البصريات
البؤرة — أشعة متوازية
الجسم عند F: الأشعة الخارجة متوازية وتتكون الصورة عند اللانهاية.
البؤرة — أشعة متوازية — محاكاة البصريات تفاعلية. الجسم عند F: الأشعة الخارجة متوازية وتتكون الصورة عند اللانهاية. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
البؤرة
ضع الجسم عند البؤرة: تخرج الأشعة متوازية وتتكون الصورة عند اللانهاية.
حين يجلس الجسم عند البؤرة بالضبط، تخرج الأشعة المنكسرة من العدسة متوازية — تتكون الصورة عند اللانهاية. هذه الحالة الحدية تفصل الصور الحقيقية (جسم خارج F) عن الافتراضية (جسم داخل F). تجعل التجربة أشعة الخروج المتوازية سهلة التتبع على مخطط الأشعة.
- d_o = f → d_i → ∞
- تخرج الأشعة متوازية
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
كلما اقترب جسم من بعد تركيز عدسة مجمّعة من خارجه، فماذا يحدث لبعد الصورة؟
توقعات للموازنة
- يتقلص بعد الصورة نحو الصفر.
- يبقى بعد الصورة ثابتًا تقريبًا.
- ينمو بعد الصورة بلا حد، منطلقًا إلى اللانهاية تمامًا حين يبلغ الجسم البؤرة.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- بعد الجسم d_o (cm)
ما تقيسه:
- بعد الصورة d_i (cm)
كيف يجري التحقيق
- افتح تجربة البؤرة واضغط إعادة. بعد تركيز العدسة مثبت عند 10 cm.
- فعّل قراءة بعد الصورة.
- اضبط بعد الجسم لكل تجربة (مقتربًا من البعد البؤري من خارجه) وسجل بعد الصورة.
المعادلة الحاكمة
معادلة العدسة الرقيقة قرب البؤرة — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
مع اقتراب بعد الجسم d_o من البعد البؤري f، يقترب المقام (d_o − f) في d_i = d_o·f/(d_o − f) من الصفر، قاذفًا بعد الصورة إلى ما لا نهاية — الصورة «تهرب» إلى نقطة في اللانهاية.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب d_i = d_o·f/(d_o − f) باستخدام f = 10 cm. قارن بالجدول.
- بمعادلة العدسة الرقيقة، اشرح لماذا يرسل اقتراب d_o − f من الصفر (من الجهة الموجبة) قيمة d_i نحو اللانهاية الموجبة.
أين يظهر هذا خارج المختبر
- حين يجلس الجسم عند البؤرة بالضبط، تخرج الأشعة من العدسة متوازية تمامًا — صورة «عند اللانهاية». اشرح لماذا يضع منارة أو كشاف مصباحه عند بؤرة العدسة (أو المرآة) بالضبط.
- هذا التجهيز بالضبط — مصدر عند البؤرة ينتج أشعة خروج متوازية — يسمى موازيًا، ويُستخدم لإنشاء حزم متوازية لأجهزة المختبر. لماذا قد يحتاج العلماء حزمة ضوء متوازية تمامًا لتجارب معينة؟
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- أهلًا بك في البؤرة
- حدد الجسم
- اضغط تشغيل
- الأشعة تخرج متوازية
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.