أسئلة: العدسات والصور

الإجابة الصحيحة: تفرق الأشعة وكأنها صادرة من بؤرة خيالية

العدسة المقعرة تعمل على تفريق الأشعة الموازية للمحور الأساسي، بحيث تبدو الأشعة الخارجة وكأنها صادرة من نقطة وهمية أمام العدسة تسمى البؤرة الخيالية.

الإجابة الصحيحة: 20 سم

من $\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = \frac{1}{f}$: $\frac{1}{b} = \frac{1}{10} - \frac{1}{20} = \frac{1}{20}$، فتكون $b = +20$ سم؛ الجسم عند $2F$ فالصورة حقيقية مقلوبة مساوية له عند $2F'$.

الإجابة الصحيحة: تقديرية في جهة الجسم نفسها

إشارة $b$ وحدها تحدد نوع الصورة: الموجبة صورة حقيقية خلف العدسة، والسالبة صورة تقديرية أمام العدسة في جهة الجسم.

الإجابة الصحيحة: عندما يكون الجسم أقرب إلى العدسة من البؤرة $F$

عندما يكون الجسم أقرب من البؤرة تتباعد الأشعة بعد العدسة وتتقاطع امتداداتها في جهة الجسم، فتتكون صورة تقديرية معتدلة مكبرة؛ وهذه فكرة العدسة المكبرة.

الإجابة الصحيحة: تقديرية معتدلة مصغرة على بعد 6 سم من العدسة في جهة الجسم

للمقعرة $\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = -\frac{1}{f}$: $\frac{1}{b} = -\frac{1}{12} - \frac{1}{12} = -\frac{1}{6}$، فتكون $b = -6$ سم (تقديرية)، و $M = 6/12 = 0.5$ (مصغرة). صورة المقعرة لجسم حقيقي تقديرية معتدلة مصغرة دائمًا.

الإجابة الصحيحة: $M = 2$، حقيقية مقلوبة مكبرة

$\frac{1}{b} = \frac{1}{10} - \frac{1}{15} = \frac{1}{30}$، فتكون $b = +30$ سم (حقيقية خلف العدسة، مقلوبة)، و $M = |b/a| = 30/15 = 2$. الجسم بين $F$ و $2F$.

الإجابة الصحيحة: مقعرة تفرّق الأشعة المتوازية

العدسة المقعرة أرق في الوسط، وتفرّق الأشعة الموازية للمحور فتبدو صادرة من بؤرتها في جهة الجسم؛ أما المحدبة فأسمك في الوسط وتجمّعها.

الإجابة الصحيحة: 2

التكبير نسبة طول الصورة إلى طول الجسم: $M = 4/2 = 2$، ويؤخذ موجبًا دائمًا في اصطلاح الدرس، ويوصف اعتدال الصورة أو انقلابها بالكلمات.

الإجابة الصحيحة: ينفذ دون انحراف

الشعاع المار بالمركز البصري لعدسة رقيقة ينفذ على استقامته دون انحراف، وهو أحد الأشعة الأساسية لتحديد موضع الصورة.

الإجابة الصحيحة: على بعد 12 سم أمام العدسة في جهة الجسم (تقديرية)

$\frac{1}{b} = \frac{1}{12} - \frac{1}{6} = -\frac{1}{12}$، فتكون $b = -12$ سم: الإشارة السالبة تعني صورة تقديرية في جهة الجسم، والتكبير $12/6 = 2$.

الإجابة الصحيحة: آلة التصوير (الكاميرا)

الكاميرا وشبكية العين تستخدمان عدسات محدبة لتكوين صور حقيقية ومقلوبة على الشاشة أو الحساس.

الإجابة الصحيحة: تتحول من حقيقية إلى خيالية

عند عبور البؤرة ($f$)، يتغير سلوك العدسة المحدبة من تكوين صور حقيقية مقلوبة إلى صور خيالية معتدلة.

الإجابة الصحيحة: $b = 15$ سم و $M = 0.5$

$\frac{1}{b} = \frac{1}{10} - \frac{1}{30} = \frac{2}{30}$، فتكون $b = +15$ سم (حقيقية)، و $M = 15/30 = 0.5$؛ الصورة مقلوبة مصغرة لأن الجسم أبعد من $2F$.

الإجابة الصحيحة: تتكون من تقاطع الأشعة المنكسرة نفسها ويمكن استقبالها على حاجز

الصورة الحقيقية تتكون حيث تتقاطع الأشعة فعلًا فيمكن استقبالها على حاجز، وهي مقلوبة في العدسة المحدبة؛ أما التقديرية فتتكون من تقاطع امتدادات الأشعة.

الإجابة الصحيحة: عند $2F$ (ضعف البعد البؤري)

عندما $a = 2f$ يكون $\frac{1}{b} = \frac{1}{f} - \frac{1}{2f} = \frac{1}{2f}$، فتكون $b = 2f$ و $M = 1$: صورة حقيقية مقلوبة مساوية للجسم عند $2F'$.

$\frac{1}{b} = \frac{1}{15} - \frac{1}{45} = \frac{3 - 1}{45} = \frac{2}{45}$، فتكون $b = +22.5$ سم. $M = |b/a| = 22.5 / 45 = 0.5$. بما أن $b$ موجبة فالصورة حقيقية خلف العدسة، وهي مقلوبة ومصغرة إلى النصف (الجسم أبعد من $2F$).

للعدسة المقعرة: $\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = -\frac{1}{f}$، أي $\frac{1}{b} = -\frac{1}{15} - \frac{1}{10} = -\frac{2 + 3}{30} = -\frac{1}{6}$، فتكون $b = -6$ سم. $M = 6/10 = 0.6$. الصورة تقديرية (في جهة الجسم) معتدلة مصغرة.

العدسة المقعرة تفرّق الأشعة، فالأشعة الخارجة منها تتباعد ولا تتقاطع أبدًا خلف العدسة. تتقاطع امتداداتها فقط أمام العدسة في جهة الجسم، فتتكون صورة تقديرية لا يمكن استقبالها على حاجز. ويظهر ذلك في القانون: $\frac{1}{b} = -\frac{1}{f} - \frac{1}{a}$ سالبة دائمًا لأن $a$ و $f$ موجبان، فتكون $b$ سالبة دائمًا.

الصورة تقديرية فتكون $b = -12$ سم. من $\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = \frac{1}{f}$: $\frac{1}{f} = \frac{1}{4} - \frac{1}{12} = \frac{3 - 1}{12} = \frac{1}{6}$، فيكون $f = 6$ سم. التكبير $M = 12/4 = 3$، والصورة معتدلة مكبرة.

$\frac{1}{b} = \frac{1}{10} - \frac{1}{15} = \frac{1}{30}$، فتكون $b = +30$ سم (حقيقية خلف العدسة). $M = |b/a| = 30/15 = 2$، فطول الصورة $2 \times 5 = 10$ سم، وهي مقلوبة لأنها حقيقية.

المحدبة أسمك في وسطها من أطرافها، وتجمّع الأشعة الموازية للمحور في بؤرة حقيقية خلفها، وتعطي صورًا حقيقية مقلوبة إذا كان الجسم أبعد من البؤرة، وتقديرية معتدلة مكبرة إذا كان أقرب منها. أما المقعرة فأرق في وسطها، وتفرّق الأشعة الموازية فتبدو صادرة من بؤرتها في جهة الجسم، وصورتها لجسم حقيقي تقديرية معتدلة مصغرة دائمًا.