كيف تعمل العدسة المكبرة

ما هي العدسة المكبرة

العدسة المكبرة هي جهاز بصري قديم يتعلق بالعين ومعروف في مجال العلوم، حيث استخدمها المصريون منذ آلاف السنين لتكبير الرقائق الكريستالية أو تصنيعها من الزجاج البركاني الأسود، وهي نوع من الحجر اللامع يستخدم لرؤية الأشياء الصغيرة بشكل أفضل، وقد عرف أن الإمبراطور الروماني نيرو كان يستخدم هذه العدسة المكبرة للتحديق والنظر إلى الأحجار الكريمة.

العدسة المكبرة هي عدسة تكون مصنوعة من الزجاج أو البلاستيك، وبواسطتها يمكننا تكبير الأشياء لنراها بوضوح. تكون العدسة المكبرة منحنية في الشكل، ووفقا للمبدأ الفيزيائي للعدسات، فإن العدسات تعطي أفضل صورة مكبرة وأكثر وضوحا عند مسافة معينة من الشيء الذي نرغب في تكبيره. العدسة المكبرة المعروفة تأتي مع مقبض لتسهيل التعامل معها. ولكن هناك بعض العدسات التي تكبر الأشياء وتأتي مع قاعدة ثابتة عند مسافة محددة من الشيء الذي نرغب في تكبيره، ومن خلال تحريك القاعدة يمكننا التمييز بين التفاصيل الدقيقة. هناك أيضا بعض العدسات المكبرة التي تأتي مع مصدر إضاءة لتحسين الرؤية عبر العدسة المكبرة.

آلية عمل العدسة المكبرة

تعمل العدسات المكبرة على جعل الأشياء تبدو أكبر بسبب شكلها المحدب، وتكسر وتثني أشعة الضوء لتتقارب وتتجمع في مركزها. وعندما تمر الأشعة المتوازية عبر العدسة المحدبة، تنشئ صورة افتراضية على شبكية العين تكون أكبر من الكائن الحقيقي بفضل مبادئ الهندسة. وعلى الرغم من ذلك، تتبع العين خطوط الضوء المتوازية للصورة الافتراضية، وذلك لأن الصورة أبعد عن العين من الكائن المرئي، مما يجعله يبدو كبيرا.

الضوء الذي يخترق العدسة المكبرة يتألف من موجات وأشعة تنتقل عبر الهواء والأوساط والأشياء الشفافة والشبه شفافة، ويحمل الضوء خصائص مثل الانعكاس والانكسار والانتشار والحيود والتداخل، وعندما يمر الضوء عبر منشور، يتحول من اللون الأبيض إلى الألوان السبعة وفقا لأطوال الموجات الضوئية، وعندما يصل الضوء إلى العدسة المكبرة، يحدث الانعكاس والانكسار

• عندما يسقط الضوء على العدسة، ينعكس جزء كبير منه ويتم امتصاص جزء صغير منه في حالة الأجسام العاكسة أو المعتمة.
• عندما تتعرض الأجسام الشفافة والشبه شفافة للضوء، يمر الجزء الأكبر من أشعة الضوء عبر العدسة مسببًا ظاهرة الانكسار، في حين ينعكس الجزء المتبقي عنها.
• سرعة الضوء تتأثر بالانكسار وتتغير عندما ينتقل عبر وسطين مختلفين، وعليه تتغير زاوية انكساره عن زاوية سقوطه. وهذا يؤدي إلى تغيير اتجاه حركته سواء كان داخل تلك المادة أو بعد خروجها منها، وذلك بناءً على مقدار التغير الزاوي له.

استخدامات العدسة المكبرة

منذ عهد ابن الهيثم، كانت مبادئ الفيزياء الضوئية هي الأساس للتقدم الكبير في العلوم بشكل عام، وفي علم الأحياء وعلم الفلك بشكل خاص، وتعتبر هذه المبادئ هي التي تجعل العدسات المكبرة تعمل بشكل جيد، ويتم استخدام العدسات المكبرة لأداء مهام بسيطة، ومن بين هذه المهام والاستخدامات:

• يمكن تيسير قراءة نصوص المجلات الصغيرة عن طريق تكبير الكلمات بشكل وظيفي على الصفحات المطبوعة.
• تساهم هذه التقنية في توسيع فهم الإنسان للطبيعة، حيث تمكّن الناس من رؤية ما هو غير مرئي بشكل عادي.
• تستخدم العدسة المكبرة في المجهر للكشف عن البكتيريا الدقيقة والفيروسات.
• تعمل العدسات المكبرة في التلسكوب على توفير صور رائعة للكواكب والمجرات البعيدة والأجرام السماوية الأخرى.
• وتسمح للناس برؤية الكائنات المجهرية.
• العدسة المكبرة هي جزء من تقنية الحداثة، حيث استفدنا منها في استخدام الكاميرات ومشاهدة الأفلام على الشاشة، بالإضافة إلى استخدام النظارات الليلية التي تكون فعالة في العمليات العسكرية.

العدسات المكبرة وأنواعها

إن العدسات المكبرة ليست متشابهة مع بعضها البعض بل تختلف حسب قوتها ونوع العدسة بالإضافة إلى اختلافها حسب الغرض من تصميمها، فقد تم تصميم كل نوع من أنواع المكبرات لتقدم مزايا مختلفة وتطبيقات مميزة وإن أنواع العدسات المكبرة من حيث التصميم وكل واحدة لها أهداف خاصة بها وتتجلى في:

• صُممت المكبرات اليدوية والمحمولة للكشف عن الأشياء القريبة على المدى القصير، مثل القوائم وزجاجات الحبوب وغيرها، وتكون هذه المكبرات المحمولة مفيدة جدًا ومتعددة الاستخدامات واقتصادية.
• تم تصميم المكبرات المحمولة للقيام بمهام العرض الممتدة للأشياء القريبة مثل قراءة المجلات والصحف. وتعتمد العدسات المكبرة بالحامل مباشرة على الجسم وتكون متاحة مع الإضاءة أو قد تكون موجودة بدون إضاءة.
• صُممت النظارات المكبرة لعرض الأشياء القريبة لفترة طويلة من الزمن بدون استخدام اليدين.
• صُممت أجهزة التلسكوب أساسًا لتكبير الأشياء البعيدة، ويمكن حمل هذه الأجهزة يدويًا لاكتشاف الأشياء على المدى القريب، ويمكن ارتداؤها كنظارات لفترة طويلة مثل مشاهدة التلفزيون.
• توفر مكبرات الفيديو الإلكترونية أعلى مستويات التكبير، بالإضافة إلى مساعدتها على تحسين تباين الأشياء التي تتم عرضها، ويمكن أن تكون هذه الأجهزة محمولة يدويًا أو مثبتة على الرأس.

أما أنواع العدسات المكبرة من حيث نوع العدسة تكون كالتالي:

• العدسة ثنائية الوجه تتميز بسطحين كرويين أو محدبين وتستخدم في مجال التكبير.
• العدسة شبه الكروية هي عدسة تتميز بتكبير أعلى مع تشوه أقل، ويتم استخدامها عن طريق الإمساك بالجانب المحدب.
• العدسة Aplanatic Len هي عدسة مكونة من عدستينمحدبتين متساويتين في القوة، وجوانبهما المحدبة مرتبة وجهاً لوجه، وبذلك فإن الصورة الناتجة تكون واضحة وخالية من التشويه.
• تستخدم العدسة اللونية عدسة ذات جودة عالية، حيث يتم تصحيح ألوانها للحصول على صورة واضحة وحادة، بالإضافة إلى عدمها من التشويه.

كيف تصنع عدسة مكبرة

إذا أردت تصنيع عدسة مكبرة في المنزل تكون مشروعا صغيرا للأطفال، فإن ذلك سهل للغاية ومناسب للأطفال، حيث يتعلمون أساسيات العدسات وآلية عملها، ويمكن صنعها باستخدام مواد بسيطة مثل إعادة تدوير العبوات البلاستيكية الشفافة. ومن بين الطرق البسيطة لصنع عدسة مكبرة للأطفال هي

• يمكن استخدام زجاجة بلاستيكية فارغة عن طريق استخدام الجانب المقعر منها.
• بعد ذلك، نستخدم قلم حبر مائي لرسم دائرة منتظمة على الزجاجة لتحديد موضع الدائرة ثم نقوم بقصها.
• نقوم بتقليص أطراف الدائرة المقعرة وإضافة بعض القطرات من الماء داخل الدائرة لإنشاء العدسة، حيث يتميز الماء بخاصية التكبير.
• يوضع العدسة المكبرة على ورقة أو دفتر، ويتم مشاهدة تكبير حجم الخط بفعل الماء.

وهناك طريقة أخرى لصنع عدسة مكبرة للأطفال ونستخدم فيها:

• يمكن استخدام مرطبان زجاجي يحتوي على غطاء، أو يمكن استخدام مرطبان مصنوع من البلاستيك الشفاف.
• املأ الجرة بالماء النظيف بالكامل، مع الحرص على إزالة أي ملصقات موجودة على الجرة وتنظيفها بشكل جيد.
• ثم نقوم برفع الجرة أمام العدسات الصغيرة أو أي شيء نريد رؤيته وتكبيره.