پرتو لیزر را به جای نقطه، به صورت یک خط ببینید.

ایجاد خط نور به کمک عدسی استوانه‌ای

 

مقدمه:

عدسی‌هایی که در سیستم‌های اپتیکی استفاده می‌شود، انواع مختلفی دارند. در این میان عدسی کروی معمولی نور را متمرکز می‌کند چون شکل کروی دارد، در نتیجه تمام پرتوهای تابیده، در تمام جهات به سمت کانون هدایت و متمرکز می‌شوند. اما در عدسی استوانه‌ای فاصله کانونی در یک راستا، با راستای عمود بر آن فرق می‌کند. یک میله شفاف، نوع ساده‌ای عدسی استوانه‌ای است که در یک راستا دارای خاصیت کانونی کردن است و در راستای عمود بر آن یا همان راستای امتداد میله، این خاصیت را ندارد. در این صورت میله شفاف می‌تواند در جهت عمود بر امتداد میله، نور را کانونی و بلافاصله بعد از کانون واگرا کند، ولی در جهت راستای میله تغییری در نور ایجاد نمی‌کند و در نتیجه یک خط نوری یا یک صفحه واگرای نوری در صفحه روبرو، که مقطع آن یک خط است، از نور لیزر می‌سازد، که طول خط ایجاد شده بستگی به قطر میله شیشه‌ای و عرض آن به اندازه لکه لیزر دارد. این نوع عدسی استوانه‌ای برای ایجاد یک خط نوری بسیار مفید است. برای ایجاد خط نور می‌توانید از اسکنرها یا روبشگر نیز استفاده کنید ولی تفاوت این دو در این است که در روبشگر پرتو لیزر در هر لحظه یک نقطه خاص را روشن کرده است که در عکسبرداری سریع می‌توان در صفحه مقابل فقط یک نقطه دید ولی در عدسی استوانه‌ای لیزر در تمام لحظه‌ها به صورت خط ممتد است.

 

 هدف:

هدف از انجام این آزمایش آشنایی با عدسی استوانه‌ای در ایجاد خط نور و بکارگیری این ایده است.

 

چه کاری می‌خواهیم انجام دهیم و به چه لوازمی نیاز داریم:

می‌خواهیم لیزر را به عدسی استوانه‌ای بتابانیم و خط ایجاد شده را بررسی کنیم. برای این کار به اقلام زیر نیاز داریم:

 

برای انجام علمی‌تر آزمایش و افزایش دقت، این روش‌ها به شما کمک می‌کند:

  • موازی کردن پرتو لیزر با میز

 

آزمایش:

  • ابتدا لیزر را روی میز نصب کرده و پرتو آن را موازی سطح کنید.
  • میله شیشه‌ای را روی پایه مربوطه گذاشته و مقابل لیزر قرار دهید. می‌بینیم که برای ایجاد خط افقی باید میله شیشه‌ای را به صورت عمودی قرار دهیم و بر عکس.

  • پرده را به میله نزدیک کنید تا کانون را مشاهده کنید و فاصله کانونی را اندازه بگیرید.
  • این آزمایش را برای میله‌های با قطر مختلف تکرار کنید. چه تفاوتی در خط ایجاد شده می‌بینید. فاصله کانونی میله با قطر زیاد بیشتر است یا میله با قطر کم. چرا؟
  • نکاتی که در تولید خط نور مهم است مواردی از قبیل طول خط، کیفیت و پر بودن خط، یکنواختی خط، باریک بودن خط و مواردی از این قبیل است. می توانید این عوامل را بررسی کنید.

 

کاربرد:

  • خط نور لیزر کاربردهای زیادی دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به خط نور در علامت‌گذاری و سنسورها (حسگرها) اشاره کرد. چون وقتی که خط نور را به یک موضع تابانده و بازتاب آن را روی آشکارساز ثبت کنیم، هر تغییری در شرایط هدف، قابل ثبت خواهد بود. همچنین می‌توان تصویر خط را نیز برای این کار مورد بررسی قرار داد. علاوه بر ایندر برخی کاربردها به جای اسکنر می‌توان از عدسی استوانه‌ای استفاده کرد.

  

سؤال، پیشنهاد و نکته:

  • میله شیشه‌ای مثل یک عدسی استوانه‌ای عمل می‌کند که در راستای میله بزرگنمایی ندارد ولی در راستای عمود بر آن بزرگنمایی دارد. پس همانطور که در عدسی معمولی می‌توانیم نور واگرا شده را با یک عدسی دیگر موازی کنیم و قطر باریکه را بزرگتر کنیم (باریکه گستر)، در اینجا نیز می‌توانیم یک صفحه نور با پهنای مشخص ایجاد کنیم.
  • اگر خط نور را روی دیواری بتابانیم، پستی و بلندی‌ها و اجسام مقابل دیوار (مثل کمد و …)، خط را بریده می‌کند به عبارتی می توان با عکسبرداری از موضع، توپولوژی دیوار را ثبت نمود.
  • چطور می‌توانید یک دیوار لیزری ایجاد کنید. درباره کاربردهای آن فکر کنید.
  • اگر یک صفحه نور ایجاد کنیم هر مانعی در مسیر این صفحه نورانی قابل ثبت کردن خواهد بود.

 

آزمایش‌های مرتبط:

 

بیشتر بدانید:

ارتباط با بخش

از متخصص نور بپرس

در این بخش می توانید سؤالات خود را در رابطه با نور و لیزر بپرسید تا متخصصین به آن‌ها پاسخ دهند

لینک ارتباط مستقیم با