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.
بصريات 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 = −f₁/f₂
- نظام بعدستين
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
يعتمد التكبير الزاوي الكلي للمجهر المركب على طول الأنبوب (المسافة بين الشيئية والعينية)، لا على بعديهما البؤريين الفرديين فحسب. هل طول أنبوب أطول يزيد التكبير الكلي؟
توقعات للموازنة
- لا — طول الأنبوب لا يؤثر في التكبير الكلي، بل البعدان البؤريان الفرديان فقط.
- بعد تركيز العينية وحده يهم، لا طول الأنبوب.
- نعم — أنبوب أطول يزيد تكبير الشيئية الذاتي، وهو يضرب في تكبير النظام الكلي.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- طول الأنبوب L (cm)
ما تقيسه:
- التكبير الزاوي M
كيف يجري التحقيق
- افتح مسبق المجهر واضغط إعادة الضبط. للشيئية f_o = 8 cm؛ وللعينية f_e = 25 cm.
- فعّل قراءة التكبير الزاوي.
- اضبط طول الأنبوب (الفصل بين الشيئية والعينية) لكل تجربة وسجل التكبير الناتج.
المعادلة الحاكمة
تكبير المجهر المركب — M = −(L/f_o)(N/f_e)
التكبير الزاوي الكلي للمجهر المركب هو M = −(L/f_o)(N/f_e): تكبير الشيئية على طول الأنبوب L، مضروبًا في عامل العدسة المكبرة البسيطة للعينية باستخدام نقطة القرب المعيارية N = 25 cm.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب M = −(L/f_o)·(N/f_e) باستخدام f_o = 8 cm و f_e = 25 cm و N = 25 cm (نقطة القرب المعيارية). قارن بالجدول.
- اشرح لماذا تجمع هذه الصيغة عامل تكبير «جانبي» (L/f_o، من تصوير الشيئية عبر طول الأنبوب) وعامل تكبير «زاوي» (N/f_e، من العينية العاملة مكبرًا بسيطًا على تلك الصورة الوسيطة).
أين يظهر هذا خارج المختبر
- قارن صيغة هذه التجربة بصيغة تجربة العدسة المكبرة البسيطة M = N/f. اشرح لماذا يمثل العامل الإضافي L/f_o في المجهر خطوة «التمهيد للتكبير» التي تسهم بها الشيئية قبل أن تتدخل العينية أصلًا.
- وحّدت المجاهر الحقيقية تاريخيًا على أطوال أنابيب محددة (مثل 160 mm) لتُخلط شيئيات وعينيات مصنّعين مختلفين وتطابقها بتوقع. اشرح لماذا يهم توحيد L (مع f_o وf_e) لأجزاء المجهر القابلة للتبديل.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- أهلًا بك في المجهر
- حدد العدسة الشيئية
- اضغط تشغيل
- تكبير ثنائي المرحلة
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.