البصريات
تصحيح قِصَر النظر
عدسة مفرّقة (قدرة سالبة) تنقل نقطة البعد إلى اللانهاية، فيتجمع الجسم البعيد بوضوح تام.
تصحيح قِصَر النظر — محاكاة البصريات تفاعلية. عدسة مفرّقة (قدرة سالبة) تنقل نقطة البعد إلى اللانهاية، فيتجمع الجسم البعيد بوضوح تام. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
تصحيح قِصَر النظر
عدسة مفرّقة (قدرة سالبة) تنقل نقطة البعد إلى اللانهاية، فيتجمع الجسم البعيد بوضوح تام.
عدسة نظارة مقعرة (مفرّقة) تبعثر الأشعة قبل دخولها العين، مزحزحة المستوى البؤري راجعًا إلى الشبكية للأجسام البعيدة. تختار القدرة بحيث تنتقل نقطة البعد إلى اللانهاية — التصحيح القياسي لقصر النظر.
- عدسة مفرّقة
- أبعد نقطة → ∞
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
عدسة قصر النظر التصحيحية المفرقة (f = −70 cm هنا) مقصود بها جعل الأجسام البعيدة تبدو عند نقطة الأبعد للعين بدلًا من ذلك. هل يعمل هذا بنفس الطريقة مهما كان بُعد الجسم الفعلي؟
توقعات للموازنة
- ضمن مسافات الجسم التي يمكن لهذه الطاولة الوصول إليها فعلاً، مسافة الصورة الافتراضية لا تزال تختلف كثيراً عندما تتغير مسافة الجسم الحقيقية — لم تستقر بعد بالقرب من النقطة البعيدة.
- نعم — لأي جسم بعيد كفاية، تكوّن العدسة المفرّقة صورة افتراضية قريبة جدًا من بؤرتها هي (قرب نقطة البعد)، مهما كان البعد الحقيقي الدقيق.
- لا تغير العدسة التصحيحية بعد الصورة الفعال إطلاقًا.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- البعد الحقيقي للجسم d_o (cm)
ما تقيسه:
- بعد صورة العدسة التصحيحية d_i (cm)
كيف يجري التحقيق
- افتح مسبق تصحيح قصر النظر واضغط إعادة الضبط. العدسة التصحيحية المفرقة لها f = −70 cm، مطابقة لنقطة الأبعد لهذه العين.
- فعّل قراءة بعد صورة العدسة التصحيحية.
- اضبط البعد الحقيقي للجسم لكل تجربة (كلها بعيدة معقولًا) وسجل بعد الصورة الافتراضية المتكونة بالعدسة التصحيحية.
المعادلة الحاكمة
كيف تعيد العدسات التصحيحية توجيه الضوء — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
العدسة التصحيحية المفرقة التي يساوي بعدها البؤري سالبَ نقطة الأبعد للعين تصور جسمًا بعيدًا فعلًا — على مئات السنتيمترات، أبعد بكثير مما تبلغه طاولة المختبر — عند تلك النقطة البعيدة أو قريبًا جدًا منها، وهي بالضبط حيث ما تزال العين قصيرة النظر قادرة على التجميع. وللأجسام الأقرب من ذلك، كما تبيّن محاولات هذه الورقة نفسها، لا يزال بعد الصورة يتحرك بشكل ملحوظ مع تغير بعد الجسم.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب d_i من 1/f = 1/d_o + 1/d_i باستخدام f = −70 cm. قارن بالجدول.
- جدولك يظهر أن d_i لا يزال يتغير بشكل كبير حتى عند أكبر مسافة جسم يمكن لهذه الطاولة الوصول إليها (d_o = 100 cm، d_i فقط 58.8% من الطريق إلى f = −70 cm). باستخدام 1/f = 1/d_o + 1/d_i، اشرح لماذا يحتاج d_i إلى d_o بمئات السنتيمترات قبل أن يقترب حقًا من f — هذا التصحيح يصبح قريبًا من الكمال فقط للأجسام الأبعد بكثير مما تصل إليه هذه الطاولة، وليس لكل جسم «بعيد».
أين يظهر هذا خارج المختبر
- هذه هي الآلية الفعلية خلف العدسات التصحيحية: إنها لا تغير ما تفعله عدسة العين نفسها — بل تعالج الضوء مسبقًا بحيث «ترى» العين الصورة المصححة عند مسافة تستطيع أصلًا تجميعها. اشرح لماذا يعني ذلك أن العدسات التصحيحية تعمل مع بصريات العين نفسها لا تحل محلها.
- قارن f = −70 cm الثابتة لهذه التجربة بحساب القدرة التصحيحية في تجربة قصر النظر لنقطة أبعد 70 cm (P = −100/70 ≈ −1.43 D، إذن f = 1/P ≈ −70 cm). أكد أنهما العدسة نفسها، موصوفة بطريقتين مختلفتين (البعد البؤري مقابل الديوبتر).
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- أهلًا بك في تصحيح قِصَر النظر
- حدد العدسة التصحيحية
- اضغط تشغيل
- تصحيح مفرّق
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.