اين پنجره صرفا براي تامين منابع مالي وبلاگ ايجاد شده است !

با کليک روي دکمه × یا دکمه بستن آنرا ببنديد

به وبلاگ من خوش آمديد


آخرین مطالب سايت

آخرین مطالب سایت

90 بازدید ۱۰ام آبان ۱۳۹۵ admin علمی بدون نظر

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی


کاربرد عدسی در ساعت سازی


اطلاعات اولیه

وقتی که نتوان ضخامت عدسی را در مقایسه با فاصله کانونی آن کوچک گرفت، در این صورت بعضی از روابطی که در مورد عدسیهای نازک بیان می‌شود، قابل استفاده نیستند. چنین عدسیهایی را عدسیهای ضخیم می‌گویند. این اصطلاح نه تنها درباره یک عدسی همگن شامل دو سطح کروی با جدایی نسبتا زیاد بکار می‌رود، بلکه هر گونه سطوح هم محور در نقش یک دستگاه واحد نیز عدسی ضخیم است. بنابراین ممکن است یک عدسی ضخیم از چند عدسی نازک که ممکن است با هم در تماس بوده یا از هم جدا باشند، درست شود.

img/daneshnameh_up/0/0f/p2.png

مشخصات عدسی ضخیم

محور اصلی

محور اصلی ، خط مستقیمی است که رئوس و مراکز سطوح کروی طرفین عدسی ضخیم را به هم وصل می‌کند.

کانون عدسی

اگر پرتوی به موازات محور اصلی بر عدسی بتابانیم، بعد از شکست و عبور از عدسی‌ها ، خود پرتو یا امتداد آن هر جا که محور اصلی را قطع کند، آن نقطه را کانون عدسی می‌گویند. در حالتی که خود پرتوها بعد از خروج از عدسی‌ها محور اصلی را قطع کنند، در این صورت کانون حقیقی است. در حالت دوم که امتداد پرتوهای خروجی محور اصلی را قطع کنند، کانون مجازی خواهد بود.

کانون شیئی و تصویری

کانون شیئی نقطه‌ای است بر روی محور اصلی که اگر نوری از آن نقطه بر مجموعه سطوح کروی بتابد، پرتو نور بعد از خروج از سیستم موازی محور اصلی خواهد بود. برای مشخص کردن این نقطه باید نوری از خروجی سیستم به موازات محور اصلی بر آن بتابانیم. با در نظر گرفتن این که در این حالت کانونها عوض شده (کانون شیئی ، تصویری شده) ، شکست پرتو را در مجموعه سطوح کروی تعقیب می‌کنیم تا نور از سیستم خارج شود. این نور خود یا امتدادش هر جا محور اصلی را قطع کند، این نقطه کانون شیئی حقیقی یا مجازی سیستم خواهد بود. اگر کانون در فضای شیئی عدسی قرارگیرد، آن را کانون شیئی می‌گویند، کانون در طرف دیگر کانون تصویری خواهد بود.

صفحات کانونی

اگر صفحه‌ای عمودی را در کانونهای شیئی و تصویری بر محور اصلی عدسی ضخیم رسم کنیم، صفحات کانونی آن عدسی تشکیل خواهند بود.

نقاط اصلی و صفحات اصلی

اگر پرتوی را به موازات محور اصلی بر سطح عدسی بتابانیم، در این صورت پرتو نور بعد از شکست در داخل سیستم از طرف دیگر خارج می‌شود. حال اگر امتداد پرتو موازی با محور اصلی را در داخل سیستم ادامه دهیم، این خط امتداد پرتو خروجی را در نقطه‌ای قطع می‌کند، در این نقطه صفحه عمودی بر محور اصلی عدسی رسم می‌کنیم که آن را صفحه اصلی تصویر می‌گویند. نقطه تقاطع این صفحه با محور اصلی را نقطه اصلی تصویر می‌گویند.

حال اگر پرتوها از کانون شیئی خارج شده و بر سیستم تابانده شوند، در این صورت از طرف دیگر به‌صورت موازی خارج می‌شوند. اگر عملیات فوق را در مورد این پرتوها نیز انجام دهیم، نقطه اصلی شی و صفحه اصلی شی نیز حاصل می‌گردد. اصطلاحاً این نقاط اصلی را با نشان می‌دهند.

img/daneshnameh_up/2/2d/p3.png

فرمول عدسی سازان در مورد عدسی ضخیم

در مورد یک عدسی ضخیم که در هوا قرار دارد، می‌توان فرمول ساده عدسی نازک را بکار برد. ولی باید توجه داشت که فواصل جسم و تصویر به ترتیب باید از صفحات اصلی که از می‌گذرد، اندازه گیری شوند. در این صورت فاصله کانونی f (نسبت به صفحه اصلی) از رابطه زیر حاصل می‌شود:

در رابطه فوق t کلفتی یا ضخامت عدسی ، شعاعهای سطوح کروی در طرفین عدسی و n ضریب شکست عدسی می‌باشد.


عدسی نازک
به یک عدسی که از ترکیب دو دیوپتر حاصل می‌شود، زمانی عدسی نازک گفته می‌شود که فاصله دو دیوپتر تشکیل دهنده آن بسیار کوچک (تقریبا صفر) باشد. عدسی نازک را می‌توان به صورت عدسیی تعریف کرد که ضخامت آن در مقایسه با فواصلی که به خواص نوری آن مربوط هستند، کوچک باشد. از جمله این فواصل نوری می‌توان به شعاع انحنای سطوح کروی ، فواصل کانونی و فاصله‌های مربوط به جسم و تصویر اشاره کرد.

ویژگیهای عدسی نازک

عدسی نازک می‌تواند به صورتی ساخته شود که هر دو طرف آن محدب باشد و یا ممکن است طرفین آن مقعر باشند، ولی در هر دو حالت باید شرط گفته شده در تعریف این عدسی تحقق یافته باشد. در هر حال عدسی نازک دارای خصوصیات زیر است:

محور اصلی و مرکز عدسی

محور اصلی خط مستقیمی است که از مرکز عدسی که مرکز نوری نامیده می‌شود، عبور می‌کند و بر سطوح کروی عمود است. هر سطحی از عدسی را می‌توان به صورت قسمتی از سطح یک کره در نظر گرفت. بنابراین هر طرف عدسی دارای یک مرکز خواهد بود. این نقطه را با حرف C نشان داده و مرکز عدسی می‌نامند.
تصویر

کانون عدسی

هرگاه پرتوهایی موازی با محور اصلی بر روی سطح عدسی بتابد، این پرتوها در عدسی‌های همگرا (محدب) بعد از شکست و گذر از عدسی در یک نقطه به هم می‌رسند و همگرا می‌شوند. این نقطه را کانون عدسی گویند. در عدسی‌های واگرا (مقعر) نیز پرتوها بعد از شکست و عبور از عدسی از هم دور شده و واگرا می‌شوند. اما اگر امتدادهای اولیه این پرتوها را رسم کنیم، در یک نقطه به همدیگر می‌رسند که به این نقطه کانون می‌گویند. با توجه به این که پرتوها می‌توانند هم از طرف راست و هم از طرف چپ به عدسی بتابند، بنابراین هر عدسی دارای دو کانون خواهد بود که با نشان می‌دهند. فاصله کانونها از مرکز عدسیها را فاصله کانونی گویند.

تشکیل تصویر در عدسی نازک

وقتی که جسمی را در یک طرف عدسی و دورتر از کانون قرار دهیم، تصویری از آن در طرف دیگر بدست می‌آید. چنانچه جسم به طرف کانون اول حرکت داده شود، تصویر از کانون دوم دور و بزرگتر خواهد شد و چنانچه جسم را از کانون اول دور کنیم، تصویر به کانون دوم نزدیک شده و اندازه آن کوچکتر می‌شود.

فرمول عدسیها در مورد عدسی نازک

در یک عدسی نازک که از ماده‌ای با ضریب شکست n ساخته شده و شعاعهای دو سطح کروی آن به ترتیب هستند، به سادگی می‌توان نشان داد که برای پرتوهای پیرا محوری ، فاصله جسم و فاصله تصویر از معادله زیر پیروی می‌کند:

در رابطه فوق s فاصله جسم از عدسی و فاصله تصویر از عدسی می‌باشد. همچنین در این رابطه فرض می‌شود که ضریب شکست محیط پیرامون عدسی یک است. اگر چنانچه رابطه فوق را بر حسب فاصله کانونی f که بصورت {۱ \over f}={1 \over s} + {1 \over {s^\prime} تعریف می‌شود، بنویسیم به رابطه زیر خواهیم رسید:

رابطه فوق به فرمول عدسی سازان معروف است.

تصویر

بزرگنمایی

دیدکلی

شاید بارها دیده‌ایم که افراد مسن هنگام خواندن قرآن از ذره بین استفاده می‌کنند. به این دلیل ذره بین مور استفاده قرار می‌گیرد که حروف و کلمات قرآنی ریز بوده و افراد مسن بخاطر ضعیف بودن چشم خود از این وسیله که کلمات را بصورت درشت نمایش می‌دهد، استفاده می‌کنند. یا هنگامی که بوسیله ذره بین به منظره‌ای که در فاصله دور دست قرار دارد نگاه می‌کنیم، ملاحظه می‌شود که به راحتی می‌توانیم آن منظره را ببینیم. به این ترتیب در موردآینه‌ها ، عدسی و وسایل دیگری از این قبیل کمیتی به نام بزرگنمایی تعریف می‌کنند. بزرگنمایی در واقع مقیاسی از بزرگی تصویر ایجاد شده توسط وسیله مورد استفاده است.

بزرگنمایی آینه کروی

چون بزرگی تصویر در یک آینه کروی ، بسته به محل جسم یا شئی که در برابر آینه قرار دارد، متغیر است. در مسائل مربوط به آینه‌های کروی به جای صحبت از بزرگی تصویر معمولا از بزرگنمایی آینه صحبت می‌شود. بزرگنمایی یک اینه کروی بنا به تعریف به صورت زیر است.

ارتفاع شی/ارتفاع تصویر=بزرگنمایی آینه کروی

بنابراین اگر به صورت نموداری تصویری را که در یک آینه ایجاد می‌شود، نشان دهیم، در این صورت با استفاده از قواعد هندسی (تشابه دو مثلث ایجاد شده در دو طرف آینه) ، اگر فاصله تصور از آینه را با q و فاصله جسم از آینه را با P نشان دهیم، رابطه بزرگنمایی بر حسب این کمیتها بصورت q/p =بزرگنمایی بیان می‌شود. نکته قابل توجه این است که این رابطه هم برای آینه‌های کروی محدب و هم برای آینه‌های کروی مقعر معتبر است. لذا در هنگام استفاده از این رابطه باید علامت جبری در مورد q و p را با توجه به نوع تصویر یا جسم بسته به نوع آینه رعایت کنیم. به بیان دیگر باید به خاطر داشته باشیم که فاصله هر شی با هر تصویر حقیقی از آینه با علامت مثبت و بر عکس فاصله هر شی یا تصویر مجازی از آینه با علامت منفی منظور می‌شود.

بزرگنمایی آینه تخت

در مورد آینه تخت چون فاصله تصویر از آینه با فاصله جسم از آن همواره برابر است، بنابراین بزرگنمایی برابر یک خواهد بود. به عبارت دیگر هر شی یا جسم درست به همان اندازه خودش در آینه تخت نمایش داده می‌شود.

بزرگنمایی در عدسیها

بزرگنمایی خطی

بزرگنمایی خطی در عدسیها ، مانند آینه‌های کروی ، عبارت است از نسبت ارتفاع تصویر به ارتفاع شی. به عبارت دیگر در مورد عدسیها نیز اگر فاصله تصویر از عدسی را با q و فاصله شی از عدسی را با p نشان دهیم، در این صورت رابطه بزرگنمایی به صورت q/p=بزرگنمایی خواهد بود. در این مورد نیز علامت کمیت های q و p باید متناسب با نوع عدسی و نوع تصویر و شی تعیین شود. در این مورد باید توجه داشته باشیم که تمام فاصله‌ها از مرکز اپتیکی عدسی سنجیده می‌شوند. بنابراین فاصله هر شی یا تصویر حقیقی از عدسی با علامت مثبت و فاصله هر شی یا تصور مجازی از عدسی با علامت منفی منظور می‌شود. همچنین فاصله کانونی عدسی همگرا مثبت و فاصله کانونی عدسی واگرا منفی است.

بزرگنمایی زاویه‌ای

همراه بزرگنمایی خطی ، یک بزرگنمایی زاویه‌ای نیز در مورد عدسیها (یا آینه کروی) در نظر می‌گیریم. اگر چنانچه نحوه تشکیل تصویر در عدسی (یا آینه کروی) را به صورت هندسی نمایش دهیم، بزرگنمایی زاویه‌ای بصورت δ=tanα/tanα نوشته می‌شود. زاویه های α وα از تقاطع پرتوهای خارج شده از عدسی و پرتو تابیده بر آن با محور اصلی تشکیل می‌شود. اگر بزرگنمای خطی و زاویه‌ای را از نظر نموداری با هم مقایسه کنیم، ملاحظه می‌شود که بزرگنمایی زاویه‌ای عکس بزرگنمایی خطی است. بنابراین هر چه بزرگنمایی خطی بزرگتر باشد، یعنی اندازه تصویر بزرگتر باشد، بزرگنمایی زاویه ای کوچکتر است. یعنی باریکه پرتوهای نوری که تصویر را تشکیل می‌دهند، کوچکترند. این وضعیت در تعیین روشنایی تصویر نقش مهمی ایفا می‌کند. لازم به ذکر است که بزرگنمایی زاویه‌ای نه تنها در مورد عدسیها بلکه در مورد آینه‌های کروی نیز به همان صورت با δ تعریف می‌شود.



عدسی محدب و عدسی مقعر

عدسی محدبهرگاه یک دسته پرتو را بصورت موازی بر سطح یک عدسی بتابانیم و پرتوها بعد ازشکست و عبور از عدسی در طرف دیگر آن به همدیگر نزدیک شده یا به اصطلاح همگرا شوند، چنین را عدسی محدب یا همگرا می‌گویند.

مقدمه

بارها ملاحظه کرده‌ایم که بچه‌ها با استفاده از یک ذره بین می‌توانند آتش روشن کنند و یا پیر مردها برای خواندن قرآنهای با خطوط ریز از ذره بین استفاده می‌کنند. همه اینها نوعی عدسی محدب است. مثلا در مورد اول با استفاده از عدسی پرتوهای خورشید در یک نقطه روی کاغذ یا یک ماده قابل اشتغال متمرکز می‌گردند و به این طریق دمای این نقطه بالا رفته و لحظه‌ای فرا می‌رسد که آن ماده یا کاغذ آتش می‌گیرد. بنابراین می‌توان گفت که خصوصیت بارز این نوع عدسیها همگرا کردن یا جمع نمودن پرتوها در یک نقطه است. در عدسیهای همگرا ، لبه‌ها نازک تر از وسط آن هستند و بطور معمول برای کاربردهای مختلف به شکلهای گوناگون دو کوژ ، کوژ تخت و هلالی همگرا ساخته می‌شوند.

img/daneshnameh_up/e/e8/lens-convex.JPG


 

ویژگیهای عدسیهای محدب

محور اصلی

در حالت کلی عدسی از دو سطح کروی تشکیل شده است که هر کدام از این سطوح قسمتی از سطح یک کره کامل است. خطی که مراکز این کره‌ها را به یکدیگر وصل می‌کند، محور اصلی نام دارد. نقطه میانی عدسی را که روی محور اصلی قرار دارد، مرکز نوریمی‌گویند. اگر بوسیله چراغ یا هر وسیله دیگری یک پرتو نوری را بر مرکز نوری عدسی بتابانیم، ملاحظه می‌کنیم که پرتو بدون انحراف از مسیر اولیه، از طرف دیگر عدسی خارج می‌شود.

کانون عدسی محدب

هرگاه یک دسته پرتو موازی با محور اصلی بر سطح عدسی بتابانیم، پرتوها بعد از شکست در عدسی و عبور از آن در طرف دیگر ، در یک نقطه روی محور اصلی همدیگر را قطع می‌کنند. این نقطه را کانون عدسی محدب می‌گویند. بدیهی است که عدسی باید دارای دو کانون باشد. چون از هر دو طرف می‌توان پرتوها را بر سطح آن تابانید. فاصله این نقطه‌ها از عدسی را فاصله کانونی عدسی گویند. در عدسیهای محدب فاصله کانونی را مثبت فرض می‌کنند.

تشکیل تصویر در عدسیهای محدب

فرض کنید یک عدد شمع روشن بصورت عمود بر محور اصلی و به فاصله معین P از آن قرار دارد. حال اگر از انتهای شمع خطی را بصورت موازی با محور اصلی عدسی بر سطح آن رسم کنیم، این خط با فرض اینکه بیانگر یک پرتو نوری است، باید بعد از عبور از عدسی در طرف دیگر ، از کانون بگذرد. حال خط دوم یا پرتو دوم را بر مرکز نوری عدسی می‌تابانیم. بدیهی است که این پرتو ، پرتو اولیه را در یک نقطه قطع می‌کند. حال اگر از این نقطه عمودی بر سطح محور اصلی رسم کنیم، خط حاصل بیانگر تصویر شمع در عدسی محدب خواهد بود.

img/daneshnameh_up/5/54/singpos.gif

 

خوصیات تصویر در عدسیهای محدب

  1. از آنجا در این نوع از عدسیها تصویر ، از پرتوهای شکسته شده ، و در طرف دیگر آن تشکیل می‌شود، لذا تصویر آن مجازی خواهد بود. بدیهی است که اگر جسم در فاصله بین کانون و عدسی قرار گیرد، در این صورت تصویر حاصل مجازی خواهد بود. بنابراین برای داشتن تصویر حقیقی باید جسم در فاصله بزرگتر از فاصله کانون قرار داشته باشد.
  2. اگر جسم در روی کانون قرار گیرد، در اینصورت پرتوهای شکسته شده همدیگر را در هیچ نقطه‌ای قطع نمی‌کنند. لذا اصطلاحا گفته می‌شود که تصویر در بینهایت تشکیل می‌گردد. بدیهی است که اگر جسم در بینهایت فرض شود، تصویر آن روی کانون خواهد بود.
  3. اگر جسم در فاصله کوچکتر از فاصله کانونی قرار داشته باشد، تصویر جسم علاوه بر مجازی بودن مستقیم نیز خواهد بود. اما اگر فاصله جسم از عدسی بزرگتر از فاصله کانونی باشد، در این صورت تصویر حقیقی بوده ولی وارونه خواهد شد.
  4. اگر جسم در فاصله کوچکتر از فاصله کانونی باشد، در این صورت اندازه تصویر کوچکتر از خود جسم خواهد بود و لذا عدسی خاصیت ذره بینی نخواهد داشت. اما اگر فاصله جسم از عدسی بزرگتر از فاصله کانونی باشد، در این صورت اندازه تصویر بزرگتر خواهد بود و عدسی نقش ذره بین را خواهد داشت.

فرمول عدسیها

در همه انواع عدسیها اگر فاصله شی از عدسی را P و فاصله تصویر از عدسی را q و فاصله کانونی را f فرض کنیم، فرمول عدسی بصورت زیر خواهد بود:

بدیهی است که علامت کمیتهای فوق در صورت مجازی بودن منفی و در صورت حقیقی بودن مثبت است. اما در عدسیهای محدب فاصله کانونی همیشه مثبت است.


عدسی مقعر

مقدمه

عدسی اسبابی نوری است که دارای دو سطح شکننده پرتو است. معمولی‌ترین عدسیها از دو سطح کروی تشکیل شده است، که فاصله این دو سطح در مقایسه با ابعاد دیگر عدسی بسیار کوچک است. عدسیها می‌توانند با توجه به نوع قرار گرفتن سطوح کروی به صورت عدسی واگرا یا مقعر و عدسی همگرا یا محدب باشند. در عدسی مقعر ، اگر پرتوهای موازی به این عدسی بتابانیم، بعد از شکست از هم دور شده و به اصطلاح واگرا می‌شوند. به همین دلیل این نوع از عدسیها را واگرا نیز می‌گویند. معمولا لبه این نوع عدسیها پهن تر از وسط آن است و به شکلهای مختلف دو کاو ، کاو تخت و هلالی واگرا ساخته می‌شوند.

 
 

ویژگیهای عدسی مقعر

محور اصلی

گفتیم عدسی از دو سطح کروی تشکیل شده است. بنابراین هر سطحی که قسمتی از آن یک کره کامل است، دارای یک مرکز خواهد بود. حال اگر بوسیله خطی مراکز این دو سطح کروی را به یکدیگر وصل کنیم، خط حاصل را محور اصلی می‌گویند. نقطه میانی عدسی را که روی محور اصلی قرار دارد، مرکز نوری عدسی می‌نامند. اگر پرتوی را به مرکز نوری عدسی بتابانیم، این پرتو بدون انحراف از عدسی خارج می‌شود.
 img/daneshnameh_up/4/47/lens-concave.JPG

کانون عدسی مقعر

اگر یک دسته پرتو را موازی با محور اصلی بر سطح آن بتابانیم، پرتوها بعد از شکست در عدسی و عبور از آن طوری از هم دور می‌شوند که امتداد آنها از یک نقطه روی محور اصلی بگذرند. یعنی این پرتوها بعد از عبور از عدسی از هم فاصله می‌گیرند. حال اگر امتداد این پرتوها را رسم کنیم، در یک نقطه روی محور اصلی همدیگر را قطع می‌کنند. این نقطه را کانون عدسی می‌گویند. با توجه به اینکه می‌توان دسته پرتوهای نور از طرف (راست یا چپ) بر سطح آن تابانید ، لذا عدسی دارای دو کانون است. فاصله کانون از مرکز نوری را فاصله کانونی می‌گویند. هر گاه پرتو نور طوری به یک عدسی مقعر بتابد که بعد از برخورد به عدسی ، امتداد آن را از کانون بگذرد، پرتو شکست آن موازی محور اصلی خواهد بود. فاصله کانونی عدسی مقعر چون منفی در نظر گرفته می‌شود، لذا عدسی مقعر را عدسی منفی نیز می‌گویند.

تصویر در عدسیهای مقعر

فرض کنید شئی بصورت عمودی با ارتفاع y که از ارتفاع عدسی بیشتر نیست، برروی محور اصلی قرار دارد. از انتهای این شی دو پرتو ، یکی به صورت موازی با محور اصلی و دیگری به مرکز نوری عدسی رسم می‌کنیم. می‌دانیم که هرگاه پرتوی به مرکز نوری عدسی بتابد، بدون انحراف در همان جهت اولیه خود از آن خارج می‌شود. اما پرتوی که به صورت موازی به سطح عدسی می‌تابد، در طرف دیگر واگرا می‌گردد. اگر امتداد این پرتو را رسم کنیم، در طرف شی ، پرتو اول را که به مرکز نوری رسم شده است، در یک نقطه قطع می‌کند. حال اگر از این نقطه خطی عمود بر محور اصلی رسم کنیم، خط حاصل تصویر شی خواهد بود.

ویژگی تصویر در عدسیهای مقعر

  1. از آنجا که تصویر از امتداد پرتوهای شکست حاصل شده است، لذا تصویر را مجازیمی‌گویند. بنابراین تصویر در عدسی مقعر ، مجازی است. به بیان دیگر ، اگر شی را با AB و تصویر آن را با ´A´B نشان دهیم، با قرار گرفتن چشم در مسیر پرتوهای شکست ، شی AB در محل ´A´B به نظر می‌رسد.
  2. جسم در هر فاصله‌ای از عدسی که قرار داده شود، اندازه تصویر کوچکتر از عدسی خواهد بود.
  3. تصویر شی در عدسی مقعر مستقیم است و در فاصله‌ای کمتر از فاصله کانونی دیده می‌شود. به بیان دیگر می‌توان گفت که تصویر شی وارونه نمی‌شود.

رابطه عدسیهای مقعر

در مورد عدسیهای مقعر اگر فاصله شی تا عدسی را با P و فاصله تصویر از عدسی را با q و فاصله کانونی را با f نشان دهیم، در این صورت فرمول عدسیهای مقعر به صورت زیر در می‌آید:


با توجه به اینکه در عدسیهای مقعر فاصله کانونی منفی است، لذا در عبارت فوق f منفی خواهد بود و با در دست داشتن P (فاصله شی از عدسی) می‌توان فاصله تصویر از عدسی را محاسبه نمود.

بزرگنمایی در عدسیها

در همه عدسیها نسبت بزرگی تصویر به بزرگی شی را به عنوان بزرگنمایی تعریف می‌کنند. به عنوان مثال اگر y طول شی و ´Y طول تصویر باشد، بزرگنمایی برابر  خواهد بود.


عدسی

مقدمه

عدسیها همانند آینه‌ها دارای تصاویر حقیقی و مجازی هستند، این تصاویر از پرتو های همگرا شونده و واگرا شونده بازتابی ایجاد می‌شود. بر خلاف آینه‌ها در عدسیها عبور نور نیز مطرح است و تصاویر ممکن است در پشت و جلوی عدسی شکل گیرد. عدسیهایی که ضخامت قسمتهای کناریش بزرگتر باشد، پرتو های موازی را همگرا می‌کند و عدسی محدب نام دارد، که دارای فاصله کانونی مثبت می‌باشد. بر خلاف آینه‌ها دارای دو کانون در فضاهای جلو و پشت عدسی می‌باشند ، عدسیهایی که ضخامت قسمت محوری آنها کمتر از ضخامت قسمت کناری باشد، پرتوهای موازی را از هم باز می‌کنند و دارای فاصله کانونی منفی هستند و عدسی مقعر نام دارند، که اینها نیز دارای دو کانونی در فضای جسم و تصویر هستند.

img/daneshnameh_up/e/e8/lens-convex.JPG

 

انواع عدسی

عدسی محدب (کوژ)

عدسیهایی که نور را همگرا می‌کنند و جهت تصویر سازی حقیقی و نیز همگرا نمودن پرتوهای تابشی از نقاط دور مانند پرتوهای ستارگان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

عدسی مقعر (کاو)

این عدسیها نور را واگرا می کنند و جهت واگرا نمودن نورها و اصلاح برخی سیستمها که نیاز به واگرایی نور را دارد از جمله چشم مورد استفاده واقع می‌شوند.

قواعد نحوه رسم پرتو در عدسیها

اکثر قواعد همانند آینه‌هاست و در حالت کلی عمده‌ترین آنها که پرتو های خاصی را شامل می‌شود عبارتند از:

  1. پرتوی موازی با محور نوری بعد از برخورد به عدسی و عبور از آن ، از نقطه کانون می‌گذرد که فاصله آن از رأس عدسی f است.

img/daneshnameh_up/4/47/lens-concave.JPG

 
  1. پرتوهای عبوری از کانون عدسی بعد از شکست در آن به موازات محور نوری خواهد بود.
  2. پرتو نوری عبوری از رأس عدسی بدون شکست از آن رد می‌شود.
  3. همواره شیئی نوری در سمت چپ عدسی قرار داده می‌شود و نور از چپ به راست بر عدسی می‌تابد و در عدسیها بر عکس آینه‌ها ردیابی پرتویی (ترسیم پرتو) برای نور عبوری (شکستی) صورت می‌گیرد.
  4. فضای سمت چپ عدسی فضای جسم و فضای سمت راست عدسی فضای تصویر می‌باشد که جسم موجود در سمت چپ (فضای جسم) را جسم حقیقی و جسم موجود در سمت راست (فضای تصویر) را جسم مجازی گویند. که وجود خارجی ندارد و نیز تصویر در فضای تصویر حقیقی و تصویر در فضای جسم مجازی می‌باشد.

img/daneshnameh_up/6/6d/Adasi2.jpg

 

 

عدسیهای مرکب

  1. عدسی کوژ – تخت: آنچنان عدسی است که یک طرف آن کوژ و یک طرف آن تخت می‌باشد.
  2. عدسی دو کوژ: آنچنان عدسی است که هر دو طرف آن کوژ می‌باشد.
  3. عدسی هلالی (محدب): آنچنان عدسی است که یک یک طرف آن کوژ و طرف دیگرش کاو باشد.
  4. عدسی تخت – کاو: آنچنان عدسی است که یک طرف آن کاو و طرف دیگرش تخت باشد.
  5. عدسی دو کاو: آنچنان عدسی است که هر دو طرف آن کاو باشد.
  6. عدسی هلالی (مقعر): آنچنان عدسی است که یک طرف آن کوژ و طرف دیگرش کاو باشد.

    عدسیهای هلالی دو نوعند، یکی آن است که کناره هایش نازک و مرکزش ضخیم است و دیگری دارای کناره‌های ضخیم و مرکز نازکی می‌باشد، یعنی اولی خاصیت همگرایی و دومی خاصیت واگرایی نور را دارد.

دستگاههای نوری شامل عدسیها

اکثر دستگاههای نوری شامل دو نوع عدسی می‌باشند که یکی را که نور اول بر آن می‌تابد و در ورودی دستگاه کار گذاشته می‌شود عدسی شیئی و دومی را که در خروجی دستگاه قرار دارد و نور از آن خارج می‌شود عدسی چشمی گویند. از جمله از این دستگاهها میکروسکوپ نوریزیر دریاییمیکروسکوپ پلاریزاندوربینهای دو چشمیدوربینهاانواع عینکها و … را می‌توان نام برد.

عیوب عدسیها

عدسیها به لحاظ داشتن ضخامت زیاد و ناخالصیها دارای ابیراهیهایی هستند که در سیستماعوجاج ایجاد می‌کنند و وضوح تصویر حاصل از دستگاه نوری را به هم می‌زنند. از جمله از این ابیراهیها عبارتند از:

  1. ابیراهی رنگی: علاوه از بهم زدن وضوح و کیفیت تصویر رنگ آنرا هم بهم می زند و تا حدی آن را از حالت طبیعی خارج می کند که اینها هم به دو دسته ابیراهی رنگی طولی و عرضی تقسیم می‌شوند.
  2. ابیراهی اعوجاج: تصویر هندسه واقعی خود را پیدا نمی‌کند و قسمتهای مختلف عدسی که دارای ضخامتهای متفاوتی است، در میزان انحراف پرتوهای تابشی به یک مقدار عمل نمی‌کند و انحراف یکنواخت نبوده و تصویراز وضوح می‌افتد، که این ابیراهی نیز به دو دسته اعوجاج بشکه‌ای و اعوجاج بالشی تقسیم می‌شود.

برخی ابیراهیهای دیگری مانند ابیراهی کروی که انحراف پرتو از کانون عدسی را سبب می‌شود، وجود دارند که بوسیله ساخت عدسیهای مرکب با هندسه ویژه این ابیراهیها اصلاح می‌شوند.

عدسیهای غیر کروی

برخی دستگاههای اپتیکی به لحاظ محدودیت در طراحی و سایر محدودیتها و ماهیت دستگاه عدسیهای غیر کروی را لازم دارند که جهت ایفای نقش در ْآن سیستمها ساخته شده اند.

مشخصات تصویر در عدسی

 

img/daneshnameh_up/d/d2/adas.jpg

بسته به اینکه جسم در چه فاصله‌ای از عدسی قرار گیرد دارای تصویری حقیقی یا مجازی ، مستقیم یا وارون ، راست یا برگردان ، کوچکتر از جسم یا بزرگتر از آن و … خواهد بود. رابطه حاکم بر فواصل جسم و تصویر عدسی نازک و فاصله کانونی آن بصورت زیر است:

(f = 1/(1/p + 1/q

که برای عدسی خیلی نازک (f = R/2) است، که در آن R شعاع کره دیوپتر عدسی و pفاصله جسم از رأس و q فاصله تصویر از رأس عدسی می‌باشد. برای یک عدسی ضخیم:

(f = 1/(n – 1)(1/R۱ – ۱/R۲

که R۱ شعاع دیو پتر داخلی و کوچک و R۲ شعاع دیو پتر خارجی (بزرگ) و n ضریب شکستشیشه عدسی می‌باشد. این رابطه در طراحی و ساخت عینکهای طبی بکار برده می‌شود، طوریکه به توسط این رابطه چشم پزشکان نمره چشم را مشخص می‌نمایند. یعنی با داشتن nمعلوم و فاصله کانونی مورد نیاز برای چشم بیمار شعاع های داخلی و خارجی عدسی را متناسب با فاصله کانونی مناسب انتخاب می‌کنند تا اصلاح چشم به توسط عینک مربوطه صورت گیرد، رابطه اخیر به فرمول عینک سازان معروف است.


پاشندگی نور

اگر نور از یک محیط به محیط دیگری وارد شود، سرعت آن برای طول موجهای مختلف متفاوت خواهد بود. بر این اساس در مورد هر محیطی کمیتی به نامضریب شکست تعریف می‌‌کنند. ضریب شکست یک محیط به فرکانس نور بستگی دارد و این ویژگی برای تمام محیطهای نوری صادق است. تغییرات ضریب شکست با فرکانس را پاشندگی یا پاشیدگی نور می‌‌گویند.

مقدمه

از بحث امواج می‌‌دانیم که موج در محیطهای تغییر شکل پذیر یا کشسان را امواج مکانیکیمی‌‌نامند. بنابراین اگر خاصیت کشسانی محیطی که موج در آن انتقال می‌‌یابد، به گونه‌ای باشد که دقیقا از قانون هوک پیروی نکند، در این صورت تپ یا موج ایجاد شده در انتهای یک ریسمان کشیده ، ممکن است در موقع حرکت در طول ریسمان تغییر شکل بدهد. هرچند هر یک از مولفه‌های موج بدون تغییر شکل حرکت می‌‌کنند، اما در این مورد سرعت هر مولفه به ازای هر فرکانس (یا طول موج) متفاوت خواهد بود. این پدیده ، پاشندگی بوده و محیط مورد نظر را پاشنده می‌‌گویند.

نتیجه اینکه شکل تپ می‌‌تواند تغییر کند و سرعت تپ ممکن است به مشخصات شکل اولیه‌اش بستگی داشته باشد. نمونه‌هایی از مواد غیر پاشنده عبارتند از:

امواج مکانیکی منتشر شده در طول یک ریسمان ایده‌آل (کاملا انعطاف پذیر) و امواج الکترومغناطیسی (نور) منتشر شده در خلا و نمونه‌های مربوط به موارد پاشنده ، شامل امواج اقیانوسها و امواج نورانی منتشر شده در یک محیط شفاف مانند شیشه است.

img/daneshnameh_up/2/26/Prism.gif

خاصیت پاشندگی مواد

بیشتر باریکه‌های نور از برهمنهش امواج با طول موجهایی بدست آمده‌اند که در تمام گستره طیف مرئی وجود دارند. سرعت نور در خلا برای همه طول موجها یکی است، اما درون محیط مادی سرعت انتشار برای طول موجهای مختلف متفاوت است. پس ضریب شکست یک ماده به طول موج بستگی دارد. هر محیط ناقل موج که سرعت موج در آن با طول موج تغییر کند، دارای خاصیت پاشندگی است. اندازه ضریب شکست (n) با افزایش طول موج کاهش پیدا می‌‌کند، لذا با افزایش فرکانس افزایش می‌‌یابد. در درون ماده ، طول موجهای بلندتر ، سرعت انتشار بیشتر و طول موجهای کوتاهتر ، سرعت انتشار کمتری دارند.

یک مثال

فرض کنید پرتویی از نور سفید بر یک منشور می‌‌تابد. می‌‌دانیم که نور سفید برهمنهشی از همه نورهای مرئی است. بنابراین نور خروجی از منشور به رنگهای مختلف تجزیه می‌‌شود. میزان انحراف حاصله توسط منشور با افزایش ضریب شکست و با کاهش طول موج افزایش پیدا می‌‌کند. نور بنفش بیشترین و نور سرخ کمترین انحراف را دارند و رنگهای دیگر بین این دو رنگ قرار دارند. وقتی که نور از منشور خارج می‌‌شود، به صورت واگرا می‌‌باشد. مقدار پاشیدگی به تفاضل ضریب شکست پرتوهای سرخ و بنفش بستگی دارد. بنابراین می‌‌توان گفت که درخشندگی الماس بخشی به دلیل پاشیدگی زیاد و بخشی دیگر به خاطر ضریب شکست زیاد آن است.

 

رابطه پاشندگی

در مباحث الکترومغناطیسی در مورد هر محیطی اعم از رسانا یا عایق (دی الکتریک) یک ضریب دی الکتریک k\prime و یک تابع رسانندگی g تعریف می‌‌کنند. حال اگر تابش الکترومغناطیسیکه با عدد موج مخصوص به خود مشخص می‌‌شود، از خلا بر یک محیط بتابد، با استفاده ازمعادلات ماکسول رابطه بین ضریب شکست محیط و ثابت دی الکتریک و عدد موج را مشخص می‌‌کنند که این رابطه را رابطه پاشندگی می‌‌گویند.

بنابراین در حالت کلی اگر عدد موج را با k و سرعت زاویه‌ای موج را با ω و ضریب شکست را با n نشان دهیم، رابطه پاشندگی را به صورت بیان می‌‌کنند، یعنی ضریب شکست تابعی از مشخصات موج است. به عنوان مثال ، در خلا که برای آن ضریب شکست را برابر یک اختیار می‌‌کنند، رابطه پاشندگی به فرم ساده در می‌‌آید که در آن C سرعت نور است.

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی + کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی | کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی ,کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی, کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی,کاربرد عدسی در ساعت سازی,

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

کاربرد عدسی در ساعت سازی

برچسب ها

مطالب پیشنهادی

دیدگاه شما در مورد این مطلب