علم البصريات الضوئيه والكمبيوتر

<blockquote>

إن استخدام برامج الكمبيوتر
الخاصة بتصميم العدسات والمتوفرة بأنواع مختلفة يمكن أن تكون وسيلة ناجحة لتعليم
اساسيات علم الضوء الهندسى لطلاب الجامعات والمدارس. حيث أن معظم الظواهر الضوئية
مثل كالانعكاس والانكسار وغيره من تلك الظواهر تعرض بيانيا على شاشة الكمبيوتر.
وهذه البرامج تعطى للطالب الفرصة ليعمق فهمه. </blockquote>

إن التجارب العملية
تحتاج إلى وقت طويل لاخذ النتائج واجراء الحسابات وقد لايتسنى لكل طالب الفرصة لعمل
التجربة بنفسه. منذ حوالى خمسة سنوات بدأ مصمموا برامج الكمبيوتر بعمل العديد من
البرامج الخاصة بتصمييم الأنظمة البصرية، وهذه البرامج تخدم العديد من الفئات مثل
الطلبة فى المدارس والجامعات وكذلك الباحثين والفلكيين ومصمموا العدسات والكميرات
والتلسكوبات وغيرهم. ولهذه البرامج العديد من المزايا وهى سهولة الاستخدام وخاصة
لغير المتخصصين بعلم البرمجة وكل ما على المستخدم عمله هو ادخال الأرقام الخاصة
بتصميمه فى جداول جاهزة ومن ثم تطبيق احد الختيارات الالمبينة على الشاشة مثل الرسم
الهندسى للتصميم وتوضيح مسار كل شعاع من الأشعة واجراء الحسابات العديدة، كذلك يمكن
للمستخدم عمل بعض التغيرات على تصميمه وملاحظة النتيجة فورا مثل تغيير تحدب العدسة
واثره على الصورة المتكونة على الحائل.
فى الحقيقة يمكن
حساب مسار الأشعة لنظام ضوئى مكون من عدسة أو عدستين بتطبيق قوانين اللأنعكاس و
الأنكسار ولكن الأمر يصبح معقد جدا أذا كان النظام يحتوى على اكثر من عدسة بالإضافة
إلى مريا ومنشور وحاجز كما هو ملاحظ فى الكاميرا واجهزة العرض الثابتة والتلسكوبات
التى تقرب آلاف الكيلو مترات لتمكنك من رؤية سطح القمر. إن هذه الأجهزة تم تصميمها
بإستخدام برامج كمبيوترية معقدة تحسب بدقة تأثير هذه المجموعة من العدسات و المرايا
على كل شعاع ضوئى، ليتسنى للمصمم اختيار المجموعة التى تعطى افضل النتائج. بعض هذه
البرامج يفوق سعرها سعر جهاز الكمبيوتر نفسه.[/size]

فى هذه المقالة سوف نشرح باختصار فكرة
عمل احد برنامج الكمبيوتر المخصص لغرض فهم وتصميم البصريات الهندسية. وهو فى مستوى
مناسب لطلاب المدارس والجامعات أيضا. هذا البرنامج من صنع شركة
STELLAR SOFTWARE,
USA ويسمى Beam2.



كيفية تشغيل
البرنامج[


]عند تشغيل البرنامج
يظهر على شاشة الكمبيوتر جدول جاهز لادخال المعلومات الخاصة بالنظام البصرى،
فالعمود الأول مخصص لقيمة معامل الانكسار والثانى للمسافة والثالث لقيمة تحدب السطح
والرابع لنوع هذا السطح.[/size]
<blockquote>



4 surfaces LENS.OPT
specification

Index Zvx Curv
Mir/Lens

---.----:---.----:---.----:--------:------------------------------

1.00 : 2.40 : 0.5 :
Iris :

1.00 : 2.50 : 0.5 : Lens
:

1.66 : 3.00 : -0.5 :
Lens :

1.00 : 6.00 : :
Film :

: :
: :

: This table
describes a simple biconvex lens

: equipped with an
iris aperture = 0.5 units.



OPTICS: Dir, Edit, Fetchfile, Save, Clear;
ESC=MainMenu

</blockquote>

بعد تعبئة هذا
الجدول ينتقل بك البرنامج إلى جدول أخر جديد خاص بالاشعة التى تريد تطبيقها على
النظام البصرى السابق. فى هذا الجدول يمكن تسليط الاشعة اما على المحور الرأسى أو
المحور الافقى للنظام البصرى، وكذلك يمكن تحديد مجموعة اشعة تسقط على السطح الأول
بزاوية سقوط معينة و مجموعة اخرى تسقط بزاوية اخرى
<blockquote>

14 rays
LENS.RAY

X0 Y0 U0
V0 Xgoal Ygoal Xfinal Yfinal

---.----:---.----:---.----:---.----:---.----:---.----:---.----:---.----:-------

0.0 : : 0.3 : : 0.0 : 0.0
: : :Iri 1

0.0 : : 0.2 : : 0.0 : 0.0 :
-0.0000: 0.0000:ok

0.0 : : 0.1 : : 0.0 : 0.0 :
0.0435: 0.0000:ok

0.0 : : -0.1 : : 0.0 : 0.0 :
-0.0435: 0.0000:ok

0.0 : : -0.2 : : 0.0 : 0.0 :
0.0000: 0.0000:ok

0.0 : : -0.3 : : 0.0 : 0.0
: : :Iri 1

0.5 : : 0.2 : : -0.5 : 0.0
: : :Iri 1

0.5 : : 0.1 : : -0.5 : 0.0
: : :Iri 1

0.5 : : 0.0 : : -0.5 : 0.0 :
-0.6296: 0.0000:ok

0.5 : : -0.1 : : -0.5 : 0.0 :
-0.5765: 0.0000:ok

0.5 : : -0.2 : : -0.5 : 0.0 :
-0.5982: 0.0000:ok

0.5 : : -0.3 : : -0.5 : 0.0 :
-0.5975: 0.0000:ok

0.5 : : -0.4 : : -0.5 : 0.0
: : :Iri 1

0.5 : : -0.5 : : -0.5 : 0.0
: : :Iri 1



This table illuminates an
optic with rays originating at two points...

one point on axis (x=0) and
the other 0.5 units above the axis. :



MAIN MENU: Optics Rays InOut Vx Layout Plot Spot Auto
ESC=Quit: </blockquote>

وبعد الانتهاء من
ادخال البيانات اللازمة للجدوليين يمكنك اجراء العديد من الخيارات المتاحة فى
البرنامج مثل التخطيط الهندسى للتصميم ومسار الاشعة ومدى دقة تجميعها و
غيره.





[/td][/tr][/table]