الصفحة الرئيسيةالتجارب
المجهر والتلسكوب
الفيزياء

المجهر والتلسكوب

كيفية صنع مجهر مركب باستخدام عدستين محدبتين قصيرتي البعد البؤري. يُوضع الجسم المراد فحصه خارج نطاق التركيز البؤري للعدسة المكبرة مباشرةً.

20 دقيقة
الضوء والبصريات
المجهر؛ التلسكوب؛ العدسات المركبة

ما يتعلمه الطلاب

  • المجهر
  • التلسكوب

الجانب العلمي وراء هذه التجربة

يستخدم المجهر نفس المبدأ الذي يعمل به التلسكوب الانكساري — حيث تنحرف موجات الضوء أثناء مرورها عبر الزجاج. ففي التلسكوب، تكمن الفكرة في انحراف الضوء المتوازي القادم من أجسام بعيدة جدًّا ليتركز في نقطة بؤرية صغيرة عند العين. أما في المجهر، فتكمن الفكرة في انحراف الضوء المتباعد (المنتشر) ليصبح مسارًا متوازيًا، ثم انحراف هذا الضوء ذي المسار المتوازي ليتركز في نقطة بؤرية صغيرة عند العين.

يدخل الضوء من خلال العدسة الأمامية، ثم يمر عبر عدسة المنظار قبل أن يصل إلى عينك.

تعتمد التلسكوبات الانكسارية على حقيقة مذهلة واحدة. فعندما يمر الضوء عبر الزجاج، يتباطأ. ويؤدي تباطؤ سرعة شعاع الضوء إلى انحرافه. لماذا؟ تخيل أنك تسحب عربة على الرصيف، ثم انزلقت عجلات أحد الجوانب إلى العشب. تدور العجلات في العشب أبطأ مما تدور على الرصيف، فتتحرك العربة نحو العشب. وبنفس الطريقة، عندما يمر شعاع الضوء عبر عدسة زجاجية داخل التلسكوب، فإنه يتحرك نحو العدسة. وعندما يخرج شعاع الضوء من الجانب الآخر، يكون قد انحرف!

إن شكل العدسة يؤدي إلى انحراف الضوء القريب من الجزء العلوي من العدسة نحو الأسفل، وانحراف الضوء القريب من الجزء السفلي منها نحو الأعلى. وتتقاطع أشعة الضوء في مكان ما داخل الأنبوب، ولكن قبل أن تتمكن من الانتشار مرة أخرى، تقوم عدسة المنظار بانحرافها مرة أخرى وتوجيهها إلى العين.

ونظرًا لتقاطع أشعة الضوء، تظهر الصورة مقلوبة رأسًا على عقب. ولا يمثل هذا الأمر مشكلة كبيرة عند النظر إلى كوكب المريخ أو القمر (تذكر أنه لا يوجد اتجاه حقيقي «لأعلى» أو «لأسفل» في الفضاء)، لكن التلسكوبات الانكسارية المستخدمة لرصد الأجسام هنا على الأرض غالبًا ما تحتوي على مجموعة أخرى من العدسات لإعادة الصورة إلى وضعها الصحيح.

في التلسكوب العاكس، ينعكس الضوء عن المرايا بدلاً من المرور عبر العدسات.

تعد التلسكوبات الانكسارية أبسط من التلسكوبات العاكسة، لكنها تعاني من قيد مهم. تذكر أن الضوء الذي يمر عبر العدسة الزجاجية ينحرف. وقد تبين أن درجات انحراف الألوان تختلف عن بعضها، مما يؤدي إلى فقدان تركيز الضوء. وقد حل إسحاق نيوتن هذه المشكلة باستبدال العدسات بمرايا.

عندما يسقط الضوء على مرآة، فإنه لا ينحرف. بل ينعكس عنها. تمامًا مثل الكرة التي ترتد عن الحائط، تنعكس شعاع الضوء عن المرآة بنفس الطريقة التي دخل بها. بعبارة أخرى، الزاوية التي يدخل بها الضوء تساوي الزاوية التي يخرج بها. وتنطبق هذه القاعدة على كل أنواع الضوء، بغض النظر عن لونه.

المرآة الرئيسية في التلسكوب العاكس منحنية بالدرجة المناسبة لتوجيه كل الضوء نحو المرآة الثانوية. ومن هناك، يمر الضوء عبر عدسة العين، التي تعمل على انحراف الضوء نحو العين.

المعدات المستخدمة

  • مستوى مائل، مزود بثلاثة أطراف مسار مختلفة — MEC-053
  • منزلق للحاملات — OPT-008
  • حامل للعدسات بقطر 50 مم — OPT-003
  • زوج من العدسات الكروية ثنائية التحدب، f: 5، 20 سم — OPT-022
  • عدسة كروية ثنائية التقعر f: -5 — OPT-021
  • ميزان ذو وجهين، مطبوع بالشاشة الحريرية — MEC-002

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

مكتبة التجارب الكاملة

ستة وثمانون تجربة إرشادية في مجالات الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا — تتضمن كل منها أهدافًا تعليمية، ومعدات، ونظرية أساسية، وأسئلة للطلاب. تصفح المكتبة

الفيزياء 42
الكيمياء والبيولوجيا 44