حل الفصل الثالث الانكسار والعدسات فيزياء 3 نظام المقررات
انكسار الضوء
حل المسائل التدريبية لدرس انكسار الضوء- الانكسار و العدسات
السؤال : أسقطت حزمة ليزر في الهواء على إيثانول بزاوية سقوط 37.0 o . ما مقدار زاوية الانكسار ؟
الجواب :
السؤال : ينتقل ضوء في الهواء إلى داخل الماء بزاوية 30.0 o بالنسبة للعمود المقام . أوجد مقدار زاوية الانكسار ؟
الجواب :
السؤال : غمر قالب من مادة غير معروفة في الماء . أسقط عليه ضوء بزاوية 31 o ، فكانت زاوية انكساره في القالب 27 o . ما معامل الانكسار للمادة المصنوع منها القالب ؟
الجواب :
مراجعة
حل أسئلة المراجعة لدرس انكسار الضوء – الانكسار والعدسات
السؤال : معامل الانكسار عند نفاذ الضوء من الماء إلى سائل معين فإنه ينحرف مقتربا من العمود المقام ، ولكن عند نفاذ الضوء من زجاج العدسات إلى السائل نفسه فإنه ينحرف مبتعدا عن العمود المقام . ما الذي تستنتجه عن معامل انكسار السائل ؟
الجواب : يجب أن يكون بين 1.33 ( معامل انكسار الماء ) و 1.52 ( معامل انكسار زجاج العدسات )
السؤال : معامل الانكسار سقط شعاع ضوئي في الهواء بزاوية 30.0 o على قالب من مادة غر معروفة ، فانكسر فيها بزاوية 20.0 o . ما معامل انكسار المادة ؟
الجواب :
السؤال : سرعة الضوء هل يمكن أن يكون معامل الانكسار أقل من 1 ؟ وما الذي يعنيه هذا بالنسبة لسرعة الضوء في ذلك الوسط ؟
الجواب : لا ، فهذا يعني أن سرعة الضوء في الوسط أكبر من سرعة الضوء في الفراغ .
السؤال : سرعة الضوء ما سرعة الضوء في الكلوروفورم (n = 1.51 ) ؟
الجواب :
السؤال : الانعكاس الكلي الداخلي إذا توافر لديك الكوارتز وزجاج العدسات لتصنع ليفا بصريا ، فأيهما تستخدم لطبقة الغلاف ؟ ولماذا ؟
الجواب : زجاج العدسات ، لأن معامل انكساره أقل لذا ينتج انعكاس كلي داخلي .
السؤال : زاوية الانكسار تعبر حزمة ضوئية الماء إلى داخل البولي إيثلين ( معامل انكساره n= 1.50 ) . فإذا كانت θi = 57.5 o فما زاوية الانكسار في البولي إيثيلين ؟
الجواب :
السؤال : الزاوية الحرجة هل هناك زاوية حرجة للضوء المنتقل من الزجاج إلى الماء ، وللضوء المنتقل من الماء إلى الزجاج ؟
الجواب : نعم ، لأن الماء الماء n < لزجاج n و لكن لا يوجد زاوية حرجة عندما ينتقل الضوء من الماء إلى الزجاج .
السؤال : التفرق لماذا تستطيع رؤية صورة الشمس فوق الأفق تماما عندما تكون الشمس نفسها قد غابت فعلا ؟
الجواب : وذلك بسبب انحراف أشعة الضوء في الغلاف الجوي ، وانكسارها .
السؤال : التفكير الناقد في أي اتجاه تستطيع رؤية قوس المطر في مساء يوم ماطر ؟ وضح إجابتك .
الجواب : في الشرق ، لأن الشمس تكون في الغرب ، ويجب أن تسطع أشعة الشمس من خلفك حتى تتمكن من رؤي قوس المطر .
العدسات المحدبة و المقعرة
حل المسائل التدريبية لدرس العدسات المحدبة و النقعرة ( الجزء الاول ) - الانكسار و العدسات
السؤال : تكون لجسم موجود بالقرب من عدسة محدبة صورة حقيقية مقلوبة طولها 1.8 cm على بعد 10.4 cm منها . فإذا كان البعد البؤري للعدسة 6.8 cm فما بعد الجسم ؟ وما طوله ؟
الجواب :
بعد الجسم : 2×10cm
طول الجسم : 3.4mm
السؤال : وضع جسم على يسار عدسة محدبة بعدها البؤري 25mm ، فتكونت له صورة حجمها يساوي حجم الجسم . ما بعد كل من الجسم والصورة ؟
الجواب :
حل المسائل التدريبية لدرس العدسات المحدبة والمقعرة ( الجزء الثاني ) - الانعكسار والعدسات
السؤال : إذا وقعت صحيفة على بعد 6.0 cm من عدسة محدبة بعدها البؤري 20.0 cm فأوجد بعد الصورة المتكونة لها
الجواب :
السؤال : إذا وضعت عملة معدنية قطرها 2.0 cm على بعد 3.4 cm من عدسة مكبرة بعدها البؤري 12.0 cm فحدد موقع صورة العملة المعدنية ، وقطر الصورة .
الجواب :
موقع الصورة -4.7cm
قطر الصورة 2.8cm
السؤال : يريد أحد هواة جمع الطوابع تكبير طابع بمقدار 4.0 مرات عندما يكون الطابع على بعد 3.5 cm من العدسة . ما البعد البؤري للعدسة اللازمة ؟
الجواب :
حل أسئلة المراجعة لدرس العدسات المحدبة والمقعرة – الانكسار والعدسات
السؤال : لتكبير تستخدم العدسات المكبرة عادة لتكوين صورة أكبر من الاجسام ، ولكنها أيضا يمكن أن تكون صورا أصغر من الاجسام . وضح ذلك .
الجواب : إذا كان موقع الجسم على بعد أكبر من ضعف البعد البؤري من العدسة ، يكون حجم الصورة أصغر من حجم الجسم .
السؤال : بعد الصورة وطولها وضع جسم طوله 3.0 cm على بعد 2.0 cm من عدسة محدبة بعدها البؤري 6.0 cm . ارسم مخطط الأشعة لتحديد موقع الصورة وطولها ، واستخدم معادلة العدسة الرقيقة ومعادل التكبير للتحقق من إجابتك .
الجواب :
السؤال : أنواع العدسات يبين الشكل التالي المقطع العرضي لأربع عدسات رقيقة . أي هذه العدسات :
a.محدبة ؟
b.مقعرة ؟
الجواب :
a. العدستان 1،3
b. العدستان 2،4
السؤال : الزوغان اللوني للعدسات البسيطة كلها زوغان لوني . فسر ذلك . لماذا لا ترى هذا الأثر عندما تنظر خلال الميكروسكوب ( المجهر ) ؟
الجواب : تستخدم الأدوات البصرية الدقيقة جميعها مجموعة من العدسات تسمى العدسات اللالونية لتقليل الزوغان اللوني .
السؤال : الزوغان اللوني إذا سمحت لضوء أبيض بالمرور من خلال عدسة محدبة إلى شاشة ، وضبطت المسافة بين الشاشة والعدسة لتجمع اللون الأحمر ، ففي أي اتجاه يجب أن تحرك الشاشة لتجمع الضوء الأزرق ؟
الجواب : أقرب إلى العدسة .
السؤال : التفكير الناقد تتكون عدسة هوائية ، موضوعة في خزان ماء من زجاجتي ساعة . انقل الشكل التالي إلى دفترك ، وارسم تاثير هذه العدسة في أشعة الضوء المتوازية الساقطة عليها .
الجواب :
حل أسئلة المراجعة لدرس تطبيقات العدسات – الانكسار والعدسات
السؤال : الانكسار فسر لماذا تعد القرنية عنصر التجميع الرئيس للأشعة في العين ؟
الجواب :إن الفرق بين معاملي انكسار الهواء والقرنية أكبر من أي فرق تواجهه أشعة الضوء عندما تنتقل نحو الشبكية .
السؤال : أنواع العدسات أي العدسات ينبغي أن يستخدمها الشخص المصاب بقصر النظر : العدسة المحدبة أم المقعرة ؟ وأيها ينبغي أن يستخدمها الشخص المصاب بطول النظر ؟
الجواب : يجب أن يستخدم الشخص المصاب بقصر النظر عدسة مقعرة ، أما الشخص المصاب بطول النظر فيستخدم عدسة محدبة .
السؤال : الصورة لماذا تكون الصورة المشاهدة في التلسكوب مقلوبة ؟
الجواب :بعد أن يمر الضوء من خلال العدسة الشيئية ، تتقاطع الأشعة مشكل صورة مقلوبة . وتحتفظ العدسة العينية بهذا الاتجاه عندما تستخدم الصورة كجسم لها .
السؤال : المنشور ما المزايا الثلاث لاستخدام المنشورين في المنظار ؟
الجواب :يعمل المنشورين على زيادة طول مسار الضوء لجعل المنظار مضغوطا أكثر ( أقصر ) ، و انقلاب أشعة الضوء بحيث يرى المشاهد صورة معتدلة ، و زيادة المسافة الفاصلة بين العدستين الشيئيتين مما يحسن من الرؤية ثلاثية الأبعاد للجسم .
السؤال : البعد البؤري افترض أن آلة التصوير التي لديك ركزت على شخص يبعد 2m ، ثم أردت أن تركز آلة التصوير هذه على شجرة أبعد من ذلك ، فهل يتعين عليك أن تحرك العدسة قريبا من الفيلم أم بعيدا عنه ؟
الجواب : أقرب إلى الفيلم ، تكون الصورة الحقيقية دائما أبعد من البعد البؤري . كلما زاد بعد الجسم عن العدسة تكون الصورة أقرب للبؤرة .
السؤال : التفكير الناقد عندما تستخدم التكبير الأقصى في المجهر فإن الصورة تكون معتمة أكبر منها في حالة التكبير الأقل . ما الأسباب المحتملة لتكون الصورة المعتمة ؟ وما الذي يمكن أن تفعله للحصول على صورة أوضح ؟
الجواب : لقد استخدمت عدسة شيئية لها تكبير عال ومساحة صغيرة ، أي أن كمية الضوء الساقط من الجسم تكون قليلة ، ويمكن استخدام مصباح أكثر سطوعا .
حل أسئلة التقويم للفصل الثالث ( الانكسار والعدسات )
السؤال : أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات التالية : مقلوبة ، مكبرة ، مصغرة ، وهمية .
الجواب :
اتقان المفاهيم
السؤال : قارن زاوية السقوط بزاوية الانكسار عندما ينتقل شعاع الضوء من الزجاج إلى الهواء بزاوية لا تساوي صفرا ؟
الجواب : تكون زاوية السقوط في الزجاج أقل من زاوية الانكسار في الهواء لأن معامل انكسار الهواء أقل .
السؤال : على الرغم من أن الضوء القادم من الشمس ينكسر في أثناء مروره في الغلاف الجوي للأرض ، إلا أن الضوء لا يتحلل إلى طيفه فإلام يشير هذا بالنسبة لسرعات الألوان المختلفة للضوء المنتقلة في الهواء ؟
الجواب : ينتقل الضوء ذو الألوان المختلفة في الهواء بالسرعة نفسها .
السؤال : فسر لماذا يبدو القمر أحمر اللون في أثناء الخسوف ؟
الجواب : تحجب الأرض أشعة الشمس عن القمر في أثناء خسوف القمر ، إلا أن الغلاف الجوي للأرض يسبب انكسار أشعة الشمس ويغير مسارها لتسقط في اتجاه القمر . ولأن الطول الموجي للضوء الأزرق يتشتت أكثر، فإن الضوء الأحمر يصل إلى القمر وينعكس عنه في اتجاه الأرض .
السؤال : ما العامل الذي يحدد موقع البؤرة للعدسة ، غير تقوس سطح العدسة ؟
الجواب : يحدد أيضا معامل انكسار المادة التي صنعت منها العدسة موقع بؤرتها .
السؤال : عند عرض صورة بواسطة آلة عرض الأفلام على شاشة فإن الفيلم يوضع بين F و 2 F لعدسة مجمعة . وينتج هذا الترتيب صورة مقلوبة ، فلماذا يظهر مشهد الفيلم معتدلا عندما يعرض الفيلم ؟
الجواب : يحتوي النظام البصري لآلة العرض على عدسة أخرى لقلب الصورة مجددا فتصبح الصورة معتدلة نتيجة ذلك مقارنة بالجسم الأصلي . أو توضع الشرائح بصورة مقلوبة بالنسبة لوضعها الأصلي .
السؤال : وضح لماذا تستخدم الالات البصرية الدقيقة العدسات اللالونية ؟
الجواب : للعدسات جميعها زوغان لوني ، مما يعني انحراف أطوال موجية مختلف من الضوء بزوايا مختلفة قليلا عند أطرافها ، وتكون العدسة اللالونية مكونة من عدستين أو أكثر ولها معاملات انكسار بقيم مختلفة لتعمل على تقليل هذا الآثر .
السؤال : ما الحالة التي يكون عندها البعد البؤري للعين قصيرا جدا بحيث لا يمكنه تجميع الضوء على الشبكية ؟
الجواب : قصر النظر .
السؤال : ما طبيعة الصورة المتكونة بواسط العدسة الشيئية في المنظار الفلكي الكاسر ؟
الجواب : صورة حقيقية ، مقلوبة .
السؤال : لماذا تعد زيادة المسافة بين العدستين الشيئيتين في المنظار أمرا نافعا ؟
الجواب : يعمل ذلك على تحسين المشاهدة الثلاثية الابعاد .
السؤال : ما الغرض من المرآة العاكسة في آلة التصوير ؟
الجواب : تعمل المرآة العاكسة على انحراف الصورة في اتجاه المنشور بحيث يمكن مشاهدتها قبل التقاط الصورة الفوتوجرافية . عند الضغط على مفتاح نافذة آلة التصوير فإن المرآة العاكسة تبتعد لتركز العدسة الصورة على سطح الفيلم أو على كاشف تصويري آخر .
تطبيق المفاهيم
السؤال : أي المادتين ، A ، أم B ، في الشكل التالي لها معامل انكسار أكبر ؟ وضح ذلك .
الجواب : الزاوية في المادة A أقل ، لذا يكون معامل انكسارها أكبر .
السؤال : كيف يتغير مقدار الزاوية الحرجة مع زيادة معامل الانكسار ؟
الجواب : كلما زاد معامل انكسار المادة قلت الزاوية الحرجة .
السؤال : الزجاج الأمامي المتشقق إذا نظرت خلال زجاج سيارة متشقق فإنك ترى خطا فضيا على امتداد الشق ، حيث يكون الزجاج منفصلا عنده ، وهناك هواء في الشق . ويشير هذا الخط الفضي إلى أن الضوء ينعكس عن الشق . ارسم مخطط أشعة لتفسير سبب حدوث هذا . وما الظاهرة التي يمثلها ؟
الجواب : يبين هذا انكسار الضوء عند زاويا أكبر من الزاوية الحرجة ، أي حدوث انكسار كلي داخلي .
السؤال : قوس المطر لماذا لا تستطيع رؤية قوس المطر في السماء جنوبا إذا كنت في منتصف الكرة الأرضية الشمالي ؟ وإذا كنت في نصف الكرة الأرضية الجنوبي فإلى أي اتجاه يجب أن تنظر لترى قوس المطر ؟
الجواب : تستطيع رؤية قوس المطر عندما تأتي أشعة الشمس من خلفك بزاوية لا تزيد على 42o مع الأفقي فقط . وعندما تواجه الجنوب في نصف الكرة الشمالي فإن الشمس لا تكون خلفك مطلقا عند زاوية 42o أو أقل . ولن ترى مطلقا قوس المطر في السماء شمالا عند وجودك في النصف الجنوبي للكرة ، حيث يمكنك رؤية قوس المطر عندما تكون الشمس خلفك عند الزاوية 42o .
السؤال : يستخدم سباح عدسة مكبرة لمشاهدة جسم صغير في قاع بركة سباحة ، واكتشف أنها لا تكبر الجسم بشكل جيد ، فسر لماذا لا تعمل العدسة المكبرة في الماء كما كانت تعمل في الهواء .
الجواب : يكون التكبير في الماء أقل كثيرا من التكبير في الهواء . ويكون الاختلاف معاملي انكسار الماء والزجاج أقل كثيرا من الاختلاف بين معاملي انكسار الهواء والزجاج .
السؤال : لماذا يكون هنالك زوغان لوني للضوء المار خلال عدسة ، في حين لا يكون للضوء الذي ينعكس عن مرآة زوغان لوني ؟
الجواب : يعزى الزوغان اللوني للعدسات إلى تشتت الضوء ( للاطوال الموجية المختلف للضوء سرعات مختلفة في العدسة ، وتنكسر بزوايا مختلفة بدرجات قليلة ) ، ولا يعتمد الانعكاس في المرايا على الطول الموجي .
السؤال : يكون بؤبؤ العينين صغيرا عندما تتعرض لضوء الشمس الساطع مقارنة بالتعرض لضوء أخفت ، وضح لماذا تستطيع عيناك تجميع الضوء بشكل أفضل في الضوء الساطع ؟
الجواب : تعمل العيون على تجميع الضوء الساطع بشكل أفضل لأن الاشعة المنكسرة بزاويا أكبر تزال بواسطة القزحية . لذا تتجمع الأشعة عند مدى زوايا صغير ، ويكون الزوغان الكروي أقل .
إتقان حل المسائل
انكسار الضوء
السؤال : ينتقل شعاع ضوء من الهواء إلى سائل ما ، كما في الشكل التالي ، حيث يسقط الشعاع على السائل بزاوية 30 o ، وينكسر بزاوية 22 o .
a. احسب معامل انكسار السائل باستخدام قانون سنل .
b. قارن معامل الانكسار الذي حسبته بالقيم الموجود في الجدول 3-1 ، وماذا يمكن أن يكون هذا السائل ؟
الجواب :
b. الماء
السؤال : يسقط شعاع ضوئي على زجاج مسطح لأحد جوانب حوض سمك ، بزاوية مقدارها 40 o بالنسبة للعمود المقام . فإذا علمت أن معامل انكسار الزجاج n = 1.5 ، فاحسب مقدار :
a. زاوية انكسار الضوء في الزجاج .
b. زاوية انكسار الضوء في الماء .
الجواب :
a-
b-
السؤال : ارجع إلى الجدول 3-1 ، واستخدم معامل انكسار الألماس لحساب سرعة الضوء فيه .
الجواب :
السؤال : .ارجع إلى الجدول 3-1 ، وأوجد الزاوية الحرجة للألماس في الهواء .
الجواب
السؤال : حوض سمك استخدمت صفيحة سميكة من البلاستيك n=1.50 ، في صنع حوض سمك ، فإذا انعكس ضوء عن سمكة موجودة في الماء وسقط على صفيحة البلاستيك بزاوبة 35 o ، فما مقدار الزاوية التي سيخرج فيها الضوء إلى الهواء ؟
الجواب
السؤال : وضع مصدر ضوء في قاع حوض سباحة على عمق 2.0 m من سطح الماء ويبعد عن طرف الحوض 1.5 m كما في الشكل التالي . وكان الحوض مملوءا بالماء إلى قمته .
a. ما مقدار الزاوية التي يصل فيها الضوء طرف المسبح خارجا من الماء ؟
b. هل تؤدي رؤية الضوء بهذه الزاوية إلى ظهوره بشكل أعمق أم أقل عمقا مما مما هو عليه في الواقع ؟
الجواب
a.
b.
السؤال : إذا كانت سرعة الضوء في بلاستيك شفاف 1.90 x 10 8 m/s . وسقط شعاع ضوء على البلاستيك بزاوية 22 o ، فما مقدار الزاوية التي ينكسر بها الشعاع ؟
الجواب
العدسات المحدبة والمقعرة
السؤال : إذا وضع جسم على بعد 10 cm من عدسة مجمع بعدها البؤري 5.0 cm ، فعلى أي بعد من العدسة تتكون الصورة ؟
الجواب
السؤال : إذا أردنا استخدام عدسة محدبة لتكون صورة حجمها يساوي 0.75 من حجم الجسم ، وأن تكون الصورة على بعد 24 cm من الجانب الآخر للعدسة ، فما البعد البؤري للعدسة الذي يحقق ذلك ؟
الجواب
السؤال : وضع جسم طوله 3.0 cm على بعد 15 cm أمام عدسة مجمعة ، فتكونت له صورة حقيقية على بعد 10 cm من العدسة .
a. ما البعد البؤري للعدسة ؟
b. إذا استبدلت العدسة الأصلية ، ووضع مكانها عدسة أخرى لها ضعفا البعد البؤري ، فحدد موقع الصورة وطولها واتجاهها
الجواب
a.
b.
60 cm = di الجديدة ، hi = -12 cm الجديدة مقلوبة
السؤال : وضع جسم بالقرب من عدسة مفرقة بعدها البؤري 15 cm ، فتكونت له صورة طولها 2.0 cm على بعد 5.0 cm من العدسة .
a. ما بعد الجسم عن العدسة ؟ وما طوله ؟
b. إذا استبدلت العدسة المفرقة ، ووضع مكانها عدسة مجمعة لها البعد البؤري نفسه فما موقع الصورة وطولها واتجاهها ؟ وهل هي وهمية أم حقيقية ؟
الجواب :
a.
بعد الجسم : 7.5 cm ، طول الجسم : 3.0 cm
b.
موقع الصورة : 15 cm ، وطول الصورة : 6.0 cm ، وتكون الصورة معتدل مقارنة بالجسم وخيالية .
تطبيقات العدسات
السؤال : النظارات يجب أن يكون الكتاب على بعد 25 cm من العين لقراءته بوضوح . فإذا كان هناك فتاة تعاني من طول النظر ، وتحتاج أن يكون الكتاب 45 cm من عينيها لقراءته بوضوح ، فما البعد البؤري اللازم لعدستي نظارتها ؟
الجواب :
السؤال : آلة نسخ البعد البؤري للعدسة المحدبة الخاصى بآلة نسخ يساوي 25.0 cm . فإذا وضعت رسالة على بعد 40.0 cm من العدسة لنسخها .
a. فعلى أي بعد من العدسة يجب أن تكون ورقة النسخ ؟
b. ما تكبير ورقة النسخ ؟
الجواب :
a.
b.
تكون الورقة المنسوخة مكبرة ومقلوبة .
السؤال : الميكروسكوب ( المجهر ) وضعت شريحة من خلايا البصل على بعد 12 mm من عدسة المجهر الشيئية ، فإذا كان البعد البؤري لهذه العدسة 10 mm :
a. فما بعد الصورة المتكونة عن العدسة ؟
b. ما تكبير هذه الصورة ؟
c. تتكون الصورة الحقيقية على بعد 10 mm تحت العدسة العينية .فإذا كان بعدها البؤري 20.0 mm فما موقع الصورة النهائية ؟
d. ما التكبير النهائي لهذا النظام المركب ؟
الجواب :
a.
b.
c.
d.
مراجعة عامة
السؤال : العمق الظاهري بنعكس ضوء الشمس من قاع حوض سمك وينتشر في جميع الاتجاهات . ويوضح الشكل التالي شعاعين من هذه الاشعة المنعكسة من نقطة في قاع الحوض ينتقلان إلى السطح ، فتنكسر الأشعة في الهواء كما هو مبين . إن امتداد الخط الأحمر المتقطع إلى الخلف . من شعاع الضوء المنكسر هو خط النظر الذي يتقاطع مع الشعاع الراسي عند الموقع الذي سيرى فيه المشاهد صورة قاع الحوض .
a. أوجد زاوية انكسار الشعاع في الهواء .
b. على أي عمق سيبدو قاع الحوض عندما تنظر إلى الماء ؟ اقسم العمق الظاهري على العمق الحقيقي و قارن هذه النسبة بمعامل الانكسار .
الجواب :
a.
b. تتلاقى الأشعة المنكسرة على عمق 8.9 cm أسفل سطح الماء ، وهذا هو العمل الظاهري . وبقسمة العمق الظاهري على العمق الحقيقي نحصل على :
وبقسمة معاملي انكسار الوسطين نحصل على :
أي أن :
السؤال : إذا كانت الزاوية الحرجة لقالب زجاجي 45 o فما معامل انكساره ؟
الجواب :
السؤال : أوجد سرعة الضوء في حجر ثالث أوكسيد الأنتيموني ( antimony trioxide ) ، إذا كان معامل انكساره 2.35 .
الجواب :
السؤال : وضع جسم طوله 3 cm على بعد 20 cm أمام عدسة مجمعة . فتكونت له صورة حقيقية على بعد 10 cm من العدسة . ما البعد البؤري للعدسة ؟
الجواب :
السؤال : اشتق العلاقة n=sin θ1/sin θ2 من الصيغة العامة لقانون سنل في الانكسار n1 sin θ1 = n2 sin θ2 . واذكر الافتراضات والمحددات .
الجواب : يجب أن تكون زاوية السقوط في الهواء ، فإذا اعتبرنا أن المادة الأولى هي الهواء
فعندما تكون n1 = 1.0 ، دع n2 = n ، لذا فإن :
السؤال :" الفلك كم دقيقة إضافية يستغرق وصول الضوء من الشمس إلى الأرض إذا امتلأ الفضاء بينهما بالماء بدلا من الفراغ ؟ علما بأن بعد الشمس عن الأرض 1.5 x 10 8 km .
الجواب :
السؤال : من غير الممكن الرؤية من خلال الجوانب المتجاورة لقوالب مربعة الشكل من زجاج معامل انكساره 1.5 . حيث يؤثر الجانب المجاور للجانب الذي ينظر من خلاله مراقب كأنه مرآة . ويمثل الشكل التالي الحالة المحددة لجانب مجاور لا يؤثر كانه مرآة . استخدم معلوماتك في الهندسة ، والزوايا الحرجة ، لتثبت أن هيئة هذا الشعاع لا يمكن تحقيقها عندما تكون n = 1.5 الزجاج .
الجواب :
يدخل شعاع الضوء الزجاج بزاوية 01 وينكسر بالزاوية 02
لذا فإن 0'1= 48o ، ولكن الزاوية الحرجة للزجاج هي :
و حيث أن 0'1 > 0c ، فإن الضوء ينعكس داخل الزجاج ، ولا يمكن للمرء رؤية الخارج من الجانب المجاور .
التفكير الناقد
السؤال : إدراك العلاقة المكانية ينتقل ضوء أبيض في هواء معامل انكساره 1.0003 ، ويدخل شريح زجاجية بزاوية سقوط 45o . فإذا كان معامل انكسار الزجاج الصواني الكثيف يساوي 1.7708 للضوء الأزرق ، ويساوي 1.7273 للضوء الأحمر ، فما مقدار زاوية الانكسار ( التشتت ) التي ينحصر فيها الطيف المرئي ؟ علما بأن الطول الموجي للضوء الأزرق 435.8 nm ، والطول الموجي للضوء الأحمر 643.8 nm .
الجواب :
للضوء الأحمر :
للضوء الأزرق :
الفرق :
السؤال : قارن أوجد الزاوية الحرجة للجليد الذي معامل انكساره 1.31 . في المناطق الباردة جدا ، هل تكون أسلاك الألياف الضوئية المصنوعة من الجليد أفضل من تلك المصنوعة من الزجاج لحفظ الضوء داخل السلك ؟ وضح ذلك .
الجواب :
الزاوية الحرجة 49.8o وعند المقارنة فإن الزاوية الحرجة للزجاج الذي معامل انكساره 1.54 ، تساوي 40.5 o والزاوية الحرجة الكبيرة تعني أنه سيحدث انعكاس كلي داخلي لكمية أقل من الأشعة في قلب الجليد مقارنة بتلك التي سيحدث انعكاس كلي داخلي في قلب الزجاج ، لذا فإنها لن تكون قادرة على نقل كمية ضوء أكبر . ومن ثم فإن الألياف البصرية المصنوعة من الزجاج ستعمل بشكل أفضل .
السؤال : التفكير الناقد تستخدم عدسة لعرض صورة جسم على شاشة . افترض أنك غطيت النصف الأيمن من العدسة فما الذي يحدث للصورة ؟
الجواب : ستصبح خافتة لأن عددا أقل من الأشعة سيتجمع ، ولكن سترى صورة كاملة .
الكتابة في الفيزياء
السؤال : إن عملية تكيف العين – وهي عملية انقباض العضلات المحيطة بعدس العين أو انبساطها لرؤية الأجسام القريبة أو البعيدة – تختلف من كائن لآخر . ابحث هذه الظاهرة في حيوانات مختلفة ، واعد تقريرا للصف تبين من خلاله كيفية التكيف في عيونها لرؤية الأشياء .
الجواب : متروك للطالب .
السؤال : ابحث في نظام العدسات المستخدم في الآلات البصرية ، ومنها جهاز عرض الشفافيات أو آلات التصوير الخاصة أو التلسكوب ، وحضر عرضا تصويريا للصف تبين من خلاله كيف تكون هذه الآلات الصور .
الجواب : متروك للطالب .
مراجعة تراكمية
السؤال : تطلق سيارة صوت منبهها عندما تقترب من شخص يمشي على ممر المشاة . ما الذي يسمعه الشخص عند توقف السيارة لتسمح للشخص بعبور الشارع ؟
الجواب : إن حدة صوت منبه السيارة الذي يسمعه الشخص سيقل عندما تقل سرعة السيارة .
السؤال : مرآة التجميل وضعت شمعة طولها 3.0 cm على بعد 6.0 cm أمام مرآة مقعرة بعدها البؤري 14.0 cm ، أوجد موقع صورة الشمعة وطولها بواسط ما يلي :
a. رسم مخطط الأشعة بمقياس رسم .
b. معادلتي المرايا والتكبير .
الجواب :
a.
b.
موقع الصوة : -10.5 cm ، طول الصورة : 5.25 cm
اختبار مقنن
حل أسئلة اختبار مقنن الفصل الثالث ( الانكسار و العدسات )
السؤال : وجه شعاع من مصباح يدوي على بركة سباحة في الظلام بزاوية 46 o بالنسبة للعمود المقام على سطح الماء . ما مقدار زاوية انكسار الشعاع في الماء ؟ ( معامل انكسار الماء 1.33 )
a. 18 o
b. 30 o
c. 33 o
d. 44 o
الجواب :
الإختيار الصحيح هو : C
طريقة الحل :
السؤال : إذا كانت سرعة الضوء في الألماس 1.24 x 10 8 m/s فما معامل انكسار الألماس ؟
a. 0.0422
b. 0.413
c. 1.24
d. 2.42
الجواب :
الاختيار الصحيح هو : D
طريقة الحل :
السؤال : أي مما يأتي لا يؤثر في تشكيل قوس المطر ؟
a. الحيود
b. التشتت
c. الانعكاس
d. الانكسار
الجواب :
الاختيار الصحيح هو : A
السؤال : التقط أحمد صورة لأخيه أسامة كما في الشكل مستخدمة كاميرا بعدسة محدبة بعدها البؤري 0.0470 m حدد موضع صورة أسامة .
a. 1.86 cm
b. 4.70 cm
c. 4.82 cm
d. 20.7 cm
الجواب : الاختيار الصحيح هو : C
طريقة الحل :
السؤال : أي مما يلي لا يؤثر في تشكيل السراب ؟
a. تسخين الهواء القريب من الأرض
b. مويجات هيجنز
c. الانعكاس
d. الانكسار
الجواب : الاختيار الصحيح هو : C
السؤال : ما بعد الصورة للحالة الموضحة في الشكل ؟
a. -6.00 m
b. – 1.20 m
c. 0.167 m
d. 0.833 m
الجواب : الاختيار الصحيح هو : B
طريقة الحل :
السؤال : ما الزاوية الحرجة للانعكاس الكلي الداخلي ، عندما ينتقل الضوء من زجاج معامل انكساره 1.52 إلى الماء الذي معامل انكساره 1.33 ؟
a. 29.0 o
b. 41.2 o
c. 48.8 o
d. 61.0 o
الجواب : الاختيار الصحيح هو : D
طريقة الحل :
السؤال : ماذا يحدث للصورة المتكونة من عدسة محدبة عندما يغطى نصفها ؟
a. تختفي نصف الصورة
b. تعتم الصورة
c. تصبح الصورة ضبابية
d. تنعكس الصورة
الجواب : الاختيار الصحيح هو : B
الأسئلة الممتدة
السؤال : إذا كانت الزاوية الحرجة للانعكاس الكلي الداخلي عند الحد الفاصل بين الألماس والهواء 24.4 o ، فما زاوية الانكسار في الهواء إذا كانت زاوية سقوط الشعاع على الحد الفاصل 20 o ؟
الجواب :
السؤال : يتكون لجسم يبعد 6.98 cm عن عدسة صورة تبعد 2.95 cm عن العدسة في الجانب نفسه . حدد نوع العدسة ، ووضح كيف عرفت ذلك ؟
الجواب :
وتكون صورة مصغرة للجسم على بعد سالب مما يعني أن العدسة مصغرة .
