البصريات
مقراب فلكي
العدسة الشيئية والعدسة العينية مفصولة بـ f_objective + f_eyepiece؛ M = −f_objective/f_eyepiece هو التكبير الزاوي لجسم بعيد، بينما صورة الجسم القريب على المقعد تُظهر التكبير الجانبي f_eyepiece/f_objective.
مقراب فلكي — محاكاة البصريات تفاعلية. العدسة الشيئية والعدسة العينية مفصولة بـ f_objective + f_eyepiece؛ M = −f_objective/f_eyepiece هو التكبير الزاوي لجسم بعيد، بينما صورة الجسم القريب على المقعد تُظهر التكبير الجانبي f_eyepiece/f_objective. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
المقراب الفلكي
التلسكوب اللابؤري يفصل عدساته بمسافة f_objective + f_eyepiece؛ M = −f_objective/f_eyepiece.
يتطابق المستوى البؤري للشيئية مع العينية، فيكون فصل العدستين f_شيئية + f_عينية ويخرج المتوازي الداخل متوازيًا. التكبير الزاوي نسبة البعدين البؤريين؛ وسالبيته تدل على الانقلاب.
- M = −f_obj/f_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
يضع المقرار اللابؤري (الكبلري) شيئيته وعينيته بحيث تتطابق بؤرتاهما — ضوء متوازٍ داخلًا وضوء متوازٍ خارجًا. هل بعد بؤري أقصر للعينية يعطي تكبير مقراب أعلى أم أدنى؟
توقعات للموازنة
- عينية أقصر تعطي تكبيرًا أدنى.
- بعد تركيز العينية لا يؤثر في التكبير.
- أعلى — التكبير نسبة بعد الشيئية إلى بعد العينية، فتقليص بعد العينية يرفع النسبة.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- بعد تركيز العينية f_e (cm)
ما تقيسه:
- التكبير الزاوي M
كيف يجري التحقيق
- افتح مسبق التلسكوب واضغط إعادة الضبط. للشيئية f = 100 cm؛ العدستان مفصولتان بمجموع بُعديهما البؤريين (الشرط اللابؤري).
- فعّل قراءة التكبير الزاوي.
- اضبط البعد البؤري للعينية لكل محاولة (الشيئية ثابتة عند f = 100 cm) وسجل التكبير الناتج.
المعادلة الحاكمة
التكبير الزاوي للمقراب — M = −f_o/f_e
التكبير الزاوي للتلسكوب الكبلري اللابؤري هو M = −f_o/f_e، نسبة البعد البؤري للشيئية إلى بُعد العينية. الشيئية الأطول أو العينية الأقصر يزيدان التكبير معًا.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب M = −f_o/f_e باستخدام f_o = 100 cm. قارن بالجدول.
- اشرح لماذا يكون التكبير سالبًا (صورة مقلوبة، كالمقراب الكبلري البسيط النموذجي) ولماذا يزيد بعدُ عينية أقصر مقدارَ M.
أين يظهر هذا خارج المختبر
- بخلاف العينية (التي تحدد التكبير)، قطرُ العدسة الشيئية (غير المعروض في هذا النموذج البُعدي وحده) يحدد مقدار الضوء الذي يجمعه المقراب وقدرته الفاصلة القصوى. اشرح لماذا يهتم الفلكيون بفتحة المقراب (قطر الشيئية) أكثر من تكبيرها وحده.
- «اللابؤري» يعني ضوءًا متوازيًا داخلًا ينتج ضوءًا متوازيًا خارجًا — لا بعدًا بؤريًا كليًا واحدًا للمقراب نفسه، بخلاف عدسة كاميرا أو عدسة مكبرة. اشرح لماذا هذا التصميم مثالي لرؤية أجسام بعيدة جدًا (فعليًا عند اللانهاية) بعين مسترخية.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- أهلًا بك في المقراب
- حدد العدسة الشيئية
- اضغط تشغيل
- الحجم الزاوي للأجسام البعيدة
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.