نسخة الفيديو النصية
أي العدسات المقعرة الآتية لها أقصر بعد بؤري؟ أ، أم ب، أم ج، أم د؟
قبل أن نبدأ في تناول هذا السؤال، دعونا نذكر أنفسنا بمعنى البعد البؤري لعدسة مقعرة.
عندما تصل أشعة ضوئية متوازية إلى عدسة مقعرة، تتسبب العدسة في انتشار الأشعة الضوئية أو تفرقها. فور مرور الأشعة الضوئية عبر العدسة، تصبح غير متوازية، وتزداد المسافة بين كل شعاع والآخر كلما ابتعد الضوء عن العدسة. إذا نظرنا إلى هذه الأشعة الضوئية المتفرقة، قد نلاحظ شيئًا مثيرًا للاهتمام. إذا تتبعنا كل شعاع من هذه الأشعة من الخلف، متجاهلين وجود العدسة، فسيبدو الأمر كما لو أن الأشعة كلها تأتي من نقطة واحدة. هذه النقطة تسمى البؤرة.
لاحظ أن الأشعة الضوئية الحقيقية لا تمر كلها بالفعل عبر هذه النقطة. يبدو فقط أنها تأتي من هذه النقطة؛ لأن العدسة تسببت في انتشار الأشعة. يعرف البعد البؤري لعدسة بأنه المسافة بين البؤرة ومركز العدسة.
في هذا السؤال، المطلوب منا هو تحديد العدسة المقعرة التي لها أقصر بعد بؤري. لكي نفعل هذا، علينا أن نفهم سبب أن العدسات المقعرة المختلفة الأشكال تكون لها أبعاد بؤرية مختلفة. العدسات المقعرة المختلفة الأشكال لها أبعاد بؤرية مختلفة؛ لأنها تتسبب في تفرق الأشعة الضوئية المتوازية بدرجات متفاوتة. على سبيل المثال، دعونا نلق نظرة على مجموعتين من الأشعة الضوئية، مرتًا عبر عدستين مقعرتين مختلفتي الشكل؛ ومن ثم تفرقتا بدرجتين مختلفتين. إذا قارنا بين هاتين المجموعتين من الأشعة الضوئية، نلاحظ أن الأشعة الضوئية الموجودة على اليمين انتشرت بدرجة أكبر بكثير من الأشعة الضوئية الموجودة على اليسار.
الآن، دعونا نتتبع الأشعة من الخلف، ونعين البؤرة والبعد البؤري لكل عدسة من العدستين. إذا قارنا بين هذين الشكلين، نلاحظ أن العدسة الموجودة على اليمين لها بعد بؤري أقصر بكثير من البعد البؤري للعدسة الموجودة على اليسار. سبب ذلك أن هذه العدسة تتسبب في تفرق الضوء بدرجة أكبر؛ ومن ثم يظهر أن الضوء يأتي من نقطة أقرب إلى العدسة. إذن، لاحظنا أن العدسة التي تتسبب في تفرق الأشعة الضوئية بدرجة أكبر يكون لها بعد بؤري أقصر.
لكي نجيب عن السؤال الموجه إلينا، علينا أن نحدد العدسة التي لها أقصر بعد بؤري. العدسة التي لها أقصر بعد بؤري هي العدسة التي تتسبب في تفرق الأشعة الضوئية إلى أقصى درجة. للوهلة الأولى، تبدو هذه العدسات كلها متشابهة جدًّا. كلها عدسات مقعرة؛ ومن ثم فإن لها نفس الشكل. كل عدسة منها أكثر سمكًا في جزأيها العلوي والسفلي من منتصفها، وكل عدسة منها لها منحنى أملس على جانبيها.
لكن عندما نلقي عليها نظرة فاحصة، نلاحظ أن أشكالها مختلفة بالفعل. حواف العدسات منحنية بدرجات متفاوتة. هذه العدسة هنا لها أكبر منحنى، وهذه العدسة هنا لها أصغر منحنى. بناء على هذا، أي هذه العدسات ستتسبب في تفرق الأشعة الضوئية إلى أقصى درجة؛ ومن ثم سيكون لها أقصر بعد بؤري؟
في الواقع، إن المنحنى على طول حافة العدسة هو ما يتسبب في تفرق الأشعة الضوئية. إذن، فمن المنطقي أن العدسة التي لها أكبر منحنى ستتسبب في انتشار الأشعة الضوئية إلى أقصى درجة؛ ومن ثم سيكون لها أقصر بعد بؤري. على سبيل المثال، إذا مرت أشعة ضوئية متوازية عبر منشور مستطيل، حوافه غير منحنية، فستظل الأشعة الضوئية متوازية بعد مرورها عبر العدسة. لن تتفرق هذه الأشعة الضوئية على الإطلاق.
عند مرور أشعة ضوئية متوازية عبر عدسة مقعرة بدرجة طفيفة، كما في الخيار ب، تتفرق الأشعة بدرجة طفيفة. عند مرور أشعة متوازية عبر عدسة مقعرة بدرجة كبيرة، كما في الخيار أ، تتفرق الأشعة بدرجة أكبر. هذا يعني أن هذه العدسة لها بعد بؤري أقصر بكثير. من بين الخيارات المعطاة لنا، العدسة أ لها أقصى تكور. ومن ثم، فإن العدسة أ ستتسبب في تفرق الأشعة الضوئية المتوازية إلى أقصى درجة. هذا يعني أيضًا أن العدسة أ لها أقصر بعد بؤري. إذن، الإجابة الصحيحة عن هذا السؤال هي الخيار أ.
