البؤرة: حيث تهرب الصور إلى اللانهاية
1 · توقّع
كلما اقترب جسم من بعد تركيز عدسة مجمّعة من خارجه، فماذا يحدث لبعد الصورة؟
- يتقلص بعد الصورة نحو الصفر.
- يبقى بعد الصورة ثابتًا تقريبًا.
- ينمو بعد الصورة بلا حد، منطلقًا إلى اللانهاية تمامًا حين يبلغ الجسم البؤرة.
2 · التجهيز
- 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.
3 · اجمع البيانات
| بعد الجسم d_o (cm) | بعد الصورة d_i (cm) |
|---|---|
| 11.00 | |
| 12.00 | |
| 15.00 |
ارسم بعد الصورة d_i (المحور y) مقابل بعد الجسم d_o (المحور x) لتجاربك الثلاث. هل ينطلق صاعدًا مع اقتراب d_o من 10 cm؟
4 · حلّل
- 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.
5 · وسّع
- 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؟
الفيزياء خلف هذه التجربة
معادلة العدسة الرقيقة قرب البؤرة
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.