العدسات الرقيقة (المحدبة والمقعرة): أنواعها وخصائصها وقوانينها مع تمارين محلولة — العلوم الفيزيائية — الثانية ثانوي — المنهاج الجزائري

العدسات الرقيقة: أنواعها وخصائصها وقوانينها

الأهداف التعليمية:

• التمييز بين العدسة المحدبة والعدسة المقعرة
• تعريف المركز البصري والبعد البؤري
• تطبيق العلاقة الأساسية للعدسات الرقيقة
• حساب التكبير وتحديد وضع الصورة

1. تعريف العدسة الرقيقة

العدسة الرقيقة هي جسم شفاف (زجاج أو بلاستيك) يحده سطحان كرويان أو سطح كروي وسطح مستو، وتعمل على تجميع أو تشتيت الأشعة الضوئية.

2. أنواع العدسات

أ. العدسات المحدبة (Convergentes / Convex)

• سميكة في الوسط، رقيقة عند الأطراف
• تجمع الأشعة الضوئية المتوازية في نقطة (البؤرة)
• بعدها البؤري موجب (f > 0)
• تستخدم في: النظارات لتصحيح طول النظر، العدسات المكبرة، الكاميرات

ب. العدسات المقعرة (Divergentes / Concave)

• رفيعة في الوسط، سميكة عند الأطراف
• تشتيت الأشعة الضوئية المتوازية
• بعدها البؤري سالب (f < 0)
• تستخدم في: النظارات لتصحيح قصر النظر، بعض أنواع المجاهر

3. المفاهيم الأساسية

المفهوم	الرمز	التعريف
المركز البصري	O	مركز العدسة، يمر منه الضوء دون انحراف
البؤرة الرئيسية	F (F)	نقطة تجمع الأشعة المتوازية بعد عبور العدسة
البعد البؤري	f	المسافة بين المركز البصري والبؤرة (OF = f)
مسافة الجسم	p (OA)	المسافة بين الجسم والمركز البصري
مسافة الصورة	p (OA)	المسافة بين الصورة والمركز البصري

4. العلاقة الأساسية للعدسات الرقيقة

قانون ديكارت (Descartes):

1/p + 1/p = 1/f

حيث:

• p: مسافة الجسم عن المركز البصري (OA)
• p: مسافة الصورة عن المركز البصري (OA)
• f: البعد البؤري للعدسة

التكبير الخطي (Grandissement):

γ = AB / AB = – p / p

• γ > 1: الصورة مكبرة
• γ < 1: الصورة مصغرة
• γ > 0: الصورة معتدلة (في نفس اتجاه الجسم)
• γ < 0: الصورة مقلوبة

تمارين محلولة

التمرين 01:

عدسة محدبة بعدها البؤري f = 10 cm. وضع جسم على بعد p = 30 cm من العدسة.

1. أحسب مسافة الصورة p.

2. أحسب التكبير γ.

الحل:

1. باستخدام العلاقة: 1/p + 1/p = 1/f

1/p = 1/f – 1/p = 1/10 – 1/30 = (3-1)/30 = 2/30 = 1/15

p = 15 cm

2. γ = -p/p = -15/30 = -0.5

الصورة حقيقية (p > 0) ومقلوبة (γ < 0) ومصغرة (γ < 1).

التمرين 02:

وضع جسم على بعد 20 cm من عدسة محدبة بعدها البؤري 15 cm. أين تتكون الصورة؟

الحل:

1/p = 1/f – 1/p = 1/15 – 1/20 = (4-3)/60 = 1/60

p = 60 cm

الصورة تتكون على بعد 60 cm من العدسة.

التمرين 03:

عدسة محدبة تكون صورة مقلوبة على بعد 40 cm من العدسة، علما أن البعد البؤري 10 cm. أحسب مسافة الجسم.

الحل:

1/p = 1/f – 1/p = 1/10 – 1/40 = (4-1)/40 = 3/40

p = 40/3 = 13.33 cm

خلاصة

• العدسات نوعان: محدبة (مجمع) ومقعرة (مفرق).
• قانون ديكارت: 1/p + 1/p = 1/f
• التكبير: γ = -p/p
• البعد البؤري موجب للعدسة المحدبة وسالب للعدسة المقعرة.

دروس مشابهة

• العدسات: أنواعها وخصائصها وتطبيقاتها – الأولى ثانوي
• الشغل في الفيزياء: مفهومه وتعريفه القانوني وحسابه