تصویر در عدسی واگرا: تصویری که همواره کوچک‌تر، مستقیم و مجازی است.

تصویر در عدسی واگرا: راز دیدنِ تصویر کوچک‌تر و مستقیم

عدسی واگرا چیست و چگونه کار می‌کند؟

عدسی‌ها معمولاً از شیشه یا پلاستیک شفاف ساخته می‌شوند و سطح آنها کروی است. عدسی‌ها بر اساس شکلشان به دو دستهٔ اصلی تقسیم می‌شوند:

کار عدسی واگرا دقیقاً برعکس ذره‌بین است. به این فکر کنید که یک باریکه نور موازی به یک عدسی واگرا بتابد. پرتوهای نور پس از عبور از عدسی، از هم دور می‌شوند و پخش می‌شوند، انگار که از یک نقطهٔ فرضی در پشت عدسی آمده‌اند. به این نقطه، کانون مجازی² می‌گویند. فاصلهٔ این کانون تا مرکز عدسی را فاصلهٔ کانونی³ می‌نامند که برای عدسی واگرا، مقدار آن منفی در نظر گرفته می‌شود.

ویژگی‌های ثابت تصویر در عدسی واگرا

برای هر شیئی که در هر فاصله‌ای از یک عدسی واگرا قرار بگیرد، تصویر تشکیل شده سه ویژگی ثابت دارد:

1. مجازی است: یعنی پرتوهای نور واقعاً در آن نقطه جمع نمی‌شوند. تصویر در پشت عدسی و در سمتی که شیء قرار دارد دیده می‌شود و نمی‌توان آن را روی پرده انداخت. مثل تصویری که در آینهٔ تخت می‌بینیم.

2. مستقیم (سرپا) است: تصویر وارونه نمی‌شود. اگر شیء را عمودی بگذارید، تصویر آن هم عمودی دیده می‌شود.

3. کوچک‌تر از شیء است: بزرگ‌نمایی⁴ عدسی واگرا همیشه کمتر از 1 است. یعنی تصویر همیشه جمع‌وجورتر و کوچک‌تر از اندازهٔ واقعی شیء است.

این سه ویژگی را می‌توان با یک آزمایش ساده فهمید: یک قاشق استیل بردارید و از طرف گود (مقعر) آن به صورت خود نگاه کنید. تصویر صورتتان کوچک‌تر، مستقیم و البته کمی پیچ‌خورده دیده می‌شود. بخشی از این اثر به دلیل واگرایی نور است.

عدسی واگرا در عمل: از عینک تا ایمنی خودرو

شاید فکر کنید عدسی‌های واگرا کاربرد کم‌تری دارند، اما در اطراف ما مثال‌های جالبی وجود دارد:

• عینک نزدیک‌بینی (عینک شماره منفی): چشم برخی افراد، نور را زیاد هم‌گرا می‌کند و تصویر جلوتر از شبکیه تشکیل می‌شود. عدسی واگرا در عینک این افراد، نور را پیش از ورود به چشم کمی پخش می‌کند تا تصویر دقیقاً روی شبکیه بیفتد و واضح دیده شود.
• دید در شب (دوربین دوچشمی): در برخی دوربین‌های دید در شب، از ترکیب عدسی‌های واگرا و هم‌گرا برای کوچک‌کردن و اصلاح تصویر استفاده می‌شود.
• آینه‌های کناری برخی خودروها: روی بعضی از این آینه‌ها نوشته‌شده: "اشیاء در آینه نزدیک‌تر از آنچه هستند به نظر می‌رسند." این آینه‌ها محدب (هم‌گرا) هستند. اما گاهی برای داشتن میدان دید وسیع‌تر با اعوجاج کمتر، از ترکیبی از سطوح مقعر (واگرا) و محدب استفاده می‌کنند تا تصویری با ابعاد مناسب‌تر و با کاهش خطا ایجاد کنند.
• تلسکوپ‌ها: در بعضی تلسکوپ‌های شکستی، از عدسی واگرا به عنوان عدسی چشمی استفاده می‌شود تا مسیر نور بلندتر شود و طول تلسکوپ کوتاه‌تر گردد.

پرسش‌های مهم و اشتباهات رایج

پاورقی

¹تصویر مجازی (Virtual Image): تصویری که پرتوهای نور به‌ظاهر از آن نقطه می‌آیند، ولی در واقع در آنجا جمع نمی‌شوند. تشکیل آن روی پرده امکان‌پذیر نیست.

²کانون مجازی (Virtual Focus): نقطه‌ای فرضی در سمت شیء عدسی واگرا که پرتوهای نور موازی پس از عبور، به‌ظاهر از آنجا پخش می‌شوند.

³فاصلهٔ کانونی (Focal Length): فاصلهٔ مرکز نوری عدسی تا کانون آن. برای عدسی واگرا این مقدار منفی در نظر گرفته می‌شود.

⁴بزرگ‌نمایی (Magnification): نسبت اندازهٔ تصویر به اندازهٔ شیء. اگر از 1 کمتر باشد، تصویر کوچک‌شده است.