العدسة هي وسائل بصرية لإنكسار الضوء أثناء مروره بها، وتصنع من مواد شفافة أيزوتروبية كالزجاج، ولها أسطح كروية حيثقد يكون سطحا العدسة إما متساويا الإنحناء أومختلفي الإنحناء، وذلك طبقا للغرض الذي تستخدم العدسة لأجله، ويعهد الخط الواصل بين مركزي الإنحناء في العدسة الواحدة باسم "محور العدسة".

تكون العدسات ذات تقعر أوتحدب في أحد سطحيها أوكليهما، حيث تحدث انكسارا في الأشعة الضوئية الساقطة على أحد وجهيها. وتستخدم العدسة المحدبة لتجميع الأشعة الضوئية في البؤرة. بينما تستخدم العدسة المقعرة لتفريق الأشعة، وللعدسة المقعرة أيضا بؤرة تخيلية.

أنواع العدسات البسيطة

إن غالبية العدسات هي عدسات كروية، أي عدسات تتكون من سطحين، بحيث حتى جميع منهما هوجزء من سطح كرة، وبحيثقد يكون محور العدسة، أي الخط المستقيم الذي يصل بين مركزي الكرتين، عمودياً على كلا السطحين. وطبقا لكيفية انكسار ومرور الضوء في العدسة ونوعية الصور الناتجة عنها، فهي توصف بأنها عدسة محدبة (مجمعة) أومقعرة (مفرقة).

هناك أيضاً نوع آخر وهوالعدسات غير الكروية، وهي عدسات فيها أحد السطحين أوكلاهما غير كروي أوإسطواني. بإمكان بعض هذه العدسات حتى تنتج صورًا أكثر وضوحًا وذات انحرافات أقل من العدسات الكروية. نخص بالذكر العدسة ذات سطحين على شكل بتر مكافئ، والتي تجعل رزمة من الأشعة الضوئية المتوازية في جهة واحدة تلتقي في نقطة واحدة بالضبط في الجهة الأخرى، وهي البؤرة. غالبًا ماقد يكون تصنيع مثل هذه العدسات أكثر تكلفًا من العدسات الكروية.

وأما العدسات المقعرة فهي عدسات سميكة في الأطراف ورقيقة في وسطها، كما حتى العدسة المقعرة توضح الرؤية من بعيد ولا توضحها عن قرب، وهي تكسر في آلة التصوير أشعة الضوء نحوالخارج فتبدوالأشعة عندئذ وكأنها آتية من صورة أصغر أوأقرب إلى آلة التصوير مما هي في الواقع. كما حتى العدسة المقعرة تساعد الاشخاص قريبي النظر على رؤية الأمور البعيدة، حيث تكسر العدسات المقعرة أشعة الضوء نحوالخارج فتصبح الأمور البعيدة تبدوقريبة بالنسبة للعين.

يعتمد مسار الأشعة العملي عبر العدسة (إن كان لمًا أوتفريقًا) على شكلها، ونوعا العدسات الرئيسيان هما العدسات المحدبة والعدسات المقعرة، وتكون العدسات المحدبة اسمك في وسطها منها في أطرافها بينما تكون العدسات المقعرة اسمك في أطرافها منها في وسطها.

إذا سقطت حزمة من الأشعة الضوئية المتوازية على عدسة محدبة فإنها تتجمع في نقطة واحدة، بالتقريب، هي بؤرة العدسة المحدبة، أما إذا سقطت هذه الحزمة على عدسة مقعرة فإنها تتفرق كما لوأنها صادرة عن بؤرة تقديرية للعدسة. وفي كلا الحالتين تسمى المسافة بين مركز العدسة والبؤرة بالبعد البؤري والذي يعتبر موجباً في العدسة اللامة وسالباً في العدسة المفرقة.

قانون صاقلي العدسات

بالإمكان حساب البعد البؤري لعدسة كروية في الهواء بواسطة قانون صاقلي العدسات:

${\displaystyle {\frac {1 {f =({\frac {n_{1 {n_{2 -1)\left[{\frac {1 {R_{1 -{\frac {1 {R_{2 +{\frac {(n_{1 -1)d {n_{1 R_{1 R_{2 \right],$

بحيث أن:

${\displaystyle f$ هوالبعد البؤري للعدسة،

${\displaystyle R_1}$

${\displaystyle R_2}$

${\displaystyle n_1}$

${\displaystyle n_2}$

${\displaystyle d$ هوسمك العدسة.

في القانون أعلاه:

• إذا كان السطح الأول محدبًا يعتبر ${\displaystyle R_{1$ موجباً، ويعتبر سالباً إذا كان السطح مقعراً
• وبالعكس للسطح الثاني: فيكون موجبًا لسطح مقعر، وسالباً لسطح محدب
• إذا كان أحد السطحين مستويًا فيعتبر نصف قطره لا نهائي

بالإمكان تبسيط القانون إذا كانت العدسة دقيقة، أي إذا كان ${\displaystyle d$ صغيراً بالنسبة لـ${\displaystyle R_{1$ و${\displaystyle R_{2$:

${\displaystyle {\frac {1 {f =({\frac {n_{1 {n_{2 -1)\left[{\frac {1 {R_{1 -{\frac {1 {R_{2 \right],$

تدعى القيمة ${\displaystyle \frac{1}{f}}$

لكل عدسة، فإن البعد البؤري يبقى نفسه بغض النظر عن الجهة التي يتواجد فيها مصدر الضوء بالنسبة للعدسة. مع هذا، فإن الخواص الأخرى للعدسات، كمدى الانحرافات المتنوعة التي تتسبب بها، قد تكون مختلفة إذا اختلف اتجاه الضوء.

قانون العدسات الدقيقة

للعدسة خواص تصويرية. فمثلاً، إذا وضعت عدسة لامّة في طريق حزمة أشعة ضوئية متوازية، تلتقي جميعها في نقطة واحدة بالتقريب في الجهة الأخرى للعدسة، هي بؤرة العدسة. وبشكل عكسي، فإذا وضع مصدر ضوء في نقطة هي بؤرة لعدسة لامّة، تخرج الأشعّة من العدسة بشكل حزمة أشعّة ضوئية متوازية. فالحالة الأولى تصف جسمًا بعيدًا جدًا، لدرجة حتى الأشعة التي تصل العدسة منه تكون متوازية، وتتكون صورته في البؤرة، وفي الحالة الثانية، فإن جسماً يقف على مسافة بعد بؤري من عدسة، تتكون صورته في اللانهاية. كما ويدعى المستوى المعامد لمحور العدسة والبعيد عنها مسافة f، يدعى المستوى البؤري.

إذا وضعنا جسماً على مسافة u من عدسة بعدها البؤري هوf، وإذا اعتبرنا المسافة عن العدسة التي تتكون فيه الصورة هوv، فتتحقق العلاقة التالية المسماة قانون العدسات الدقيقة:

${\displaystyle {\frac {1 {f ={\frac {1 {u +{\frac {1 {v$

لذا، فإذا وضعنا جسم على بعد uقد يكون أكبر من بعد العدسة البؤري،f، نحصل على قيمة موجبة لـv، أي حتى الصورة حقيقية وتتكون من الجهة الأخرى للعدسة. معنى هذا أنه من الممكن إحضار شاشة ونصبها على بعد v من العدسة ونستطيع عندها رؤية صورة الجسم (مكبرة أومصغرة)، وهذا هوأساس عملية التصوير.

أما إذا كانت قيمة u أصغر من قيمة f، فتكون قيمة v سالبة، أي حتى الصورة تتكون على نفس الجهة الموجود فيها الجسم، وعندها تدعى صورة وهمية، على غرار تلك التي نحصل عليها عند النظر في مرآة مستوية. بعكس الصورة الحقيقية، فلا يمكن نصب شاشة حتى نرى عليها الصورة الوهمية، ولكن إذا ما نظرنا إلى الجسم من خلال العدسة، نستطيع رؤية تلك الصورة على بعد v من العدسة، وهذا هوأساس عمل العدسة المكبرة.

يمكن حساب مدى تكبير العدسة، M بواسطة قانون المثلثات المتشابهة:

${\displaystyle M=-{\frac {v {u ={\frac {f {f-u$

حيث حتى إشارة M تشير إلى ما إذا كانت الصورة مقلوبة أم لا. إذا كان ${\displaystyle \left|M\right|>1$، تكون الصورة أكبر من الجسم، أي نحصل على تكبير. إذا تكونت صورة خيالية،قد يكون التكبير موجباً دائماً، أي حتى الصورة غير مقلوبة بالنسبة للجسم.

القوانين أعلاه تصلح أيضاً للعدسات المفرّقة، مع حفظ إشارة f السالبة لتلك العدسات. لا يمكن تكوين صورة حقيقية بواسطة عدسة مفرّقة، فكل الصور تكون وهمية، أي ${\displaystyle v<0$

استعمال العدسات

تستخدم العدسة المحدبة كعدسة مكبرة، فإذا وضع جسم بين العدسة وبؤرتها يرى الناظر من الجهة الأخرى للعدسة صورة مكبرة للجسم على بعد يزيد عن بعد الجسم العملي عنها، أما إذا وضع الجسم على بعد من العدسة يزيد عن بعدها البؤري فإنك لن ترى له أي صورة. ولكن تقدر تلقي صورة حقيقية له (مقلوبة رأسا على عقب) على ورقة أوستارة في الجهة الأخرى من العدسة. خاصة إذا كان الجسم منيرا أوجيد الإضاءة اما في حالة العدسة المقعرة فهي على العكس من ذلك، فهي تستخدم لتصغير الصورة، حيث حتى العدسة المقعرة تكوّن صورة للجسم تقديرية معتدلة (غير مقلوبة) مصغّرة وفي نفس الجهة التي فيها الجسم.

العين البشرية

تحوي العين البشرية عدسة محدبة تتكيف لتجميع الأشعة الواردة عبر حدقة العين على الشبكية في خلفية العين. وقد يحدث أحياناً عند بعض الأشخاص حتى تجمع عدسة العين أشعة الضوء في نقطة أمام الشبكية وتسمى هذه الحالة بقصر النظر. وفي حالات أخرى عند بعض الأشخاص تجمع عدسة العين الأشعة الضوئية خلف الشبكية وتسمى هذه الحالة بطول النظر (أوبُعد النظر). وتعالج كلتا الحالتين بعدة طرق منها استخدام النظارات أوالعدسات الاصقة أوبعمليات جراحية لتسليم البصر. وأيضاً هناك مايدعى بالاستجماتزم وعلاجه بالعدسة الإسطوانية أوبالليزر.

انظر أيضاً

مراجع

وصلات خارجية

• فهم البصريات
• العدسات والمرايا
• العدسات والانكسار
• العدسات والوضوح
• حساب سمك العدسة

عدسة في المشاريع الشقيقة

---

• صور وملفات صوتية من كومنز