العدسة المتقاربة: خصائصها وأنواعها وتمارين حلها - جسدي - بدني - 2024

و العدسات المتقاربة هي تلك أرق عند الحواف التي هي أكثر سمكا في الجزء المركزي. ونتيجة لذلك ، فإنها تركز (تتقارب) أشعة الضوء التي تسقط عليها بالتوازي مع المحور الرئيسي عند نقطة واحدة. تسمى هذه النقطة التركيز ، أو تركيز الصورة ، ويتم تمثيلها بالحرف F. تشكل العدسات المتقاربة أو الإيجابية ما يسمى بالصور الحقيقية للأشياء.

مثال نموذجي للعدسة المتقاربة هو العدسة المكبرة. ومع ذلك ، فمن الشائع العثور على هذا النوع من العدسات في أجهزة أكثر تعقيدًا مثل المجاهر أو التلسكوبات. في الواقع ، يتكون المجهر المركب الأساسي من عدستين متقاربتين لهما بُعد بؤري صغير. تسمى هذه العدسات الموضوعية والعينية.

عدسة مكبرة ، عدسة متقاربة.

تُستخدم العدسات المتقاربة في البصريات لتطبيقات مختلفة ، على الرغم من أن أشهرها ربما هو تصحيح عيوب البصر. وبالتالي ، فهي موصوفة لعلاج مد البصر ، وقصر النظر الشيخوخي وكذلك بعض أنواع اللابؤرية مثل اللابؤرية المفرطة.

مميزات

العدسة المقربة. شيتفورنو

العدسات المتقاربة لها عدد من الخصائص التي تحددها. على أي حال ، ربما يكون الأهم هو الذي قدمناه بالفعل في تعريفه. وبالتالي ، تتميز العدسات المتقاربة بتحريف أي شعاع يسقط عليها من خلال التركيز في اتجاه موازٍ للمحور الرئيسي.

علاوة على ذلك ، بالمقابل ، أي شعاع ساقط يمر بالبؤرة ينكسر بالتوازي مع المحور البصري للعدسة.

تقارب عناصر العدسة

لدراستها ، من المهم معرفة العناصر التي تشكل العدسات بشكل عام والعدسات المتقاربة بشكل خاص.

بشكل عام ، يطلق عليه المركز البصري للعدسة إلى النقطة التي لا يتعرض فيها كل شعاع يمر عبره لأي انحراف.

المحور الرئيسي هو الخط الذي يربط المركز البصري ويتم تمثيل التركيز الرئيسي ، الذي علقنا عليه بالفعل ، بالحرف F.

التركيز الرئيسي هو النقطة التي تكون فيها جميع الأشعة التي تصطدم بالعدسة موازية للمحور الرئيسي.

الطول البؤري هو المسافة بين المركز البصري والبؤرة.

تعرف مراكز الانحناء بأنها مراكز المجالات التي تكوِّن العدسة ؛ نصف قطر الانحناء هو أنصاف أقطار المجالات التي تؤدي إلى ظهور العدسة.

وأخيرًا ، يُطلق على المستوى المركزي للعدسة اسم المستوى البصري.

تكوين الصورة في العدسات المتقاربة

من أجل تكوين الصور في العدسات المتقاربة ، يجب مراعاة سلسلة من القواعد الأساسية الموضحة أدناه.

إذا ضربت الحزمة العدسة الموازية للمحور ، فإن الشعاع الناشئ يتقارب في تركيز الصورة. على العكس من ذلك ، إذا مر شعاع ساقط عبر بؤرة الكائن ، فإن الشعاع يظهر في اتجاه موازٍ للمحور. أخيرًا ، تنكسر الأشعة التي تمر عبر المركز البصري دون التعرض لأي نوع من الانحراف.

نتيجة لذلك ، يمكن أن تحدث المواقف التالية في عدسة متقاربة:

- أن يقع الجسم بالنسبة للمستوى البصري على مسافة تزيد عن ضعف الطول البؤري. في هذه الحالة ، تكون الصورة الناتجة حقيقية ومعكوسة وأصغر من الكائن.

- أن يقع الجسم على مسافة من المستوى البصري تساوي ضعف الطول البؤري. عندما يحدث هذا ، فإن الصورة التي يتم الحصول عليها هي صورة حقيقية ، مقلوبة وبنفس حجم الكائن.

- أن يكون الجسم على مسافة من المستوى البصري بين مرة ومرتين الطول البؤري. ثم يتم إنتاج صورة حقيقية ومقلوبة وأكبر من الكائن الأصلي.

- أن يقع الجسم على مسافة من المستوي البصري أقل من البعد البؤري. في هذه الحالة ، ستكون الصورة افتراضية ومباشرة وأكبر من الكائن.

أنواع العدسات المتقاربة

هناك ثلاثة أنواع مختلفة من العدسات المتقاربة: العدسات ثنائية التحدب ، والعدسات المستوية المحدبة ، والعدسات المقعرة المحدبة.

عدسات Biconvex ، كما يوحي الاسم ، تتكون من سطحين محدبين. في غضون ذلك ، يكون للسطح المستوي المحدب سطح مستوٍ ومحدب. وأخيرًا ، تتكون العدسات المحدبة المقعرة من سطح مقعر قليلاً وسطح محدب.

الفرق مع العدسات المتباينة

العدسة المقربة. Fir0002 (نقاش) (تحميلات)

من ناحية أخرى ، تختلف العدسات المتباينة عن العدسات المتقاربة من حيث أن السماكة تقل من الحواف باتجاه المركز. وبالتالي ، على عكس ما حدث مع العدسات المتقاربة ، في هذا النوع من العدسات ، يتم فصل أشعة الضوء التي تصطدم بالتوازي مع المحور الرئيسي. وبهذه الطريقة ، فإنهم يشكلون ما يسمى بالصور الافتراضية للأشياء.

في البصريات ، تُستخدم العدسات المتباينة أو السلبية ، كما تُعرف أيضًا ، في المقام الأول لتصحيح قصر النظر.

معادلات جاوس للعدسات الرقيقة وتضخيم العدسة

بشكل عام ، نوع العدسات التي تمت دراستها هو ما يسمى بالعدسات الرقيقة. يتم تعريف هذه على أنها تلك التي لها سمك صغير مقارنة بنصف قطر انحناء الأسطح التي تحد منها.

يمكن دراسة هذا النوع من العدسات باستخدام معادلة جاوس والمعادلة التي تسمح بتحديد تكبير العدسة.

معادلة جاوس

تُستخدم معادلة جاوس للعدسات الرقيقة لحل العديد من المشكلات البصرية الأساسية. ومن هنا أهميتها الكبيرة. تعبيره هو كالتالي:

1 / و = 1 / ف + 1 / ف

حيث 1 / f هو ما يسمى قوة العدسة و f هو الطول البؤري أو المسافة من المركز البصري إلى البؤرة F. وحدة قياس قوة العدسة هي الديوبتر (D) ، حيث 1 D = 1 m ^-1. من جانبهم ، p و q هما على التوالي المسافة التي يقع عندها الكائن والمسافة التي يتم فيها ملاحظة صورته.

تكبير العدسة

يتم الحصول على التكبير الجانبي للعدسة الرقيقة بالتعبير التالي:

م = - ف / ع

حيث M هو التكبير. من قيمة الزيادة يمكن استنتاج عدد من النتائج:

إذا كان -M-> 1 ، فإن حجم الصورة أكبر من الكائن

إذا كان -M- <1 ، فإن حجم الصورة أصغر من حجم الكائن

إذا كانت M> 0 ، تكون الصورة صحيحة وعلى نفس الجانب من العدسة مثل الكائن (الصورة الافتراضية)

إذا كانت M <0 ، يتم عكس الصورة وعلى الجانب الآخر من الكائن (صورة حقيقية)

تمرين حل

يقع جسم على بُعد متر واحد من عدسة متقاربة يبلغ طولها البؤري 0.5 متر. كيف ستبدو صورة الجسد؟ إلى أي مدى ستكون بعيدة؟

لدينا البيانات التالية: p = 1 m ؛ و = 0.5 م.

نعوض بهذه القيم في معادلة Gaussian للعدسات الرقيقة:

1 / و = 1 / ف + 1 / ف

ويبقى ما يلي:

1 / 0.5 = 1 + 1 / ف ؛ 2 = 1 + 1 / س

نقوم بعزل 1 / ف

1 / ف = 1

لمسح q والحصول على:

ف = 1

ومن ثم ، فإننا نستبدل في معادلة تكبير العدسة:

م = - ف / ع = -1 / 1 = -1

لذلك ، فإن الصورة حقيقية منذ q> 0 ، مقلوبة لأن M <0 ومتساوية في الحجم لأن القيمة المطلقة لـ M هي 1. أخيرًا ، الصورة على بعد متر واحد من التركيز.

المراجع

1. ضوء (بدون تاريخ). على ويكيبيديا. تم الاسترجاع في 18 مارس 2019 ، من es.wikipedia.org.
2. ليكنر ، جون (1987). نظرية الانعكاس ، الموجات الكهرومغناطيسية والجسيمات. سبرينغر.
3. ضوء (بدون تاريخ). في ويكيبيديا. تم الاسترجاع في 20 مارس 2019 ، من en.wikipedia.org.
4. العدسة (الثانية). على ويكيبيديا. تم الاسترجاع في 17 مارس 2019 ، من es.wikipedia.org.
5. عدسة (بصريات). في ويكيبيديا. تم الاسترجاع في 19 مارس 2019 ، من en.wikipedia.org.
6. هيشت ، يوجين (2002). البصريات (الطبعة الرابعة). أديسون ويسلي.
7. تيبلر ، بول ألين (1994). جسدي - بدني. الطبعة الثالثة. برشلونة: عدت.