עדשות, ביולוגיות וסינתטיות, הן פלאי פיזיקה אופטית המשתמשים ביכולתם של מדיה מסוימת לשבור או לכופף קרני אור. הם מגיעים בשתי צורות בסיסיות: קמור, או מעוקל כלפי חוץ, וקעור, או מעוקל פנימה. אחת המטרות העיקריות שלהם היא להגדיל תמונות, או לגרום להם להיראות גדולים ממה שהם באמת.
עדשות ניתן למצוא בטלסקופים, מיקרוסקופים, משקפות ומכשירים אופטיים אחרים, יחד עם העין שלך. לרשות המדענים והסטודנטים מספר משוואות אלגבריות פשוטות לקשר בין המידות הפיזיות והצורה של העדשה להשפעותיה על קרני האור העוברות בה.
עדשות ופיזיקת הגדלה
רוב העדשות ה"מלאכותיות "עשויות מזכוכית. הסיבה שעדשות שובר אור היא שכאשר קרני האור עוברות מאחתבינוני(למשל, אוויר, מים או חומר פיזי אחר) לאחר, מהירותם משתנה מעט מאוד והקרניים משנות מסלול כתוצאה מכך.
כשקרני האור נכנסות לעדשה קמורה כפולה (כלומר כזו שנראית כמו סגלגל שטוח מהצד) לכיוון מאונך ל משטח העדשה, הקרניים הקרובות לכל קצה נשברות בחדות לכיוון המרכז, תחילה עם הכניסה לעדשה ושוב כאשר עֲזִיבָה. אלה שקרובים יותר לאמצע מכופפים פחות, ואלה העוברים בניצב במרכז אינם נשברים כלל. התוצאה היא שכל הקרניים הללו מתכנסות באמוקד (F) מרחקfממרכז העדשה.
משוואת העדשות הדקות ויחס ההגדלה
תמונות המופקות על ידי עדשות ומראות יכולות להיות כאלהאמיתי(כלומר, מוקרן על גבי מסך) אווירטואלי(כלומר, לא ניתן להקרנה). לפי מוסכמות, ערכי מרחקים של תמונות אמיתיות (אני) מהעדשה הם חיוביים, ואילו אלה של תמונות וירטואליות הם שליליים. המרחק של האובייקט עצמו מהעדשה (o) תמיד חיובי.
עדשות קמורות (מתכנסות) מייצרות תמונות אמיתיות והן קשורות לערך חיובי שלfואילו עדשות קעורות (שונות) מייצרות תמונות וירטואליות והן קשורות לערך שלילי שלf.
אורך המוקדf, מרחק חפץoומרחק תמונהאניקשורים על ידימשוואת עדשות דקות:
\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}
בעוד שנוסחת ההגדלה אויחס הגדלה (M) מתייחס לגובה התמונה שמייצרת העדשה לגובה האובייקט:
m = \ frac {-i} {o}
זכור,אניהוא שלילי עבור תמונות וירטואליות.
העין האנושית
עדשות העיניים שלך פועלות כעדשות מתכנסות.
כפי שאתה יכול לחזות על סמך מה שקראת כבר, עדשות העיניים שלך קמורות משני הצדדים. מבלי שהעדשות שלך יהיו קמורות וגמישות כאחד, האור החולף לעיניך יתפרש על ידי המוח שלך בצורה קדחתנית בהרבה למעשה, ובני אדם יתקשו לנווט בעולם (וכנראה לא היו שורדים כדי לגלוש באינטרנט לשם מדע מֵידָע).
האור נכנס תחילה לעין דרך הקרנית, השכבה החיצונית הבולטת של חזית גלגל העין. לאחר מכן הוא עובר דרך האישון, שקוטרו יכול להיות מווסת על ידי שרירים זעירים. העדשה נמצאת מאחורי האישון. החלק של העין שעליו נוצרת התמונה, שנמצא בחלקו הפנימי של החלק האחורי התחתון של גלגל העין, נקרארִשׁתִית. מידע חזותי מועבר מהרשתית למוח באמצעות עצבי הראייה.
מחשבון הגדלה
תוכל למצוא אתרים שיעזרו לך בכמה מהבעיות הללו ברגע שתרגיש בנוח עם הפיזיקה הבסיסית על ידי עבודה על כמה לבד. הרעיון העיקרי הוא להבין כיצד המרכיבים השונים של משוואת העדשות קשורים זה לזה ומדוע שינויים במשתנים מייצרים את האפקטים האמיתיים שהם עושים.
דוגמה לכלי מקוון כזה ניתן במשאבים.