شنبه, 25 آذر 1396

به سـایـت هـیـجـان بـا نـور و لـیـزر خـوش آمـدیـد

بـخـش آزمـایـشـگـاه را حـتـما مـشـاهـده کـنـیـد

مـنـتـظـر نـظـرات شـمـا هـسـتـیـم

سوالات خود را از طریق بخش "از متخصص نور بپرس" ارسال کنید

اگر ایده ای دارید در بخش "کار های شما" می توانید برای ما ارسال کنید

 خــــوش آمـــــدیـــــــد 
ذره بین شما در چه فاصله ای، با نور خورشید آتش درست میکند؟......................................................عدسی

 

 

 

استفاده از مطالب این سایت، بدون ذکر منبع، مجاز نمی باشد.

 

 

ذره بین شما در چه فاصله ای، با نور خورشید آتش درست می کند؟

اندازه گیری فاصله کانونی عدسی همگرا


 

مقدمه:

ذره بین یک عدسی همگرا است. عدسی همگرا ممکن است به شکل های یک عدسی با دو سطح کوژ، یک سطح کوژ و یک سطح کاو، یک سطح تخت و یک سطح کوژ و یا مجموعه ­ای از عدسی­ها باشد.

ذره بینهای معمولی از نوع اول و عدسی عینک مطالعه یا عینک افراد دوربین از نوع دوم و عدسی دوربین های عکاسی معمولا مجموعه ای از عدسی های مختلف هستند.

اغلب از ویژگی جمع کردن پرتو نور و تشکیل تصویر در عدسی،استفاده های بسیاری می­شود. ذره بین نیز مانند سایر عدسی های همگرا، می تواند پرتوهای موازی محور را در نقطه ای به نام کانون جمع کند. بنابراین با گرفتن ذره بین جلوی نور خورشید، گرما و نور پرتوها در نقطه کانون ذره بین متمرکز می شوند و اگر ماده قابل اشتعالی در آن نقطه قرار داشته باشد، به آسانی میتواند آتش بگیرد. در نتیجه کانون عدسی محل جمع شدن پرتوهای موازی است.


هدف:

هرچند می توان بطور ساده با نگه داشتن عدسی همگرا مقابل خورشید و متمرکز کردن نور خورشید فاصله کانونی را بدست آورد ولی در این آزمایش ضمن آشنایی با عدسی همگرا، با تعیین فاصله کانونی و کانونی کردن نور نیز آشنا می­شویم. استفاده از لیزر از این جهت دارای اهمیت است که تصویری که شاهد آن خواهیم بود بسیار شبیه تصاویری است که در کتابهای درسی برای نشان دادن پرتوهای عبوری از عدسی رسم می شود. می توانیم پرتوهای مختلف این تصاویر را با لیزر ایجاد کرده و شاهد انحراف نور و موقعیت کانون عدسی باشیم.


چه می خواهیم انجام دهیم و به چی نیاز داریم:

می خواهیم چگونگی متمرکز شدن پرتوهای لیزر هنگام عبور از عدسی همگرا مشاهده کنیم. برای تاباندن پرتوهای موازی به عدسی و یافتن کانون آن، به اقلام زیر نیاز داریم:

- یک نیم آینه و یک آینه با پایه های مناسب

- لیزر با پایه مناسب

- عدسی همگرا

- خط کش و کاغذ سفید


برای انجام علمی تر آزمایش و افزایش دقت این روشها به شما کمک می کند:

- موازی کردن پرتو لیزر با میز


آزمایش:

- ابتدا لیزر را روی پایه نصب کنید. دقت کنید که پرتو لیزر موازی با سطح باشد.

- مطابق شکل، نیم آینه و آینه را پشت سر همدیگر و در مسیر پرتو لیزر به گونه ای قرار دهید که بطوریکه  از تابش باریکه لیزر، دو پرتو موازی ایجاد شود.

 

- عدسی را طوری در مسیر این پرتوها قرار دهید که محور آن موازی با راستای پرتوها باشد.

- اگر یک کاغذ سفید پشت عدسی قرار دهید، دو نقطه نورانی روی آن مشاهده خواهید کرد. با دور و نزدیک کردن کاغذ به عدسی، میبینید که فاصله این دو نقطه روشن تغییر میکند. کاغذ را به قدری جابجا کنید که فقط یک لکه نور پرنور روی آن مشاهده شود.

- جاییکه تنها یک لکه و در پرنورترین حالت مشاهده میشود، کانون عدسی می باشد. این فاصله را اندازه بگیرید.

 

- دیدن چنین تصویری به خصوص در یک آکواریم که خط نور در آن دیده میشود، اطلاعات جالبی از مسیر نور می دهد. همچنین می توانید با یک آینه یک پرتو ایجاد کنید و با حرکت دادن آرام آینه در مقابل عدسی، پرتو نور را جابجا کنید. در این صورت می بینید که وقتی پرتو به محور نزدیک می شود انحراف کمی پیدا می کند ولی وقتی که به لبه عدسی نزدیک می شود انحراف بیشتر می شود.


آزمایش (پیشرفته تر):

علاوه بر روش فوق، میتوان فاصله کانونی یک عدسی را با اندازه گیری ابعاد مختلف آن محاسبه کرد:

- اگر شعاع انحنای عدسی زیاد باشد ممکن است با رسم ساده بتوان آن را تخمین زد. البته در صنعت برای این منظور ابزاری است که با آن اندازه گیری صورت می گیرد و هر شعاع انحنایی را با دقت بالا تخمین می زند.

- اگر توانستید دایره انحنای سطح عدسی را روی کاغذ رسم کنید، در دو نقطه مختلف روی سطح منحنی، خطوط مماس بر سطح را رسم کرده و سپس خط عمود یر هر یک از آنها را بکشید.

- دو خط عمود را امتداد دهید. نقطه برخورد این دو خط، مرکز دایره است و شعاع این دایره همان شعاع انحنای عدسی است.

 

- حال با استفاده از رابطه عدسی سازان فاصله کانونی را محاسبه کنید.

در این رابطه، به طور قراردادی شعاع سطوح محدب مثبت و شعاع سطوح مقعر منفی در نظر گرفته می شوند.


R1 : شعاع سطحی که به منبع نور نزدیکتر است.

R2 : شعاع سطحی که از منبع نور دورتر است.

n : ضریب شکست عدسی

d : ضخامت عدسی


به چه کار می آید:

عدسی در ساخت میکروسکوپ، تلسکوپ، ذره بین و عینک افراد دوربین کاربرد دارد و شناخت آن مهم است.

اهمیت این آزمایش بیشتر در مشاهده چگونگی شکستن و متمرکز شدن پرتوهای نور از یک عدسی است.


سؤال پیشنهاد ونکته:

- اسکنر می تواند بجای حرکت دادن با دست، با سرعت زیاد پرتو را جابجا کند. می توانید درباره آزمایش با اسکنر و ایجاد پرتوهای مختلف فکر کنید.

- درباره چگونگی افزایش دقت در اندازه گیری شعاع انحنای عدسی فکر کنید.

- اگر با دقت به محل کانون نگاه کنیم، می بینیم که خود پرتو لیزر هم کانونی شده است و این نشان می دهد که لیزر هم از مجموعه پرتوهایی تشکیل شده است.


آزمایشهای مرتبط:

چرا تصاویری که برخی عدسی ها میسازند، واضح نیست؟

چرا در حاشیه های بعضی تصاویر هاله رنگی دیده میشود؟

پرتو لیزر را بجای نقطه، بصورت یک خط ببینید.

 


بیشتر بدانید:

عدسی – ابیراهی – اسکنر

 

 

 

 

 


 

 

 

 

بازگشت


Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info