صيغة الأجهزة البصرية: العيون، النظارات، المناظير

أمثلة على الأسئلة والصيغ المتعلقة بالأجهزة البصرية، والعيون، والنظارات، والمناظير

متة

1. العين هي إحدى الأدوات البصرية الطبيعية. في عملية الرؤية، تتكون صورة...

1. صحيح، مستقيم، مباشرة على الشبكية
2. صحيح، مقلوب، مباشرة على الشبكية
3. افتراضي، مستقيم، مباشرة على الشبكية
4. مايا، رأسًا على عقب، مباشرة على شبكية العين

مناقشة
تبلغ أقرب مسافة يمكن للعين الطبيعية التركيز عليها 25 سم. وبما أن قطر العين البشرية أصغر من 25 سم، فإن البعد البؤري لعدسة العين أصغر أيضاً من 25 سم. لذا، يجب أن تكون مسافة الجسم (s) أكبر من البعد البؤري لنظام عدسة العين (f).

نظام عدسة العين عبارة عن عدسة محدبة. لذلك، فإن الصورة المتكونة بواسطة نظام عدسة العين أثناء عملية الرؤية لها نفس خصائص الصورة المتكونة بواسطة عدسة محدبة. تشمل خصائص الصورة المتكونة بواسطة نظام عدسة العين عندما تكون مسافة الجسم (s) أكبر من البعد البؤري (f) ما يلي:
– حقيقي أم صحيح
- إلى الخلف
- مخفض
– مباشرة على الشبكية

يجب وضع الصورة بدقة على الشبكية لأنها تحول الموجات الضوئية إلى إشارات كهربائية تُنقل إلى الدماغ. ورغم أن الصورة مقلوبة، إلا أن الدماغ البشري يجعلها معتدلة، لذا تبدو الأشياء التي تراها العين معتدلة.

الإجابة الصحيحة هي ب.

نظارات

2. لدى شخص ما نقطة رؤية قريبة تبلغ 16 سم ونقطة رؤية بعيدة تبلغ 80 سم. إذا ارتدى نظارة، فإنه يستطيع رؤية الأجسام البعيدة بوضوح. باستخدام هذه النظارة، تكون المسافة إلى أقرب جسم يمكنه رؤيته بوضوح هي...

1. 13 1/3 سم
2. سم20
3. سم36
4. 48 1/3 سم

مناقشة
من المعروف أن:
تبلغ نقطة الرؤية البعيدة للشخص 80 سم فقط، لذلك يمكن الاستنتاج أن الشخص يعاني من طول النظر.
يحدث قصر النظر لأن عدسة العين تكون أكثر تقوسًا أو أقل استواءً مما ينبغي في العين الطبيعية، مما يقلل من بعدها البؤري. وهذا يؤدي إلى تركيز أشعة الضوء القادمة من الأجسام البعيدة (النقطة البعيدة) أمام الشبكية بدلًا من تركيزها عليها.
سأل: المسافة إلى أقرب جسم يمكن رؤيته بوضوح باستخدام النظارات
الجواب:
أبعد نقطة رؤية للشخص هي ٨٠ سم. يجب أن تُكوّن عدسات النظارة صورة على بُعد ٨٠ سم أمامه. تقع الصورة أمام العين وعدسات النظارة، لذا فهي صورة وهمية ومعتدلة. بالتالي، فإن بُعد الصورة (s') = -٨٠ سم.
إذا كان الشخص يرتدي نظارة، فإنه يستطيع رؤية الأجسام البعيدة بوضوح. لذا فإن بُعد الجسم (s) = أبعد نقطة للعين العادية = ما لا نهاية = ~.

البعد البؤري للعدسة العينية:
1/f = 1/s + 1/s'
1/f = 1/~ + (- 1/80)
1/f = 0 – 1/80
1/f = – 1/80
f = – 80 / 1
f = – 80 سم
يعني البعد البؤري السلبي أن عدسة النظارة المستخدمة هي عدسة مقعرة أو عدسة مفرقة.

إذا استخدم الشخص نفس عدسات النظارة، فما هي المسافة إلى أقرب جسم يمكن رؤيته بوضوح؟ البعد البؤري للعدسة (f) = -80 سم. يجب أن تُكوّن العدسة صورة على بُعد 16 سم أمام العين والعدسة بحيث تكون الصورة وهمية وذات إشارة سالبة. إذن، بُعد الصورة (s') = -16 سم.
1/s = 1/f – 1/s' = -1/80 – (-1/16) = -1/80 + 1/16 = -1/80 + 5/80 = 4/80
s = 80/4 = 20 سم.
أقرب جسم يمكنه رؤيته بوضوح هو على بعد 20 سم.
الإجابة الصحيحة هي ب.

3. النظارات أداة تساعدك على الرؤية بوضوح. كثيراً ما ترى أصدقاءك يرتدون النظارات. كيف يمر الضوء بشكل صحيح عبر عدسات نظاراتهم؟

مناقشة

بناءً على الصورة، فإن عدسة النظارة المستخدمة هي عدسة مقعرة. يجب أن يكون مسار شعاع الضوء الساقط المنكسر بواسطة العدسة المقعرة كما في الإجابة ب.

4. لاحظ الصورة التالية لمسار الضوء عبر العين قبل وبعد ارتداء النظارة. بناءً على الصورة، يمكن استنتاج أن...
مناقشة
طول النظر = فرط البصر
العدسة المتقاربة = العدسة المحدبة = العدسة الموجبة
الإجابة الصحيحة هي ب.

منظار

5. تكبير تلسكوب طوله 10 سم هو 3. البعد البؤري للعدسة الشيئية والبعد البؤري للعدسة العينية هما على التوالي...

1. 5 سم و 5 سم
2. 7,5 سم و 2,5 سم
3. 2,5 سم و 7,5 سم
4. 4 سم و 6 سم

مناقشة
من المعروف أن:
التكبير الثنائي (M) = 3
طول التلسكوب (ل) = 10 سم
سأل: البعد البؤري للعدسة الشيئية والبعد البؤري لعدسة العين
الجواب:
صيغة طول التلسكوب (l) عندما تكون العين في أدنى مستوى للتكيف:
ل = و_ob + و_ok
10 سم = f_ob + و_ok  - المعادلة 1

صيغة تكبير المنظار (M) عندما تكون العين في أدنى مستوى من التكيف:
م = و_ob / F_ok
3 = f_ob / F_ok
f_ob = 3 فهرنهايت_ok - المعادلة 2

استبدل f_ob pada المعادلة 1 مع f_ok pada المعادلة 2 :
10 سم = f_ob + و_ok 
10 سم = 3 قدم_ok + و_ok 
10 سم = 4 قدم_ok
f_ok = 10 سم / 4
f_ok = 2,5 سم
البعد البؤري لعدسة العين = 2,5 سم
البعد البؤري للعدسة الشيئية = 3 f_ok = 3 (2,5 سم) = 7,5 سم

يبلغ البعد البؤري للعدسة الشيئية والبعد البؤري لعدسة العين 7,5 سم و 2,5 سم على التوالي.
الإجابة الصحيحة هي ب.

مصدر السؤال:

أسئلة الفيزياء للمرحلة الإعدادية (OSN)