Subjects:
Physics
Grades:
H2
License:
Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0
Media Formats:
Graphics/Photos, Video
Keywords:
الانعكاس الكلي الداخلي, التفريق ( التحليل ), الزاوية الحرجة, الزوغان اللوني, العدسات الكروية, العدسة, العدسة اللالونية, العدسة المحدبة, العدسة المقعرة, طول النظر, قانون سنل في الانكسار, قصر النظر, معادلة العدسة الرقيقة, معامل الانكسار
Provider:
Public Education Administration in Eastern Province | الإدارة العامة للتعليم بالمنطقة الشرقية
Author:
محمد بن عبدالعزيز حسين القضيب

الإنكسار و العدسات

الإنكسار و العدسات

Overview

في هذا الدرس سوف نتعرف على المفاهيم التالي : 

- معامل الانكسار 

- قانون سنل في الانكسار 

- الزاوية الحرجة 

- الانعكاس الكلي الداخلي 

- التفريق ( التحليل ) 

- العدسة 

- العدسة المحدبة 

- العدسة المقعرة 

- معادلة العدسة الرقيقة 

- الزوغان اللوني 

- العدسة اللالونية 

- قصر النظر

- طول النظر

تجربة انكسار الضوء

بإمكانك طلب النشاط التالي : 

ضع قلم رصاص في كأس شفافه تحوي ماء . والفت انتباه الطلاب إلى أن القلم يبدون وكأنه مكسور عند النظر إليه بصورة غير عمودية 

حرك القلم من جهه إلى جهة ، ثم حركه إلى الأمام و الخلف في الماء . يجب أن يلاحظ الطلاب كيف يتغير عرض القلم . 

ثم وضح لهم أن هذه الصور خيالية 

و تتكون بسبب  تغير سرعة الضوء عندما ينتقل من مادة إلى أخرى . سيدرس الطلاب في هذا الفصل كيف أن هذا التغير في سرعة الضوء يسبب تغيراً في اتجاهه 

اسم التجربة : كيف يبدو قلم الرصاص عند وضعه في سائل ثم النظر إليه جانبياً ؟ 

هدف التجربة : نلاحظ  أن القلم يبدو وكأنه مكسور 

الاستنتاج : نستنتج أنه عند انتقال الضوء من الهواء إلى الماء ( أو بين أي وسطين شفافين ) ينحر عن مساره الطبيعي 

وذلك بسبب اختلاف سرعته في كل وسط  وهو مايسمى بظاهرة ( الإنكسار ) 

 

القلم يبدو وكأنه مكسور

 

 

 

 

الزاوبة بين الوسطين

 

قانون الانكسار

 

كيف يبدون القلم و كأنه مكسور

 

 

ظاهرة الانكسار

مفاهيم شائعة غير صحيحه في اتجاه الانكسار 

قد يعتقد الطلاب أن الضوء ينكسر في اتجاه العامود المقام عندما يدخل المادة ، وأنه ينكسر بعيداً عن العامود المقام عندما يخرج من المادة 

وضح لهم أن اتجاه انكسار الضوء يعتمد على معاملي انكسار الوسطين . و ينكسر الضوء في اتجاه العمود المقام فقط إذا كان الوسط الذي يدخل فيه الضوء ذا معامل انكسار أكبر من الوسط الذي سقط منه . 

ما هو الانكسار ؟

هو تغير أو انحراف مسار الضوء عند تشتته بين وسطين مختلفين

ما سبب حدوث الانكسار ؟

اختلاف سرعة الضوء بين الوسطين .

بعض المشاهدات بسبب الانكسار  ؟

 ❑  رؤية القلم في كوب ماء وكأنه مكسور  .

❑  تبدو الاشياء التي تحت الماء اقرب من البعد الحقيقي لها والعكس اذا كنت تحت الماء .

ما هو معامل الانكسار ( n ) ؟

هو النسبة بين سرعة الضوء بالفراغ إلى سرعة الضوء في الوسط  قانون

 العوامل المؤثرة على الانكسار : 

1. خصائص الوسطين الشفافين

2. الزاوية التي يسقط بها الضوء

ظاهرة الانكسار

 

 

قانون سنل للانكسار

عزيزي المعلم لابد أن تجعل الطالب يتذكر من دراسته لقانون الانعكاس أن الزوايا تقاس من العمودي على السطح 

وهذا ينكبق على الانكسار ايضاً ، إذا تكون زاوية الانكسار محصوره بين الشعاع المنكسر و العمودي على السطح للجهة المعاكسة التي سقط منها الشعاع

قانون سنل للانكسار

سنل

فك الرموز

 

استنتاجات مهمة من قانون سنل

⬥⬥ عند انتقال الشعاع الضوئي من الوسط الاول الى الوسط الثاني فأنه ينكسر في حالتين مختلفتين :

الحالتيين

 

قانون سنل للانكسار

المورد من قناة : عين دروس 
بترخيص : ترخيص YouTube القياسي
رابط الرخصة : https://support.google.com/youtube/answer/2797468?hl=ar

 

الزاوية الحـرجة وظاهرة الانعكاس الكلي الداخـلي

اطلب من الطلاب إعداد عرض بين الانعكاس الداخلي في منشور ، و يمكنهم تغيير زاوية سقوط الضوء باستخدام مؤشر الليزر حتى يتختفي الضوء المنكسر 

وحثهم على قياس زوايا السقوط و الانكسار و الانعكاس لأشعة الضوء ، بإتباع أسلوب منظم 

■ الزاوية الحـرجة وظاهرة الانعكاس الكلي الداخـلي : 

  1. عند سقوط الشعاع عمودياً أي بزاوية °0 ، فإن الشعاع لا ينكسر أي تكون زاوية الانكسار أيضاً °0 . 
  2. عند سقوط الشعاع من وسط معامله انكســاره هو الأصـغــر ..فإن الشعاع ينكسر مقترباً من العمود .
  3. أمــا .. عند سقوط الشعاع من وسط معامله انكساره هو الأكبر .. فإن الشعاع ينكسر مبتعداً عن العمود .

والحالة الثالثة هي التي تهمنا والتي تحدث فيها الظاهرة الجديدة التي سنتكلم عنها

١

 

❒  ما هي الزاوية الحرجة ؟

هي زاوية السقوط التي يقابلها زاوية انكسار مقدارها 90°  في الهواء أو الفراغ .
أو هي زاوية السقوط التي ينكسر عندها الشعاع على امتداد الحد الفاصل بين الوسطين .

الزاوية الحرجة

ماذا يحدث للشعاع عندما يسقط بزاوية اكبر من الزاوية الحرجة ؟
- لا ينكسر ، انما ينعكس انعكاسا كليا داخليا

 

❒  متى يحدث الانعكاس الكلي الداخلي ؟

1. عندما ينتقل الشعاع من وسط معامل انكساره هو الاكبر
2. عندما يسقط الشعــاع بزاوية أكبر من الزاوية الحرجة

 

❒ ما هو الانعكاس الكلي الداخلي

هو الانعكاس الذي يحدث عندما ينتقل الشعـاع من وسط معامل انكساره هو الاكبر إلى وسط معامل انكساره أقل ، ويسقط بزاوية أكبر من الزاوية الحرجة مما يؤدي إلى انعكاس الضوء جميعه وارتداده إلى الوسط الذي معامل انكساره أكبر .

رسوم وصور توضيحية لظاهرة الانعكاس الكلي الداخلي :

الانعكاس الداخلي

الانعكاس الداخلي

الانعكاس الداخلي

الانعكاس الداخلي

 

■ ظواهر ناشئة عن الانعكاس الكلي الداخـلي : 

  1. السراب الصحراوي
  2. السـراب القطبـي
  3. البعد الحقيقي والظاهري
  4. الألياف البصرية أو الضوئية

الألياف البصرية أو الضوئية

التفريق ( التحليل )

التفريق ( التحليل ) للضوء الأبيض

التفريق ( التحليل ) للضوء الأبيض :
فصل الضوء الأبيض وتحليله إلى ألوان الطيف باستخدام منشور زجاجي أو قطرات الماء في الغلاف الجوي

منشور

 

وكذلك في قوس المطر يمكننا مشاهدة تحليل الضوء الابيص كالتالي : 

قوس المطر

 

العدسات المحدبة و المقعرة

تشرح للطالب الانكسار خلال العدسات :
بتطبيق الطلاب لمفهوم انكسار الضوء على حالة خاصة وهي مروره خلال عدسات كروية رقيقه محدبة أو مقعرة . 
ومعادلة العدسات تشبه معادلة المرايا التي تربط بين البعد البؤري و بُعد الصورة و بُعد الجسم ، على الرغم من أن الطريقة التي اشتق بها العلماء معادلة العدسة الرقيقه مختلفة 

كذلك : 
أعط الطلاب فرصة لمشاهدة تكون صورة حقيقه بواسطة عدسة محدبة ، ثم كرر ذلك بإستخدام عدسات محدبة مختلفة 
قم إطلب إليهم استخدام تلك العدسات المحدبة لتجميع الضوء الساقط من مصدر الضوء في جهاز العرض العلوي ( البروجكتور ) على قطعة من الورق الابيض 
( نشاط حركي ) ممتع 

العدسة :  قطعة من مادة شفافة كالزجاج أو البلاستيك تستخدم في تجميع الضوء أو تفريقه وتكوين الصور

العدســـات:
تستخدم في
 
تصحيح النظر ، صنع التلسكوب والميكروسكوب ، وآلات التصوير

أنواعها : 

  1. العدسات المقعرة 
  2. العدسات المحدبة 

عدسة

عدسة محدبة

أنواع العدسات

 

العدسات المحدبة

في هذا الجزء سوف نشرح العدسات المحدبة وكذلك تكون الصور في العدسات المحدبة 

 

هذا هو شكل العدسة المحدبة 
المحدبة

 ❖ أهم أشعتها المنكسرة :
١/ الشعاع الموازي للمحور : ينكسر ماراً بالبؤرة 

1

٢/ الشعاع المـار بالبؤرة : ينكسر موازياً للمحور 
2

٣/ الشعاع المـار بالمركز البصري : لا يعاني من أي انكسار 

3

 

حالات تكون الصور في العدسات المحدبة : 
حالات تكون الصور في العدسة المحدبة

العدسات المقعرة

العدسات المقعرة 
 

مقعرة

  حالات تكون الصور في العدسات المقعرة : الحالة الوحيدة. 

الحالة الوحيدة
١

 

معادلة العدسة الرقيقة وقانون التكبير :

معادلة العدسة الرقيقة وقانون التكبير

❑ معادلة العدسة الرقيقة وقانون التكبير :

القانون العام للعدسات:
قانون العدسات العام

قانون قوة التكبير:

التكبير

قوانين مساعدة:
٣ وكذلك ٤

بعد الجسم

do

بعد الصـورة

di

البعد البؤري

ƒ

قوة التكبير

m

طول الصورة

hi

طول الجسم

ho

نصف القطر

r

مع ملاحظة : 
بعد الصور يكون (+) للصوره الحقيقية و (-) للصورة الخيالية 
و البعد البؤري يكون (+) للعدسة المحدبة و ( - ) للعدسة المقعرة 

 

قـوة العدسة

قـوة العدسة 

قـوة العدسة :

◼تعريفها : هي عدد الديوبترات للعدسة

قانونها: قوة العدسة تساوي مقلوب البعد البؤري قوة العدسة

وحدتها : ديوبتر

إشارتها : 
(+) للعدسة المحدبة 
( -) للعدسة المقعرة 

تطبيقات على العدسات : عيوب البصر

أطلب من الطلاب حمل قلم رصاص على بعد 10cm أمام أعينهم ، و أن يركزوا عليه ، ثم النظر ببطء إلى نقطة تبعد مترا على الأقل . إذا كرروا ذلك فسيلاحظون أن أعينهم أصبحت متعبة جداً وضح لهم أن العضلات الموجودة في أعينهم تساعدهم على التركيز على مسافات مختلقة . 

كذلك تحدث معهم عن العدسات في العين البشريه و ما أبدع الخالق فيها .. 

ما هي عيوب العدسـات الكروية ؟
1.
الزوغان الكروي
عيب في العدسات الكروية يؤدي إلى تركيز الضوء المار خلال العدسات في نقاط مختلفة ، مما يؤدي إلى ظهور الجسم المرئي خلال العدسة محاطاً بحزم ملونة .
2. الزوغان اللوني
تراكب يتكون من عدستين أو أكثر مختلفتين في معاملي الانكسار ( مقعرة مع محدبة مثلاً ) والتي تستخدم لتقليل الزوغان اللوني .

✹ما هي  استخدامات العـدســات  ؟
❑ لتصـحيـح النظــر
❑  لصنــع آلات التصــويــر
❑ لصنع المنظار الفلكي ( التلسكوب )
❑  لصنع المجهر المركب ( الميكروسكوب )
 

 

عيوب النظر : 

قصر النظر : 
عيب
في الرؤية ، حيث لا يستطيع الشخص المصاب به رؤية الجسم البعيد بوضوح ، بسبب تكوَن الصورة أمام الشبكية ، ويمكن تصحيحه بعدسة مقعرة .
طول النظر:
عيب
في الرؤية ، حيث لا يستطيع الشخص المصاب به رؤية الجسم القريب بوضوح ، بسبب تكوَن الصورة خلف الشبكية ، ويمكن تصحيحه بعدسة محدبة .

 

 

زوغان

 

 

✴العين البشرية أداة بصرية جديرة بالملاحظة مملوءة بسائل .
✴ العدسة بالعين هي المسئولة عن التجميع الدقيق الذي يسمح لك برؤية الأجسام البعيدة والقريبة بوضوح تام .
✴ يُعد الفرق بين معاملي انكسار الهواء والقرنية المسئول الرئيسي عن تجميع الضوء في العين .

قصر النظـر  ميـوبيــا ) : 
أعراضة : عدم
رؤية الاجسام البعيدة بوضوح
سببه : 

البعد البؤري للعين أصغر من الطبيعي
فتتركز الصور أمام الشبكية
علاجه: 
باستخدام عدسة : مقعرة 
( على شكل نظارات أو عدسات لاصقة )

طــول النظـر  هيـبـروبيــا ) :
أعراضه : عدم
رؤية الاجسام القريبة بوضوح
سببه :
 
البعد البؤري للعين أكبر من الطبيعي
فتتركز الصور خلف الشبكية

علاجه : 

باستخدام عدسة : محدبة
( على شكل نظارات أو عدسات لاصقة )

الأجهزة البصرية

الأجهزة البصريةمن أنواعها واستخداماتها: 
١/ المنظار الفلكي ( التلكسوب) : و يستخدم لتقريب الأجسام البعيدة 
٢/ المنظار ( الدربيل) : و يستخدم لتقريب الأجسام البعيدة نوعا ما 
٣/ المجهر المركب ( الميكروسكوب ) : ويستخدم لتكبير الأجسام الصغيرة 
٤/ آلات التصوير :  ويستخدم للنسخ و التصوير 

الأجهزة البصرية:


الاجهزة

١/ التلسكوب( المنظار الفلكي ) :
يتكون من : عدستين محدبتين "عينية لا لونية "
يستعمــل لرؤية الأجسام التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة بسبب بعدها  مثل : النجوم  .

٢/ المنظار ( الدربيل ) :
يتكون من : عدستين محدبتين .وهـو عبارة عن مقرابين ( تلسكوبين كاسرين ) متجاورين 
يستعمــل أيضاً لرؤية الأجسام البعيدة نوعاً ما مثل : قمة جبل .

منظار

 

٣/ الميكروسكوب ( المجهر المركب ) : 
يتكون من : عدستين محدبتين "كالمنظار الفلكيإحداهما شيئية والأخرى عينية 
يستعمــل لرؤية الأجسام التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة بسبب صغرها مثل : البكتريا .

مجهر

 

٤/ الآت التصـوير( الكاميرا البسيطة ): 
هي آلة عاكسة تتكون من : عدسة مفردة . تكوّن للجسـم صورة مقلوبة على المرآة العاكسة
آلة التصوير