العدسات — أنواعها وخصائصها وتكوين الصور مع أمثلة وتمارين محلولة — العلوم الفيزيائية — السنة الثانية متوسط — المنهاج الجزائري

أهداف الدرس

• أن يميز التلميذ بين أنواع العدسات المختلفة.
• أن يتعرف على خصائص العدسات المحدبة والمقعرة.
• أن يفهم كيفية تكوين الصور بواسطة العدسات.
• أن يطبق تطبيقات العدسات في الحياة اليومية.

تعريف العدسات

العدسة هي جسم شفاف (غالباً من الزجاج أو البلاستيك) يحده سطحان كرويان أو سطح مستوٍ وسطح كروي، تستخدم لتركيز أو تشتيت الضوء. العدسات جزء أساسي من الأجهزة البصرية مثل النظارات والمجاهر والتلسكوبات.

أنواع العدسات

1. العدسة المحدبة (المجمعة)

• تكون أسمك في الوسط منها عند الأطراف.
• تعمل على تجميع الأشعة الضوئية المتوازية في نقطة واحدة تسمى البؤرة.
• تستخدم في النظارات الطبية لتصحيح طول النظر (مد البصر).
• تستخدم في العدسة المكبرة والكاميرا والمجهر.

2. العدسة المقعرة (المفرقة)

• تكون أرق في الوسط منها عند الأطراف.
• تعمل على تشتيت الأشعة الضوئية المتوازية.
• تستخدم في النظارات الطبية لتصحيح قصر النظر.
• تستخدم في بعض أنواع المناظير.

الخاصية	العدسة المحدبة	العدسة المقعرة
الشكل	أسمك في الوسط	أرق في الوسط
تأثيرها على الضوء	تجميع (تقريب)	تشتيت (تبعيد)
البؤرة	بؤرة حقيقية (تتجمع فيها الأشعة)	بؤرة تقديرية (امتدادات الأشعة)
الصورة المتكونة	حقيقية أو خيالية	خيالية دوماً

تكوين الصور بالعدسات

العدسة المحدبة:

• إذا كان الجسم بعيداً عن العدسة (أبعد من البؤرة): تتكون صورة حقيقية مقلوبة ومصغرة (كما في الكاميرا).
• إذا كان الجسم بين البؤرة والعدسة: تتكون صورة خيالية معتدلة ومكبرة (كما في العدسة المكبرة).
• إذا كان الجسم على بعد ضعف البعد البؤري: تتكون صورة حقيقية مقلوبة بنفس حجم الجسم.

العدسة المقعرة:

• تتكون دائماً صورة خيالية معتدلة ومصغرة.
• الصورة تكون من جهة الجسم نفسه.

قوانين العدسات

قانون التجميع: 1/f = 1/p + 1/q حيث:

• f : البعد البؤري للعدسة
• p : بعد الجسم عن العدسة
• q : بعد الصورة عن العدسة

قانون التكبير: G = |q/p| = h_image / h_body

أمثلة محلولة

مثال 1:

وضع جسم على بعد 30 cm من عدسة محدبة بعدها البؤري 10 cm. أين تتكون الصورة؟

الحل: باستخدام القانون 1/f = 1/p + 1/q → 1/10 = 1/30 + 1/q → 1/q = 1/10 – 1/30 = (3-1)/30 = 2/30 = 1/15 → q = 15 cm. الصورة تتكون على بعد 15 cm من العدسة من الجهة المقابلة للجسم.

مثال 2:

ما نوع العدسة التي تستخدم لتصحيح قصر النظر؟

الحل: تستخدم العدسة المقعرة (المفرقة) لأنها تعمل على تشتيت الأشعة الضوئية قبل دخولها العين، مما يساعد في رؤية الأجسام البعيدة بوضوح.

تمارين تطبيقية

تمرين 1:

ضع علامة (✓) أو (✗):

• العدسة المحدبة أسمك في الأطراف منها في الوسط. (✗)
• العدسة المقعرة تفرق الأشعة الضوئية. (✓)
• البؤرة الحقيقية تكون في العدسة المقعرة. (✗)
• العدسة المكبرة هي عدسة محدبة. (✓)

تمرين 2:

جسم يبعد 20 cm عن عدسة محدبة بعدها البؤري 5 cm. احسب بعد الصورة عن العدسة.

الحل: 1/5 = 1/20 + 1/q → 1/q = 1/5 – 1/20 = 4/20 – 1/20 = 3/20 → q = 20/3 ≈ 6.67 cm

خلاصة الدرس

• العدسات نوعان: محدبة (مجمعة) ومقعرة (مفرقة).
• العدسة المحدبة تجمع الضوء وتكون صوراً حقيقية أو خيالية.
• العدسة المقعرة تفرق الضوء وتكون صوراً خيالية معتدلة مصغرة.
• للقوانين 1/f = 1/p + 1/q تطبيقات مهمة في حساب مواقع الصور.
• العدسات تستخدم في النظارات والمجاهر والتلسكوبات والكاميرات.