البصريات
مكبّر بعدستين
عدستان مجمّعتان على التوالي تعرضان صورة حقيقية مكبّرة — التكبير الكلي هو حاصل ضرب المرحلتين.
مكبّر بعدستين — محاكاة البصريات تفاعلية. عدستان مجمّعتان على التوالي تعرضان صورة حقيقية مكبّرة — التكبير الكلي هو حاصل ضرب المرحلتين. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
مكبر بعدستين
عدستان مجمّعتان على التوالي تعرضان صورة حقيقية مكبرة — التكبير الكلي هو حاصل ضرب المرحلتين.
تركيب مماثل لعدسات مجمّعة، لكن مرتبًا لإسقاط صورة حقيقية مكبرة على حائل أو فيلم. كل مرحلة تسهم تكبيرًا مضروبًا عبر السلسلة — يستخدم في مكبرات الصور الفوتوغرافية وبعض أنظمة الإسقاط.
- صورة حقيقية مكبّرة
- M = حاصل ضرب المراحل
موجز التحقيق
خطط للسؤال قبل فتح المختبر
تعكس المقدمة الصفحة المُصيّرة مسبقًا: سؤال القيادة، والتوقعات المتنافسة، وأدوار المتغيرات، والقوانين الحاكمة، والتجهيز، والتحليل، وأسئلة التوسع تبقى مرئية وبهذا الترتيب.
السؤال القائد
بخلاف الصورة النهائية الافتراضية المعتادة لمجهر مركب، يحتاج مكبّر الصور الفوتوغرافي إلى إسقاط صورة حقيقية مكبّرة على ورق التحميل. هل تستطيع عدستان مجمّعتان تسلسليًا إنتاج صورة نهائية حقيقية (لا افتراضية)؟
توقعات للموازنة
- لا — تسلسل عدستين ينتج دائمًا صورة نهائية افتراضية.
- يتوقف ذلك على بعد الجسم فقط، لا ترتيب العدسات.
- نعم — بالتباعد والبعدَين البؤريين المناسبين، تهبط الصورة النهائية لسلسلة العدستين حقيقيةً جاهزة للإسقاط على سطح.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- بعد الجسم عن L1 (cm)
ما تقيسه:
- بعد صورة L1 (cm)
- تكبير النظام M
كيف يجري التحقيق
- افتح مسبق المكبّر المركب واضغط إعادة الضبط. L1 لها f = 8 cm؛ L2 لها f = 12 cm، مفصولتان بـ 34 cm.
- فعّل قراءتي بعد صورة L1 وتكبير النظام.
- اضبط بعد الجسم عن L1 لكل تجربة وسجل بعد صورة L1 وتكبير النظام الكلي.
المعادلة الحاكمة
تكبير المكبّر ثنائي المرحلة — M = m₁·m₂·…
كأي سلسلة عدسات مركبة، التكبير الكلي للمكبّر هو حاصل ضرب تكبيري عدستيه: M = m₁ × m₂. الاختيار الدقيق للأبعاد البؤرية والتباعد يضمن أن تقع الصورة النهائية حقيقية (لا افتراضية)، جاهزة للإسقاط.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب بعد صورة العدسة L1 d_i1 من 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm)، ثم بعد جسم العدسة L2 d_o2 = 34 − d_i1، ثم بعد صورتها d_i2 من 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). وأخيرًا M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). قارن M بالجدول.
- بعد الجسم الافتراضي لهذا المسبق (16 cm، نقطة 2f للعدسة L1) يعطي M = 2 بصورة نهائية حقيقية. اشرح لماذا يهم فحص إشارة d_i2 (موجب = حقيقي) لتقرير ما إذا كان هذا النظام يستطيع فعلًا الإسقاط على ورق الصور.
أين يظهر هذا خارج المختبر
- ليعمل المكبّر، يجب أن تهبط صورته النهائية عند بعد موجب (حقيقي) بعد L2، عند الارتفاع الذي يجلس عنده ورق التحميل بالضبط. اشرح لماذا يجب أن يتحكم تصميم المكبّر بعناية في البعدين البؤريين والتباعد معًا لضمان ذلك.
- قارن M = 2 الافتراضية لهذه التجربة (صورة نهائية حقيقية) بـ M = 1 في التتابع المركب و M = 4 في المجهر المركب (المشاهدة عادة كصورة افتراضية عبر العينية). اشرح لماذا يمكن لحساب السلسلة المزدوجة نفسه (حاصل ضرب التكبيرات) أن ينتج نتائج عملية مختلفة إلى هذا الحد اعتمادًا على الأبعاد البؤرية والتباعد المختارين.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- أهلًا بك في المكبر المركب
- حدد الجسم
- اضغط تشغيل
- صورة وسيطة مكبرة
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.