المحتوى الرئيسي

الانكسار الضوئي

الانكسار هو انحراف مسار الشعاع الضوئي عند انتقاله من وسط شفاف إلى وسط شفاف آخر يختلف عنه في الكثافة البصرية (مثل انتقال الضوء من الهواء إلى الزجاج). يحدث الانكسار بسبب تغيّر سرعة الضوء عند انتقاله بين الوسطين؛ فعندما ينتقل الضوء من وسط أقل كثافة (كالهواء) إلى وسط أكثر كثافة (كالزجاج) ينحرف الشعاع مقتربًا من العمود المقام، والعكس صحيح عند انتقاله من الوسط الأكثر كثافة إلى الأقل كثافة. والعدسات في جوهرها أسطح شفافة (غالبًا من الزجاج أو البلاستيك) مصممة بحيث تُحدث انكسارًا منتظمًا للضوء يجعلها تجمّع الأشعة أو تفرّقها بطريقة محسوبة.

العدسة المحدبة (المجمِّعة)

هي عدسة أكثر سمكًا في المنتصف منها عند الحواف. عند سقوط أشعة ضوئية متوازية (كأشعة الشمس البعيدة) عليها موازية لمحورها الأساسي، تنكسر هذه الأشعة وتتجمع جميعها في نقطة واحدة على الجانب الآخر من العدسة تُسمى البؤرة الحقيقية، والمسافة بين مركز العدسة والبؤرة تُسمى البعد البؤري ($f$). ولذلك تُسمى العدسة المحدبة بالعدسة المجمِّعة.

خصائص الصورة في العدسة المحدبة (تتغير حسب موضع الجسم):

• الجسم بعيد جدًا عن العدسة: صورة حقيقية، مقلوبة، مصغَّرة، تتكون بالقرب من البؤرة (كما في عدسة آلة التصوير).
• الجسم على مسافة متوسطة (أبعد من البعد البؤري بمرتين تقريبًا): صورة حقيقية، مقلوبة، بنفس الحجم أو مكبَّرة قليلًا.
• الجسم قريب جدًا من العدسة (بين العدسة وبؤرتها): صورة خيالية، معتدلة، مكبَّرة (كما في العدسة المكبِّرة).

العدسة المقعرة (المفرِّقة)

هي عدسة أرفع في المنتصف منها عند الحواف (عكس المحدبة تمامًا). عند سقوط أشعة ضوئية متوازية عليها، تنكسر هذه الأشعة وتتفرق بعيدًا عن بعضها، بحيث تبدو وكأنها صادرة من نقطة وهمية أمام العدسة تُسمى البؤرة الوهمية. ولذلك تُسمى العدسة المقعرة بالعدسة المفرِّقة.

خصائص الصورة في العدسة المقعرة: تكوّن العدسة المقعرة دائمًا -بصرف النظر عن موضع الجسم- صورة خيالية، معتدلة، مصغَّرة، وتكون هذه الصورة أقرب إلى العدسة من الجسم نفسه.

مقارنة بين العدستين

استخدامات العدسات في الحياة اليومية

• النظارات الطبية: تُستخدم العدسات المحدبة لعلاج طول النظر (حيث تتكون الصورة خلف الشبكية، فتحتاج العين لعدسة مجمِّعة إضافية)، بينما تُستخدم العدسات المقعرة لعلاج قصر النظر (حيث تتكون الصورة أمام الشبكية، فتحتاج العين لعدسة مفرِّقة تبعد نقطة تكوّن الصورة إلى الخلف حتى تقع بالضبط على الشبكية).
• العدسة المكبِّرة (Magnifying Glass): عدسة محدبة يوضع الجسم أمامها على مسافة أقل من بعدها البؤري، فتكوّن صورة خيالية مكبَّرة، وتُستخدم في قراءة الخط الدقيق وفحص التفاصيل الصغيرة.
• آلة التصوير الفوتوغرافي وعدسات الهواتف الذكية: تعتمد على عدسات محدبة تكوّن صورة حقيقية مصغَّرة على حساس التصوير.
• المجهر والتلسكوب: يستخدمان مجموعة من العدسات المحدبة معًا لتكبير الأجسام الدقيقة جدًا أو البعيدة جدًا.

أسئلة للمراجعة

• ما الفرق بين العدسة المحدبة والعدسة المقعرة من حيث الشكل وتأثيرها على الأشعة الضوئية؟
• لماذا تُستخدم العدسة المحدبة في علاج طول النظر؟
• متى تتكون في العدسة المحدبة صورة خيالية مكبَّرة؟
• اذكر تطبيقًا واحدًا من حياتك اليومية يعتمد على العدسة المقعرة.