معادلة العدسة الرقيقة
الهدف من هذه التجربة هو قياس البعد البؤري لعدسة رقيقة باستخدام معادلة النقطتين المترافقتين. وبهذه الطريقة، لا يمكن تحديد البعد البؤري إلا في حالة العدسات الرقيقة.
ما يتعلمه الطلاب
- البعد البؤري للنظام البصري هو مقياس لمدى قوة تركيزه للضوء أو تشتته؛ فكلما كان البعد البؤري أقصر، زادت القوة البصرية
- عندما يكون سمك العدسة صغيرًا مقارنة بنصف قطر الانحناء، يُطبق تقريب العدسة الرقيقة ويمكن وصف النظام بمعادلة العدسة الرقيقة
الجانب العلمي وراء هذه التجربة
لنفترض أن سماكة العدسة صغيرة مقارنة بانحناءها. بالنسبة لهذه العدسات الرقيقة، فإن مسار الضوء عبر العدسة نفسها لا يسهم إلا قليلاً جدًّا في التغير الإجمالي في اتجاه أشعة الضوء. وباستخدام ما يُعرف بـ«تقريب العدسة الرقيقة»، يمكننا وصف خصائص العدسة المجمعة رياضيًّا باستخدام معادلة العدسة الرقيقة المعروفة.
يكون البعد البؤري f موجبًا في العدسات المجمعة وسالبًا في العدسات المشتتة. وتُعرف القيمة 1/f بالقوة البصرية للعدسة. تُقاس قوة العدسة بالديوبتر، وهي وحدة تساوي عكس المتر (m−1).
يُقال إن نقطة الجسم ونقطة الصورة في نظام العدسات هما نقطتان متقاربتان.
المعدات المستخدمة
- مستوى مائل مزود بثلاثة أطراف مسار مختلفة — MEC-053
- حامل للعدسات والمرايا بقطر 50 مم — OPT-003
- منزلق للحامل — OPT-008
- طاولة بريزم — OPT-010
- مجموعة مكونة من 4 عدسات كروية ثنائية التحدب (قطر 50 مم)، f = +50، +100، +150، +200 مم — OPT-022
- مجموعة مكونة من سبعة أغشية — OPT-004
- شبكة معدنية بيضاء، مربعة الشكل، طول الضلع 140 مم، قطر الدعامة 10 مم — OPT-011
- حامل للشرائح والأغشية — OPT-005
- جهاز عرض مزود بمصباح هالوجين 12 فولت، 20 واط — OPT-006
- حامل منزلق لأجهزة العرض — OPT-009
أسئلة للطلاب
- حدد مسافة الصورة لجسم يبلغ ارتفاعه 5 سم موضوع على بعد 10 سم من عدسة محدبة من الجانبين يبلغ طولها البؤري 15 سم.
- ماذا يمكننا أن نقول عن اتجاه الشعاع المار عبر عدسة مجمعة؟ وماذا عن العدسة المشتتة؟
- ما هو أحد التطبيقات الشهيرة للعدسات، وفقًا لتجربتك اليومية؟
قم بإجراء هذه التجربة في فصلك الدراسي
تُعد هذه التجربة جزءًا من برنامج «ATP Volta» — وهو مختبر علمي متنقل ومكتفٍ ذاتيًا يحول الفصل الدراسي العادي إلى مختبر عملي في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM)، ويضم أكثر من 200 تجربة في مجالات الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا والروبوتات والهندسة. ويقوم « Gali » — وهو المرشد التعليمي الذي يعمل بالذكاء الاصطناعي والمدمج في موقع ATP Connect — بتوجيه الطلاب خلال كل خطوة والإجابة على أسئلتهم أثناء إجراء التجارب.
شاهد مختبر «ATP Volta» العلمي المتنقلتواصل مع فريقنا