قبل تسعينيات القرن التاسع عشر ، سمحت العدسات البسيطة التي يعود تاريخها إلى الرومان والفايكنج بتكبير محدود ونظارات بسيطة. قام زكريا يانسن ووالده بدمج العدسات من عدسات مكبرة بسيطة لبناء مجاهر ، ومن هناك ، غيرت المجاهر والتلسكوبات العالم. كان فهم البعد البؤري للعدسات أمرًا حاسمًا للجمع بين قواها.
أنواع العدسات
هناك نوعان أساسيان من العدسات: محدبة ومقعرة. تكون العدسات المحدبة أكثر سمكًا في الوسط منها على الحواف وتتسبب في تقارب أشعة الضوء إلى نقطة معينة. العدسات المقعرة أكثر سمكًا على الحواف من الوسط وتتسبب في تباعد أشعة الضوء.
العدسات المحدبة والمقعرة تأتي في تكوينات مختلفة. العدسات المستوية المحدبة مسطحة من جانب ومحدبة من الجانب الآخر بينما العدسات ثنائية المحدبة (تسمى أيضًا العدسات المحدبة المزدوجة) محدبة على كلا الجانبين. العدسات المستوية المقعرة مسطحة من جانب ومقعرة من الجانب الآخر بينما العدسات ثنائية المقعر (أو المقعرة المزدوجة) مقعرة من كلا الجانبين.
تسمى العدسة المقعرة والمحدبة مجتمعة تسمى العدسات المقعرة المحدبة بشكل أكثر شيوعًا بالعدسة الهلالية الموجبة (المتقاربة). هذه العدسة محدبة من جانب مع سطح مقعر على الجانب الآخر ، ونصف قطر الجانب المقعر أكبر من نصف قطر الجانب المحدب.
العدسة المحدبة والمقعرة مجتمعة تسمى العدسة المحدبة المقعرة تسمى بشكل أكثر شيوعًا عدسة الغضروف المفصلي السلبية (المتباعدة). هذه العدسة ، مثل العدسة المقعرة المحدبة ، لها جانب مقعر وجانب محدب ، لكن نصف القطر على السطح المقعر أقل من نصف القطر على الجانب المحدب.
فيزياء الطول البؤري
البعد البؤري للعدسةFهي المسافة من العدسة إلى النقطة المحوريةF. تلتقي أشعة الضوء (بتردد واحد) التي تنتقل بالتوازي مع المحور البصري لعدسة محدبة أو محدبة مقعرة عند نقطة التركيز.
تقوم العدسة المحدبة بتقريب الأشعة المتوازية إلى نقطة بؤرية ذات طول بؤري موجب. نظرًا لأن الضوء يمر عبر العدسة ، فإن مسافات الصورة الإيجابية (والصور الحقيقية) تكون على الجانب الآخر من العدسة من الكائن. سيتم عكس الصورة (الجانب العلوي لأسفل) بالنسبة للصورة الفعلية.
العدسة المقعرة تبتعد عن الأشعة المتوازية بعيدًا عن النقطة البؤرية ، ولها طول بؤري سلبي وتشكل فقط صورًا افتراضية أصغر. تشكل مسافات الصور السلبية صورًا افتراضية على نفس جانب العدسة مثل الكائن. سيتم توجيه الصورة في نفس الاتجاه (الجانب الأيمن لأعلى) مثل الصورة الأصلية ، أصغر بقليل.
صيغة الطول البؤري
يستخدم العثور على البعد البؤري معادلة الطول البؤري ويتطلب معرفة المسافة من الكائن الأصلي إلى العدسةشوالمسافة من العدسة إلى الصورةالخامس. تنص صيغة العدسة على أن معكوس المسافة من الجسم بالإضافة إلى المسافة إلى الصورة يساوي معكوس المسافة البؤريةF. المعادلة ، رياضيا ، مكتوبة:
\ frac {1} {u} + \ frac {1} {v} = \ frac {1} {f}
في بعض الأحيان يتم كتابة معادلة الطول البؤري على النحو التالي:
\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}
أينايشير إلى المسافة من الجسم إلى العدسة ،أنايشير إلى المسافة من العدسة إلى الصورة وFهو البعد البؤري.
يتم قياس المسافات من الكائن أو الصورة إلى قطب العدسة.
أمثلة على الطول البؤري
للعثور على البعد البؤري للعدسة ، قم بقياس المسافات وقم بتوصيل الأرقام في صيغة الطول البؤري. تأكد من أن جميع القياسات تستخدم نفس نظام القياس.
مثال 1: المسافة المقاسة من العدسة إلى الجسم 20 سم ومن العدسة إلى الصورة 5 سم. ينتج عن إكمال صيغة الطول البؤري:
\ frac {1} {20} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {or} \؛ \ frac {1} {20} + \ frac {4} {20} = \ frac {5} {20} \\ \ text {تقليل المجموع} \ frac {5} {20} = \ frac {1} {4}
الطول البؤري لذلك هو 4 سم.
مثال 2: المسافة المقاسة من العدسة إلى الجسم هي 10 سم والمسافة من العدسة إلى الصورة 5 سم. تظهر معادلة الطول البؤري:
\ frac {1} {10} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {Then} \؛ \ frac {1} {10} + \ frac {2} {10} = \ frac {3} {10}
تقليل هذا يعطي:
\ frac {3} {10} = \ frac {1} {3.33}
وبالتالي فإن البعد البؤري للعدسة هو 3.33 سم.