الآلات البصرية - الضوء .. الفيزياء

تقليص
X
 
  • تصفية - فلترة
  • الوقت
  • عرض
إلغاء تحديد الكل
مشاركات جديدة

  • الآلات البصرية - الضوء .. الفيزياء

    الآلات البصرية - الضوء .. الفيزياء

    الآلات البصرية

    تتألف الكاميرا بشكل أساسي من مجموعة عدسات تقوم بتجميع الضوء على غشاء ( فیلم ) حساس للضوء في حجرة محكمة ، لا يدخلها الضوء الا اثناء فتح المصراع الذي يعرض الغشاء لقسم من الاشعة الخارجية . أما كمية الضوء الساقط فيحددها حجم الفتحة ذات القطر المتغير ، وزمن التعريض ( وهو عادة جزء من الثانية ) . والمعروف أن اختيار الفتحة وزمن التعريض المناسبين يتمان بواسطة مقياس التعريض .

    وتتألف مجموعة العدسات الجيدة من زوجين من العدسات ، لا لون لهما ، ولكل منهما طول بؤري ثابت ، ويكونان على نفس المسافة من الفتحة .
    والمعروف أن الضوء الاحمر ينكسر عند مروره بالعدسة المحدبة ويتركز في نقطة بؤرية أبعد عن العدسة من البؤرة التي يتركز فيها اللون الازرق نفسه . ويعد ذلك من أهم المساوىء في العدسات ويسمى الزيغ اللوني ، ولتلافيه ، لا بد من الصاق عدستين زجاجيتين ذواتي معاملين انكساريين مختلفين تكون الاولى مجمعة للضوء والثانية مفرقة له ولكن بشكل ضئيل . يستطيع هذا الزوج تركيز موجتين ضوئيتين مختلفتي الطول في بؤرة واحدة ويقلل بالتالي من أهمية التهاب اللوني .

    يتألف معظم التلسكوبات الفلكية الحديثة من جهاز عاكس للضوء تقوم مراته بتجميع الضوء الآتي من النجوم الصغيرة والباهتة التي يصعب عادة رؤيتها بواسطة العين المجردة . ذلك أن المرايا تخلو من الزيغ اللوني ويمكن صقلها على نحو جيد وبدقة فائقة .

    ثم ينعكس الضوء على مرآة مقعرة ذات فتحة كبيرة مهمتها تجميع الضوء على لوحة تصويرية تعرض للاشعة لمدة طويلة تبلغ أحيانا ساعات عديدة وأحيانا ، تستعمل مجموعة من المرايا الاضافية مهمتها تعيين مكان الصورة بشكل اكثر وضوحا . ومن الضروري انتقاء مرأة ذات قطر كبير من أجل زيادة وضوح الصورة النهائية .

    ويتألف أبسط نموذج للتلسكوب الانكساري من عدستين محدبتين . تقوم الاولى ، وتسمى العدسة الشيئية ، بتجميع الضوء الساقط ( والذي يفترض ان يكون متوازيا مع نفسه ) في بؤرتها ، وتقوم الثانية ، وهي العدسة العينية ، باعطاء صورة النجم النهائية ، وتكون مقلوبة ووهمية في نفس الوقت والمعروف ان تكبير هذا النوع من التلسكوبات يساوي نسبة طول بؤرة الشيئية إلى طول بؤرة العينية . أما المنشور الثنائي العينية فيتألف من اثنين من التسلكوبات الانكسارية ، واحد لكل عين ، ويفصل بين عينية كل واحد منهما وشيئيته مجموعة من المنشورات مهمتها قلب الصورة بواسطة عملية الانعكاس الكلي الداخلي ، مما يقوم الصورة النهائية ويعطيها وضعها الطبيعي وليست عملية تقويم الصورة مهمة في علم الفلك ، بعكس الاستعمالات الارضية التي تقتضي أن يكون أعلى الصورة الى فوق وأسفلها الى تحت .

    ( مجموعات العدسات والآلات البصرية )

    اما المجهر ، فانه يزودنا بصورة مضخمة للاجسام المتناهية في الصغر ، وتكون العدسة المكبرة فيه عادة محدبة الشكل وذات طول بؤري قصير . ثم يوضع الجسم الذي نريد رؤيته بين العدسة وبؤرتها فتتألف من جراء ذلك صورة وهمية وراء البؤرة أي في جهة الجسم نفسه بالنسبة الى العين الناظرة والتكبير الحاصل هو نسبة حجم الصورة الى حجم الشيء نفسه .

    والحصول على زيادة في التكبير يتم بواسطة المجهر المركب حيث تقوم العدسة الشيئية بتأليف صورة الجسم في مكان ما بين العينية وبؤرتها . ثم تقوم هذه الاخيرة بدور العدسة المكبرة وتعطي صورة الجسم النهائية وفي هذا النوع من الميكروسكوبات يكون التكبير مساويا لحاصل ضرب تكبير العينية بتكبير الشيئية . ومن الناحية العملية ، يوضع الجسم على شريحة منزلقة ، رقيقة ، تنار من الاسفل بواسطة حزمة ضوئية شديدة ويراعى أيضا في العدستين خلوهما من الزيغ اللوني ومن بقية المساوىء التي تحدث اثناء صناعة العدسات . ويتراوح الحد الاقصى للتكبير بين ۱٠٠٠ و ۳۰۰۰ مرة ، ويتحدد بقدرة تحليل العدسة نفسها ، وهي أصغر مسافة بين نقطتين يستطيع المجهر التمييز بينهما . وبما أن هذه المسافة متناسبة مع طول الموجة نفسه ، فان طبيعة الضوء هي التي تحدد قدرة تحليل العدسة ، ولا يمكن تحسينها من خلال التطوير التقني لصناعة العدسات . وهي تبلغ في المجهر البصري حوالي ٢٠٠ نانومتر .

    والجدير بالذكر أن استعمال أشعة ذات موجات قصيرة يتيح زيادة هائلة في قدرة التحليل المجهري . والفرق بين المجهر الالكتروني والمجهر البصري هو ان الاول يستخدم أشعة الكترونية بدلا من الاشعة الضوئية .

    والمعروف أن حركة الالكترونات تكون مصحوبة بحركة موجية لها خصائص الموجات الضوئية نفسها وبما أن المجال المغنطيسي قادر على حرف الالكترونات عن خط سيرها ، فانه قادر أيضا على تجميعها في نقطة محددة . ويسمى ذلك العدسة المغنطيسية . ويتعلق طول موجة حركة الالكترونات بالفلطية المستعملة في تسارعها واذا تراوحت الفلطية بین ۳۰ و ۱۰۰ كيلوفلط ، يصبح طول الموجة متراوحا بين ٢ و ٤ نانومتر ، وينتج عن ذلك ان يصل التكبير الى مليون واكثر وان تصبح قدرة التحليل في حدود نانومتر واحد تقريبا .

    العينيات المنشورية
    المجهر البسيط والمجهر المركب
    مقارنة بين المجهر الضوئي والمجهر الالكتروني .

    اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	CamScanner 22-11-2024 15.09 (1)_1.jpg 
مشاهدات:	3 
الحجم:	123.5 كيلوبايت 
الهوية:	247207 اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	CamScanner 22-11-2024 15.10_1.jpg 
مشاهدات:	2 
الحجم:	64.2 كيلوبايت 
الهوية:	247208 اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	CamScanner 22-11-2024 15.11_1.jpg 
مشاهدات:	2 
الحجم:	123.2 كيلوبايت 
الهوية:	247209 اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	CamScanner 22-11-2024 15.11 (1)_1.jpg 
مشاهدات:	2 
الحجم:	78.9 كيلوبايت 
الهوية:	247210

  • #2
    Optical Instruments - Light .. Physics

    Optical Instruments

    The camera basically consists of a set of lenses that collect light on a light-sensitive film in a sealed chamber, which does not enter light except when the shutter is opened, which exposes the film to a portion of the external rays. The amount of incident light is determined by the size of the aperture with a variable diameter, and the exposure time (which is usually a fraction of a second). It is known that choosing the appropriate aperture and exposure time is done by the exposure meter.

    A good set of lenses consists of two pairs of lenses, each of which has no color, and each has a fixed focal length, and is at the same distance from the aperture.
    It is known that red light is refracted when passing through a convex lens and is focused at a focal point further from the lens than the focus where the blue color itself is focused. This is one of the most important disadvantages of lenses and is called chromatic aberration. To avoid it, two glass lenses with different refractive indices must be attached, the first of which collects light and the second of which disperses it, but to a small extent. This pair can focus two light waves of different lengths into a single focus and thus reduces the importance of chromatic aberration. Most modern astronomical telescopes consist of a light reflector whose mirrors collect the light coming from small and faint stars that are usually difficult to see with the naked eye. This is because the mirrors are free of chromatic aberration and can be polished well and with great precision.

    The light is then reflected on a concave mirror with a large opening whose task is to collect the light on a photographic plate that is exposed to the rays for a long period of time, sometimes several hours. Sometimes, a set of additional mirrors are used whose task is to determine the location of the image more clearly. It is necessary to choose a mirror with a large diameter in order to increase the clarity of the final image. The simplest model of a refracting telescope consists of two convex lenses. The first, called the objective lens, collects the incident light (which is supposed to be parallel to itself) at its focus, and the second, the eyepiece lens, gives the final image of the star, which is inverted and illusory at the same time. It is known that the magnification of this type of telescope is equal to the ratio of the length of the objective focus to the length of the eyepiece focus. The binocular prism consists of two refracting telescopes, one for each eye, and the eyepiece of each one is separated from its object by a set of prisms whose job is to invert the image by the process of total internal reflection, which straightens the final image and gives it its natural position. The process of straightening the image is not important in astronomy, unlike terrestrial uses, which require the top of the image to be up and the bottom to be down.

    (Lens and Optical Instruments Groups)

    As for the microscope, it provides us with an enlarged image of very small objects, and the magnifying lens in it is usually convex in shape and has a short focal length. Then the object we want to see is placed between the lens and its focus, and as a result an imaginary image is formed behind the focus, i.e. on the side of the object itself in relation to the viewing eye, and the resulting magnification is the ratio of the size of the image to the size of the object itself.

    An increase in magnification is obtained by means of a compound microscope, where the objective lens composes the image of the object somewhere between the eyepiece and its focus. Then the latter plays the role of the magnifying lens and gives the final image of the object. In this type of microscope, the magnification is equal to the product of the magnification of the eyepiece and the magnification of the objective. In practice, the object is placed on a thin, sliding slide, illuminated from below by a strong light beam, and care is also taken in the two lenses to be free of chromatic aberration and the rest of the defects that occur during the manufacture of lenses. The maximum magnification ranges between 1000 and 3000 times, and is determined by the resolving power of the lens itself, which is the smallest distance between two points that the microscope can distinguish between. Since this distance is proportional to the wavelength itself, the nature of the light is what determines the resolving power of the lens, and it cannot be improved through the technical development of the lens industry. In the optical microscope, it is about 200 nanometers.

    It is worth noting that the use of short-wavelength rays allows a huge increase in the resolving power of the microscope. The difference between the electron microscope and the optical microscope is that the former uses electron rays instead of light rays.

    It is known that the movement of electrons is accompanied by a wave motion that has the same properties as light waves, and since the magnetic field is able to deflect electrons from their path, it is also able to collect them at a specific point. This is called a magnetic lens. The wavelength of the electrons' movement depends on the voltage used to accelerate them. If the voltage ranges between 30 and 100 kilovolts, the wavelength becomes between 2 and 4 nanometers, which results in the magnification reaching a million or more and the resolution capacity becoming approximately one nanometer.

    Prismatic Specimens
    Simple Microscope and Compound Microscope
    Comparison between Light Microscope and Electron Microscope.

    تعليق

    يعمل...
    X