عدسی

مقدمه

نام دارند، که اینها نیز دارای دو کانونی در فضای جسم و تصویر هستند.

انواع عدسی

عدسی محدب (کوژ)

عدسی مقعر (کاو)

قواعد نحوه رسم پرتو در عدسیها

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.

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.

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

عیوب عدسیها

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.
   

عدسیهای غیر کروی

مشخصات تصویر در عدسی

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:

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 نام ضریب 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

خاصیت پاشندگی مواد

یک مثال

رابطه پاشندگی

در مباحث الکترومغناطیسی در مورد هر محیطی اعم از رسانا یا عایق (دی الکتریک) یک ضریب دی الکتریک kprime و یک تابع رسانندگی g تعریف می‌‌کنند. حال اگر تابش الکترومغناطیسی که با عدد موج مخصوص به خود مشخص می‌‌شود، از خلا بر یک محیط بتابد، با استفاده از معادلات 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.

دیوپتر

دیوپتر سطحی است که دو محیط نوری را از هم جدا می‌‌کند. دیوپتر می‌‌تواند در انواع مختلف ساخته شود. به عنوان مثال ، دیوپتر تخت یا مسطح ، سطح صافی است که دو محیط را از هم جدا می‌‌کند. دیوپترها می‌توانند به صورت یک سطح با انحنای کروی نیز باشند. همچنین می‌‌توان از ترکیب دو دیوپتر به عنوان ابزار نوری استفاده کرد. به عنوان مثال ، تیغه متوازی‌السطوح که بین دو محیط قرار دارد، نمونه‌ای از یک دیوپتر تخت موازی و منشور نمونه‌ای از یک دیوپتر تخت زاویه‌دار است.

دید کلی

عیوب انکساری با واحدی بنام دیوپتر اندازه‏گیری ‏شود. دیوپتر نشان‏دهنده میزان نمره عینک شماست. هرچه میزان دوربینی یا نزدیک‏ بینی بیشتر باشد، نسخه عینک شما نمره بالاتری دارد.

ویژگی دیوپترها

در مورد دیوپترها نیز قوانین اسنل _ دکارت برقرار است. به عنوان مثال ، اگر یک دیوپتر تخت را بین دو محیط با ضریب شکستهای و قرار دهیم. هرگاه یک پرتو نوری با زاویه i نسبت به خط قائم بر سطح دیوپتر ، بر دیوپتر بتابد و وارد محیط دوم شده و بعد از شکست زاویه‌ای که با امتداد قائم می‌‌سازد، زاویه r باشد، همواره رابطه زیر بین ضریب شکستهای دو محیط و زوایای تابش و شکست برقرار است:

اگر دیوپتر حالت کروی داشته باشد، مانند یک عدسی محدب یا مقعر در این صورت می‌‌توان مانند مورد عدسی‌ها فاصله کانونی ، کانون و مرکز انحنا و محور اصلی برای این دیوپترها تعریف کرد، اما نکته قابل توجه این است که فواصل کانونی دو کانون در یک دیوپتر کروی با هم برابر نیستند، چون هرکدام در یک محیط مجزا تعریف می‌‌شوند.

استگماتیزم

استگماتیزم در یک جز نوری یا یک دستگاه نوری به معنی داشتن تصویر نقطه‌ای برای هر نقطه از جسم است. جز نوری یا دستگاه نوری وقتی خاصیت استگماتیزم دارد که از هر نقطه جسم یک تصویر نقطه‌ای بدهد. به بیان دیگر ، می‌‌توان گفت که استگماتیزم خاصیتی از وضوح تصویر است، یعنی اگر تصویر هر نقطه از یک جسم ، یک نقطه نبوده، بلکه یک سطح باشد، در این صورت تصویر واضحی نخواهیم داشت.

استگماتیزم دارای دو نوع است که شامل استگماتیزم کامل و استگماتیزم تقریبی است. هر کدام از این دو حالت در شرایط خاصی با توجه به نوع دیوپتر حاصل می‌‌شوند. به عنوان مثال ، یک سطح بیضوی برای هر دو کانونش دارای خاصیت استگماتیزم کامل است. همچنین یک سطح شلجمی ‌برای بینهایت و کانون خودش یک سطح استگمات کامل است. بنابراین با احراز شرایط خاصی ، نقاط با استگمات کامل تعیین می‌‌شوند. برای توضیح استگمات تقریبی ، این حالت را با یک مثال در مورد دیوپتر کروی توضیح می‌‌دهیم.

انواع دیوپتر

دیوپترها انواع مختلف دارند. بطور کلی ، می‌‌توان گفت که بیشتر ابزارهای نوری که به عنوان سطح مرزی دو محیط با ضرایب شکست مختلف قرار می‌‌گیرند، دیوپتر هستند. بنابراین دیوپتر می‌‌تواند به صورت تخت ، کروی ، تخت _ کروی ، هلالی و … باشد. روابط مربوط به هر دیوپتر را می‌‌توان از روش ترسیم هندسی پرتوهای تابشی و شکست یافته بدست آورد.

به عنوان مثال ، در یک دیوپتر کروی برای تعیین فاصله کانونی ، پرتوهایی را به صورت موازی بر محور اصلی بر سطح دیوپتر می‌‌تابانیم. این پرتوها یا بعد از شکست و وارد شدن به محیط دوم همدیگر را در یک نقطه روی محور اصلی قطع می‌‌کنند و یا اینکه امتداد پرتوهای شکست همدیگر را در نقطه‌ای روی محور اصلی قطع می‌‌کنند. در هر دو حالت این نقطه را کانون و فاصله آن از مرکز انحنا دیوپتر را فاصله کانونی می‌‌گویند.

یکای دیوپتر

نکته‌ای که در اینجا قابل توجه می‌‌باشد، این است که اغلب در روابط مربوط به عدسی‌ها که برای ساختن تصاویر مورد استفاده قرار می‌‌گیرند، عکس فاصله کانونی را دیوپتر تعریف می‌‌کنند. بنابراین واژه دیوپتر در بعضی از کتابهای اپتیک مقدماتی به این منظور نیز بکار برده شده است.

زاویه حد و بازتابش داخلی کلی