الخامس الفصل

الضوءالضوء 5-1 طبيعةالضوء 5-2 انتشارالضوء 5-3 سرعةاالنكسار 5-4 معاملانعكاسالضوء 5-5الضوء 5-6 انكسارالكلي 5-7 االنعكاسالداخلي

والعدسات المراياالمستوية 5-8 المرايا باالنعكاسعلى المتكونة الصورالكرية 5-9 المرايا باالنعكاسعلى المتكونة الصور

باالنكسار 5-10 المتكونة الصوروالعدسات 5-11 للمرايا العام القانون

البصرية األجهزةالبسيط 5-12 المجهرالمركب 5-13 المجهرالتصوير 5-14 آلةالمعيان5-15

62

الضوءlight

الضوء 5-1 nature of lightطبيعة َ دائما الضوء طبيعة وكانت واإلثارة، للدهشة ً مثارا الضوء خواص كانت الزمان قديم منذ

عظيمة لتأمالت َ بأبحاث 0موضوعا يقومون َ تقريبا الفترة علماء كل كان نيوتن عصر ففي

الضوء طبيعة في الطبيعة 0علمية أن إال ، بالضوء العظيم االهتمام من الرغم وعلى

الحالي القرن مطلع حتى جدل محل ظلت للضوء 0الداخلية

الضوء شعاع كان إذا ما حول خالف هناك كان ذلك بعد خلت ولسنوات نيوتن عصر وخالل

معين نوع من موجات هو أو الجسيمات من تيار أعظم 0هو من نفسه نيوتن كان وقد

من ) تنطلق جسيمات عن عبارة الضوء أن وهي للضوء الجسيمية النظرية مؤيدي

) الضوئي 0المصدر

عام من 1670وفي كثير يفسر أن نيوتن معاصري احد وهو هيجنز كريستيان استطاع م

شكل ) على مصدره من ينطلق الضوء أن أي طبيعته في موجيا باعتباره الضوء خواص

) مؤيدها( ) الضوء طبيعة حول والموجية الجسيمية الفكرتين هاتين لكلتا كان وقد ، موجات0

عام حتى كذلك األمر ظل أوجستين ) 1803ولقد بقليل وبعدها يونج توماس قدم حين م

األمواج ( مثل البعض بعضها مع التداخل تستطيع الضوئية األشعة أن يوضح َ برهانا فرنك

عالميا مقبولة الموجية النظرية أصبحت وبهذا طبيعة 0الصوتية على الدراسات وتتابعت

عام حوالي إال نهائي بشكل الضوء ابتعاث يفهم لم ولكنه ذلك 1930الضوء على عالوة

عام أينشتين التأثير 1905أشار وهي للضوء األقل على واحدة خاصية توجد انه م

أو ) معينة طاقة تحمل جسيمات من َ مكونا الضوء باعتبار تفسيرها تم وقد الكهروضوئي،

) الطاقة من 0كمات

ذو الضوء نعتبر اليوم أصبحنا حتى التالية السنوات خالل المفهوم هذا في التوسع تم وقد

كجسيمات َ وجزئيا كأمواج يبدو َ جزئيا فهو مزدوجة للضوء 0طبيعة الطبيعية الظواهر فبعض

) ظاهرة ) مثل وذلك ، الجسيمية النظرية للضوء الجسيمي بالمفهوم تفسيرها أمكن قد

واالنكسار يمكن 0االنعكاس ال والحيود التداخل مثل األخرى الظواهر بعض أن حين في

) الموجية ) النظرية للضوء الموجي المفهوم طريق عن إال 0تفسيرها

63

الضوء 5-2 Propagation of light انتشار

ذلك على ويدل مستقيمة، خطوط في االتجاهات جميع في مصادره من الضوء ينتشر

في الضوء بانتشار المرتبطة المعروفة الظواهر من وغيرها الظالل وأشباه الظالل تكون

مستقيمة .خطوط

الضوء 5-3 Velocity of light سرعة

مثل األخرى األوساط وفي الفراغ في الضوء لقياسسرعة عديدة تجارب أجريت لقد

في سرعته من أكبر تكون الفراغ في الضوء سرعة أن وجد وقد وغيرها، والزجاج الماء

األكبر الوسط في منها اكبر كثافة األقل الوسط في سرعته وتكون األخرى، األوساط

الزجاج في سرعته من اكبر مثال الماء في فسرعته سرعة 0كثافة، فإن ذلك على عالوة

للضوء الموجي الطول على تعتمد المواد خالل الضوء 0الضوء سرعة أن بالتجربة وجد وقد

الفراغ الفراغ c حيث c=2.998x108 m/sفي في الضوء سرعة إلى 0ترمز

االنكسار 5-4 Refractive indexمعاملاو االنكسار بمعامل وسط في وسرعته الفراغ في الضوء سرعة بين النسبة تسمى

ويرمز ، الوسط انكسار بالرمز معامل nله

في vحيث الضوء سرعة الوسط. هيالقانو هذا من حاصل نيالحظ عن عبارة ألنه وذلك وحدة له ليس االنكسار معامل أن

سرعتين 0قسمة

( hلhوhدhجhhلhh1-5ا )نhثمhعhhبhhنhhي اhhلhhذhي hرhصفhhhhألhhا hءhضوhhلhhل hةhفhhلhhتhخhمhhلhhا hhدhhاhوhمhhلhhا فhي hرhhساhكhhنhhhhالhhا مhعhاhhمhل يhhبhhيhhن

hوhhيhhدhصوhhلhhا hرhhاhخhhب hحhhاhhصبhمhي مhجhوhمhhلhhا hهhhلhطوh0ِوA5890 ِ=

( hhاhدhمhhhhال طوhلLambda )hحhيhhث hةhدhحhو hhاhهhhتhدhحhوhو اhhلhhمhوhجhي hلhطوhhلhhا 0هhي

1 Ao =10-10 m = 10-8cm=10-1nm

المواد( 1-5جدول ) لبعض االنكسار معامالت

hةhhدhhاhمhhلhhاhةhhدhhاhمhhلhhا

*hءhhاhوhهhhلhh1.003اhدhhيhرhوhhلh1.53 ك

64

(5-1)

hءhhاhمhhلhhاhلhوhhنhhثhhاhhيhhاhنhوhhتhhسيhhا

منصهر كوارتزبنزين

تاجي زجاج

1.33

1.36

1.36

1.46

1.5

1.52

hhيhرhhيhhستhhيhhلhوhhب ثhhاhhنhhي

hدhhيhhتhhيhرhhبhك

ظراني زجاجhدhhيhhدhوhhيhhأ

مhاhhس

1.59

1.63

1.66

1.74

2.42

المعياريين* الحرارة ودرجة الضغط عند(1-5مثال )

انكساره معامل أن علم إذا الكربون كبريتيد ثاني في الضوء سرعة 1.63احسب

تساوي الفراغ في الضوء سرعة أن .108m/s×3بفرض

الحل:

الضوء 5-5 Reflection of lightانعكاستفسر لألشياء العين رؤية أن القديم في َ سائدا كان لقد

وضع عند ولكن رؤيته، يمكن وبالتالي الجسم على العين من تسقط الضوئية األشعة بان

كليا ستنعدم الرؤيا أن وجد مظلم مكان في الجسم يدل 0هذا فانه شئ على ذلك دل إن

الرؤيا فسرت ولكن األجسام على لتسقط العين من صادرة أشعة توجد ال أنه على

وبالتالي العين إلى عنها ترتد ثم األجسام على الضوئي المصدر من الضوئية األشعة تسقط

األجسام تلك رؤية من العين 0تتمكن

بظاهرة تسمى األجسام عن األشعة ارتداد ظاهرة

hءhضوhhلhhساhhاhكhعhhنhh0ا

سطح( 1-5الشكل ) على االنعكاس ظاهرة يوضح

: أن حيث مستوية مرآةAB الساقط الشعاع يمثل

BC المنعكس الشعاع يمثل DB العاكس السطح على المقام العمود يمثل

65

السطح العاكس

B

الشعاع Aالساقط

الشعاع المنعكس

C

العمود المقام

D

i r

(1-5شكل )

i السقوط زاويةr االنعكاس زاوية

السقوط ) ( iزاويةالعاكس السطح على المقام والعمود الساقط الشعاع بين المحصورة الزاوية 0هي

االنعكاس ) (rزاوية

العاكس السطح على المقام والعمود المنعكس الشعاع بين المحصورة الزاوية 0هي

وصف يمكن فانه مستو سطح عند ضوئي ينعكسشعاع عندما أنه التجارب بينت لقد

االنعكاس بقانون ويسمى جزأين من مكون قانون صورة المنعكسفي الضوء 0طبيعة

االنعكاس Law of reflectionقانون: فان عاكس سطح على ضوئي شعاع سقط إذا أنه على ينص

االنعكاس- 1 زاوية تساوي السقوط 0زاوية

جميعها- 2 تقع العاكس السطح على المقام والعمود المنعكس والشعاع الساقط الشعاع

واحد مستوى 0في

الضوء 5-6 Refraction of lightانكسارسوف فإنه الزجاج أو كالماء شفافة لمادة أملس سطح على ضوئي شعاع يسقط عندما

اتجاهه مغيرا الوسط خالل الباقي الجزء وينكسر االنعكاس لقانون تبعا منه جزء ينعكس

بالشكل ) (.2-5كما

الضوء؟ انكسار سبب هو مابhhسبhhب اhhلhhوhسطاhhلhhثhhاhhنhhي فhي hءhضوhhلhhا hرhhساhكhhنhhا hجhhتhhنhhي

هذا في دخوله إثر الضوء سرعة في التغير

) ( .، الوسطين كثافة اختالف بسبب أي الوسط

أقل الثاني الوسط في الضوء سرعة كانت فإذا

اhhلhhوhسط ) hنhhأ أhhي hلhوhhhhألhhسطاhوhhلhhا فhي hهhhتhعhسر مhن

66

(2-5شكل )

المقام العمود

2

الثاني الوسط) زجاج)

الشعاع المنكسر

الشعاع الساقط

الشعاع المنعكس

األول الوسط) هواء)

1

. ) المقام العمود من مقتربا سينكسر الضوء فإن األول الوسط من كثافة أكبر الثاني

-: يhhلhhي hhاhمhككhhلhhصذhhيhخhhلhhت وhيhhمhكhنمن- مقتربا سينكسر فإنه كثافة أكبر وسط إلى كثافة أقل وسط من الضوء سقط إذا

. المقام العمودالعمود- عن مبتعدا سينكسر فإنه كثافة أقل وسط إلى كثافة أكبر وسط من الضوء سقط وإذا

المقام..2الزاوية- االنكسار بزاوية تعرف

االنكساِر Angle of refractionزاويةبين الفاصل السطح على المقام والعمود المنكسر الشعاع بين المحصورة الزاوية هي

بين. فاصل سطح عند ضوئي شعاع ينكسر عندما أنه التجارب بينت لقد الوسطين

جزأين من مكون قانون صورة في المنكسر الضوء طبيعة وصف يمكن فإنه وسطين

) ( سنل قانون أو االنكسار بقانون 0ويسمى

) ســـــــــنل ) قانون االنكسار قانونوسطين بين فاصل سطح على ضوئي شعاع سقط إذا أنه على االنكسار قانون ينص

: فإن مختلفينالوسط- 1 في االنكسار وزاوية األول الوسط في السقوط زاوية جيبي بين النسبة

. الترتيب على الوسطين انكسار معاملي بين النسبة معكوس تساوي الثاني

إن أو

سنل . بقانون يعرف ما وهو: خاصة حالة

الهواء من الضوء سقط انكساره (n1=1)إذا معامل وسط فإن:(n2=n )إلى

67

(5-2)

(5-3)

جميعها- 2 تقع الفاصل السطح على المقام والعمود المنكسر والشعاع الساقط الشعاع

. واحد مستوى في

(2-5مثال )بزاوية الهواء في ضوء انكساره 45سقط معامل الزجاج من لوح سطح على 1.52درجة

. العلوي- السطح عند النكساره نتيجة الضوء انكسار زاوية احسب أالمقام؟- العمود عن مبتعدا أم مقتربا الشعاع ينكسر هل ب

. ) الضوء- ) ينحرفها ينعطفها التي الزاوية احسب جالحل:

-hhأ

-hنhhأ hhاhمhhب الن ب صحيح وهذا المقام، العمود من َ مقتربا ينكسر سوف الشعاع فإن

) ( ) الزجاج ) كثافة أكبر وسط إلى الهواء كثافة أقل وسط من سقط 0الشعاع

) هي- ) االنحراف االنعطاف زاوية أن الشكل من واضح ج

فاي ) φالزاوية (Phiتلفظ

(3-5مثال )الماء ) من ضوئي شعاع الزجاج (θ1=600)بزاوية( n1=1.33سقط من لوح سطح =n2)على

1.52)

:hدhجالمنعكس- ) الشعاع اتجاه = ?r )أ

المنكسر- ) الشعاع اتجاه = ?2)ب

الحل:

68

θ1

2 φ

θ1

من أكبر الزجاج كثافة ألن وذلك المقام العمود من اقترب المنكسر الشعاع أن نالحظ

. كثافة أكبر وسط إلى كثافة أقل وسط من انتقل الضوء ألن أي الماء، كثافة

الكلي 5-7 الداخلي Total internal reflection االنعكاسدائما االنكسار زاوية تكون كثافة أقل وسط إلى كثافة أكبر وسط من الضوء ينتقل عندما

زادت . وكلما المقام العمود عن مبتعدا ينكسر الشعاع أن بمعنى ، السقوط زاوية من أكبر

بالشكل ) موضح هو كما االنكسار زاوية تزداد سوف السقوط زاوية( 3-5زاوية وأكبر ،

هي كثافة األقل الوسط في ممكنة 0دhhرhجhةh 90انكسار

ممكنة ) ( ) انكسار زاوية ألكبر المناظرة كثافة األكبر الوسط في السقوط دhhرhجhةh 90زاوية

الحرجة( بالزاوية الحرجة. (critical angle)تسمى الزاوية عن السقوط زاوية زادت وإذا

ما وهذا ، الشعاع منه سقط الذي نفسه الوسط داخل في كليا ينعكس سوف الشعاع فإن

. اhhلhhكhلhhي يhhعhرhفبhhاhhالhhhhنhhعhكhاhhساhhلhhدhاhhخhلhhي

( الحرجة الزاوية حساب : 90o =2 بhhوhضعCθ )hويمكن سنل قانون في

69

rθ1θ

2θ

1 nماء

زجاج 2 n

أقل وسطكثافة

n 2

أكبر وسطكثافة

n 1

4

3

21 2

c θ>θ c 1

-5شكل )3)

(5-4)

البحر مياه داخل من الضوء سقط إذا المثال سبيل الخارجي )(n1=1.33)فعلى الهواء إلىn2=1: )فإن

Sinθc=1÷1.33=0.75188

θc=sin-1)0.75188(=48.70

والعدسات المراياMirrors and Lenses

المستوية 5-8 المرايا باالنعكاسعلى المتكونة الصورImages Formed by Reflection at plane mirrors

بعد على جسما وضعنا الشكل ) Sإذا في كما مستوية مرآة الصادرة( 4-5من األشعة فإن

االنعكاس وبعد ، االنعكاس قانون حسب عنها وتنعكس المرآة على ستسقط الجسم من

نرى أننا أي ، المرآة خلف جسم عن صادرة أنها لو كما تبدو ولكنها ، ستتباعد األشعة فإن

بعد وعلى المرآة خلف الجسم . Sصورة hhاhهhسطح مhن

70

(4-5شكل )

المثلث أن الشكل هندسة من نالحظ المثلث VPQكما ('VP'Qيكافئ متطابقان )

hنhhأ hجhhتhhنhhستhhن وhبhhاhhلhhتhhاhhلhhيS'=S

. hسمhجhhلhhا hدhعhhب يhhساhhوhي hةhرhصوhhلhhا hدhعhhب hنhhأ أhhي hنhhأ hجhhتhhنhhستhhن hhاhمhك

y'=y

hةhرhصوhhلhhا hلhطو hنhhأ اhhلhhجhسمy h' أhhي hلhطو yيhhساhhوhي

Magnification التكبير بالرمز له ويرمز ، الجسم وطول الصورة طول بين النسبة أhhنm: hهو أhhي

يhhساhhوhي hةhhلhhاhحhhلhhا hهhذhه فhي hرhhيhhبhكhhتhhلhhا hنhوhكhhيh1ف hنhhhhأل y=y' hمhhل hةhرhصوhhلhhا hنhhأ أhhي

الكرية 5-9 المرايا باالنعكاسعلى المتكونة الصورImages Formed by Reflection at a spherical mirrors

الكرية المراياحسب المرايا هذه في الصور وتتكون ، كرة من صغير جزء من يتكون سطحها مرايا هي

المرايا وتقسم ، مختلفة تكون الحالة هذه في الصورة طبيعة ولكن ، االنعكاس قانون

الشكل ) انظر نوعين إلى (.5-5الكرية

concave mirror لمقعرة المرايا

71

(5-5)

مقعرة مراة) المة)

محدبة مراة ) مفرقة)

(5-5شكل )

سطحها ويكون عليها الساقطة األشعة تجمع ألنها وذلك الالََمة بالمرآة أيضا وتسمى

. المقعر السطح هو العاكس

convex mirrors المحدبة المراياالمفرقة ) بالمرآة أيضا عليها Diverging mirror)وتسمى الساقطة األشعة تفرق ألنها وذلك

. اhhلhhمhحhدhب hسطحhhلhhا hوhسهhكhhاhعhhلhhا hhاhهhسطح hنhوhكhhيhو

المصطلحات بعض سنعرف الكرية المرايا بواسطة الصور تتكون كيف نناقش أن وقبل

بالشكل ) (.6-5باالستعانة

72

center of curvature )c(1- التكور مركزمنها جزء المرآة تكون التي الكرة مركز .هو

vertex )v(2- المرآة قطبنفسها المرآة مركز .هو

Radius of curvature )R(3- التكور نصفقطرالتكور مركز بين المسافة المرآة بوقط Cوهو V .

Principle axis4- األصلي المحورالمرآة وقطب التكور مركز بين يصل الذي المحور .هو

Focus )F(5- البؤرةالحالة هذه في وتسمى ، األصلي للمحور الموازية األشعة فيها تتجمع التي النقطة هي

.) للمحور ) الموازية األشعة وكأن تبدو التي النقطة أوهي المقعرة المرآة في حقيقية بؤرة .) وتكون ) المحدبة المرآة في تقديرية بؤرة الحالة هذه في وتسمى ، منها تتفرق األصلي

التكور مركز بين المسافة منتصف في المرآة Cالبؤرة . V وقطب

Focal length )f(- البؤري البعدالبؤرة بين المسافة المرآة F هو . V وقطب

C F

شعاع ساقط

شعاع منعكس

االصلي المحور المراة Vقطب

(6-5شكل )

73

-5شكل )7)

شعاع ساقط

شعاع منعكس

FC C F

شعاع منعكس

ساقط شعاع شعاعمنعكس

ساقط شعاعFC

(1)(2)(3)

y'

y

C FO

I

(1-8-5شكل )مركز من أكبر بعد على الجسم يكون عندما

من أصغر مقلوبة حقيقية صورة له تتكون التكور،الجسم طول

برسم الكرية المرايا بواسطة المتكونة الصور وطبيعة موقع تحديد يمكنالترتيب على موضحة وهي بسهولة رسمها يمكن أشعة ثالث من اثنين

:7-5بالشكل ) يلي( كماشكل- ) 1 نفسه على فينعكس التكور بمركز مار . 7-5شعاع

2 . البؤرة- في فينعكس األصلي للمحور موازي شعاع3. األصلي- للمحور موازيا فينعكس بالبؤرة مار شعاع

الصورة ) حقيقية تكون الصورة فان حائل على استقبالها أمكن لجسم صورة تكونت فإذا

) تكو حائل على استقبالها يمكن لم إذا أما المرآة أمام تظهر التي هي صوhرhةh نhالحقيقية

( ,) من ) واألشكال المرآة خلف تظهر التي هي التقديرية الصورة (5-8-5إلى 1-8-5تقديرية

وطبيعة موقع توضح التالية

المرآة بواسطة المتكونة الصورة

المقعرة.

74

( 2-8-5شكل )صورة له تتكون التكور مركز عند الجسم يكون عندماو مقلوبة الصورة تكون و المسافة نفس عند حقيقية

الجسم طول يساوي طولها

y'

y

C F

y'

y

C F

(3-8-5شكل )التكور مركز بين الجسم يكون عندما

اكبر مقلوبة حقيقية صورة تتكون والبؤرةالجسم طول من

(4-8-5شكل )له تتكون البؤرة في الجسم يكون عندما

نهاية ماال في حقيقية صورة

C

y

F

75

(5-8-5شكل )من أقل بعد على الجسم يكون عندماتخيلية صورة له تتكون البؤري البعد

مكبرة معتدلة

y'

C

y

F

(9-5شكل ) ً صورا تكون للجسم المتكونة الصور جميع

معتدلة تقديرية

FC

hhاhمhدhhنhعhو

محدبة المرآة بؤرتها, تكون أن أي

الصور , جميع فإن اhhلhhمhتhhكhوhنhhةh تقديرية

، معتدلة تقديرية صورا تكون للجسم

أhhحhدh ( 9-5والشكل ) hضحhوhhي hهhذhه

76

FF

(2-10-5شكل )أو مقعرة عدسة

مفرقة

FF

(1-10-5شكل )أو محدبة عدسة

المة

باالنكسار 5-10 المتكونة Images Formed by Refraction الصورمادة من مصنوعة الرقيقة والعدسة ، الرقيقة العدسات خالل الضوء انكسار هنا نناقش

مثل البصرية بخواصها مقارنة صغيرا وسمكها ، كرة من جزء سطحها يكون بحيث شفافة

هذه . من نوعين يوضح التالي والشكل الصورة وموضع الجسم وموضع البؤري البعد

: hhاhمhتهhhساhدhعhhلhhاالمحدبة -1 convex lensالعدسة

الالمة العدسة أيضا . )conversing lensتسمى شكل المنكسرة األشعة تجمع ألنها وذلك

5-10-1 )

المقعرة- 2 concave lens العدسةالمفرقة العدسة أيضا .diverging lensتسمى المنكسرة األشعة تفرق ألنها وذلك

( 2-10-5شكل)

أن وقبل

: التالي نعرف أن علينا الرقيقة العدسات خالل باالنكسار الصورة تكون نناقشاألصلي- 1 Principleالمحور

العدسة ومركز العدسة سطحي تكور مركزي بين يصل الذي المحور وهو

77

البصري -2 optical centerالمركز. للعدسة الهندسي المركز وهو

Focus( Fالبؤرة)-3 ) أوهي ) ، حقيقية بؤرة األصلي للمحور الموازية األشعة فيها تتجمع التي النقطة وهي

.) ( تقديرية بؤرة منها تنبثق األصلي للمحور الموازية األشعة وكأن تبدو التي النقطةالبؤري )-4 f )focal lengthالبعد

. لها البصري والمركز العدسة بؤرة بين المسافة هوطبيعة نجد أن يمكن فإنه ، المرايا بواسطة الصورة تكون شرحنا وكما

من اثنين تقاطع بتحديد وذلك الرقيقة العدسة بواسطة المتكونة الصورة: التالية األشعة

شكل ) -1 انكسار أي يعاني فال العدسة بمركز يمر (.1-11-5شعاع

شكل ) -2 بالبؤرة مارا فينكسر األصلي للمحور موازي (.2-11-5شعاع

شكل ) -3 األصلي للمحور موازيا فينكسر بالبؤرة مار (.3-11-5شعاع

. المقعرة للعدسة األشعة انكسار كيفية توضح التالية األشكال

78

يسقط( 2-11-5شكل ) الذي الشعاعينكسر للعدسة األصلي للمحور موازيا

بالبؤرة مارا

مارا( 3-11-5شكل ) يسقط الذي الشعاعاألصلي للمحور موازيا ينكسر بالبؤرة

مارا( 1-11-5شكل ) يسقط الذي الشعاعانكسار أي يعاني ال العدسة بمركز

F

F

مارا( 1-21-5شكل ) يسقط الذي الشعاعانكسار أي يعاني ال العدسة بمركز

بحيث( 3-21-5شكل ) يسقط الذي الشعاعللمحور موازيا ينكسر بالبؤرة امتداده يمر

األصلي

F

يسقط( 2-21-5شكل ) الذي الشعاعينكسر للعدسة األصلي للمحور موازيا

بالبؤرة امتداده يمر بحيث

F

هي وما المقعرة والعدسة المحدبة العدسة من كل في الصور تتكون كيفصفاتها؟

التالية ) باألشكال موضح هو كما الرسم خالل من السؤال هذا على اإلجابة 12-5يمكن

( :17-5إلى

79

الجسم

الصورة

أبعد( 21-5شكل ) مسافة على الجسم يكون عندما مصغرة مقلوبة حقيقية صورة تتكون. البؤري البعد ضعف من

FF2

F F2

80

البعد( 41-5شكل ) بين الجسم موضع يكون عندما مكبرة مقلوبة حقيقية صورة تتكون. البؤري البؤري البعد وضعف البؤري

FF2

F F2الجسم

الصورة

عند( 51-5شكل ) الجسم موضع يكون عندما للجسم ماالنهاية في حقيقية صورة تتكون. البؤري البعد

FF2

F F2الجسم

عند( 31-5شكل ) الجسم يكون عندما الجسم لحجم مساوية مقلوبة حقيقية صورة تتكون. البؤري البعد ضعف

الجسم

الصورة

FF2

F F2

y 'الصورة

y الجسم

FF

P'P

Q

O

A

S S'

f

Q'(18-5شكل )

5-11: والعدسات للمرايا العام القانونThe general formula for mirrors and lenses

الجسم موضع بين تربط عالقة الصورة Sهناك وموضع ،S' البؤري وhسوhف fوالبعد

: التالي بالشكل باالستعانة وذلك العالقة هذه نستنتج

81

البؤري( 61-5شكل ) البعد بين الجسم يكون عندما مكبرة معتدلة تقديرية صورة تتكون. العدسة ومركز

الجسمالصورة

FF2

F F2

مصغرة( 71-5شكل ) معتدلة تقديرية صورا تكون الحالة هذه في المتكونة الصور جميع. الجسم موضع عن النظر بغض

FF2

F F2الجسم

الصورة

المثلثين تشابه 'FP'Qمن ، FOA: hنhhأ hدhجhhن

المثلثين تشابه :OP'Q' ،OPQومن hنhhأ hدhجhhن

أhhنh( 2،( )1بمقارنة ) hدhجhhن

المعادلة ) أن من للعدسة( 6-5وبالرغم نشتقها أن يمكن فإنه الالمة للعدسة اشتقت قد

والمعادلة ) ، والمقعرة المحدبة للمرآة وكذلك ، العام 6-5 )المفرقة بالقانون تعرف

. وhاhhلhhعhدhساhhت hhاhhيhhاhرhمhhلhhل: التالي مراعاة يجب القانون هذا استخدام عند ولكن

البؤري- )1 ( f )البعد ( والعدسة المقعرة الالمة المرآة حالة في موجبا يكون

) ( ) والعدسة) المحدبة المفرقة المرآة حالة في سالبا ويكون المحدبة الالمة

.) المقعرة) المفرقة2 -hسمhجhhلhhا hدhعhhبS غير الجسم كان إذا سالبا ويكون ، حقيقيا الجسم كان إذا موجبا يكون

3 -hةhرhصوhhلhhا hدhعhhبS'. تقديرية الصورة كانت إذا وسالبا حقيقية الصورة كانت إذا موجبا يكوناhhلhhمhساhhفhاhhت- 4 hعhhيhمhجS'-S-f. العدسة أو المرآة مركز من تقاس

أن يمكن المرآة أو العدسة تكبير بأن نشير أن نود بأمثلة القانون هذا نوضح أن وقبل

( hةhhلhhدhhاhعhمhhلhhا مhن hضحhhاhو hوhه hhاhمhك hهhhنhع hرhhبhعhhي( : 2يhhلhhي hhاhمhك

hدhعhhب hوhhأ hسمhجhhلhhا hلhطوhو hةhرhصوhhلhhا hلhطو بhhيhhن hةhhسبhhنhhلhhا hوhه hرhhيhhبhكhhتhhلhhا hنhhأ أhhي

82

(5-6)

(5-7)

(4-5مثال ) hهhhلhطو hسمhج hضعh5وcm بعد البؤري 4cmعلى بعدها مقعرة مرآة بhhعhد5cm . hمن hدhج

. المرآة في التكبير وكذلك الصورة وطولالحل:

Y=5cm S=4cm F=+5cm S'=? Y=?

تقديرية الصورة أن على تدل الصورة لبعد السالبة واإلشارة

ستكون الصورة أن كما ، سالب بعدها ألن وذلك تقديرية وكذلك مكبرة الصورة أن نستنتج

. hhضاhhيhhأ hةhhلhدhhتhعhمالشكل ) مع النتيجة هذه عندما( 5-8-5قارن وذلك المقعرة المرايا في سابقا عليك مر الذي

. للمرآة البؤري البعد من أقل بعد على الجسم يقع: المرآة في التكبير

hنhhثأhhيhحhوm. مكبرة الصورة فإن الصحيح الواحد من أكبر

83

(5-5مثال ) hهhhلhطو hسمhج hضعh5وcm بعد البؤري 40cmعلى بعدها مقعرة مرآة أوجد 15cmمن ،

. المرآة في التكبير وكذلك الصورة وطول بعدالحل:

y=5cm S=40cm F=15cm S'=? Y'=?

: ان النتائج من نالحظ

. مصغرة ستكون 1 الصورة -

موجب -2 بعدها الن حقيقية .الصورةمقلوبة -3 .الصورة

الشكل ) مع النتيجة هذه بعد( 1-8-5قارن على الجسم يقع عندما وذلك ً سابقا عليك مر الذي

. المقعرة للمرآة التكور قطر نصف من اكبر: المرآة في التكبير

hنhhثأhhيhحhو . مصغرة تكون الصورة فان

84

الصورة

y'

F

الجسم

yF

المجهر( 19-5شكل )البسيط

البصرية االجهزةOptical instruments

Simple microscopeالبسيط المجهر5-12

شكل ) البسيط تكبيره( 19-5المجهر المراد الجسم ويوضع محدبة، عدسة من أكثر ليس

العادة وفي معتدلة، تقديرية تكون النهائية والصورة الشكل، في كما وبؤرتها مركزها بين

بعد على اذا 25cmتكون البسيط المجهر تكبير ويكون للعين، القريبة النقطة وهي ،

بعد على النهائية الصورة :25cmكانت hوhه

.Sحhيhhث السنتيمتر بوحدة مقاسة

85

(5-8)

المجهر( 20-5شكل )المركب

y"

العدسة العدسة العينية

الشيئية

d

S '1 S2

F1 F2 F2

F1

S1 f1

y

y'

S '2

المركب 5-13 Compound microscope المجهر hنhوhكhhثتhhيhحhhب مhحhدhبhhتhhيhhن عhدhستhhيhhن اhhلhhمhرhكhبمhن hرhهhجhمhhلhhا hنhوhكhhتhhي

hhلhوhhhhألhhا hسةhدhعhhلhhا عhن hةhجhhتhhاhhنhhلhhا hةhرhصوhhلhhالشيئية ) ىا Objective lensالعدسة

العينية( ) العدسة الثانية للعدسة ً جسما اhhلhhعhدhستhhيhhن(. Ocular lensبمثابة بhhيhhن hةhفhhساhمhhلhhا

والشكل ) المجهر طول اhhلhhمhجhهhرhاhhلhhمhرhكhب( .20-5يمثل عhمhل hضحhوhhي

صورة له ،فتتكون الشيئية للعدسة البؤري البعد من َ قليال ابعد تكبيره المراد الجسم يوضع

العدسة وتعمل ، العينية للعدسة البؤري البعد داخل موضعها يكون بحيث مكبرة حقيقية

المركب المجهر تكبير ويكون مكبرة تقديرية صورة له فتكون البسيط المجهر عمل العينية

hوhه

86

آلة( 21-5شكل )التصوير

الصورة

فيلم حساس

الجسم

عدسة المة

و m1حhيhhث الشيئية العدسة تكبير الى .m2تشير العينية العدسة تكبير الى تشير

التصوير 5-14 Cameraآلةالجسم بعد ويكون ، حساس وفيلم ، معتم ،وصندوق المة عدسة عن عبارة التصوير آلة

في كما الفيلم على مقلوبة صورة له ،وتتكون البؤري البعد من اكبر تصويره المراد

(.21-5الشكل )

يتحكم آلي غطاء ويوجد

. العدسة مساحة مع الضوء مقدار ويتناسب ، اآللة يدخل الذي الضوء مقدار في

Ophthalmoscopeالمعيان 5-15العين مقلة لمعاينة العيون اطباء ويستخدمه ، العين باطن لفحص جهاز وهو

على محدبة عدسة باستخدام تركيزه يتم قوي ضوئي مصدر من ،ويتكون الداخلية

الطبيب ويتمكن العين شبكية من جزء وينير المريض عين على لينعكس مرآة سطح

الشكل ) انظر الشبكية لسطح مكبرة صورة رؤية من ( . 22-5الفاحص

87

(5-9)

عين المريض

L2

L1

عين الطبيب

مصدر ضوئي

مراة مستوية

*

المعيان( 22-5شكل )

(6-5مثال )بعد على جسم صورة S1=1.2cmوضع له فتكونت ، مركب لمجهر الشيئية العدسة من

بعد على S2نهائية'=25cm الشيئية للعدستين البؤري البعد كان فإذا ، العينية العدسة من

f1=1.1cm hةhhيhhنhhيhعhhلhhاhوf2=3cm: احسب ،الشيئية- 1 العدسة من األولية الصورة S1بعد

'?= .

2 -hةhhيhhنhhيhعhhلhhا hسةhدhعhhلhhا مhن hةhhيhhلhوhhhhألhhا hةhرhصوhhلhhا hدhعhhبS2?= .

3 ) ( -hرhهhجhمhhلhhا hلhطو اhhلhhعhدhستhhيhhن بhhيhhن hةhفhhساhمhhلhhاd?=.

الشيئية- 4 العدسة .=?m1تكبير

5 -hةhhيhhنhhيhعhhلhhا hسةhدhعhhلhhا hرhhيhhبhكhhتm2?=.

6 -hرhهhجhمhhلhhا hرhhيhhبhكhhتm?=.

الحل:

88

(7-5مثال )بعد على جسم البؤري 27cmوضع بعدها محدبة مرآة الصورة 9cmمن طبيعة أوجد ،

.hةhhنhوhكhhتhمhhلhhاالحل:

تقديرية الصورة أن يعني هذا فان سالب الصورة بعد أن وحيث

مصغرة تكون الصورة فان الصحيح الواحد من اقل التكبير أن وحيث

89

(8-5مثال ) hهhhلhطو hسمhج hضعh2.5 وcm بعد البؤري 10cmعلى بعدها محدبة عدسة جد 8cmمن ،

. hةhرhصوhhلhhا hلhطوالحل:

hنhhثأhhيhحhوS'. حقيقية تكون الصورة فان موجبة

ألن مكبرة الصورة . إذن

الخامس الفصل على مسائلانكساره- 1 معامل زجاج في الضوء سرعة في 1.66احسب الضوء سرعة بأن علما ،

تساوي .108m/s×2.99الفراغ

بسرعة- 2 الضوء اخترقه إذا الصوديوم كلوريد انكسار معامل هو 108m/s×1.99 ما

hنhhأhhب hhاhمhhلhعC=2.99×108m/s . للفراغبزاوية- 3 الهواء في ضوء انكساره 30سقط معامل زجاجي لوح سطح على 1.66درجة

الزجاج- . داخل الضوء انكسار زاوية احسب أ؟- المقام العمود عن مبتعدا أم مقتربا الشعاع ينكسر هل ب . الضوء- انحراف زاوية احسب جالماء- )4 من ضوئي شعاع من (θ1=300)بزاوية( n1=1.33سقط لوح سطح على

(n2=1.52)الزجاج

:hدhجالمنعكس- ) الشعاع اتجاه = ?r . )أ

90

المنكسر- ) الشعاع اتجاه . = ?2)ب

بعد- 5 على مقعرة مرآة أمام جسم وضع فhي 34cmعندما hةhhلhhثhhاhمhم hةhرhصو hهhhتلhhنhوhكhhت

للمرآة . البؤري البعد احسب ، الطول6 -hهhhلhطو hسمh2.5جcm بعد بعد 15cmعلى على صورة له فتكونت محدبة عدسة من

45cm : جد ، . للعدسة- البؤري البعد أ

. -hةhرhصوhhلhhا hلhطو ببعد- 6 على جسم بعد 5cmوضع على تقديرية صورة له فتكونت بسيط مجهر عدسة من

25cm : احسب ،. -hرhهhجhمhhلhhا hرhhيhhبhكhhت hhأ

. المجهر- لعدسة البؤري البعد ببعد- 7 على نهائية صورة تكونت مقداره 25cmإذا كلي بتكبير لمجهر العينية العدسة من

330 . hسبطوhحhhا hةhرhمhل . الشيئية للعدسة البؤري البعد كان إذا cm 0.5المجهر

hةhhيhhنhhيhعhhلhhا hسةhدhعhhلhhلh2.5وcm.

(d=17.77cmاhhلhhجhوhاhhب )

البؤري- )8 بعدهما عدستان )10cm+وضعت )h5وcm )+hةhفhhساhمhhلhhتاhhنhhاhثكhhيhحhhب

hhاhمhهhhنhhيhh30 بcm .بعد على وضع لجسمٍ النهائية الصورة طبيعة مhن 18cmصف

S2اhhلhhجhوhاhhب )'=-15cm)

العدستين . بين المسافة منتصف وفي تقديرية صورة النهائية الصورة أن أي

*************************

91