة في كثير من مجالات الحياة ، ومن أبرز استخدامات العدسة المحدبة ما يلي:
- المجاهر: تستخدم العدسة المحدبة في المجاهر من أجل الحصول على صورة أكبر بكثير للأجسام الصغيرة. تتكون المجاهر البسيطة من ثلاث عدسات ، وتنتج العدسة الموجودة في نهاية المجهر البسيط صورة مقلوبة ومكبرة.
- الكاميراتتستخدم العدسات المحدبة على نطاق واسع في الكاميرات ، والتي لا تركز فقط على الصورة ، ولكن أيضًا تكبرها ، وتتكون جميع الكاميرات من عدسة محدبة ، ثم عدسة مقعرة ، ثم عدسة أخرى محدبة ، وتتحكم العدسة الأولى في مستوى الصورة التكبير بالابتعاد عن الجسم أو الاقتراب منه.
- النظاراتيؤثر طول النظر على بعض الأشخاص ، حيث لا يمكن استخدام عدسة مقعرة في حالات قصر النظر ، ثم يتم استخدام عدسة محدبة ، حيث تفشل عدسة العين في تركيز الضوء على الشبكية ، ويصعب على الشخص التركيز عليها. الأجسام القريبة من عينه ، وعندما يتم وضع العدسة المحدبة مقابل العين ، فإنها تنحني أشعة الضوء ، مما يقصر النقطة المحورية ، ويركز الضوء بطريقة مناسبة على الشبكية.
تاريخ العدسات المحدبة والمقعرة
يأتي مصطلح العدسة من الاسم اللاتيني العدس ، وموطنها الأصلي هو منطقة البحر الأبيض المتوسط ، وهي مثال للكلمة اليابانية طوكيو ومعناها (المرآة الشفافة) خلال الحرب العالمية الثانية ، كما أنها ترجع إلى الزجاج أو الكرات الكريستالية التي تستخدم في إشعال النيران في الاحتفالات الدينية وكماليات الحضارات القديمة.
ويقال أيضًا أن أصل العدسة يعود إلى الفيلسوف الروماني القديم سينيكا الذي قال إنه من الممكن تكبير الحروف باستخدام كرة بلورية يعود تاريخها إلى حوالي ألفي عام ، وتعمل العدسة بشكل عام حسب المعروف انكسار الضوء ، حيث ينحني الضوء ويغير اتجاه حركته ، وعلى مر التاريخ تطورت العدسة في مجالين:
- ما هي النظارات التي تلبس.
- تم استخدام تطبيقات الأدوات مثل العدسات المستخدمة في الكاميرات والتلسكوبات والمجاهر والنظارات في الممارسة العملية في القرن الثالث عشر ، وهي مصنوعة من زجاج القراءة (عدسة مكبرة بسيطة) ، عن طريق عدسة محدبة ، وكان يطلق عليها في البداية (أداة الشيطان).
في هذه الأثناء ظهرت نظارات مصنوعة من عدستين ، واختُرعت نظارات قصر النظر بواسطة عدسات مقعرة بداية من القرن السادس عشر ، ومن هنا جاءت فكرة التلسكوب والميكروسكوب ، وكانت بالمجهر في البداية كما كان اخترع في نهاية القرن السادس عشر.