عنوان الموضوع : العدسات وتطبيقاتها . الثانوي
كاتب الموضوع : kamiliya
مقدم من طرف منتديات ايمازيغن

[SIZE="5"][FONT="Arial"][SIZE="6"]لمحة تاريخية حول العدسات
يعود أقدم استعمال للعدسات إلى 4000عام قبل الميلاد. وجدها السيد هنري لايار(henry layard sir) في بلاد الرافدين (Ninive)، و لكنه لم يعرف لأي غرض كانت تستعمل، كان يعتقد أن هذه العدسات التي هي عبارة عن أحجار شفافة محدبة من بلور الصخور (cristal) كانت تستعمل لتجميع ضوء الشمس على منطقة معينة، و بالتالي حرقها، هذه الأحجار وصفت فيما بعد من طرف أرستوفان (Aristophane بين180ـ 257 ق م) حيث كانت تستعمل لإحداث ثقوب في جلود الحيوانات، و محي الألواح، و لكن لم يذكر أي فعل انكساري لها .
ذكر بلين (pline 79 ـ 23 ق م ) في كتاباته أن جهازا كهذا كان معروفا في الإمبراطورية الرومانية، و قد استعمله نيرو (Néron) لمشاهدة مصارعات المجالدين (les gladiateurs)، وهذا الجهاز عبارة عن زمورد بشكل محدب، تتساءل الكثير من النصوص عن سبب استعماله لها : هل للوقاية ؟ أو للرؤية الواضحة ؟ و لا أحد يعرف. ويشرح سناك لوجان seneque le jeune (3 ق م ـ 65 م) الأثر المكبر لكأس من الزجاج مملوء بالماء .
في حوالي 140 م بالإسكندرية ، نص بتولمي (ptoleme) القوانين الأولى للضوء الهندسي ( بخصوص الانعكاس)، وقدم رسم أولي لقوانين الانكسار .
يرجع الفضل عموما إلى العالم العربي ابن الهيثم ( 965 م ـ1039 م) لأول وصف علمي للقدرة المكبرة للعدسات، و ذكر في كتابهoptique thesaurus الأشكال المختلفة لها، و لكن لم يتكلم عن إمكانية استعمالها لتحسين القراءة .
كما أعاد دراسة الانتشار المستقيم للضوء، و كان أول من فهم أن العين لا تصدر ضوءا أثناء رؤيتها للأشياء .
و يعتبر ابن الهيثم من الأوائل الذين استعملوا المكبرة (la loupe)، و درس أيضا المرايا الكروية، و قَدَّمَ وصف لعين الإنسان .
واصل روجي باكو Roger Bacom (1214 م ـ1294 م ) أعمال ابن الهيثم، فدرس الانكسار عبر الزجاج و كريستال الصخور، كما وصف أيضا استعمال العدسات المبعدة لمعالجة العين الحسيرة، و قدم الدليل العلمي على أننا نستطيع تكبير الأحرف الصغيرة اعتمادا على أحجار سطحت بطريقة معينة .
لكن لم تستعمل العدسات من طرف الجمهور العريض إلا في عهد نظارات الرؤية التي يعتقد أن اكتشافها كان في أواخر القرن 13 م في إيطاليا، قبل هذه المدة و خلال القرون القديمة، كان ينصح استعمال المراهم لتفادي كدر الرؤية .
وبعد ذلك و في القرنين 13 و14 م لم تظهر إلا العدسات المحدبة الوجهين لتصحيح طموس العين، و تأخر ظهور النظارات المصححة للعين الحسيرة المصنوعة بزجاج مقعر، حتى القرن 15 م، و قد وصف هذا الزجاج المقعر لتصحيح العين الحسيرة في عام 1440 م من طرف الكردينال Nicolas de cuse (1401م ـ1464م) في كتابه DeBeryllo .
كانت العدسات ذات نوعية جد سيئة، و تستعمل بطريقة بدائية لتصحيح النظر، إلى غاية عهد النهضة، حيث عرف حجم العدسات و المرايا تحسنا ملحوظا، خاصة في هولندا و إيطاليا .
يعتبرجوهانز كيبلر(Johannes Kepler) في عام1611 م بكتابه ديوبتريس Dioptrice المؤسس الحقيقي للانكسار الحالي، و العالم الذي شرح طريق الأشعة الضوئية عبر المواد، وكذا انكسار و انعكاس الضوء، كما قام بعرض مبدأ نظارات بعدستين مقربتين .
حسن جاك بورجوا (Jacques bourgeois ) زجاج النظارات في عام 1645م بباريس بتخيل زجاج مقعر من جهة العين، و محدب من الجهة الأخرى ..
1608 م : اخترع الهولندي Hans lippershey أنبوبا ضوئيا يستعمل كنظارة أرضية.
وقد استغل الجيش بسرعة هذا الاختراع لمشاهدة المعارك وتحركات الجماعات كما استغلها البحارين لمعاينة اليابسة و البواخر .
1609 م : صنع غاليلي (Galilee) أول نظارة فلكية في إيطاليا .
1621 م : اكتشف غاليلي أشياء في السماء لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ولا بالنظارة الأرضية.
1636 م: تصور الأب Marsenne التلسكوب (الراصدة) باستعمال المرايا عوض العدسات .
1661م :اقترح جامس غريغوري ( James Gregory) التلسكوب .
1668م: صنع إسحاق نيوتن (Isaac Newton ) أول تلسكوب .
1674م: اخترع Anton leewenhoek المجهر المركب .
1733م: اخترع John Harrison العدسة الالونية لتلسكوب .
1789م: صنع ويليام مارشال (William Merschel) أول تلسكوب بمرآة قطرها 113 سم بأنجليترا .
1845 م: صنع لورد روس Lord rosse تلسكوب بمرآة قطرها في ارلاندا .
1949م: تلسكوب الانعكاس ب شغل في جبل بالومار ( palomar ) في كليفورنيا .
1979م: تعاونية هاواي – فرنسا – كندا صنعت تلسكوب الانعكاس ب في موناكية ( Mauna kea) بهواي .
العدسات الرقيقــــة
1.2- تعريف العدسة.
1.1.2- لغويا: كلمة العدسة هي ترجمة لكلمة Lens، و التي تعني باللاتينية حبة العدس، لأن العدسة في شكلها تشبه حبة العدس .
2.1.2 - علميا: العدسة وسط شفاف، مكون من مادة متجانسة(متماثلة المناحي)، قرينة انكسارها ، محصورة بسطحين أحدهما على الأقل منحني. نعني بالوسط الشفاف، ذلك الوسط الذي يمر من خلاله الضوء، أما متجانس فهو موحد الخصائص، و سرعة انتشار الضوء في هذا الوسط ثابتة .
حسب التعريف السابق، فإننا نتحصل على عدسة بجمع سطحين كرويين، أو سطح كروي مع سطح مستوي، كما يوضحه الشكل 1.2.
حسب الشكل السابق نلاحظ أن هناك عدسات أكثر سمكا في المركز منها عند الحواف، و هناك عدسات أكثر سمكا في الحواف منها عن المركز، و لهذا يمكن أن نميز مجموعتين.
أ ـ المجموعة الأولى (أنظر الشكل 2.2) .
العدسات المجمعة أو اللامة أو المقربة أو الموجبة، و هي أكثر سمكا في المركز منها عن الحواف، و تعرف بالأسماء التالية :
1ـ عدسة محدبة الوجهين.
2ـ عدسة مستوية محدبة.
3ـ عدسة محدبة مقعرة أو هلالية موجبة.
ب ـ المجموعة الثانية ( أنظر الشكل3.2 ) .
العدسات المفرقة أو المبعدة أو السالبة، وهي أقل سمكا في المركز منها عن الحواف، و تعرف بالأسماء التالية :
4 ــ عدسة مقعرة الوجهين.
5 ــ عدسة مقعرة مستوية.
6 ــ عدسة محدبة مقعرة أو هلالية سالبة.
2.2 - أنواع العدسات.
اذا كان البعد بين رأسي سطحي العدسة صغيرا بالنسبة لنصفي قطري انحناءهما، تسمى العدسة حينئذ عدسة رقيقة، أما اذا كان هذا البعد غير ذلك فيطلق عليها اسم العدسة السميكة ويدعى سمك العدسة .
3.2- العناصر الاساسية للعدسات الرقيقة .
1.3.2– المحارق الرئيسية.
حيث :
ـ و هما قرينتا الانكسار.
ـ نسمي المستقيم (xx') المار من منتصف العدسة بالمحور الرئيسي، أو المحور البصري.
ـA نقطة التقاطع بين العدسة و المحور البصري تسمى برأس العدسة.
ـ نلاحظ أن الأشعة الواردة في الشكل 4.2 تنطلق من النقطة F التي تدعى بالمحرق الرئيسي الجسمي الحقيقي، وتبرز موازية للمحور الرئيسي( الخيال في اللانهاية ).
في الشكل 5.2 الأشعة الواردة التي تتقاطع امتداداتها عندF (المحرق الرئيسي لجسم وهمي) تبرز موازية للمحور الرئيسي.
ـ f تدعى بالبعد البؤري ( المحرقي ) الجسمي .
في الشكل 6.2 ترد الأشعة موازية للمحور البصري ( الجسم في اللانهاية )، و تبرز متقاربة نحو نقطة ، التي تدعى بالمحرق الرئيسي الخيالي الحقيقي. تسمى المسافة بالبعد المحرقي الخيالي.
في الشكل 7.2 الأشعة الواردة الموازية للمحور البصري (الجسم في اللانهاية)، تبرز وكأنها آتية من النقطة ، والتي تسمى بالمحرق الرئيسي الخيالي الوهمي .
2.3.2 – المستويان المحرقيان.
المستويان العموديان على المحور البصري، والماران بالمحرقين الرئيسيين و يسميان بالمستويين المحرقيين الجسمي والخيالي على التوالي.
3.3.2 - المحارق الثانوية.
في الشكل8.2.أ تنطلق الأشعة الواردة من نقطة واحدة التي تدعى بالمحرق الثانوي الجسمي الحقيقي، و تبرز متوازية و مائلة عن المحور البصري (الخيال في اللانهاية). في الشكل 8.2. ب الأشعة الواردة التي تتقاطع امتداداتها عند المحرق الثانوي الجسمي الوهمي، تبرز متوازية و مائلة عن المحور البصري .
في الشكل 9.2.أ ترد الأشعة متوازية و مائلة عن المحور البصري (الجسم في اللانهاية)، و تبرز متقاربة عند نقطة تدعى بالمحرق الثانوي الخيالي الحقيقي.
في الشكل 9.2. ب ترد الأشعة متوازية و مائلة عن المحور البصري، و تبرز و كأنها آتية من نقطة واحدة تدعى المحرق الثانوي الخيالي الوهمي .
4.2 - اصطلاح الإشارات.
يوجد اصطلاحان الأول إنجليزي(وورلي) و الثاني فرنسي.
القياس: يؤخذ دائما من السطح إلى النقطة المدروسة.
الاصطلاح الانجليزي الاصطلاح الفرنسي
البعد الجسمي
يكون إذا كانت جهة ورود الضوء و جهة القياس متعاكستان (جسم حقيقي).
يكون إذا كانت جهة ورود الضوء في نفس جهة القياس (جسم وهمي).
البعد الخيالي
يكون إذا كان اتجاه الأشعة المنكسرة(المنعكسة)في نفس جهة القياس(الخيال حقيقي). يكون إذا كان اتجاه الأشعة المنكسرة(المنعكسة)في نفس جهة القياس(الخيال حقيقي).
نصف القطر
يكون إذا كان القياس في نفس جهة الانكسار(الانعكاس).
يكون إذا كان القياس في نفس جهة الانكسار(الانعكاس).
نصف القطر في السطوح الكاسرة
نصف القطر في السطوح العاكسة
البعد المحرقي الجسمي
يكون إذا كانت جهة ورود الضوء و جهة القياس متعاكستان. يكون إذا كانت جهة ورود الضوء في نفس جهة القياس.
البعد المحرقي الخيالي
يكون إذا كان اتجاه الأشعة المنكسرة(المنعكسة) في نفس جهة القياس. يكون إذا كان اتجاه الأشعة المنكسرة(المنعكسة) في نفس جهة القياس.
طول الجسم
إذا كان الجسم صحيحا (معتدلا) إذا كان الجسم صحيحا (معتدلا)
طول الخيال
إذا كان الخيال صحيحا (معتدلا) إذا كان الخيال صحيحا (معتدلا)
قانون العدسات الرقيقة
مقارنة الاصطلاحين.
نلاحظ من الجدول السابق أن الاصطلاح الانجليزي هو الأنسب، لأنه لا يوجد هناك تعقيد في اصطلاح الإشارات و كتابة العلاقات ،
5.2- تكوين الصورة ( الخيال ) بواسطة عدسة رقيقة.
1.5.2 ـ العدسة المقربة.
عند وضع الجسم على الجانب الأيسر لعدسة لآمة، وعلى يسار المحرق الجسمي ، فان صورته تتكون على الجانب الأيمن، و تكون حقيقية و مقلوبة . إذا حرك الجسم مقتربا من المستوي البؤري الجسمي، فان صورته تتكون على مسافة ابعد من المستوي البؤري الخيالي، و تصبح أكبر حجما إلي أن يصل الجسم إلى النقطة F، حيث تصبح صورته على مسافة بعيدة جدا (ما لانهاية)، و حجمه أكبر ما يمكن. أما إذا حرك الجسم في الجهة المعاكسة مبتعدا عن F، فإن صورته تقترب من النقطة البؤرية الخيالية ، مع صغر حجمها حتى يصل الجسم إلى مسافة بعيدة جدا (ما لانهاية)، حيث تصبح صورته في . أما إذا وضع الجسم بين العدسة و النقطة البؤرية الجسمية F، فان صورته تكون وهمية و صحيحة و أكبر حجما ( العدسة تقوم مقام المكبرة).
في حالة كون الجسم وهمي، أي يقع في الجهة اليمنى للعدسة (مجال الخيال)، يكون خياله حقيقيا و مصغرا .
نقدم في هذا الجدول تلخيص لما سبق .
موضع الجسم من العدسة موضع الصورة من العدسة وصف الصورة
بعيدا جدا عند البؤرة حقيقية ومقلوبة ومصغرة جدا
أبعد من ضعف البعد البؤري بين البؤرة وضعف البعد البؤري حقيقية ومقلوبة ومصغرة
عند ضعف البعد البؤري عند ضعف البعد البؤري حقيقية ومقلوبة ومساوية للجسم
بين البؤرة وضعف البعد البؤري أبعد من ضعف البعد البؤري حقيقية ومقلوبة ومكبرة
عند البؤرة في ما لانهاية بقعة مضيئة
على بعد أقل من البعد البؤري في نفس الجهة الموجود بها الجسم وهمية وصحيحة (معتدلة) ومكبرة
العدسة الآمة تجعل حزمة الأشعة أكثر تقاربا الشكل 11.2.أ ، أو أقل تباعد الشكل11.2.ب.
2.5.2 ـ العدسة المبعدة.
نضع جسما بعيدا جدا على الجانب الأيسر لعدسة مبعدة (ما لانهاية)، فتشكل له خيالا وهميا، صحيحا ومصغرا، و يقع في المحرق الخيالي. نقرب الجسم من العدسة المبعدة، فتكون له خيالا وهميا، صحيحا ومصغرا، و يقع بين الجسم والعدسة. أما في الحالة التي يكون فيها الجسم وهميا، وواقعا بين المحرق الجسمي و العدسة، فإن خياله يكون حقيقيا، صحيحا و مكبرا. عندما يقع الجسم الوهمي في المحرق الجسمي، يتشكل له خيالا حقيقيا في ما لانهاية. في الحالة التي يكون فيها الجسم الوهمي أبعد من المحرق الجسمي، فإن خياله يكون وهميا، مقلوبا ومكبرا ويقع على يسار المحرق الخيالي .
العدسة المبعدة تجعل حزمة الأشعة أقل تقاربا الشكل.12.2أ، و أكثر تباعدا الشكل12.2.ب.
6.2 - قانون العدسات الرقيقة.
يمكن استنباط قانون العدسة الرقيقة بتطبيق قانون السطوح الكروية الكاسرة.
قانون السطح الكاسر الكروي الأول :
قانون السطح الكاسر الكروي الثاني :
حيث:
و و قرائن الانكسار.
و نصفي قطري انحناء الكاسرين الكرويين.
بجمع العلاقتين السابقتين نتحصل على قانون العدسات الرقيقة :
من العلاقة نستنتج أن:
تبين العلاقة أن المحرقين و يتواجدان على جانبي العدسة (وهميين أو حقيقيين).
ملاحظة: إذا كانت العدسة موضوعة في الهواء، فالعلاقة (3.2) تكتب :
- 7.2 تحديد موقع الخيال بيانيا .
لتحديد موقع الخيال هناك طريقتان
1.7.2– طريقة الشعاع الموازي (تحدد خيال جسم لا يقع على المحور الرئيسي).
يرد الشعاع من النقطة موازيا للمحور البصري (جسم في اللانهاية) و يبرز من العدسة مارا من المحرق الرئيسي الخيالي . نرسم الشعاع المار من المركز البصري و الذي لا يعاني أي انكسار( العدسة موضوعة في الهواء).
نأتي بعدها بشعاع يمر بالمحرق الجسمي الرئيسي و يبرز من العدسة موازيا للمحور الرئيسي ( الخيال في اللانهاية ). تتقاطع الأشعة البارزة عند نقطة التي تمثل خيال ( أنظر الشكل14.2 )
2.7.2 - طريقة الشعاع المائل (تحدد خيال جسم يقع على المحور الرئيسي).
يرد الشعاع مائلا على المحور الرئيسي والسؤال كيف يبرز من العدسة ؟
نرسم شعاعا يوازيه ولا يعاني أي انكسار ( الجسم في اللانهاية ). يتقاطع الشعاع مع المستوي المحرقي الخيالي عند نقطة والتي يمر منها الشعاع المنكسر عبر العدسة. نرسم شعاعا ثانيا منطبق مع المحور الرئيسي. يتقاطع الشعاعان البارزان عند نقطة التي تمثل خيال (أنظر الشكل15.2).
8.2 - التكبير الجانبي أو العرضي.
يعرف وفق العلاقة التالية:
: يمثل طول الخيال و طول الجسم .
9.2 - التكبير الطولي.
يعرف وفق العلاقة التالية:
: يمثل تفاضل البعد الخيالي و تفاضل البعد الجسمي .
10.2 - قوة العدسة:
لا تميز العدسة في طب العيون(صانعي النظارات الطبية) و مداواة عيوبها ببعدها المحرقي، بل باستطاعتها (قوتها ) المقدرة بوحدة الكسيرة.



©المشاركات المنشورة تعبر عن وجهة نظر صاحبها فقط، ولا تُعبّر بأي شكل من الأشكال عن وجهة نظر إدارة المنتدى©