المناهج

حل فيزياء 3 الفصل الثالث الانكسار والعدسات مقررات

فهرس المقاله

اسقطت حزمة ليزر فى الهواء على إيثانول بزاوية سقوط (37.0o)  ما مقدار زاوية الانكسار

الاجابة

 

ينقل ضوء فى الهواء إلى داخل الماء بزاوية (30.0o) بالنسبة للعمود المقاوم . أوجد مقدار زاوية الانكسار

الاجابة

 

عمر قالب من مادة غير معروفة فى الماء

و أسقط ضوء فى الماء على القالب بزاوية سقوط (31o) ، فكانت زاوية انكسار الضوء فى القالب (27o) . ما معامل الانكسار للمادة المصنوع منها القالب

الاجابة

 

عند نفاذ الضوء من الماء إلى سائل معين فإنه ينحرف مقتربا من العمود المقام

و لكن عند نفاذ الضوء من زجاج العدسات إلى السائل نفسه فإنه ينحرف مبتعدا عن العمود المقام . ما الذى تستنتجه عن معامل انكسار السائل

الاجابة

يجب أن يكون المعامل بين 1.33 (معامل انكسار الماء) 1.52 (معامل انكسار العدسات)

 

سقط شعاع ضوئى فى الهواء بزاوية (30.0o) على قالب من مادة غير معروفة ، فانكسر فيها بزاوية (20.0o) . ما معامل انكسار المادة

الاجابة

 

هل يمكن أن يكون معامل الانكسار أقل من (1)  و ما الذى يتضمنه هذا بالنسبة لسرعة الضوء فى ذلك الوسط

الاجابة

لا فماذا يعنى أن سرعة الضوء فى الوسط أكبر من سرعة الضوء فى الفراغ

 

ما سرعة الضوء فى الكلوروفوم (n=1.51)

الاجابة

 

إذا توافر لديك الكوارتز و زجاج العدسات لتصنع ليفا بصريا , فإيهما تستخدم لطبقة الغلاف  و لماذا

الاجابة

زجاج العدسات , لأن معامل انكساره أقل لذا ينتج انعكاس كلى داخلى

 

تعبر حزمة ضوئية الماء إلى داخل البولى إيثلين (معامل انكساره n=1.50)  فإذا كانت (Ɵ1=57.5o) فما زاوية الانكسار فى البولى إيثيلين

الاجابة

 

هل هناك زاوية حرجة للضوء المنتقل من الزجاج إلى الماء ، و للضوء المنتقل من الماء إلى الزجاج

الاجابة

نعم لأن الماء الماء n > الزجاج n و لكن لا يوجد زاوية حرجة عندما ينتقل الضوء من الماء إلى الزجاج

 

 لماذا تستطيع رؤية صورة الشمس فوقر الأفق تماما عندما تكون الشمس نفسها قد غابت فعلا

الاجابة

و ذلك بسبب انحراف أشعة الضوء فى الغلاف الجوى و انكسارها

 

فى أى اتجاه تستطيع رؤية قوس المطر فى مساء متأخر ماطر  وضح إجابتك

الاجابة

فى الشرق ، لأن الشمس تكون فى الغرب و يحب أن تسطع أشعة الشمس من خلفك حتى تتمكن من رؤية قوس المطر

 

تكون جسم موجود بالقرب من عدسة محدبة صورة حقيقية مقلوبة طولها (1.8 cm) على بعد (10.4 cm) منها

فإذا كان البعد البؤرى للعدسة (6.38 cm) فما بعد الجسم  و ما طوله

الاجابة

بعد الجسم : 20 cm             طول الجسم :3.4 mm

 

وضع جسم عن يسار عدسة محدبة بعدها البؤرى (25 mm)

فتكونت له صورة حجمها يساوى حجم الجسم . ما بعد كل من الجسم و الصورة

الاجابة

 

إذا وضعت صحيفة على بعد (6.0 cm) من عدسة محدبة بعدها البؤرى (20.0 cm) فأوجد بعد الصورة المتكونة لها

الاجابة

 

إذا وضعت عملة معدنية قطرها (2.0 cm) على بعد (3.4 cm) من عدسة مكبرة بعدها البؤرى (12.0 cm) فحدد موقع صورة العملة المعدنية ، و قطر الصورة

الاجابة

موقع الصورة : -4.7 cm

قطر الصورة : 2.8 cm

 

يريد أحد هواة جمع الطوابع تكبير طابع بمقدار (4.0) مرات عندما يكون الطبع على بعد (3.5 cm) من العدسة . ما البعد البؤرى للعدسة اللازمة

الاجابة

F = 4.7 cm

 

تستخدم العدسات المكبرة عادة لتكوين صور أكبر من الأجسام ، و لكنها ايضا يمكن أن تكون صورا أصغر من الأجسام . وضح ذلك

الاجابة

اذا كان موقع بعد أكبر من ضعف البعد البؤرى من العدسة يكون حجم الصورة أصغر من حجم الجسم

 

وضع جسم طوله (3.0 cm) على بعد (2.0 cm) من عدسة محدبة بعدها البؤرى (6.0 cm)

ارسم مخطط الأشعة لتحديد موقع الصورة و طولها ، و استخدم معادلة العدسة الرقيقة و معادلة التكبير للتحقق من إجابتك

الاجابة

الموقع : -3 cm     الطول : 4.5 cm

 

يبين الشكل 16-3 المقطع العرضى لأربع عدسات رقيقة

أى هذه العدسات محدبة أو مجمعة

العدستان 1 و 3

أى هذه العدسات مقعرة أم مفرقة

العدستان 2 و 4

 

للعدسات البسيطة كلها زوغان لونى . فسر ذلك . لماذا لا نرى هذا الأثر عندما ننظر خلال الميكرسكوب (المجهر)

الاجابة:

تستخدم الأدوات البصرية الدقيقة جميعها مجموعة عدسات تسمى العدسات اللالونية لتقليل الزوغان اللونى

 

إذا سمحت لضوء أبيض بالمرور من خلال عدسة محدبة إلى شاشة

و ضبطت المسافة و العدسة لنجمع اللون الأحمر ، ففى أى اتجاه يجب أن تحرك الشاشة لتركز تاضوء الأزرق

الاجابة

أقرب للعدسة

 

تتكون عدسة هوائية ، موضوعة فى خزان ماء من زجاجتين

انقل الشكل 17-3 إلى دفترك ، و ارسم تأثير هذه العدسة فى أشعة الضوء المتوازنة الساقطة على العدسة

الاجابة

ستتباعد أشعة الضوء

 

فسر لماذا تعد القرنية عنصر التركيز الرئيس فى العين

الاجابة

أن الفرق بين معاملى ظانكسار الهواء و القرنية أكبر من أى فرق تواجهه أشعة الضوء عندما تنتقل نحو الشبكة

 

أى العدسات ينبغى أن يستخدمها الشخص المصاب بقصر النظر

العدسة المحدبة أم المقعرة  و أيهما ينبغى أن يستخدمها الشخص المصاب بطول النظر

الاجابة

يجب أن يستخدم الشخص المصاب بقصر النظر عدسة مقعرة أما الشخصؤ المصاب بطول النظر فيستخدم عدسة محدبة

 

لماذا تكون الصورة المشاهدة فى المقراب مقلوبة

الاجابة

بعد أن يمر الضوء من خلال العدسة الشيئية تتقاطع الأشعة مشكلة صورة مقلوبة و تحفظ العدسة العينية بهذا الاتجاه عندما تستخدم الصورة كجسيم لها

 

ما المزايا الثلاث لاستخدام المنشورين فى المنظار

الاجابة

يعمل المنشورين على زيادة طول مسار الضوء لجعل المنظار مضغوطا أكثر , و انقلاب أشعة الضوء بحيث يرى المشاهد الصورة معتدلة , و زيادة المسافة الفاصلة بين العدستين الشيئيتين مما يحسن من الرؤية ثلاثية الابعاد للجسم

 

افترض أن الة التصوير التى لديك ركزت على شخص يبعد (2 m)

ثم أردت أن تركز الة التصوير هذه على شجرة أبعد من ذلك , فهل يتعين عليك أن تحرك العدسة قريبا من الفيلم أم بعيدا عنه

الاجابة

أقرب فيلم ، تكون الصور الحقيقية دائما أبعد من البعد البؤرى كلما زاد بعد الجسم عن العدسة تكون الصورة أقرب للبؤرة

 

عندما تستخدم التكبير الأقصى فى المجهر فإن الصورة تكون معتمة أكثر منها فى حالة التكبير الأقل

 ما الأسباب المحتملة لتكون الصورة المعتمة  و ما الذى يمكن أن تفعله للحصول على صورة أوضح

الاجابة

لقد استخدمت عدسة شيئية لها تكبير عالى و مساحة صغيرة أى أن كمية الضوء الساقطة من الجسم تكون قليلة و يمكن استخدام مصباح أكثر سطوعا

 

 أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات التالية : مقلوبة ، مكبرة ، مصغرة ، خيالية

 

قارن زاوية السقوط بزاوية الانكسار عندما ينتقل شعاع الضوء من الزجاج إلى الهواء بزاوية لا تساوى صفرا

الاجابة

تكون زاوية السقوط فى الزجاج أقل من زاوية الانكسار فى الهواء لأن معامل انكسار الهواء أقل

 

على الرغم من أن الضوء القادم  من الشمس ينكسر فى أثناء مروره فى الغلاف الجزى للأرض

ألا أن الضوء لا يتحلل الى طيفه , فألام يشير هذا بالنسبة الى سرعات الألوان المختلفة للضوء المتنقلة فى الهواء

الاجابة

ينتقل الضوء ذو الألوان المختلفة فى الهواء بالسرعة نفسها

 

فسر لماذا يبدو القمر أحمر اللون فى أثناء خسوفه

الاجابة

تحجب الأرض أشعة الشمس عن القمر فى ظاثناء خسوف القمر فى أثناء خسوف القمر إلا أن الغلاف الجوى للأرض بسبب انكسار أشعة الشمس و يغير مسارها لتسقط فى اتجاه القمر . و لأن الطول الموجى لضوء الأزرق يتشتت أكثر فإن الضوء الأحمر يصل الى القمر و ينعكس عنه باتجاه الأرض

 

ما العامل الذى يحدد موقع البؤرة للعدسة غير تقوس سطح العدسة

الاجابة

يحدد أيضا معامل انكسار المادة التى صنع منها العدسة و موقع بؤرتها

 

عند عرض صورة بواسطة الة عرض الأفلام على شاشة

فإن الفيلم يوضع بين F و 2F لعدسة مجمعة و ينتج هذا الترتيب صورة مقلوبة ، فلماذا يظهر مشهد الفيلم معتدلا عندما يعرض الفيلم

الاجابة

يحتوى نظام البصرى للألة العرض على عدسة أخرى لقلب الصورة مجددا فتصبح معتدلة نتيجة لذلك مقارنة بالجسم الاصلى أو توضع شرائح بصورة مقلوبة بالنسبة لوضعها الأصلى

 

وضح لماذا تستخدم الالات البصرية الدقيقة العدسات الالونية

الاجابة

للعدسات جميعها زوغان لونى مما يعنى انحراف أطول موجبة مختلفة للضوء بزوايا مختلفة قليلا عند أطرافها و تكون العدسة اللالونية مكونة من عدستين أو أكثر و لها معاملات انمسار مختلفة لتعمل على تقليل هذا الأثر

 

ما الحالة التى يكون عندها البعد البؤرى للعين قصيرا جدا بحيث لا يمكنه تجميع الضوء على الشبكية

الاجابة

قصر النظر

 

ما طبيعة الصورة المتكونة بالعدسة الشيئية فى المنظار الفلكى الكاسر

الاجابة

صورة حقيقية مقلوبة

 

لماذا تعد زيادة المسافة بين العدستين الشيئيتين فى المنظار أمرا نافعا

الاجابة

يعمل ذلك على تحسين المشاهدة الثلاثية الابعاد

 

ما الغرض من المراة العاكسة فى الة التصوير

الاجابة

تعمل المراة العاكسة على انحراف الصورة فى اتجاه المنشور بحيث يمكن مشاهدتها قبا التقاط الصورة الفتوغرافية عند الضغط على مفتاح نافذة التصوير فإن المراة العاكسة تبتعد لتركز العدسة الصورة على سطح الفيلم أو على كاشف تصويرى أخر

 

أى المادتين ، A أم B فى الشكل 24-3 ، لها معامل انكسار أكبر وضح ذلك

 

 

كيف يتغير مقدار الزاوية الحرجة مع زيادة معامل الانكسار

الاجابة

كلما زاد معامل انكسار المادة قلت زاويتها الحرجة

 

اذا نظرت خلال زجاج سيارة متشقق فانك ترى خطا فضيا على امتداد الشق

حيث يكون الزجاج متصلا عنده و هناك هواء فى الشق, و يشير هذا الخط الفضى الى ان الضوء ينعكس عن الشق, ارسم مخطط اشعة لتفسير سبب حدوث هذا , و ما الظاهرة التى يمثلها

الاجابة

يبين هذا الانكسار تاضوء عند زوايا أكبر من الزاوية الحرجة أى حدوث انعكاس كلى داخلى

 

لماذا لا تستطيع رؤية قوس المطر فى السماء جنوبا اذا كنت فى نصف الكرة الارضية الشمالى 

و اذا كنت فى نصف الكرة الارضية الجنوبى فالى اى اتجاه يجب ان تنظر لترى قوس المطر

الاجابة

تستطيع رؤية قوس المطر عندما تأتى أشعة الشمس من خلفك بزاوية لا تزيد عن 42 أو أقل و لن ترى مطلقا عند زاوية 42 أو أقل و لن ترى مطلقا قوس المطر فى السماء شمالا عند وجودك فى النصف الجنوبى للكرة حيث يمكنك رؤية قوس المطر عندما تكون الشمس خلفك عند زاوية 42

 

يستخدم سباح عدسة مكبرة لمشاهدة جسم صغير فى قاع البركة سباحه و اكتشف انها لا تكبر الجسم بشكل جيد

فسر لماذا لا تعمل العدسة المكبرة فى الماء كما كانتى تعمل فى الهواء

الاجابة

يكون التكبير فى الماء أقل من التكبير فى الهواء و يكون الاختلاف معاملى انكسار الماء و الزجاج أقل من اختلاف بين معاملى انكسار الهواء و الزجاج

 

لماذا يكون هناك زوغان لونى للضوء المار خلال عدسة

فى حين لا يكون للضوء الذى ينعكس عن مراة زوغان لونى

الاجابة

يعزى الزوغان اللونى للعدسات الى تشتيت الضوء و لا يعتمد الانعكاس فى المرايا على الطول الموجى

 

يكون بؤبؤ العينين صغيرا عندما تتعرض لضوء الشمس الساطع مقارنة بالتعرض لضوء أخفت

وضح ذلك تستطيع عيناك تجميع الضوء بشكل أفضل فى الضوء الساطع

الاجابة

تعمل العيون على تجميع الضوء الساطع بشكل أفضل لأن الأشعة المنكسرة بزوايا أكبر تزال بواسطة القزحية لذا تتجمع الأشعة عند مدى زوايا صغير و يكون الزوغان الكروى أقل

 

ينتقل شعاع ضوء من الهواء إلى سائل ما

كما فى الشكل 3-25 حيث يسقط الشعاع على السائل بزاوية 30 و ينكسر بزاوية 22

يسقط شعاع ضوئى على زجاج مسطح لأحد جوانب حوض سمك بزاوية مقدارها 40 بالنسبة للعمود المقام

فاذا علمت أن معامل انكسار الزجاج n=1.50 فاحسب مقدار

زاوية انكسار الضوء فى الزجاج

زاوية انكسار الضوء فى الماء

الاجابة

25.4

28.9

 

ارجع إلى الجدول 3-1 و استخدم معامل انكسار الألماس لحساب سرعة الضوء فيه

 

ارجع إلى الجدول 3-1 و اوجد الزاوية الحرجة للألماس فى الهواء

 

استخدمت صفيحة سميكة من البلاستيك n = 1.500  فى صنع حوض سمك

فإذا انعكس ، ضوء عن سمكة موجودة فى الماء و سقط على صفيحة البلاستيك بزاوية 35.0o ، فما مقدار الزاوية التى سيخرج فيها الضوء إلى الهواء

الاجابة

49.7o

 

وضع مصدر ضوء فى قاع حوض سباحة على عمق 2.0 m من سطح الماء و يبعد عن طرف الحوض 1.5 m كما فى الشكل 3-26 و كان الحوض مملوء بالماء إلى قمته

ما مقدار الزاوية التى يصل فيها الضوء طرف المسبح خارجا من الماء

53o

هل تؤدى رؤية الضوء بهذه بشكل أعمق أم أقل عمقا مما هو عليه بالواقع

m 1.1 أقل عمقا

 

إذا كانت سرعة الضوء فى بلاستيك شفاف s/1.90 x 108m و سقط شعاع ضوء البلاستيك بزاوية 22.0o فما مقدار الزاوية التى يبكسر بها الشعاع

الاجابة

13.7o

 

إذا وضع جسم على بعد 10.0 cm من عدسة مجمعة بعدها البؤرى 5.00 cm فعلى أى بعد من العدسة تتكون الصورة

الاجابة

على بعد 10 cm

 

إذا أردنا استخدام عدسة محدبة لتكون صورة حجمها يساوى 0.750 من حجم الجسم

ز أن تكون الصورة على بعد 24 m من الجانب الاخر للعدسة ، فما البعد البؤرى للعدسة الذى يحقق ذلك

الاجابة

البعد البؤرى 14 cm

 

وضع جسم طوله 3.0 cm على بعد 15 cm أمام عدسة مجمعة فتكونت صورة حقيقية على بعد 10 cm من العدسة

ما البعد البؤرى للعدسة

البعد البؤرى 6 cm

أذا استبدلت العدسة الأصلية و وضع مكانها عدسة أخرى لها ضعفا البعد البؤرى ، فحدد موقع الصورة و طولها و اتجاهها

 

وضع جسم بالقرب من عدسة مفرقة بعدها البؤرى 15 cm فتكونت له صورة على بعد 5.0 cm من العدسة

ما بعد الجسم عن العدسة و ما طوله

بعد الجسم 5cm و طول الجسم 3cm

إذا استبدلت العدسة المفرقة و وضع مكانها عدسة مجمعة لها البعد البؤرى نفسه فما موقع الصورة و طولها و اتجاهها ؟ و هل هى خيالية أم حقيقية

موقع الصورة 15 cm   طول الصورة 6 cm و تكون الصورة معتدلة مقارنة بالجسم و خيالية

 

يجب أن يكون الكتاب على بعد 25 cm من العين لقرائته بوضوح

فإذا كان هناك فتاة تعانى من طول النظر ، و تحتاج أن يكون الكتاب على بعد 45 cm من عينيها لقرائته بوضوح ، فما البعد البؤرى اللازم لعدستى نظارتها

الاجابة

56 cm

 

البعد البؤرى للعدسة المحدبة الخاصة بالة نسخ يساوى 25.0 cm فإذا وضعت رسالة على بعد 40.0 cm  من العدسة لنسخها

فعلى أى بعد العدسة يجب أن تكون ورقة النسخ

66.7 cm

ما تكبير ورقة النسخ

1.67 h0 تكون الورقة المنسوخة مكبرة و مقلوبة

 

 وضعت شريحة من خلايا البصل على بعد 12 mm من عدسة المجهر الشيئية فإذا كان البعد البؤرى لهذه العدسة 10.0 mm

فما بعد الصورة المتكونة عن العدسة

60 mm

ما تكبير هذه الصورة

-5.0

تتكون الصورة الحقيقية على بعد 0 mm تحت العدسة العينية . فإذا كان بعدها البؤرى 20.0 mm فما موقع الصورة النهائية

-20 mm

ما التكبير النهائى لهذا النظام المركب

-10

 

ينعكس ضوء الشمس من قاع حوض سمك و ينتشر فى جميع الاتجاهات

و يوضح الشكل 27-3 شعاعين من هذه الأشعة المنعكسة من نقطة فى قاع الحوض ينتقلان إلى السطح ، فتنكسر الأشعة فى الهواء كما هو مبين . إن امتداد الخط الأحمر المتقطع إلى الخلف ، من شعاع الضوء المنكسر هو خط النظر الذى يتقاطع مع الشعاع الرأسى عند الموقع الذى سيرى فيه المشاهد صورة قاع الحوض .

أوجد زاوية انكسار الشعاع فى الهواء

6.7o

على أى عمق سيبدو قاع الحوض عندما تنظر إلى الماء ؟ اقسم العمق الظاهرى على العمق الحقيقى و قارن هذه النسبة بمعامل الانكسار

 

إذا كانت الزاوية الحرجة لقالب زجاجى 45o فما معامل انكساره

الاجابة

1.41

 

أوجد سرعة الضوء فى حجر ثالث أوكسيد الأنتيمونى إذا كان معامل انكساره 2.35

الاجابة

1.28 x 108m/s

 

وضع جسم طوله 3 cm على بعد 20 cm أمام عدسة مجمعة فتكونت له صورا حقيقية على بعد 10 cm من العدسة ما البعد البؤرى للعدسة

الاجابة

البعد البؤرى = 1.41

 

شتق العلامة n = sinƟ1/sinƟ2  من الصيغة العامة لقانون سدل فى فى الانكسار n1 sin Ɵ1 = n2 sin Ɵ2 و اذكر الفرضيات و المحددات

 

كم دقيقة إضافية يستغرق وصول الضوء من الشمس إلى الأرض إذا امثلا الفضاء بينهما بالماء بدلا من الفراغ

علما بأن بعد الأرض عن الشمس 1.5 x 108 km

الاجابة

2.7 دقيقة

 

ينتقل ضوء أبيض فى هواء معامل انكساره 1.0003 و يدخل شريحة زجاجية بزاوية سقوط 45 فاذا كان معامل انكسار الزجاج

الصوانى الكثيف يساوى 1.7708 للضوء الأزرق و يساوى 1.7273 للضوء الأحمر فما مقدار زاوية الانكسار التشتت التى ينحصر فيها الطيف المرئى

الاجابة

للضوء الأحمر 24.173

للضوء الأزرق 23.543

الفرق 0.630

 

أوجد الزاوية الحرجة للجليد الذى معامل انكساره 1.31 فى المناطق الباردة جدا

هل تكون أسلاك الألياف الضوئية المصنوعة من الجليد أفضل من تلك المصنوعة من الزجاج لحفظ الضوء داخل السلك وضح ذلك

 

تستخدم عدسة لعرض صورة جسم على شاشة

افترض أنك غطيت النصف الأيمن من العدسة فما الذى يحدث للصورة

الاجابة

ستصبح خافتة لأن عددا أقل من الأشعة سيجتمع و لكن سنرى صورة كاملة

 

وجه شعاع من مصباح يدوى على بركة سباحة فى الظلام بزاوية 46

بالنسبة للعمود المقام على سطح الماء, ما مقدار زاوية انكسار الشعاع فى الماء( معامل انكسار الماء 1.33)

الاجابة

33

 

اذا كانت سرعة الضوء فى الألماس 1.24*10^8 m/s فما معامل انكسار الألماس

الاجابة

2.42

 

أى مما يأتى لا يؤثر فى تشكيل قوس المطر

الاجابة

الحيود

 

التقطت سارة صورة لأخيها أسامة

كما فى الشكل مستخدمة كاميرا بعدسة محدبة بعدها البؤرى 0.047m حدد موضع صورة أسامة

الاجابة

4.82 cm

 

أى مما يأتى لا يؤثر فى تشكيل السراب

الاجابة

الانعكاس

 

ما بعد الصورة للحالة الموضحة فى الشكل ص95

الاجابة

-1.20m

 

ما الزاوية الحرجة للانعكاس الكلى الداخلى

عندما ينتقل الضوء من زجاج معامل انكساره n=1.52 الى الماء الذى معامل انكساره n=1.33

الاجابة

29

 

ماذا يحدث للصورة المتكونة من عدسة محدبة عندما يغطى نصفها

الاجابة

تعتم الصورة

 

اذا كانت الزاوية الحرجة للانعكاس الكلى الداخلى

عند الحد الفاصل بين الألماس و الهواء 24.4 فما زاوية الانكسار فى الهواء اذا كانت زاوية سقوط الشعاع على الحد الفاصل 20

الاجابة

55.9

 

يتكون لجسم يبعد 6.98cm عن عدسة صورة تبعد 2.95cm عن العدسة فى الجانب نفسه

حدد نوع العدسة ووضح كيف عرفت ذلك

الاجابة

السابق
حل فيزياء 3 الفصل الثاني الانعكاس والمرايا مقررات
التالي
حل فيزياء 3 الفصل الرابع التداخل والحيود مقررات