مقال عن العدسات المفرقة (المقعرة)
تعريف العدسات المقعرة
تُعدّ العدسة المقعرة أحد أنواع العدسات المستخدمة في حياتنا اليومية. تتميز العدسة المقعرة بمركزها الرقيق وحوافها السميكة. وعادةً ما تكون العدسات المقعرة دائرية الشكل، مع وجود أنواع أخرى غير دائرية. وتُصنع العدسات المقعرة، كالعدسات المحدبة، من الزجاج بحيث يكون معامل انكسارها أكبر من معامل انكسار الهواء.
أنواع العدسات المقعرة
بشكل عام، هناك ثلاثة أنواع من العدسات المقعرة، حيث يبدو شكل العدسة كما في الشكل أدناه (منظر جانبي).
استخدام العدسات المقعرة
إذا لم يتمكن الشخص من رؤية الأجسام البعيدة بوضوح، أو كان يعاني من قصر النظر، فإنه يستخدم عدسة مقعرة أو عدسة مفرقة أو عدسة سالبة لتحسين رؤيته. تُستخدم العدسات المقعرة في النظارات أو العدسات اللاصقة لتحسين الرؤية. بالإضافة إلى استخدامها في النظارات والعدسات اللاصقة، تُستخدم العدسات المقعرة أيضًا في التلسكوبات البصرية.
البؤرة (F) للعدسة المقعرة
لاحظ الشكل. شعاع الضوء القادم من الأجسام البعيدة جدًا، كالشمس، يكون موازيًا للمحور الرئيسي للعدسة. في الشكل، يُمثل المحور الرئيسي للعدسة بالخط الأزرق.
يسقط شعاع ضوئي على سطح العدسة المقعرة، فتقوم العدسة بانكساره. يخضع انكسار الضوء بواسطة العدسة المقعرة لقانون انكسار الضوء. تنكسر جميع أشعة الضوء كما لو كانت قادمة من البؤرة F2 ، وينتشر الشعاع المنكسر في اتجاهات متعددة. ينتشر الشعاع المنكسر في اتجاهات متعددة، ولذلك تُسمى العدسة المقعرة بالعدسة المفرقة.
النقطة المحورية لـ F2 يمثل موقع الصورة الناتجة عن جسم بعيد جدًا. إذا كان شعاع الضوء المنكسر بواسطة عدسة مقعرة قادمًا من الشمس، فستظهر صورة الشمس عند البؤرة البؤرية للعدسة F.2تعتبر العين البشرية شعاع الضوء يتحرك في خط مستقيم. لذلك، ينكسر شعاع الضوء كما لو كان قادمًا من نقطة ما.2 على الرغم من أن شعاع الضوء المنكسر لا يمر عبر البؤرة، إلا أن البؤرة في العدسة المقعرة وهمية، وبالتالي فإن صورة الجسم التي تبدو وكأنها في البؤرة وهمية أيضاً.
صورة العدسة المقعرة
لا تستطيع العدسات المقعرة إلا تكوين صور وهمية. هذه الصورة الوهمية غير موجودة فعلياً، ولكنها تبدو وكأنها موجودة لأن العين البشرية ترى شعاع الضوء يتحرك في خط مستقيم، فيستنتج الدماغ البشري وجود الصورة. إذا وُضعت شاشة عند نقطة تتشكل فيها صورة وهمية، فلن تظهر أي صورة على الشاشة. يُشرح تكوين الصور بواسطة العدسات المقعرة بالتفصيل في موضوع تكوين الصور بواسطة العدسات المقعرة.
10 أسئلة وأجوبة مفاهيمية حول العدسات المتباعدة (المقعرة).
1. ما هي العدسة المفرقة وما هي خصائصها الرئيسية؟
العدسة المفرقة، والمعروفة أيضاً بالعدسة المقعرة، هي عدسة تعمل على تشتيت أشعة الضوء المنكسرة. من أهم خصائصها أن مركزها أرق من حوافها، وأن أشعة الضوء تتفرق بعد انكسارها، وأنها تُكوّن دائماً صورة وهمية معتدلة ومصغرة.
2. كيف تؤثر العدسة المفرقة على أشعة الضوء المتوازية؟
تتسبب العدسة المفرقة في تشتت أشعة الضوء المتوازية (تباعدها) وظهورها وكأنها قادمة من نقطة واحدة تُسمى البؤرة. تقع البؤرة على نفس جانب العدسة الذي يقع عليه الضوء الساقط.
3. ما هي صيغة قوة العدسة وكيف يتم تطبيقها على العدسة المفرقة؟
تُحسب قوة العدسة بالصيغة P = 1/f، حيث P هي قوة العدسة و f هي البعد البؤري. بالنسبة للعدسة المفرقة، يُعتبر البعد البؤري سالبًا، وبالتالي تكون قوة العدسة المفرقة سالبة أيضًا.
4. هل يمكن للعدسة المفرقة أن تنتج صورة حقيقية؟ اشرح.
لا، لا يمكن للعدسة المفرقة أن تُنتج صورة حقيقية. ذلك لأن أشعة الضوء تتفرق بعد مرورها عبر العدسة، فتبدو وكأنها قادمة من نقطة على نفس جانب العدسة الذي يقع عليه مصدر الضوء، مما يُنتج صورة وهمية.
5. كيف تختلف الصورة المتكونة بواسطة عدسة مفرقة عن تلك المتكونة بواسطة عدسة مجمعة؟
تشكل العدسة المفرقة صورة وهمية معتدلة ومصغرة، بينما يمكن للعدسة المجمعة أن تشكل صورًا حقيقية مقلوبة (إذا كان الجسم أبعد من نقطة التركيز) أو صورًا وهمية معتدلة (إذا كان الجسم في موضع أقرب من نقطة التركيز).
6. كيف تميز معادلة صانع العدسات بين العدسة المجمعة والعدسة المفرقة؟
صيغة صانع العدسات هي 1/f = (n2/n1 – 1) × (1/R1 – 1/R2)، حيث f هي البعد البؤري، وn2 وn1 هما معامل الانكسار، وR1 وR2 هما نصفا قطر التكور. بالنسبة للعدسة المفرقة، يكون R1 سالبًا وR2 موجبًا (مع الأخذ في الاعتبار أن نصف القطر يكون موجبًا إذا كان مركز التكور على الجانب المقابل للضوء)، بينما بالنسبة للعدسة المجمعة، يكون كلاهما موجبًا.
7. كيف تؤثر العدسة المفرقة على مسار شعاع الضوء الذي يمر عبر مركزها البصري؟
يستمر شعاع الضوء الذي يمر عبر المركز البصري لعدسة مفرقة في خط مستقيم، دون أن يتأثر بالعدسة. وذلك لأن زاوية سقوط الضوء تساوي صفرًا عند المركز البصري.
8. ما هو البعد البؤري للعدسة المفرقة وكيف يتم تمثيله بشكل تقليدي؟
البعد البؤري للعدسة المفرقة هو المسافة بين العدسة والنقطة التي تبدو أشعة الضوء المفرقة وكأنها تنبعث منها. ويُعبَّر عنه عادةً بقيمة سالبة، مما يدل على أن البؤرة تقع على نفس جانب العدسة الذي يقع عليه الضوء الساقط.
9. ماذا يحدث لحجم الصورة وموضعها عندما يتحرك جسم ما بعيدًا عن عدسة مفرقة؟
كلما ابتعد الجسم عن العدسة المفرقة، يصغر حجم الصورة ويقترب موضعها من العدسة. ومع ذلك، تبقى الصورة معتدلة ووهمية.
10. هل يمكن استخدام العدسات المفرقة لتصحيح بعض عيوب العين؟ إذا كان الأمر كذلك، فما هي هذه العيوب؟
نعم، يمكن استخدام العدسات المفرقة لتصحيح قصر النظر. تتميز هذه الحالة بعدم قدرة العين على التركيز على الأجسام البعيدة، مما يجعلها تبدو ضبابية. تساعد العدسة المفرقة على تشتيت الضوء قبل دخوله العين، مما يُعيد توجيه الصورة إلى الشبكية.
