يمكنك العثور على العدسات المحدبة والمقعرة في مجموعة متنوعة من الأجهزة البصرية، بدءًا من مكبر العين البسيط وحتى عدسة تكبير الكاميرا. سنتناول في هذا المقال العدسات المحدبة والمقعرة والفرق بينهما، مع استخدام قانون الانكسار لدراسة خصائص العدسات وكيفية تصويرها.
مقدمة عن العدسات المحدبة والمقعرة
للبدء في هذا الاستكشاف للعدسات المحدبة والمقعرة، سنعرفك على العدسات المحدبة والمقعرة والفرق بينهما، واستخدام قانون الانكسار لدراسة خصائص العدسات وكيفية تصويرها، وسنتحدث معك عن أهمية هذه العدسات.
جهاز يجمع الضوء ويكبر الصور ويستخدم المرايا
ما هو مفهوم العدسات المحدبة والمقعرة؟
العدسة عبارة عن جهاز نقل بصري ينثر أو يركز شعاع الضوء عن طريق الانكسار. هناك نوعان من العدسات: مقعرة (أي في تقعر)، عدسة مقعرة، وتعرف أيضًا بالعدسة السالبة أو عدسة التباين، وهناك عدسات عديدة. تستخدم للعدسات المقعرة مثل التلسكوبات والكاميرات وأشعة الليزر والنظارات والمناظير وما إلى ذلك. العدسة المحدبة لها شكل قوس إلى الخارج، ويمكن أن تكون العدسات محدبة أو مقعرة، ويمكن أن يكون لها جانبان مختلفان، ويمكن أن تكون العدسة مسطحة.
تُعرف العدسة بأنها قطعة منحنية وشفافة من الزجاج أو البلاستيك تعمل على تركيز أشعة الضوء وكسرها بطريقة معينة. يحدد انحناء الجسم مدى وفي أي اتجاه تشتته العدسة المقعرة. النقطة البؤرية في العدسة المحدبة هي النقطة التي يقع فيها كل شيء. تتقارب أشعة الضوء، أي نقطة الالتقاء، أما إذا تحدثنا عن عدسة مقعرة فإن نقطة البؤرة هي النقطة التي تبدو أشعة الضوء وكأنها تتباعد عنها، أي نقطة التباعد أو التباعد (4).
إقرأ أيضا:تعرف علي متى يتم تغيير ثوب الكعبة 2025عدسة محدبة تعتمد على نظرية انكسار الضوء
العدسات المحدبة هي عدسات ضخمة في المنتصف ورقيقة عند الحواف، والعدسة منحنية إلى الخارج. عندما تمر أشعة الضوء عبر العدسة، فإنها تنكسر وتتحد، مما يؤدي إلى تقارب الضوء. لنفس السبب، تسمى العدسة المجمعة عدسة مجمعة، وبالتالي فإن النقطة التي تتجمع فيها أشعة الضوء تسمى النقطة البؤرية أو التركيز الرئيسي. المنطقة هي مركز مركز العدسة والتركيز الرئيسي هو نقطة التركيز. الطول علاوة على ذلك، فإنه يخلق صورة حقيقية ومقلوبة، ولكن يمكنه أيضًا إنشاء صورة. بشكل افتراضي، عندما يتم وضع جسم ما بالقرب من العدسة، يتم استخدام هذه العدسات لتركيز شعاع الضوء لجعل الجسم مرئيًا. (1)
عدسة مجوفة تعتمد على نظرية انكسار الضوء
العدسة المقعرة هي نوع من العدسات أرق في المنتصف من الحواف ومستديرة إلى الداخل بحيث ينحني شعاع الضوء إلى الخارج وتتباعد أشعة الضوء الساقطة عليها مما يجعلها عدسة مقعرة. عدسة متباعدة أو متباعدة. وهذا أيضًا يجعل الكائن يبدو أصغر حجمًا وأبعد مما هو عليه. في الواقع، الصورة التي تم إنشاؤها هي صورة افتراضية، ومدببة، ومستقيمة، وترسل أشعة الضوء بعيدًا عن نقطة التركيز الأساسية، نقطة التركيز، بتفاصيل أدق. الطول بين البؤرة ومركز العدسة (البعد البؤري).(3)
ما الفرق بين العدسة المحدبة والمقعرة؟
الفرق بين العدسة المحدبة والمقعرة يتعلق بالنقاط التالية (2)
إقرأ أيضا:تعرف علي …. طريقة عمل رولات لحم الديك الرومي بالفطر 2025- تقوم العدسة المحدبة بتجميع أشعة الضوء عند نقطة محددة تمر من خلالها، بينما تعمل العدسة المقعرة على تشتيت أشعة الضوء التي تسقط على العدسة.
- العدسة المحدبة لها انحناء خارجي، بينما العدسة المقعرة لها انحناء داخلي.
- عندما تمر أشعة الضوء من خلال عدسة محدبة، فإنها تتقارب وتتركز عند نقطة واحدة، أما عندما تمر أشعة الضوء من خلال عدسة مقعرة فإنها تتباعد، أي أنها تتشتت.
- يكون هيكل العدسة المحدبة أكثر سمكًا في الوسط وأرق عند الحواف، وعلى العكس من ذلك، تكون العدسة المقعرة أرق في الوسط وأكثر سمكًا في الهيكل عند الحواف.
- يكون البعد البؤري للعدسة المحدبة موجبًا، بينما يكون البعد البؤري للعدسة المقعرة سالبًا.
- بشكل عام، تخلق العدسة المحدبة صورة حقيقية، ولكنها يمكنها أيضًا إنشاء صورة افتراضية عندما يكون الجسم في بؤرة التركيز ومركزه بصريًا، على عكس الصورة التي يتم إنشاؤها بواسطة العدسة المقعرة التي تكون متعامدة وافتراضية وأصغر من الجسم.
- المركز السميك للعدسة المحدبة يجعل الأجسام تبدو أكبر وأقرب، على عكس العدسة المقعرة، التي يجعل مركزها الرقيق الجسم يبدو أوسع وأصغر.
- وتستخدم العدسة المحدبة لعلاج طول النظر، بينما أثبتت العدسة المقعرة نفسها لعلاج قصر النظر أو طول النظر.
تاريخ العدسات المحدبة والمقعرة
كلمة عدسة تأتي من الاسم اللاتيني عدسة وهي في الأصل من منطقة البحر الأبيض المتوسط. إنه مثال على كلمة مستوردة أطلقت عليها اليابان اسم “طوكيو (المرآة الشفافة)” خلال الحرب العالمية الثانية والتي يمكن أيضًا إرجاع أصولها إلى الكريستال أو البلورة. الكرات الزجاجية المستخدمة كأشياء للإضاءة الاحتفالية. سواء كانت دينية أو كأحد الملحقات في الحضارات القديمة، يقال إن أصول العدسة تعود إلى الفيلسوف الروماني القديم سينيكا، الذي قال إن الحروف “يمكن تكبيرها بكرة بلورية منذ حوالي 2000 عام”. “بشكل عام، تعمل العدسة على مبدأ يعرف باسم “الانكسار”، حيث ينحني الضوء ويتغير اتجاهه. وقد تطورت العدسة تاريخيا في مجالين (1).
إقرأ أيضا:تعرف علي رواتب خريجي المعهد العالي السعودي الياباني للسيارات 2025- النظارات التي نرتديها كل يوم في حياتنا.
- تطبيقات الأجهزة مثل العدسات المستخدمة في المجاهر والتلسكوبات والكاميرات والنظارات الأولى المستخدمة في الجهاز الثالث عشر.
ولكن في هذه الأثناء ظهرت النظارات ذات العدسات المزدوجة، وفي القرن السادس عشر تم اختراع نظارات قصر النظر ذات العدسات المقعرة، ومن هنا جاءت فكرة المجهر والتلسكوب. بداية المجهر كانت نهاية القرن العشرين وبعد ذلك قام رجل إنجليزي (هوهوك) بتطوير مجهر مركب ذو عدستين محدبتين (شيئية وعدسة)، وفي نفس الوقت تقريبًا الذي تم فيه تطوير المجهر أحادي العدسة في هولندا ، اختراع التلسكوب للهولندي. ليبرشي، الذي استخدم عدسة محدبة كعدسة موضوعية وعدسة مقعرة كعدسة بصرية.
كان جاليليو هو من قام على الفور بتحسين هذا الاختراع واستخدمه في الملاحظات الفلكية؛ وقد أتاح له هذا الجهاز اكتشاف حلقات زحل، وفي نفس المجال اخترع عالم الفلك الألماني كيبلر تلسكوب كيبلر الذي يستخدم عدسات محدبة كهدف ومسبار.
تطوير العدسات المحدبة والمقعرة
كانت المواد المستخدمة في تطوير العدسات والعدسات القديمة والكريستال من العناصر الفاخرة التي لم تكن متاحة بسهولة، لذلك كان إنتاج العدسات الزجاجية يرجع إلى تحسين تقنيات صناعة الزجاج في القرن الثاني عشر. وفي القرن الماضي، تم اختراع العدسة الزجاجية عالية الشفافية، ولعبت العدسة البصرية الدور الرائد في القرن العشرين، ويوجد اليوم أكثر من 200 نوع. (4)
أنواع العدسات البصرية
يمكن تقسيم العدسات البصرية إلى نوعين رئيسيين (3)
- يحتوي زجاج كورونا ذو معامل الانكسار المنخفض على جير الصودا.
- يحتوي زجاج الصوان ذو معامل الانكسار العالي على الرصاص.
ظهرت العدسات البصرية البلاستيكية أيضًا في أوائل القرن العشرين، لكن انتقال الضوء ومعامل الانكسار كانا منخفضين في النماذج المبكرة. وانتشرت بسرعة بعد تطور المواد البلاستيكية الحرارية في أربعينيات القرن العشرين، وبعد هذا التطور الجديد، تم إنشاء عدسات بلاستيكية حرارية كانت شفافة ولكن وزنها نصف وزن الزجاج البصري. ولم تساهم هذه العدسات البلاستيكية إلا في تطوير العدسات اللاصقة والكاميرات الفورية بسبب تصميمها المريح وهشاشتها وتصنيعها الرخيص. في الآونة الأخيرة، تم استخدام هذه العدسات في النظارات وكاميرات الهواتف المحمولة ومواد العدسات الأخرى بما في ذلك الكوارتز والفلوريت والسيراميك الشفاف بصريًا والهاليت الشفاف. سيليكون بالأشعة تحت الحمراء.
يتم استخدام عدسة مقعرة
هناك العديد من الاستخدامات للعدسة المقعرة. يتم استخدامها في العديد من الأجهزة المستخدمة في العديد من المجالات. هذه هي التطبيقات الرئيسية للعدسات المقعرة(2)
-
النظارات تُستخدم العدسات المقعرة عادة لتصحيح قصر النظر، ويسمى أيضًا قصر النظر، لأن صور الأشياء البعيدة تكون أقصر من شبكية العين. ولذلك يتم استخدام العدسات المقعرة في النظارات، والتي تعمل على تصحيح النقص عن طريق تشتيت أشعة الضوء قبل وصولها إلى مقلة العين، مما يسمح للشخص برؤية الأشياء البعيدة بشكل أكثر وضوحا.
-
الليزر تستخدم أنواع مختلفة من الماسحات الضوئية والأجهزة الطبية ومشغلات الأقراص المضغوطة وأقراص DVD الليزر. نظرًا لتشتت الليزر عالي التركيز المطلوب حتى يعمل الجهاز بشكل صحيح، يتم استخدام عدسات مقعرة تعمل على توسيع شعاع الليزر لاستهداف منطقة معينة في التركيز.
-
تستخدم الكاميرات لتحسين جودة الصور. تستخدم مجموعات العدسات المحدبة والمقعرة على نطاق واسع من قبل الشركات المصنعة للكاميرات. عندما يتم استخدام عدسة محدبة فقط كعدسة رئيسية للكاميرا، فإنها تسبب تشوهات في الصور تسمى الانحرافات اللونية وتجمع أيضًا بين العدسة المقعرة والمحدبة. كلاهما يزيل التأثيرات غير المرغوب فيها.
-
تُستخدم العدسات المجوفة أيضًا في المصابيح الكاشفة لتكبير الضوء الناتج عن المصدر. تسقط أشعة الضوء على الجانب المقعر للعدسة وتتباعد أشعة الضوء على الجانب الآخر. يؤدي ذلك إلى زيادة شعاع مصدر الضوء وبالتالي توفير شعاع أوسع.
-
ثقب الباب (عين الساحرة) فتحات الباب أو مصدات الأبواب هي أجهزة أمنية توفر رؤية بانورامية للأشياء الموجودة خلف الجدران أو الأبواب. فهو يقلل من نسب الكائنات ويعطي صورة أكثر وضوحا.
يتم استخدام عدسة محدبة
العدسة المحدبة هي عدسة مكبرة، وبالتالي لها العديد من الاستخدامات في العديد من مجالات الحياة. فيما يلي الاستخدامات الرئيسية للعدسة المحدبة(1)
-
النظارات يعاني بعض الأشخاص من طول النظر ولا يستطيعون استخدام عدسة مقعرة. يتم استخدامه لقصر النظر. ولعلاج طول النظر، يتم استخدام عدسة محدبة لأن عدسة العين لا تركز الضوء بشكل صحيح على شبكية العين. تعمل عدسة الشخص الذي يعاني من طول النظر على تركيز الصورة بعيدًا عن شبكية العين، مما يجعل من الصعب على الشخص التركيز على الأشياء القريبة من العين. عندما يتم وضع عدسة محدبة أمام العين، فإنها تعمل على ثني أشعة الضوء وتقصير بؤرة الضوء وتركيز الضوء بشكل مناسب على شبكية العين.
-
الكاميرات تستخدم العدسات المحدبة على نطاق واسع في الكاميرات لأنها لا تركز الصورة فحسب، بل تعمل على تكبيرها أيضًا. تتكون جميع عدسات الكاميرا تقريبًا من عدسة محدبة، تليها عدسة مقعرة، تليها عدسة محدبة ثانية، وهي العدسة الأولى. يتحكم في مستوى تكبير الصورة عن طريق الانتقال إلى كائن أو منه.
-
المجاهر تستخدم المجاهر عدسة محدبة لإنتاج صور مكبرة للغاية لأشياء صغيرة جدًا. تتكون المجاهر البسيطة من ثلاث عدسات، والعدسة الموجودة في نهاية المجهر البسيط تعطي صورة مكبرة معكوسة.
كيف تؤثر العدسة المحدبة على الضوء؟
خاتمة البحث في العدسات المحدبة والمقعرة
وفي نهاية بحثنا عن العدسات المحدبة والمقعرة، فقد حصلنا على تعريف شامل وكافي لنوعي العدسات وتطور العدسات عبر التاريخ، وقد أكملنا البحث عن استخدام هذا النوع من العدسات.
ولذلك، في نهاية مقال اليوم، نلقي بعض الضوء على الأبحاث المتعلقة بالعدسات المحدبة والمقعرة وقد شملنا كل ما يتعلق بالعدسات، منذ بداياتها وتطورها من جيل إلى جيل حتى اليوم. . هذه العدسات.
الكلمات المفتاحية: العدسات، المحدبة، البحثية، المقعرة