نقدم لكم بحثا عن العدسات من خلال الموسوعة العربية الشاملة، يتناول أنواع العدسات وخصائص الصور التي تنتجها حسب نوع العدسة المستخدمة، ونتعرف أيضا على استخدامات العدسات والتطبيقات التي تستخدم في صناعتها بأنواعها المختلفة، وسنتعرف أيضا على الفرق بين العدسات المقعرة والعدسات المحدبة، إلى جانب بعض المصطلحات التي يجب معرفتها قبل البدء في البحث وسنقدمها في مقدمة البحث.
بحث عن العدسات وأنواعها
- في هذا البحث، سنتحدث عن العدسات وهي الأجسام المصنوعة من مواد شفافة، وتسمح بالرؤية من خلالها، وتسمح بمرور الضوء، وتنقسم إلى عدستين، وهما العدسات ذات السطح الكروي والعدسات ذات السطح المسطح، بالإضافة إلى التعرف على أنواع العدسات الكروية التي تنقسم إلى نوعين رئيسيين
- العدسات المحدبة.
- العدسات المقعرة.
- قبل التعرف على أنواع العدسات واستخداماتها وتطبيقاتها يجب التعرف على بعض المفاهيم وهي:
- المركز البصري: هو النقطة الواقعة في منتصف العدسة.
- مركز التكور: هو عبارة عن مركزي الكرة التي تكون العدسة جزءا مأخوذا منها وبسبب وجود سطحين في العدسة، فإن لكل سطح منهما مركز تكور مختلف عن الآخر.
- المحور الأصلي: هو الخط المباشر الذي يربط بين مركز العدسة ومركز التكور.
- البؤرة: هي النقطة التي تجتمع فيها الأشعة الخارجة من العدسة أو تمتد تلك الأشعة بالتجمع، وهناك نوعان من البؤرة وهما:
- البؤرة الحقيقة: تعد هذه النقطة نقطة تجميع الأشعة الخارجة من العدسة، والتي تكون مائلة بشكل مواز للمحور الأصلي.
- البؤرة الخيالية: هي النقطة التي يتجمع فيها امتداد الأشعة التي تخرج من العدسة وتسقط بشكل مواز للمحور الأصلي.
- البعد البؤري: هو عبارة عن المسافة بين كل من بؤرة العدسة والعدسة.
أنواع العدسات
- عادة ما تكون العدسات كروية الشكل وتتكون من سطحين، حيث يشكل كل سطح جزءا من سطح كرة، ويكون محور العدسة عموديا على السطحين، ويمكن أن يكون السطح محدبا أو مقعرا أو مستويا.
- ومع ذلك، هناك بعض العدسات غير الكروية، حيث يكون أحد السطحين أو كلاهما غير كرويين أو اسطوانيين، وهذا النوع من العدسات يختلف عن العدسات الكروية، حيث ينتج صورا أكثر وضوحا وأقل تشويها.
- ومن الناحية الرئيسية، يعتمد تصنيف أنواع العدسات على كيفية انحناء الأشعة المنعكسة على العدسات، وأكثر أنواع العدسات شيوعا هما العدسة المحدبة والعدسة المقعرة، وتتضمن كل منها مجموعة أخرى من العدسات
- العدسات المحدبة:
- عدسات محدبة الوجهين.
- عدسات محدبة مقعرة.
- عدسات محدبة مستوية.
- العدسات المقعرة:
- عدسات مقعرة الوجهين.
- عدسات مقعرة محدبة.
- عدسات مقعرة مستوية.
- العدسات المحدبة:
العدسات المحدبة والمقعرة
العدسات المحدبة
- هي عدسة سميكة في المنتصف ورقيقة في الأطراف، وعندما تسقط عليها أشعة الضوء، تصبح موازية للمحور الرئيسي للعدسة، مما يؤدي إلى انكسار أشعة الضوء عند مرورها من بؤرة العدسة وجمعها. وبناء على ذلك، يطلق عليها اسم العدسة المجمعة أو العدسة اللامة.
- أشكال العدسة المحدبة: هناك 3 أشكال مختلفة للعدسة المحدبة وهي:
- عدسات محدبة الوجهين.
- عدسات محدبة مستوية.
- عدسات محدبة مقعرة.
- خواص الصورةفي العدسة المحدبة : تختلف خواص الصورة التي تتكون عبر العدسات المختلفة، لذلك تتميز الصور المتكونة نتيجة مرور الأشعة عبر العدسة المحدبة بمجموعة من الخواص، وتعتمد خواص الصورة على موضع الجسم في العدسة
- الجسم الذي يتم وضعه أمام العدسة المحدبة على مسافة أكبر من ضعف البعد البؤري أو على مسافة أكبر من نصف قطر التكور، فإن خصائصه هي:
- تكون الصورة حقيقة ومقلوبة.
- تكون الصورة مصغرة.
- يكون موضع الصورة في الجانب الآخر من الجسم.
- إذا وضع الجسم على مسافة تعادل ضعف البعد البؤري أو عند مركز التكور، فإن خواص الصورة تكون:
- الصورة تظهر حقيقة ومقلوبة.
- يجب أن يكون حجم الصورة متطابقا مع حجم الجسم الحقيقي.
- موضع الجسم يكون في الجانب الآخر من الجسم.
- الجسم الذي يتم وضعه أمام العدسة المحدبة على مسافة أكبر من ضعف البعد البؤري أو على مسافة أكبر من نصف قطر التكور، فإن خصائصه هي:
- مبدأ عمل العدسة المحدبة: عندما تسقط الأشعة الضوئية على عدسة محدبة، تتجمع في نقطة واحدة وهي بؤرة العدسة المحدبة، والمسافة بين مركز العدسة وبؤرتها إيجابية وتسمى البعد البؤري.
العدسات المقعرة
- تكون العدسات المقعرة رقيقة في الوسط وسميكة في الأطراف، على عكس العدسات المحدبة، مما يؤثر على الأشعة الساقطة عليها بشكل مختلف. تكون الأشعة الساقطة عليها متوزاية وموزاية للمحور الرئيسي للعدسة، مما يسبب انكسارها عند المرور في البؤرة. تقوم العدسة المقعرة بتفريق الأشعة الساقطة عليها، ولذلك تسمى العدسات المقعرة بالعدسات المفرقة أو المشتتة.
- أشكال العدسة المقعرة: توجد العدسات المقعرة على 3 أشكال وهي:
- عدسات مقعرة الوجهين.
- عدسات مقعرة مستوية.
- عدسات مقعرة محدبة.
- خواص الصورة في العدسة المقعرة: في العدسات المحدبة، يعتمد حجم الصورة على موضع الجسم الموضوع فيه، ولكن هذا لا يحدث في العدسات المقعرة حيث لا يعتمد تشكيل الصورة على موضع الجسم. وبالتالي، تكون خواص الصورة ثابتة وهي:
- الصورة تكون وهمية ومعتدلة.
- حجم الصورة يكون أصغر من حجم الجسم.
- موضع الصورة يكون في نفس ناحية الجسم.
- مبدأ عمل العدسة المقعرة: عندما تصطدم أشعة ضوئية بعدسة مقعرة، تتفرق الأشعة المتساقطة كما لو كانت تنبع من بؤرة العدسة وتكون المسافة بين مركز العدسة والبؤرة سالبة وتسمى بالبعد البؤري.
استخدامات العدسات
هناك طرق كثيرة لاستخدام العدسات بجميع أشكالها سواء كانت العدسات المحدبة أو العدسات المقعرة، فنجد أن:
- العدسات المحدبة تستخدم كعدسات مكبرة حيث إذا تم:
- عند وضعها بين حسم العين، يرى الشخص صورة الجسم أكبر من الحجم الفعلي للجسم، وذلك عندما يكون الجسم في المسافة بين العدسة وبؤرتها.
- لا يستطيع المراقب عن طريق العدسة المحدبة رؤية الأجسام إذا كان الجسم موضوعا على مسافة أكبر من بعد البؤرة للعدسة، ولكي يتمكن من رؤية الجسم، يمكن وضع ورقة على الجانب الآخر من العدسة وستتمتع صورة الجسم على الورقة بالخصائص التالية:
- صورة حقيقة.
- صورة مقلوبة.
- يتم استخدام العدسات المقعرة بشكل مختلف عن العدسات المحدبة، حيث تستخدم لتصغير صورة الأجسام، وتتميز الصورة المصغرة ببعض الخواص
- صورة الجسم تقديرية ومعتدلة.
- تكون الصورة أصغر من الحجم الطبيعي للجسم.
- يكون الصورة المتكونة في نفس اتجاه الجسم.
تطبيقات على العدسات
- تدخل العدسات في العديد من التطبيقات والأجهزة المستخدمة في الحياة اليومية. فهي موجودة في آلات التصوير بأشكالها المختلفة والمجهر التلسكوب. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم في صناعة النظارات لتصحيح الرؤية لأولئك الذين يعانون من طول النظر أو قصر النظر. عند النظر إلى أي شيء، تنكسر الأشعة الساقطة من الجسم على العدسة البلورية في العين السليمة، وبالتالي تتكون الصورة على شبكية العين. يتم ذلك بواسطة التحكم في العضلات المحيطة بالعدسات البلورية لتحديد منحنى العدسة العينية.
- عندما تقوم العضلات الهدبية بما يلي:
- الانقباض: تزداد وتنقص البؤرة عند تحدب عدسة العين.
- الارتخاء: يزيد البعد البؤري ولكن يقلل منحنى العدسة العينية.
- في كلا الحالتين، يتكون الخيال على شبكية العين وتقوم الأعصاب البصرية بنقل تفاصيل الصورة من شبكية العين إلى الدماغ، ومن ثم يدرك الدماغ صورة الجسم ويتعرف عليها بناء على الخبرات السابقة المحفوظة لديه.
- أهم التطبيقات على عدسات النظارات الطبية والتي تعالج أمراض الرؤية مثل:
- قصر النظر.
- طول النظر.
طول النظر
- هذا المرض يعني أن الخيال البصري لا يتكون على الشبكية وإنما يتكون وراءها.
- السبب في تكون الخيال خلف الشبكية هو:
- تعتبر عيبا خلقيا في مقلة العين تسمى قصر مقلة العين.
- ارتخاء العضلات الهدبية بالعين.
- الاعتام المقرب هو مرض شائع بين كبار السن.
- المصابون بطول النظر تختلف رؤيتهم للأجسام فيرونها كما يلي:
- تكون الأجسام البعيدة أكثر وضوحا من الأجسام القريبة، وكلما اقترب الجسم منا زادت وضوحية الصورة.
- الأجسام التي على بعد يزيد عن ٢٥ سم يراها أكثر وضوحا من الأجسام القريبة.
- تستخدم العدسات المحدبة لعلاج طول النظر.
قصر النظر
- هي حالة مرضية تؤثر على العين وتؤثر على رؤية الأجسام، حيث يتم تشكيل خيال الصورة أمام الشبكية.
- السبب في تكون الصورة أمام شبكية العين يرجع إلى:
- استطالة قرنية العين تحدث نتيجة لتشوه خلقي في قرنية العين.
- نتيجة لارهاق العين المستمر، تكون العدسة البلورية للعين محدبة أكثر مما يجب.
- ضعف النظر هو أحد الأمراض الشائعة بين الأطفال.
- تختلف الصورة المتكونة لدى مرضى قصر النظر حيث يمكنهم:
- القدرة على رؤية الأجسام القريبة بوضوح عند المسافة الأقل من 25 سم.
- لا يمكنهم رؤية الأجسام البعيدة بوضوح.
- العدسات المستخدمة لعلاج هذا المرض هي العدسات المقعرة.
خاتمة عن بحث العدسات
تعرفنا في هذا البحث على العدسات وأنها تصنع من مواد شفافة تسمح بمرور الضوء، وتتنوع أنواع العدسات بين العدسات الكروية والعدسات المستوية، حيث تنقسم العدسات الكروية إلى نوعين: العدسات المقعرة والعدسات المحدبة، وتستخدم في العديد من التطبيقات مثل النظارات الطبية لعلاج طول النظر وقصر النظر، وصناعة التلسكوب والميكروسكوب وكاميرات التصوير والمناظير الفلكية.
نقدم هذا البحث لطلاب المرحلة الثانوية في مادة الفيزياء عن العدسات، حيث نتعرف سويا على درس العدسات وانكسار الضوء وانعكاسه، بالإضافة إلى أنواع العدسات وكيفية عمل كل نوع وخصائص الصور التي تتكون بواسطة العدسة المقعرة والعدسة المحدبة. وهناك المزيد من الموضوعات التي نقدمها لكم في الموسوعة العربية الشاملة حول العدسات وأنواعها وكيفية عملها، بما في ذلك المقال التالي (بحث عن العدسات المحدبة والمقعرة بشكل شامل).