מאמר על עדשות קעורות (דיוורגינג)
הגדרת עדשות קעורות
סוג אחד של עדשות המשמשות בחיי היומיום היא העדשה הקעורה. עדשה קעורה היא עדשה עם מרכז דק יותר וקצוות עבים יותר. העדשות הקעורות הן בדרך כלל עגולות, אם כי ישנן גם עדשות שאינן עגולות. העדשות הקעורות, כמו עדשות קמורות, עשויות מזכוכית כך שלעדשה יש מקדם שבירה גדול ממקדם השבירה של האוויר.
סוגי עדשות קעורות
באופן כללי, ישנם שלושה סוגים של עדשות קעורות, כאשר צורת העדשה נראית כמו באיור למטה (מבט צד).
השימוש בעדשות קעורות
אם עיניו של אדם אינן יכולות לראות עצמים רחוקים בבירור או שהוא קצר ראייה, הוא משתמש בעדשה קעורה, עדשה מתפצלת או עדשה שלילית כדי לסייע לראייתו. עדשות קעורות משמשות במשקפיים או בעדשות מגע כדי לעזור לאדם לראות עצמים. בנוסף לשימוש במשקפיים אופטיים ובעדשות מגע, עדשות קעורות משמשות גם בטלסקופ אופטי.
נקודת המוקד (F) של העדשה הקעורה
התבוננו באיור. אלומת האור שמגיעה מעצמים רחוקים מאוד, כמו השמש, מקבילה לציר הראשי של העדשה. באיור, הציר הראשי של העדשה הוא קו כחול.
קרן אור מגיעה על פני העדשה, שהיא קעורה, והעדשה שוברת את קרן האור. שבירת האור על ידי העדשה הקעורה מצייתת לחוק שבירת האור. כל קרני האור נשברות כאילו מגיעות מנקודת המוקד של F2 , ואלומת האור השבורה מתפשטת לכיוונים שונים. קרן האור השבורה מתפשטת בכיוונים מרובים כך שהעדשה הקעורה נקראת עדשה מתבדרת.
נקודת המוקד של F2 הוא מיקום התמונה מעצם רחוק מאוד. אם קרן האור הנשברת על ידי עדשה קעורה מגיעה מהשמש, תמונת השמש תופיע בנקודת המוקד של F2העין האנושית רואה את אלומת האור כנעה ישרה. לכן, אלומת האור נשברת כאילו מגיעה מ-F2 נקודת מוקד, למרות שקרן האור הנשברת אינה עוברת דרך נקודת המוקד. מכיוון שקרן האור אינה עוברת דרך נקודת המוקד, נקודת המוקד של העדשה הקעורה היא וירטואלית, וגם תמונת העצם שנראית כאילו היא נמצאת בנקודת המוקד היא וירטואלית.
התמונה של העדשה הקעורה
עדשות קעורות יכולות ליצור רק תמונות וירטואליות. התמונה הווירטואלית אינה קיימת אלא כאילו היא קיימת משום שהעין האנושית רואה את קרן האור נעה ישר, כך שהמוח האנושי מסיק שהתמונה קיימת. אם מסך ממוקם בנקודה שבה יש תמונה וירטואלית, אין תמונה על המסך. יצירת התמונה על ידי העדשות הקעורות מוסברת בפירוט בנושא יצירת תמונה על ידי העדשות הקעורות.
10 שאלות ותשובות מושגיות בנוגע לעדשות קעורות (דירג'ינג).
1. מהי עדשה מתפצלת ומהם המאפיינים העיקריים שלה?
עדשה מתפצלת, המכונה גם עדשה קעורה, היא עדשה המפזרת קרני אור שנשברו. מאפיינים עיקריים כוללים מרכז דק יותר מהקצוות, קרני אור מתפצלות לאחר השבירה, והיא תמיד יוצרת תמונה וירטואלית, זקופה ומצומצמת.
2. כיצד משפיעה עדשה מתפצלת על קרני אור מקבילות?
עדשה מתפצלת תגרום לקרני אור מקבילות להתפשט זו מזו (להתפצל) ולהיראות כאילו הן מגיעות מנקודה אחת הנקראת נקודת המוקד. נקודת המוקד נמצאת באותו צד של העדשה כמו האור הנכנס.
3. מהי הנוסחה לעוצמת עדשה וכיצד היא מיושמת על עדשה מתפצלת?
הנוסחה לעוצמת העדשה היא P = 1/f, כאשר P הוא עוצמת העדשה ו-f הוא אורך המוקד. עבור עדשה מתבדרת, אורך המוקד נחשב שלילי, לכן גם עוצמת העדשה המתבדרת שלילית.
4. האם עדשה מפזרת יכולה לייצר תמונה אמיתית? הסבר.
לא, עדשה מתפצלת לא יכולה לייצר תמונה אמיתית. הסיבה לכך היא שקרני האור מתפצלות לאחר שהן עוברות דרך העדשה ונראה שהן מגיעות מנקודה באותו צד של העדשה כמו מקור האור, וכך נוצרת תמונה וירטואלית.
5. במה שונה התמונה הנוצרת על ידי עדשה מתפצלת מזו הנוצרת על ידי עדשה מתכנסת?
עדשה מתפצלת יוצרת תמונה וירטואלית, זקופה ומצומצמת, בעוד שעדשה מתכנסת יכולה ליצור תמונות אמיתיות, הפוכות (אם האובייקט נמצא מעבר לנקודת המוקד) או תמונות וירטואליות, זקופות (אם האובייקט נמצא במיקום קרוב יותר מנקודת המוקד).
6. כיצד נוסחת יצרן העדשות מבדילה בין עדשה מתכנסת לעדשה מתבדרת?
נוסחת יצרן העדשות היא 1/f = (n2/n1 – 1) x (1/R1 – 1/R2), כאשר f הוא אורך המוקד, n2 ו-n1 הם מקדמי השבירה, ו-R1 ו-R2 הם רדיוסי העקמומיות. עבור עדשה מתפצלת, R1 הוא שלילי ו-R2 הוא חיובי (בהתחשב במוסכמה שהרדיוס חיובי אם מרכז העקמומיות נמצא בצד הנגדי של האור), בעוד שעבור עדשה מתכנסת, שניהם חיוביים.
7. כיצד משפיעה עדשה מתפצלת על מסלול קרן האור העוברת דרך מרכזה האופטי?
קרן אור שעוברת דרך המרכז האופטי של עדשה מתפצלת ממשיכה בקו ישר, מבלי שתופגע בעדשה. הסיבה לכך היא שזווית הפגיעה של האור במרכז האופטי היא 0°.
8. מהו אורך המוקד של עדשה מתפצלת וכיצד הוא מיוצג באופן קונבנציונלי?
אורך המוקד של עדשה מתפצלת הוא המרחק בין העדשה לנקודה שממנה נראה כי קרני האור המתפצלות נובעות. באופן קונבנציונלי, הוא מיוצג כערך שלילי, המציין שהמוקד נמצא באותו צד של העדשה כמו האור הנכנס.
9. מה קורה לגודל התמונה ולמיקום שלה כאשר עצם מתרחק יותר מעדשה מתבדרת?
ככל שעצם מתרחק מעדשה מתבדרת, גודל התמונה קטן ומיקום התמונה מתקרב לעדשה. עם זאת, התמונה נשארת זקופה ווירטואלית.
10. האם ניתן להשתמש בעדשות מפוצלות לתיקון פגמים מסוימים בעין? אם כן, אילו?
כן, ניתן להשתמש בעדשות דיברג'ינג לתיקון קוצר ראייה או קוצר ראייה. מצב זה מאופיין בחוסר היכולת של העין להתמקד בעצמים רחוקים, מה שגורם להם להיראות מטושטשים. העדשה הדיברג'ינג מסייעת בכך שהיא מפזרת את האור לפני שהוא נכנס לעין, ובכך למעשה מזיזה את התמונה חזרה לרשתית.
