عدسی نوری یا تنگ آب؟

با پر کردن کاسه ای از آب ذره بین و عدسی بسازید. در حدود سال 1700 میلادی از تنگ های آب برای متمرکز کردن نور شمع برای انجام کارهای دستی ظریف مانند توربافی استفاده می شد. افراد می دانستند که اگر شیشه های پر از آب در طاقچه یک پنجره گشوده قرار گیرد، بطری با متمرکز کردن نور خورشید در یک نقطه داغ موجب آتش سوزی می شود.

وسایل لازم:

*کاسه کروی شفاف یا تنگ ماهی

*یک شمع یا حباب لامپ شفاف با سرپیچ

*مقوای سفید به عنوان صفحه نمایش

*آب

*یک برگه روزنامه

کاسه کروی یا تنگ ماهی را با آب پر کرده و یک عدسی کره آبی درست کنید!

منبع نور (حباب چراغ یا شمع) را در فاصله ای بیش از 30 سانتی متر از تنگ آب (عدسی) قرار دهید. مقوا را در مقابل سمت دیگر تنگ آب نگه دارید. مقوا را از عدسی دور کرده تا زمانی که عکس شعله ای را روی مقوا مشاهده کنید، ادامه دهید.

منبع نور را به سمت بالا جا به جا کنید و مشاهده کنید که تصویر آن به سمت پایین می رود. منبع نور را به تنگ آب بسیار نزدیک کرده و مشاهده کنید که تصویری روی مقوا در هیچ فاصله ای مشاهده نمی شود.

با استفاده از عدسی (تنگ) به روزنامه ای که بسیار نزدیک در سمت دیگر تنگ نگه داشته شده نگاه کنید. ملاحظه می کنید که تنگ آب مانند یک ذره بین عمل می کند. فاصله منبع  تا عدسی را تغییر دهید و تغییرات تصویر عدسی را ملاحظه کنید. هم چنین تغییرات اندازه  تصویر را بررسی کنید.

چه رخ می دهد؟

پرتوهای نور چراغ یا شمع در هنگام ورود به گوی پر از آب خم می شوند و مجدداً در هنگام خروج از گوی نیز خم می گردند. (به شکل زیر دقت کنید) تنها پرتوهایی که خم نمی شوند، آن هایی هستند که با زاویه  راست، زاویه 90 درجه وارد گوی می شوند. یعنی در واقع پرتوهایی که از مرکز گوی می گذرند.

گوی کاملاً مانند یک عدسی رفتار می کند: متمرکز کردن نوری که از آن عبور می کند و ساخت یک تصویر در سمت دیگر. تصویر باید در امتداد خطی که شیء را وسط عدسی وصل می کند قرار گیرد.

تصویر به صورت وارونه و قرینه افقی است، حرکت تصویر نیز برعکس می شود. هنگامی که شیء به سمت بالا حرکت می کند، تصویر به سمت پایین حرکت می کند. هنگامی که شیء به عدسی نزدیک می شود، تصویر از آن دور می شود. تصویر یک الاکلنگ ممکن است به فهم موضوع کمک کند: زمانی که یک سمت بالا می رود، سمت دیگر پایین می آید.

هر عدسی یک کانون نوری دارد که نقطه ای است که پرتوهای تابیده شده از نقاط بسیار دور پس از عبور از عدسی در این نقطه متمرکز می شوند. فاصله مرکز عدسی تا کانون، فاصله کانونی نامیده می شود. فاصله کانونی عدسی خود را با استفاده از پرتوهای نوری که از یک منبع با فاصله بیش از 9 متر از شما قرار دارند، اندازه گیری کنید.

با استفاده از مقوا فاصله بین عدسی تا تصویر را به دست آورید. این مقدار فاصله کانونی است. در صورتی که از خورشید به عنوان منبع نوری استفاده کرده اید، پرتوهای متمرکز شده ممکن است به حدی داغ باشند که برگه مقوا را بسوزانند. مواظب باشید!

اگر جسم دورتر از یک برابر فاصله کانونی باشد، عدسی قادر به خم کردن پرتوهای جسم به حدی که تشکیل یک تصویر بدهند، نیست. با این وجود زمانی که توسط عدسی به یک شیء نزدیک نگاه می کنید، عدسی درون چشم شما می تواند کار خم کردن پرتوها را تکمیل کند و تصویری روی شبکیه چشم شما تشکیل دهد. تصویر روی شبکیه شما که با استفاده از کاسه آب ساخته شده است از بزرگترین تصویری که شما می توانستید با چشم خود به تنهایی بسازید، بزرگ تر است. در این حالت عدسی کاسه آب یک ذره بین است.

مترجم : مینا نقش نژاد

گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان - تنظیم: سمیرا بادامستانی