البصريات
عدسة صانع العدسات (من أنصاف الأقطار)
البعد البؤري لهذه العدسة ينبع من انحناءات سطحيها ومعامل زجاجها: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂).
عدسة صانع العدسات (من أنصاف الأقطار) — محاكاة البصريات تفاعلية. البعد البؤري لهذه العدسة ينبع من انحناءات سطحيها ومعامل زجاجها: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂). مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
معادلة صانع العدسات
البعد البؤري لهذه العدسة ينبع من انحناءات سطحيها ومعامل زجاجها: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂).
معادلة صانع العدسات 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) تُظهر أن البعد البؤري ينشأ من الانحناءات ومعامل الانكسار. يبني هذا المسبق عدسة من نصفي قطر صريحين لتختبر كيف يقلّص الانحناء الأشد أو الزجاج الأعلى معاملًا البعد البؤري f.
- 1/f = (n−1)(1/R₁−1/R₂)
- f من الانحناءات
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
يأتي بعد تركيز العدسة من معامل زجاجها وانحناء سطحيها. هل تسطيح أحد السطحين (نصف قطر انحناء أكبر) يزيد البعد البؤري أم ينقصه؟
توقعات للموازنة
- يزيده — سطح أكثر استواءً (نصف قطر أكبر) يحني الضوء أقل، فيعطي بعدًا بؤريًا أطول.
- السطح الأكثر استواءً ينقص البعد البؤري.
- انحناء السطح لا يؤثر في البعد البؤري، بل معامل الزجاج فقط.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- نصف قطر السطح الأول R₁ (cm)
ما تقيسه:
- البعد البؤري f (cm)
كيف يجري التحقيق
- افتح مسبق صانع العدسات واضغط إعادة الضبط. هذه العدسة معاملها n = 1.5، ونصف قطر سطحها الثاني ثابت عند R₂ = −20 cm.
- فعّل قراءة البعد البؤري.
- اضبط نصف قطر انحناء السطح الأول لكل تجربة وسجل البعد البؤري الناتج.
المعادلة الحاكمة
معادلة صانع العدسات — 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂)
البعد البؤري للعدسة الرقيقة يأتي مباشرة من معامل زجاجها وانحناءي سطحيها: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂). هكذا يتنبأ مصمم العدسات بالسلوك البصري من معاملات التصنيع الفيزيائية.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب f من 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) باستخدام n = 1.5 و R₂ = −20 cm. قارن بالجدول.
- بمعادلة صانع العدسات، اشرح لماذا زيادة R₁ (تسطيح السطح الأول/تقليل انحنائه) تزيد البعد البؤري — عدسة أكثر استواءً تحني الضوء أقل.
أين يظهر هذا خارج المختبر
- هذه العدسة R₁ > 0 و R₂ < 0 — السطحان كلاهما ينتفخان للخارج (عدسة محدبة الوجهين)، أقوى الأشكال الجامعة شيوعًا. اشرح، باستخدام معادلة صانع العدسات، لماذا للعدسة محدبة المستوى (وجه مسطح واحد، R = ∞) بعد بؤري أطول من عدسة محدبة الوجهين بنفس الزجاج وانحناء مماثل.
- يختار مصنّعو عدسات النظارات انحناءات السطوح (لا معامل الزجاج فحسب) لبلوغ بعد بؤري موصوف مع ضبط الوزن وسماكة الحافة. اشرح لماذا قد يعطي زوجان مختلفان من (R₁ وR₂) البعدَ البؤري نفسه بالضبط، ببنية معادلة صانع العدسات.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- أهلًا بك في صانع العدسات
- حدد العدسة
- اضغط تشغيل
- الانحناء يحدد البعد البؤري
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.