عدسی همگرا و واگرا: عدسی همگرا پرتوها را جمع و عدسی واگرا پرتوها را پخش می‌کند.

عدسی همگرا و واگرا: جادوگران مسیر نور

عدسی چیست و نور چگونه در آن می‌شکند؟

قبل از پرداختن به انواع عدسی، باید بفهمیم اصلاً عدسی چیست. عدسی معمولاً یک قطعه شیشه یا پلاستیک شفاف است که حداقل یک سطح آن منحنی است. وقتی نور از هوا وارد شیشه می‌شود، سرعتش کم می‌شود و این باعث می‌شود مسیر آن تغییر کند. به این پدیده «شکست نور»¹ می‌گویند. عدسی از همین خاصیت استفاده می‌کند تا مسیر پرتوهای نور را به شکل منظمی خم کند و کاری که ما می‌خواهیم را انجام دهد.

یک مثال ساده: اگر یک مداد را داخل لیوان آب به صورت کج قرار دهید، به نظر می‌رسد مداد در مرز آب و هوا شکسته شده است. این یک شکست نور ساده است. عدسی هم کارش را با همین اصل، اما به صورت حساب‌شده‌تری انجام می‌دهد.

عدسی همگرا: جمع‌کننده پرتوهای نور

عدسی همگرا که به آن «عدسی محدب»² هم می‌گویند، در وسط ضخیم‌تر و در لبه‌ها نازک‌تر است. کار این عدسی، جمع کردن پرتوهای نور در یک نقطه است. اگر چند پرتو نور موازی به این عدسی بتابانیم، پس از عبور از عدسی، همگی در یک نقطه به هم می‌رسند. به این نقطه، «کانون»³ عدسی می‌گویند.

عدسی واگرا: پخش‌کننده پرتوهای نور

عدسی واگرا یا «عدسی مقعر»⁵ برعکس عدسی همگرا عمل می‌کند. این عدسی در لبه‌ها ضخیم‌تر و در وسط نازک‌تر است. وقتی پرتوهای نور موازی به آن بتابد، پس از عبور، از هم دور می‌شوند، انگار که همه از یک نقطه‌ای پشت عدسی پخش شده‌اند. به این نقطه فرضی نیز «کانون مجازی» می‌گویند. به همین دلیل فاصله کانونی و توان عدسی واگرا را منفی در نظر می‌گیریم.

اگر از پشت یک عدسی واگرا به یک جسم نگاه کنید، تصویر آن را کوچک‌تر و مستقیم می‌بینید. این تصویر بر روی پرده تشکیل نمی‌شود (مجازی است) اما برای چشم ما قابل دیدن است.

عدسی‌ها در خدمت زندگی ما

شاید فکر کنید عدسی‌ها فقط در آزمایشگاه فیزیک کاربرد دارند، اما شما هر روز با آنها سر و کار دارید! در اینجا به چند نمونه از کاربردهای مهم و ملموس این عدسی‌ها اشاره می‌کنیم:

ذره‌بین: ساده‌ترین مثال عدسی همگرا است. وقتی آن را در آفتاب نگه می‌دارید، پرتوهای خورشید را در نقطه کانونی جمع می‌کند و می‌تواند کاغذ را بسوزاند. از ذره‌بین برای بزرگ‌نمایی نوشته‌های ریز هم استفاده می‌شود.

عینک: چشم برخی افراد توانایی همگرا کردن پرتوهای نور را به درستی ندارد. اگر چشم شخصی پرتوها را زیاد همگرا کند (نزدیک‌بین⁶)، برای اصلاح آن از عدسی واگرا در عینک استفاده می‌کنند تا پرتوها را کمی پیش از ورود به چشم، از هم دور کند. برعکس، برای دوربین‌ها⁷ از عدسی همگرا استفاده می‌شود.

دوربین عکاسی و تلفن همراه: درون این دوربین‌ها معمولاً چند عدسی همگرا (گاهی همراه با عدسی واگرا برای اصلاح خطاها) کنار هم قرار گرفته‌اند. وظیفهٔ آنها جمع‌آوری نور از صحنه و تشکیل یک تصویر واضح و کوچک‌شده روی حسگر دوربین است.

چراغ‌های جلو خودرو و چراغ قوه: در پشت لامپ این چراغ‌ها یک آینهٔ مقعر (که کارش شبیه عدسی همگرا است) یا یک عدسی همگرا قرار دارد تا نور لامپ را به صورت پرتوهای موازی و متمرکز به جلو بتاباند و مسیر را روشن کند.

تلسکوپ و میکروسکوپ: قلب این ابزارهای قدرتمند علمی را عدسی‌های همگرا تشکیل می‌دهند. آنها نور بسیار ضعیف یا اجسام بسیار ریز را بزرگ‌نمایی می‌کنند و دنیای جدیدی را مقابل چشم دانشمندان می‌گشایند.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

¹ شکست نور (Refraction): تغییر مسیر موج نور هنگام گذر از یک محیط شفاف به محیط شفاف دیگر با چگالی متفاوت.
² عدسی محدب (Convex Lens): عدسی که سطح آن به سمت بیرون برآمده است. همگرا کننده نور.
³ کانون (Focal Point): نقطه‌ای که پرتوهای نور موازی پس از عبور از عدسی همگرا، در آن جمع می‌شوند یا امتداد پرتوهای عبوری از عدسی واگرا در آن به نظر می‌رسد.
⁴ دیوپتر (Dioptre): واحد اندازه‌گیری توان اپتیکی عدسی، معادل معکوس فاصله کانونی بر حسب متر.
⁵ عدسی مقعر (Concave Lens): عدسی که سطح آن به سمت داخل فرورفته است. واگرا کننده نور.
⁶ نزدیک‌بین (Myopia): عیب انکساری چشم که در آن تصویر اجسام دور، جلوی شبکیه تشکیل می‌شود و تار دیده می‌شود.
⁷ دوربین (Hyperopia یا Hypermetropia): عیب انکساری چشم که در آن تصویر اجسام نزدیک، پشت شبکیه تشکیل می‌شود.