زاويه‌ي بين امتداد پرتو تابش و پرتو شكست را زاويه‌ي انحراف  مي‌گويند‌

قانون‌هاي شكست نور
با انجام آزمايش‌هاي متعدد، اسنل و دكارت، هر يك به طور مستقل به قانون‌هايي دست يافتند كه قانون‌هاي شكست نور ناميده مي‌شوند‌. اين قانون‌ها به صورت زير بيان مي‌شوند‌

 پرتو تابش، خط عمود بر سطح جدايي دو محيط در نقطه‌ي تابش و پرتو شكست در يك صفحه قرار دارند‌
 نسبت سينوس زاويه تابش به سينوس زاويه‌ي شكست مقداري ثابت است‌
اين مقدار ثابت را ضريب شكست محيط دوم نسبت به محيط اول مي‌نامند و آن را با نماد  نشان مي‌دهند‌
ضريب شكست يك محيط نسبت به خلأ (يا به طور تقريبي هوا) را ضريب شكست مطلق آن محيط مي‌گويند‌، يعني

اگر محيط اول، محيط غليظ و محيط دوم، هوا باشد داريم‌
 

عمق ظاهري و واقعي

 

 

 

 

مطابق شكل، سکه‌اي در ته يك ظرف محتوي آب قرار دارد‌. پرتو نوري كه به طور مايل به سطح جدايي آب و هوا مي‌تابد‌، هنگام عبور از آب شكسته مي‌شود
‌
بنابراين وقتي از بالا به سکه نگاه مي‌كنيم، آن را كمي بالاتر مشاهده مي‌كنيم، علت اين پديده، شكست نور است‌. رابطه‌ي بين عمق واقعي ، عمق ظاهري   و ضريب شكست‌هاي دو محيط به صورت زير است‌

                                                                                                 

 
اگر محيط دوم، هوا باشد، يعني از هوا به داخل محيط شفاف (آب) نگاه كنيم، شيء داخل موحيط شفاف (آب) را نزديك‌تر

مي‌بينيم و رابطه‌اي بين عمق واقعي، عمق ظاهري و ضريب شكست محيط شفاف به صورت زير است‌

اما اگر محيط اول، هوا باشد، يعني از داخل محيط شفاف (آب) به هوا نگاه كنيم، شيء در هوا دورتر ديده مي‌شود و رابطه‌ را مي‌توانيم به صورت زيربنويسيم‌

زاويه‌ي حد

 

 

وقتي نور از محيط غليظ وارد محيط رقيق مي‌شود‌، با افزايش زاويه‌ي تابش، زاويه‌ي شكست نيز زياد مي‌شود‌. اگر زاويه‌ي تابش به مقداري برسد كه زاويه‌ي شكست   شود، زاويه‌ي تابش را زاويه‌ي حد مي‌گويند‌. بنابراين زاويه‌ي حد زاويه‌ي تابشي است كه به ازاي آن، زاويه‌ي شكست    شود يا به بيان ديگر پرتو شكست بر سطح جدايي دومحيط مماس شود‌

 

 

 

 

 

 

 

 

با توجه به رابطه‌ي بين ضريب شكست‌هاي دو محيط با زاويه‌هاي تابش و شكست داريم‌

 

اگر زاويه‌ي حد را با    نشان دهيم، خواهيم داشت‌

اگر محيط دوم هوا باشد، داريم‌

 

  

 

 

 

مسير نور در منشور     منشور، بخشي از يك محيط شفاف است كه قاعده‌ي آن به شكل‌هاي متفاوت است‌. در رايج‌ترين آن‌ها، قاعده به شكل مثلث است‌. منشور كاربردهاي فراواني دارد‌. يكي از كاربردهاي آن، تغيير مسير نور است‌. وقتي نور به منشور مي‌تابد، به طور معمول، هنگام ورود نور به آن و هنگام خروج نور از منشور شكست مي‌يابد و نور با انحراف نسبت به امتداد اوليه از آن خارج مي‌شود‌             پاشيدگي نور در عبور منشور                   هنگامي كه نور سفيد را از يك منشور عبور مي‌دهيم، چون ضريب شكست منشور براي نورهاي با رنگ‌هاي مختلف متفاوت است، در نتيجه نورهايي با رنگ‌هاي متفاوت از منشور خارج مي‌شوند‌. تجزيه‌نور به رنگ‌هاي متفاوت را به وسيله‌ي منشور، پاشيدگي نور مي‌نامند‌     در رنگين كمان نيز، نور خورشيد در قطره‌هاي باران معلّق در هوا تجزيه مي‌شوند و نور خروجي از اين قطره‌ها، به صورت يك طيف رنگي مشاهده مي‌شوند‌. نورهاي رنگي حاصل از پاشيدگي نور، در عبور از منشور را طيف آن نور مي‌نامند‌       چگونگي تشكيل تصوير در عدسي‌هاي همگرا   براي به‌‌دست آوردن تصوير در عدسي، شبيه آينه‌ها عمل مي‌كنيم‌. شيء را روي محور اصلي مي‌گذاريم. تصوير نقطه‌ي انتهاي شيء را با رسم روپرتو به دست مي‌آوريم‌. سپس از نقطه‌ي حاصل بر محور اصلي عدسي عمود رسم مي‌كنيم تا تصوير شيء به دست‌ آيد‌. اگر تصوير از پرتوهاي شكست به دست آيد، آن را تصوير حقيقي مي‌نامند‌. اما اگر تصوير از امتداد پرتوهاي شكست حاصل شود‌، آن را تصوير مجازي مي‌نامند‌. در عدسي‌هاي همگرا نيز شبيه آينه‌هاي مقعر، با تغيير محل شيء نسبت به عدسي، شش حالت به وجود مي‌آيد كه ويژگي‌هاي تصوير  در اين حالت‌ها با هم تفاوت دارند‌   الف – شيء در فاصله‌ي دور از عدسي (بي‌نهايت) است‌ ويژگي‌هاي تصوير‌: حقيقي، وارون، كوچك‌تر از شيء، رويكانون اصلي در طرف ديگر عدسي   ب – شيء دورتر ازاست‌ ويژگي‌هاي تصوير‌: حقيقي، وارون، كوچك‌تر از شيء، بين  و  در طرف ديگر عدسي‌     پ – شيء روي  است‌     ويژگي‌هاي تصوير‌: حقيقي، وارون، به اندازه‌ي شيء، روي  در طرف ديگر عدسي‌         ت – شيء بين  و  است‌      ويژگي‌هاي تصوير‌: حقيقي، وارون، بزرگ‌تر از شيء، دورتر از در طرف ديگر عدسي‌         ث – شيء روي است‌       ويژگي‌هاي تصوير‌: تصوير در بي‌نهايت تشكيل مي‌شود‌         ج – شيء در فاصله‌ي كانوني است‌         ويژگي‌هاي تصوير‌: مجازي، مستقيم، بزرگ‌تر از شيء، همان طرف عدسي و در فاصله‌ي دورتر‌       ويژگي‌هاي عدسي‌هاي واگرا   الف – محور اصلي، مركز نوريمشابه عدسي‌هاي همگرا در اين جا نيز، خطي كه مركز دو سطح كروي عدسي را به هم وصل مي‌كند، محور اصلي  عدسي ناميده مي‌شود و نقطه‌ي مياني عدسي را كه روي محور اصلي قرار دارد، مركز نوري عدسي مي‌نامند‌     در عدسي واگرا نيز، پرتوهايي كه به مركز نوري عدسي مي‌تابند، بدون انحراف از عدسي خارج مي‌شوند‌       ب – كانون عدسي‌هاي واگرا  هرگاه يك دسته پرتو نور موازي با محور اصلي به عدسي بتابند، پرتوهاي خروجي از هم دور مي‌شوند ولي امتداد آن‌ها در نقطه‌اي روي محور اصلي هم‌ديگر را قطع مي‌كنند كه به آن نقطه كانون اصلي عدسي واگرا مي‌گويند كه اين كانون مجازي است‌       هرگاه پرتو نور طوري به عدسي واگرا بتابد كه امتداد آن از كانون اصلي بگذرد، پرتو خروجي پس از شكست، موازي محور اصلي عدسي خواهد بود‌         تصوير در عدسي‌هاي واگرا تصوير  هر شيء كه عمود بر محور اصلي است مشابه آيينه‌ي محدب است‌. يعني فقط يك حالت بيش‌تر به وجود نمي‌آيد‌. شيء در هر فاصله‌اي از عدسي باشد، تصوير آن، مجازي ، مستقيم، كوچك‌تر از شيء، در فاصله‌ي كانوني و در همان طرف عدسي اما در فاصله‌اي نزديك‌تر تشكيل مي‌شود‌            توان عدسي‌ها   هر چه ضخامت عدسي همگرا بيش‌تر باشد، يا به بيان ديگر فاصله‌ي كانوني آن كوچك‌تر باشد، توانايي عدسي در همگرا كردن پرتوها بيش‌تر است‌    هر چه ضخامت عدسي واگرا بيش‌تر باشد، يا به بيان ديگر، فاصله‌ي كانوني آن كوچك‌تر باشد توانايي عدسي در واگرا كردن پرتوها بيش‌تر است‌   توانايي عدسي‌ها در همگرا يا واگرا كردن پرتوها را توان عدسي مي‌گويند و آن را با نماد   نشان مي‌دهند‌. توان عدسي با فاصله‌ي كانوني آن رابطه‌ي عكس دارد‌. يعني    در اين رابطه، فاصله‌ي كانوني   بر حسب متر  و توان عدسي    بر حسب عكس متر    يا ديوپيتر  است‌. توان عدسي‌هاي همگرا مثبت و توان عدسي‌هاي واگرا، منفي است‌      چشم و معايب آن     آن‌ها و محيط پيرامون خود را تشخيص مي‌دهيم‌ يكي ازعضوهاي بسيار مهم و حساس بدن موجودهاي زنده، چشم است‌. به كمك چشم رنگ جسم‌ها و بزرگي و كوچكي به عنوان مثال وقتي به يك درخت نگاه مي‌كنيم، تصويري از آن در انتهاي چشم ما تشكيل مي‌شود و ما را قادر مي‌سازد كه آن درخت را ببينيم‌       چشم عضوي تقريباً كروي شكل و ژله‌مانند است كه درون پوسته‌ي سختي به نامصلبيّه قرار دارد، بخش جلويي صلبيه كه شفاف است، قرنيّه نام دارد‌. در پشت قرنيه مايع شفافي به نام زلاليه قرار گرفته است‌. مردمك دريچه‌اي است كه با تغيير قطر آن، شدت نور ورودي به چشم تنظيم مي‌شود‌. در پشت مردمك عدسي چشم قرار مي‌گيرد‌.عدسي چشم، يك عدسي همگراي دوكوژ است كه از ماده‌اي ژله مانند، ا نعطاف پذير و شفاف ساخته شده است‌. اين عدسي توسط يك دسته تارهاي آويزي كه به ماهيچه‌اي به نام ماهيچه‌ي مژگاني متصل هستند، نگه داشته مي‌شود‌. اين ماهيچه‌ها، ضخامت عدسي را كنترل مي‌كنند‌. تصوير جسم‌ها بر روي پرده‌اي به نامشبكيه كه در انتهاي چشم قرار دارد تشكيل مي‌شود‌ تغيير فاصله‌ي كانوني چشم، براي ايجاد تصويرهاي واضح از جسم‌هاي دور يا نزديك روي شبكيه، تطابق ناميده مي‌شود‌         گستره‌ي ديد طبيعي در يك چشم سالم از فاصله‌هاي حدود  تا بي‌نهايت عمل تطابق به خوبي انجام مي‌شود‌. براي افراد جوان، اين فا صله از  كوچك‌تر است كه با افزايش سن، دورتر مي‌شود‌ نزديك‌ترين محلي كه اگر جسمي در آن جا واقع شود، چشم بدون تحمّل فشار زيادي مي‌تواند آن را واضح ببيند، كم‌ترين فاصله‌ي ديد چشم (نقطه‌ي نزديك چشم) ناميده مي‌شود‌ دورترين محلي كه اگر جسمي در آن جا واقع شود، چشم بدون انجام عمل تطابق مي‌تواند آن را واضح ببيند، بيش‌ترين فاصله‌ي ديد چشم (نقطه‌ي دور چشم) نام دارد‌     دوربين نجومي   دو كاربرد مهم عدسي‌ها، ميكروسكوپ و دوربين نجومي است‌. در ساختمان دوربين نجومي شبيه ميكروسكوپ، از دو عدسي همگرا كه محور اصلي آن‌ها بر يك‌ديگر منطبق است‌، استفاده مي‌شود ولي ضخامت‌هاي دو عدسي با هم متفاوت است‌ فاصله‌ي كانوني عدسي شيئي (عدسي كه به شيء نزديك‌تر است)، حدود متر و فاصله‌ي كانوني عدسي چشمي  (عدسي كه به چشم نزديك‌تر است)، حدود چند سانتي‌متر است‌     جسم در بي‌نهايت قرار دارد، بنابراين تصوير آن روي كانون عدسي شيئي قرار مي‌گيرد‌. دوربين را طوري تنظيم مي‌كنند كه دو كانون بر هم منطبق باشند، بنابراين تصوير نهايي در دوربين، مجازي، وارون وكوچك‌تر از شيء است‌

 

 

 نکته 

نکات مهم در عدسيها

نکته ۱ - q در صورتی منفی است که تصوير مجازی باشد.  

نکته ۲ -در عدسی همگرا تصوير در صورتی مجازی است که جسم در فاصله کانونی باشد.

نکته ۳ -در عدسی واگرا  اگر جسم حقيقی باشد تصوير آن هميشه مجازی  و کوچکتر است .

نکته ۴ -اگر تصوير مستقيم باشد ، مجازی نيز هست .

نکته ۵ -در عدسی همگرا ، اگر جسم در فاصله کانونی باشد تصوير آن مجازی ،بزرگتر و مستقيم است .

نکته ۶ - در عدسی همگرا ، اگر جسم بين f و 2f باشد تصوير آن حقيقی ، بزرگتر و معکوس است و خارج از 2f تشکيل می شود .

نکته ۷ - در عدسی همگرا ،اگر جسم روی 2f باشد تصوير آن حقيقی ، برابر جسم و معکوس است و زير 2f تشکيل می شود .

نکته ۸ - در عدسی همگرا ، اگر جسم خارج از 2f باشد تصوير آن حقيقی ،کوچکتر و معکوس است و بين f و  2f تشکيل می شود .

نکته ۹ -در عدسی واگرا ، در هر وضعيت جسم تصوير آن مجازی ، کوچکتر و مستقيم است و در فاصله کانونی می باشد .

نکته۱۰ - در رابطه توان عدسی f بايد بر حسب متر باشد و در اينصورت توان بر حسب ديوپتر خواهد بود.           

                                                                              D=1/f

نکته ۱۱ - عدسی همگرا دارای توان مثبت و عدسی واگرا توان منفی دارد .

نکته ۱۲ - اگر دو يا چند عدسی را به هم بچسبانيم ( عدسی مرکب )توان کل با مجموع توان های عدسيها برابر است . ....  D=D₁+D₂

نکته ۱۳ - ميکروسکوپ و دوربين نجومی هر دو از دو عدسی همگرا تشکيل شده اند .

نکته ۱۴ - در ميکروسکوپ جسم بايد بين fو 2f عدسی شيئ قرار گيرد .

نکته ۱۵ - در ميکروسکوپ تصوير حقيقی جسم در فاصله کانونی عدسی چشمی تشکيل می شود و در آخر تصويری مجازی و معکوس نسبت به جسم و بسيار بزرگتر تشکيل می شود.

نکته ۱۶ - در دوربين نجومی فاصله دو عدسی چشمی و شيئ برابر مجموع فاصله کانونی دو عدسی است .يعنی کانونها بر هم منطبق هستند .

 نکته ۱۷ - در رابطه بزرگنمايی اعداد هميشه مثبت هستند 

                               طول جسم /طول تصوير= m=q/p    

 نکته ۱۸ - اگر فقط يکی از سه کميت p , q , f  معلوم باشد . ابتدا به کمک رابطه بزرگنمايی q را بر حسب p بدست آورده و با توجه به مجازی يا حقيقی  بودن تصوير مقدار q را در رابطه اصلی قرار می دهيم.

نکته ۱۹ - فاصله کانونی عدسی همگرا مثبت و عدسی واگرا منفی است .

نکته ۲۰ - حالتهای تصوير در عدسی همگرا مانند آينه مقعر است .

نکته ۲۱ - حالتهای نصوير در عدسی واگرا مانند آينه محدب است .

    برای ديدن حالتهای تصوير روی آدرس زير کليک کنيد.