رسم صورة جسم بالعلبة المظلمة — الثانية إعدادي

فهرس الفيزياء والكيمياء — الثانية إعدادي

درس تطبيقي • الفيزياء والكيمياء • الثانية إعدادي

رسم صورة جسم بالعلبة المظلمة: تفسير انقلاب الصورة برسم مسار الضوء عبر ثقب صغير. ستجد شرحًا متدرجًا، وتطبيقًا محلولًا، وخطاطة، و6 تمارين يمكنك إنجازها قبل فتح التصحيح.

1. تركيب العلبة المظلمة

هي صندوق معتم فيه ثقب صغير يقابله سطح استقبال. ينتشر الضوء في وسط شفاف متجانس وفق خطوط مستقيمة. يمر جزء من الضوء القادم من الجسم عبر الثقب ليشكل صورة على السطح المقابل. لا تحتاج العلبة البسيطة إلى عدسة.

2. إنشاء الصورة

نرسم شعاعًا من أعلى الجسم عبر الثقب حتى الشاشة، وآخر من أسفله عبر الثقب. نقطة وصول الشعاع الأول تكون أسفل الصورة، ونقطة وصول الثاني أعلاها. تظهر الصورة مقلوبة لأن الأشعة تتقاطع عند الثقب، لا لأن الضوء ينحني داخله.

3. الحجم والوضوح

عند ثبات بعد الجسم، إبعاد الشاشة عن الثقب يكبر الصورة. فتحة أكبر تسمح بضوء أكثر لكنها قد تجعل الحدود أقل وضوحًا بسبب تداخل حزم الأشعة. لا ننظر مباشرة إلى الشمس ولا نستعملها في هذا النشاط. نستعمل جسمًا مضاءً عاديًا وتجهيزًا مدرسيًا.

خطاطة تلخيصية

1أعلى الجسم
2الثقب: تقاطع الأشعة
3أسفل الصورة
ABOA′B′
AB الجسم، O الثقب، A′B′ الصورة المقلوبة على الشاشة. رسم تفسيري غير مرسوم بسلم المثال العددي.

تطبيق محلول خطوة بخطوة

جسم طوله 12 cm يبعد 60 cm عن الثقب، والشاشة تبعد 15 cm. في نموذج الأشعة، نسبة حجم الصورة إلى الجسم 15/60=1/4، فحجم الصورة 3 cm وهي مقلوبة. هذا حساب تطبيقي بالتناسب بعد رسم الشعاعين.

6 تمارين مع التصحيح

حاول حل كل تمرين بنفسك، ثم افتح التصحيح وقارن طريقة العمل والنتيجة.

التمرين 1

لماذا تنقلب الصورة؟

إظهار التصحيح

لأن الأشعة المستقيمة القادمة من طرفي الجسم تتقاطع عند الثقب.

التمرين 2

هل العلبة المظلمة البسيطة تحتاج عدسة؟

إظهار التصحيح

لا؛ الثقب والشاشة داخل علبة معتمة يكفيان لتكوين الصورة.

التمرين 3

ماذا يحدث للحجم إذا ضاعفنا بعد الشاشة وثبت الجسم؟

إظهار التصحيح

يتضاعف حجم الصورة في النموذج الهندسي.

التمرين 4

جسم 8 cm على بعد 40 وشاشة على بعد 10، احسب الصورة.

إظهار التصحيح

8×10/40=2 cm، والصورة مقلوبة.

التمرين 5

هل تكبير الثقب يحسن الوضوح دائمًا؟

إظهار التصحيح

لا؛ يزيد الضوء لكنه قد يزيد تداخل الأشعة ويضعف الحدود.

التمرين 6

كيف نرسم موضع أسفل الصورة؟

إظهار التصحيح

نمد شعاعًا من أعلى الجسم عبر الثقب حتى الشاشة؛ نقطة وصوله تحدد الطرف السفلي.

ماذا أتذكر؟

تفسير انقلاب الصورة برسم مسار الضوء عبر ثقب صغير. اعتمد خطوات الخطاطة، وراجع تفسير النتيجة في سياق السؤال، ولا تكتفِ بنقل الجواب النهائي.

للمراجعة قبل هذا التطبيق: تطبيقات الانتشار المستقيمي للضوء للسنة الثانية إعدادي.

بقية دروس الفيزياء والكيمياء — الثانية إعدادي