البصريات
مجهر مركّب (زاوي)
عدسة شيئية قصيرة البؤرة وعدسة عينية تتضاعفان إلى تكبير زاوي كبير للأجسام الدقيقة القريبة.
مجهر مركّب (زاوي) — محاكاة البصريات تفاعلية. عدسة شيئية قصيرة البؤرة وعدسة عينية تتضاعفان إلى تكبير زاوي كبير للأجسام الدقيقة القريبة. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
المجهر المركب
شيئية قصيرة البؤرة وعينية تتضاعفان إلى تكبير زاوي كبير للأجسام الدقيقة القريبة.
تنشئ الشيئية صورة حقيقية مكبرة داخل بؤرة العينية للتو؛تعمل العينية حينها مكبرًا على تلك الصورة. التكبير الزاوي الكلي تقريبًا جداء تكبير الشيئية المستعرض وقوة العينية التكبيرية — عادة مئات المرات للأعمال البيولوجية.
- M = M_obj × M_eye
- تكبير زاوي
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
يستخدم المجهر المركب عدسة شيئية قصيرة البعد البؤري قريبة من العينة، تتبعها عدسة عينية. هل يحقق استخدام عدستين تسلسليًا تكبيرًا أعلى بكثير مما تستطيعه أي منهما وحدها؟
توقعات للموازنة
- نعم — تسلسل تكبيرين معتدلين يضربهما معًا، فيعطي تكبيرًا كليًا أعلى بكثير من عدسة واحدة.
- لا — استخدام عدستين لا يزيد التكبير فوق حد عدسة واحدة.
- يعتمد التكبير على العينية فقط، لا الشيئية.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- بعد العينة عن الشيئية (cm)
ما تقيسه:
- بعد صورة الشيئية (cm)
- تكبير النظام M
كيف يجري التحقيق
- افتح مسبق المجهر المركب واضغط إعادة الضبط. للشيئية f = 6 cm؛ وللعينية f = 8 cm، مفصولتان بـ 22 cm.
- فعّل قراءتي بعد صورة الشيئية وتكبير النظام.
- اضبط بعد العينة عن الشيئية لكل تجربة وسجل بعد صورة الشيئية وتكبير النظام الكلي.
المعادلة الحاكمة
تكبير المجهر ثنائي المرحلة — M = m₁·m₂·…
التكبير الكلي للمجهر المركب هو حاصل ضرب تكبير الشيئية (تصوير العينة) وتكبير العينية (إعادة تصوير تلك الصورة الوسيطة): M = m_objective × m_eyepiece.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب بعد صورة الشيئية d_i1 من 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm)، ثم بعد جسم العينية d_o2 = 22 − d_i1، ثم بعد صورتها d_i2 من 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). وأخيرًا M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). قارن M بالجدول.
- مسافة العينة الافتراضية لهذا المسبق (12 cm) تعطي M = 4. اشرح، باستخدام حساب السلسلة، كيف يتضاعف التكبير المعتدل للشيئية مع التكبير المعتدل للعينية إلى رقم كلي أكبر بكثير.
أين يظهر هذا خارج المختبر
- عينة موضوعة بالكاد خارج البعد البؤري للشيئية (كهذه التجربة) تنتج تكبير مرحلة أولى كبيرًا. اشرح لماذا تصمم شيئيات المجاهر بأطوال بؤرية قصيرة جدًا (بضعة mm في الأجهزة الحقيقية) لتعظيم هذا الأثر.
- لا تستطيع المجاهر المركبة التكبير بلا نهاية — بعد نقطة معينة، مزيد من التكبير يضخم الضبابية فقط دون كشف تفاصيل جديدة، محدودة بطول موجة الضوء نفسه (الانعراج). لماذا قد لا يحل مجرد إضافة مزيد من مراحل العدسات هذا الحد الجوهري؟
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- أهلًا بك في المجهر المركب
- حدد الجسم
- اضغط تشغيل
- شيئية زائد عينية
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.