بعض الدروس للسنة 4 متوسط.مجال :الظواهر الضوئية

1. المجــال : الظواهر الضوئية
الموضوع : شروط رؤية جسم Conditions de visibilité d'un objet
بعض المصطلحات
منظـــور.................Perspective
تسديــــد................Visée
قطر ظاهري.................apparent Diametre
تثلــــيث................Triangulation
أفـــــق................Horizon
الإشكالية : كيف نفسر ظاهرة إختلاف الأبعاد التي ترى بها الأجسام متامثلة الشكل والبعيدة عن بعضها البعض ؟
كيف نحدد إرتفاع عمود الكهرباء إعتمادا على موقعه ودون تسلقه تفاديا للأخطار ؟
كيف نقدر طول قطر القمر بمعرفة بعده عن الأرض ؟
إختلاف أبعاد منظر الشيئ بإختلاف زوايا الرؤية
دور العين في الرؤية(النظر) المباشرة للأجسام
1- لماذا تبدو السكتان متلاقيتين؟
تبدو السكتان متلاقيتين رغم توازهما لأن العين لا ترى الأشياء بابعادها
الحقيقية يعود ذلك الى أن العين تنظر الى الأشياء بصورة منظورية
إذ من خلال ذلك يتمكن الناظرالى الأشياء من إدراكها من حيث
بعدها أو قربها منه، لو لا ذلك لكان ما يرى غريبا جدا .
تصور العين وهي ترى الشمس بأبعادها الحقيقية فكيف يكون ما تراه ؟.
2- أنا أطول من العمارة
إن العبارة هي تعليق على النسب بين الأبعاد التي تصل إلى الدماغ من خلال الرؤية المباشرة للمنظر ول تعبر عن النسب الحقيقية في الواقع( طول الرجل أقل بكثير من إرتفاع العمارة) وهذا مايؤكد الرؤية المنظورية للأشياءالمحيطة بنا .
ينفذ الضوء إلى العين ويترجم في الدماغ بنسب معينة في الأبعاد ترتبط بـ:
أولا: أبعاد الأشياء التي تراها العين .
ثانيا: بُعد هذه الأشياء بالنسبة للعين التي تراها .
إذن فكل ما نراه هو صورة للأشياء المحيطة بنا تختلف
تماما عن واقع هذه الأشياء من حيث الأبعاد .
3- كيف تبدو الشياء المتامثلة عند مشاهدتها من أماكن مختلفة
• تبدو الدوائر في الصورة (1) متماثلة وهي كذلك في الحقيقة ،
يعود ذلك الى أن الدوائر تبعد تقريبا بالبعد نفسه عن العين
(آلة التصوير) .
• تبدو الدوائرالمتماثلة في الحقيقة غير متامثلة ويعود ذلك إلى أن
هذه الدوائر لا تبعد بالبعد نفسه عن العين، الدائرة A قريبة بينما الدائرة B بعيدة .
4- الإنتشار المستقيم للضوء(نموذج الشعاع الضوئي).
ترى العين النقطتين A وB ولا ترى النقطة C من الجسمS))
وهذا ما يسمى بالرؤية المباشرة للجسم حيث العين ترى نقاطا
من الجسم تكون مباشرة لها ،وكل ما هو محجوب عنها بحاجز
عاتم (جسم عاتم آخر أو حتى الجسم نفسه) فإنها لاتراه .
• شروط رؤية كاملة أو جزئية للجسم
5- شرط الرؤية
• ترى العين الجسم رؤية كاملة إذا كانت كل نقاطه في جهة
العين غير محجوبة.
* ترى العين الجسم رؤية جزئية إذا كانت بعض النقاط من
الجسم محجوبة عنها .
6- زاوية النظر ( القطر الظاهري)
بالإعتماد على الإنتشار المستقيم للضوء نرسم القطعتين
المماسيتين للكرة و الملتقيتين عند العين فنحصل
على زاوية الرؤية الكاملة للجسم (ألفا) وهي زاوية النظر
وتسمى كذلك القطر الظاهري.
7- تفسير الإختلاف في الأبعاد التي ترى بها أجسام متامثلة .
يعود إختلاف الأبعاد التي ترى بها أجسام متامثلة الى العلاقة بين زاوية النظر (القطر الظاهري) وما تراه العين من حيث الأبعاد، فكلما كان اجسم بعيدا كانت زاوية النظر إليه أ صغر.
8- تقدير أبعاد الجسم و تحديد موقعه.
نعتمد في هذه العملية على الإنتشار المستقيم للضوء من النقطة P مثلا مع توظيف العلاقة الرياضية لطالس .
(أنظر الشكل) P B'
A'
AA'/BB'=PA/PB
P
PA/PA-AB AA'/BB'= B
D
PA= AA'-AB /AA'-BB'
P'
9- طريقة التثليث D
تستعمل هذه الطريقة في الطبوغرافيا إذ تمكننا h
من تحديد موقع نقطة ما يتعذر بلوغها وتقتصر على
قياس طول واحد و زاويتي نظر فقط وذلك
بالنظر المباشر .
لإيجاد الإرتفاع (h) للنقطة (D) نعتمد على العلاقتين : tan&=h /L-d و tan£=h /L
ومنه نحسب كل من (h)و(L) كما يلي :
L = d×tan& / tan& - tan£ و h = d (tan&*tan£) / tan&-tan£
زاوية النظر : البطاقة التجريبية ص 133على الكتاب المدرسي .




بعض المصطلحات : مرآت مستوية ......Miroir plan ناظم..................Normale
إنعكاس.................Réflexion رجعان الضوء........Retour inverse de la lumiére
صورة إفتراضية........Image virtuelle مجال الرؤية...........Champ de vision
شعاع وارد.............Rayon incident مرآة دوارة.............Miroir tournant
شعاع منعكس..........Rayon réfléchi

I-الصورة الإفتراضية (الخيل) المعطاة بمرآة مستوية .
1• تشكيل الصورة الإفتراضية في المرآة المستوية(الخيال).
عند الوقوف أمام المرآة ، نرى صورتنا التي هي خيالا مجرد أثر لا وجود له في الواقع خلف المرآة وهذا ما يسمى بالصورة الإفتراضية (الخيال ا لوهمي) لاحظ الشكل المقبل .
الصورة الإفتراضية على المرآة
تكون مقلوبة افقيا لأن يمينها هو
اليسار على الصورة الحقيقية وهذا
يظهر أحسن عند وضع كتابة أمام
المرآة .(إسعاف تكتب مقلوبة على
السيارة الخاصة بذلك .

2-ما طبعة صورة الشمعة الموضوعة أمام مرآة مستوية ؟
لاحظ خيال الشمعة المشتعلة في المرآة المستوية ثم غير مشتعلة .
ملاحظة: لا نستطيع أن نمسك صورة الشمعة المشكلة في المرآة لأنها صورة
افتراضية (غير حقيقية أو خيال).
-تغيير موقع النظر إلى الصورة الافتراضية(بالنسبة للمرآة):موقع الصورة
الافتراضية لا يرتبط بموقع العين قربا أو بعدا عنها وعندما ينتقل إلى اليمين أو
اليسار . خيال
الاقتراب والابتعاد : مرآة



كذلك التحرك الى اليمين أو اليسار مرآة
ملاحظة: وجود الشمعة في مكان ما لا يعني دوما انه يرى صورة جسم
افتراضية لها وإنما يرتبط ذلك بموقع عينيه بالنسبة للمرآة . العين


3- إسقاط الصورة الافتراضية على حاجز
جهاز العرض الخلفي ( المسلاط) يقوم بعرض صورة افتراضية مكبرة لوثيقة ما مكتوبة
أو مرسومة أو مطبوعة على أوراق أو صفائح شفافة وذلك على شاشة بأبعاد كبيرة
يمكن معاينتها بصورة جيدة وواضحة. مرآة مستوية عاكسة قابلة
تركيب جهاز العرض الخلفي :( الشكل المقابل) للدوران
. تقوم المرآة المستوية العاكسة بتوجيه الضوء الوارد
اليها عبر العدسة المقربة 2 نحو شاشة العرض
الشاقولية الموضوعة أمام جهاز العرض الخلفي الوثيقة
بالتالي يقوم هذا الجهاز بإعطاء صورة ضوئية مماثلة لتلك الموجودة في الوثيقة
لتلك الموجودة في الوثيقة المراد عرضها على الشاشة .












4- تناظر الجسم مع صورته اففتراضية بالنسبة للمرآة
تجربة الشمعتين : بعد تحقيق التجربة المبينة على الشكل
(الشمعة الثانية تنطبق على خيال الشمعة الألى) يتضح أن :
D1= D2 أي بعد كل من الشمعتين عن المرىة متساويين .




5- لهب الشمعة الذي لا يحرق: نضع أحد الأصابع في لهب
الشمعة الثانية (بمثابة إفتراضية للشمعة الألى ،التجربة السابقة أعلاه)
الأصبع طبعا لايحترق وهذا لأن اللهب إفتراضي ( غير حقيقي )
6- شمعة مشتعلة داخل الماء
تجربة : حقق التجربة المبينة على الشكل القابل

ملاحظة :تبدو الشمعة الموجودة في الماء مشتعلة
وهذا غير ممكن في الواقع وما نراه ما هو إلا خيال فقط .

II- قانونا الإنعكاس
ظاهرة إنعكاس الضوء
7- مسير الضوء المسلط على مرآة مستوية .
تجربة : منبع ضوئي-ورق مقوى – مرآة مستوية -
ورق مقوى بمقاس المرآة –مقص.
- الملاحظة الأولى على الصورة 1 بعد إشعال
المصباح .
- االملاحظة الثانية على الصورة 2 بعد نزع
الحاجز.









8- قانونا الإنعكاس : الشكل المقابل
الأول:- ينطبق مستوى الإنعكاس على مستوى الورود .
- ينتمي كل من الشعاع المنعكس والشعاع الوارد الى
مستوى الورود .
الثاني : زاوية الورود تساوي زاوية الإنعكاس .

9- تفسير تشكل الصزرة الإفتراضية

- نكتفي بتمثيل شعاعين ضوئين فقط ، واردين من نقطة
من الجسم للحصول على الصورة الإفتراضية لهذه
الصورة مع الأخذ بعين الإعتبار قانوني الإنعكاس من
جهة، وكيفية الحصول على الصورة الإفتراضية P'
للنقطة P . الشكل المقابل
10- مبدأ رجعان الضوء .
تنطبق مبدأ رجعان الضوء على العديد من الظوار
الضوئية مثل ظاهرة إنعكاس الضوء ويعطى نص هذا
المبدأ بالعبارة التالية : «لا يتوقف المسير الذي يتبعه
الضوء على جهة إنتشاره .»






III-مجال المرآة المستوية .
. حقل الرؤية للمراة المستوية
. رؤية فضاء بمرايا مختلفة الأبعاد
حقل الرؤية لمرآة مستوية هو الفضاء الذي
نراه على حاجز خلفي عند إستعمال هذه المرآة
بالوقوف أمامها على محورها أو بجواره على
بعد معين .
12- ما تأثير موقع العين على حقل المرآة المستوية .
تؤثر العين على حقل الرؤية موقعا وإتساعا .
*حالة مرآة مستوية مستطيلة الشكل : * في حالة مرآة مستوية دائرية الشكل

المرآة

II II
موقع الصورة
الافتراضية.

الفضاء هرمي وهو من جهة العين ومحدود بالمرآة . الفضاء مخروطي وهو من جهة العين ومحدود بالمرآة.

*أي نقطة مضيئة تنتمي الى هذا الفضاء نرى لها صورة افتراضية كما أن أبعاد وشكل المرآة يؤثران على هذا الحقل .
يمكن الاقتصار على التمثيل ثنا ئي البعد لهذا الحقل(الشكل)













موقع الصورة الافتراضية
للعين






حقل المرآة
موقع العين حقل المرآة















بعض المصطلحات : مرىة محدبة...................Miroir convexe
مرآة مقعرة.....................Miroir concave
محورأصلي(رئيسي).............Axe principal
محرق............................Foyer
بعد محرقي.......................Distance focale
الإشكالية:
ما الفرق بين الصورة الإفتراضية المشكلة في المرآة المستوية والصورة الإفتراضية المشكلة في المرآة الكروية؟
يحمل تلسكوب هابل مرآة كروية ، كيف يمكن ملاحظة الفضاء المحيط بنا بهذه المرآة؟
ما الفائدة من إستعمال هذا النوع من المرايا في السيارات والشاحنات ؟
1- الصورة الإفتراضية في المرآة المحدبة
المرايا الكروية هي مرايا مقوسة كانها أجزاء من كرات زجاجية كبيرة تنقسم الى قسمين :المرآة المحدبة و المرآة المقعرة حيث ينطبق عليها قانونا الإنعكاس كما في المرايا المستوية .

- المرآة الكروية المحدبة يكون وجهها المصقول إلى الخارج.
- المرآة الكروية المقعرة يكون وجهها المصقول الى الداخل .
الصورة الإفتراضية في المرآة الكروية تكون صغيرة ومشوههة
مقارنة مع الصورة الإفتراضية في المرآة المستوية .
II- لماذا تشوهت الصورة في المرآة ا لكروية ؟
قانونا الإنعكاس : يطبقان على المرايا الكروية كما على
المرايا المستوية.