تعريف العدسة المحدبة وصفاتها

ما هي العدسة المحدبة

العدسة المحدبة هي العدسة التي تقارب أشعة الضوء التي تنقل موازية لمحورها الرئيسي (أي تقارب الأشعة الساقطة باتجاه المحور الرئيسي) وهي سميكة نسبيًا عبر الوسط ورقيقة عند الحواف السفلية والعليا ، الحواف منحنية للخارج وليس للداخل ، يتم استخدامه أمام العين ينحني الضوء الوارد بشكل حاد بحيث تقصر النقطة المحورية ويركز الضوء بشكل صحيح على شبكية العين.

بشكل عام يمكن للعدسة المحدبة أن تقرب شعاعًا من الأشعة المتوازية إلى نقطة على الجانب الآخر من العدسة ، تسمى هذه النقطة بؤرة العدسة وتسمى المسافة التي تفصلها عن المركز البصري للشعاع بالبعد البؤري ، يتم توصيل نصف قطر الانحناءات R1 و R2 للأسطح الكروية والبعد البؤري للعدسة “f” بواسطة معادلة تقريبية.[1]

وصفات وخصائص العدسة المحدبة

يوضح الجدول ما يحدث للصورة عندما يتم إحضار كائن من اللانهاية إلى عدسة محدبة.

طالما أن الصورة حقيقية ، يكون مخطط الشعاع قابلاً للانعكاس ، كائن عند النقطة A يُنشئ صورة عند النقطة B ، بينما الكائن عند النقطة B يُنشئ صورة عند نقطة A.

استخدامات العدسة المحدبة

تُستخدم هذه لمجموعة متنوعة من الأغراض في حياتنا اليومية على سبيل المثال:

• 
  العدسة في عيون الإنسان هي خير مثال. لذا فإن الاستخدام الأكثر شيوعًا للعدسة هو أنها تساعدنا على الرؤية.
  
• 
  مثال شائع آخر على استخدام هذا النوع من العدسات هو العدسة المكبرة ، عندما يتم وضع كائن أمامه على مسافة أقصر من البعد البؤري للعدسة ، فإنه ينتج صورة مكبرة ومنتصبة للكائن على نفس جانب الكائن نفسه.
  
• 
  يتم استخدامه لتصحيح طول النظر أو طول النظر.
  
• 
  يتم استخدامه في الكاميرات لأنه يركز الضوء وينتج صورة واضحة ونقية.
  
• 
  بشكل عام ، غالبًا ما تستخدم هذه العدسات في العدسات المركبة المستخدمة في أدوات مختلفة مثل أجهزة التكبير مثل المجاهر والتلسكوبات وعدسات الكاميرا.
  
• 
  يمكن لنوع بسيط من هذه العدسات تركيز الضوء في صورة ، لكن هذه الصورة لن تكون ذات جودة عالية. لتصحيح التشوهات.[2]
  

أنواع العدسات المحدبة

• 
  العدسة المستوية المحدبة
  

وهي منحنية للخارج من جانب والآخر من المستوى الجانبي ، إنها عناصر ذات طول بؤري إيجابي سطح كروي وسطح مستو واحد ، تم تصميم هذه العدسات لتطبيقات ضوء متوازية لانهائية.

هذه العدسات البصرية لعناصر التركيز لجميع الأغراض ، وهي تستخدم لمرة واحدة في الأغراض غير الحرجة للأدوية والدفاع والروبوتات وما إلى ذلك.

• 
  عدسة محدبة مزدوجة
  

وهي منحنية للخارج من كلا الجانبين ، تُعرف أيضًا باسم عدسة Biconvex أو محدبة فقط ،  لها طول بؤري أقصر من العدسات المستوية المحدبة ذات القطر ونصف قطر السطح ، وتتطلب العديد من الأجهزة البصرية أطوالًا بؤرية أطول.  وبالتالي ، فإن العدسات المحدبة المزدوجة هي الأكثر تفضيلاً ، يتم استخدامه في جهاز العرض ، أحادي العين ، التلسكوب ، الكاميرات وما إلى ذلك ، ينتج الصورة الافتراضية للعين البشرية والصورة الحقيقية للتصوير الفوتوغرافي ، ومستشعر بصري ويستخدم أيضًا في حرق الزجاج.

• 
  العدسة المحدبة المقعرة
  

وهي منحنية إلى الداخل من جانب واحد وإلى الخارج من جانب واحد.  يمكن استخدامه لموازنة الانحرافات الكروية التي تسببها العدسات الأخرى ، يتم استخدامه للتحكم في شعاع الليزر ، إنها مزيج من عدسة مع عدسة واحدة محدبة وجانب عدسة مقعر يكون عدسة مقعرة محدبة أو هلالة.

وظائف العدسة المحدبة

• 
  عندما يكون الكائن في اللانهاية ، فإن العدسة المحدبة تشكل الصورة عند التركيز وهي حقيقية ومقلوبة.
  
• 
  عندما يكون الكائن وراء النقطة التخيلية ، يتم تكوين صورة بين النقطة المحورية ونقطة خيالية تكون حقيقية ومقلوبة ومتناقصة.
  
• 
  عندما يكون الجسم نقطة تخيلية ، يتم تكوين الصورة عند نقطة تخيلية تكون حقيقية ومقلوبة وبنفس الحجم.
  
• 
  عندما يكون الكائن بين النقطة المحورية والنقطة التخيلية ، فإن الصورة تتشكل خارج نقطة تخيلية حقيقية ومقلوبة ومكبرة.
  
• 
  عندما يكون الكائن في نقطة التركيز ، تكون الصورة عند اللانهاية مقلوبة ومكبرة.
  
• 
  عندما يكون الكائن بين النقطة المحورية ومركز الانحناء ، فإن الصورة تتشكل خارج النقطة الوهمية وخلف الشيء الذي يكون افتراضيًا ومكبرًا[1]
  

تكوين الصورة خلال العدسة المحدبة

تتقارب أشعة الضوء الصادرة عن الشخص بواسطة العدسة المحدبة التي تشكل صورة على الفيلم أو جهاز ثنائي مشحون في حالة الكاميرا الرقمية.

تعتمد الزاوية التي يدخل فيها الضوء إلى العدسة على مسافة الجسم من العدسة ، إذا كان الكائن قريبًا من العدسة ، فإن أشعة الضوء تدخل بزاوية أكثر حدة ، ينتج عن هذا تقارب الأشعة بعيدًا عن العدسة نظرًا لأن العدسة يمكنها فقط ثني الضوء إلى اتفاق معين ، يجب تركيز الصورة على الفيلم ، يتم تحقيق ذلك عن طريق تحريك العدسة بعيدًا عن الفيلم.

وبالمثل ، إذا كان الجسم بعيدًا عن العدسة ، فإن الأشعة تدخل بزاوية أوسع ، ينتج عن هذا انكسار الأشعة بزاوية أكثر حدة وتتشكل الصورة بالقرب من العدسة ، في هذه الحالة يجب وضع العدسة بالقرب من الفيلم للحصول على صورة مركزة.

وبالتالي فإن الصورة الحقيقية لجسم أقرب تتشكل بعيدًا عن العدسة أكثر من الصورة الحقيقية لجسم بعيد ، ويكون عمل التركيز هو تحريك العدسة للحصول على الصورة الحقيقية لتسقط على الفيلم.

يقال أن الصورة التي تم تكوينها حقيقية لأن أشعة الضوء من الكائن تمر عبر الفيلم ومقلوبة (رأسًا على عقب) وهذا يفسر

كيف تؤثر العدسة المحدبة في الضوء

.[3]

الاختلافات الرئيسية بين العدسة المقعرة والمحدبة

• 
  العامل الرئيسي للتمايز بين
  
  العدسات المحدبة والمقعرة
  
  
  
  هو أن العدسة المقعرة تشعب أشعة الضوء التي تسير بالتوازي مع محورها الرئيسي ، مقابل عدسة محدبة ، تقارب أشعة الضوء التي تسقط عليها على طول اتجاه محورها الرئيسي.
  
• 
  نظرًا لطبيعة العدسة ، فإن أشعة الضوء الساقط إما تتقارب أو تتباعد بعد مرورها عبرها   وبالتالي ، تُعرف العدسة المقعرة أيضًا باسم العدسة المتباعدة بينما تُعرف العدسة المحدبة بالعدسة المتقاربة .
  
• 
  يتم تمييز هاتين العدستين أيضًا على أساس الشكل الذي تمتلكه، تُظهر العدسة المقعرة بنية تشبه الكهف من الخارج حيث تحتوي على جزء متوسط ​​أرق وحواف سميكة ، ومع ذلك في العدسة المحدبة ، تكون الحواف أرق نسبيًا من مركز العدسة.
  
• 
  تكون قطبية البعد البؤري سالبة في حالة العدسة المقعرة بينما تكون موجبة للعدسة المحدبة ، ونتيجة لذلك يشار أحيانًا إلى العدسة المتباينة على أنها عدسة سلبية بينما يشار إلى العدسة المتقاربة على أنها عدسة إيجابية.
  
• 
  الصورة من العدسة المقعرة هي دائمًا افتراضية ومنتصبة بينما تتكون الصورة الحقيقية والمعكوسة من عدسة محدبة ، ومع ذلك إذا كان الكائن قريبًا جدًا من العدسة ، فإن الصورة الناتجة تكون افتراضية ومنتصبة ومكبرة.
  
• 
  تستخدم العدسات لتصحيح الأمور المتعلقة بالرؤية ، تُستخدم العدسات المقعرة لعلاج قصر النظر بينما تصحح العدسة المحدبة طول النظر ، ولكن هناك الكثير من
  
  حالات تكون الصور  في المرايا المقعرة ومحدبة
  
  .