الظواهر الضوئية - المذكرة الشاملة

السنة الرابعة متوسط - إعداد: أ. غرزي سهام

الدرس 1: زاوية النظر وتقدير الأبعاد

النشاط 1: زاوية النظر

المسافة (D): 50m

النشاط 2: تقدير الأبعاد (طريقة التسديد)

(حرك الشريط حتى تحجب المسطرة الشجرة بالكامل لتطبيق نظرية طالس)

👁️ الملاحظة:

• في النشاط الأول: تصغر الزاوية (α) كلما ابتعد الجسم.
• في النشاط الثاني: عند التطابق، تشكل خطوط الرؤية مثلثين متماثلين (نظرية طالس).

📝 الاستنتاج (الأثر الكتابي):

1. زاوية النظر (α): هي الزاوية التي نرى من خلالها الجسم كلياً.

2. طرق تقدير أبعاد جسم بعيد:
• طريقة التسديد: تعتمد على استعمال جسم معلوم الطول (مسطرة) لحجب الجسم البعيد، وتطبيق نظرية طالس: (H/D = h/d).
• طريقة التثليث: تعتمد على أخذ زاويتي نظر لجسم من موقعين مختلفين، لقياس بعده أو ارتفاعه.

❓ تقويم تكويني 1:

كيف نفسر رؤية الشمس بحجم مقارب لحجم القمر في السماء؟

الحل: لأن الشمس أبعد بكثير من القمر، مما يجعل (زاوية النظر) التي نرى بها الشمس صغيرة جداً ومساوية لزاوية نظر القمر.
الدرس 2: الانعكاس وقانوناه
زاوية الورود: 30° | زاوية الانعكاس: 30°
📝 الاستنتاج (قانونا الانعكاس):

1. الشعاع الوارد، والمنعكس، والناظم تقع في مستوٍ واحد.
2. زاوية الورود (i) تساوي دائماً زاوية الانعكاس (r).

❓ تقويم تكويني 2:

ماذا يحدث لشعاع ضوئي يسقط عمودياً على سطح مرآة مستوية؟ برّر إجابتك.

الحل: الشعاع الضوئي الساقط عمودياً يرتد على نفسه. التبرير: لأن زاوية الورود معدومة (i = 0°)، وحسب القانون الثاني للانعكاس فإن زاوية الانعكاس معدومة أيضاً (r = 0°).
الدرس 3: صورة جسم بمرآة مستوية
بعد الجسم: 50cm | بعد الصورة: 50cm
📝 الاستنتاج (خصائص الصورة):

صورة الجسم في المرآة المستوية: وهمية، معتدلة، معكوسة الجوانب (يمين/يسار)، مقايسة للجسم، ومتناظرة معه بالنسبة للمرآة.

❓ تقويم تكويني 3:

عندما تقف أمام مرآة مستوية وتقوم برفع يدك اليمنى، ماذا تلاحظ على صورتك داخل المرآة؟ وما هي الخاصية التي نستنتجها؟

الحل: ألاحظ أن صورتي في المرآة ترفع يدها اليسرى. أستنتج من ذلك أن الصورة المعطاة بمرآة مستوية تكون دائماً "معكوسة الجوانب".
الدرس 4: دوران المرآة المستوية
دوران المرآة (α): 15° | دوران الشعاع (β): 30°
📝 الاستنتاج:

إذا دارت مرآة مستوية بزاوية (α)، فإن الشعاع المنعكس يدور بزاوية (β) حيث: β = 2α.

❓ تقويم تكويني 4:

أدرنا مرآة مستوية بزاوية قدرها 20°، كم هي الزاوية التي سيدور بها الشعاع المنعكس؟

الحل: بتطبيق قانون دوران المرآة المستوية (β = 2α)، فإن الزاوية التي سيدور بها الشعاع المنعكس هي ضعف زاوية دوران المرآة:
β = 2 × 20° = 40°.
🎯 وضعية إدماج التعلمات (تمرين شامل)

أراد أحمد حساب ارتفاع شجرة (H) تبعد عنه بمسافة (D = 20m). فاستعمل مسطرة طولها (h = 20cm) ووضعها على بعد (d = 50cm) من عينه بحيث حجبت الشجرة تماماً كما في السند (1).

بعد ذلك، ركب أحمد سيارة والده ونظر في المرآة المستوية، فلاحظ سيارة إسعاف تقترب، وسقط شعاع ضوئي من مصباحها على المرآة بزاوية ورود قدرها i = 40°.

السند (1): رسم تخطيطي لعملية التسديد
التعليمات:
  1. ما اسم الطريقة التي استعملها أحمد لتقدير ارتفاع الشجرة؟ وما هي النظرية الرياضية المعتمدة فيها؟
  2. بالاستعانة بالسند (1)، احسب ارتفاع الشجرة (H) بالمتر.
  3. استنتج زاوية الانعكاس (r) للشعاع الضوئي الساقط من سيارة الإسعاف.
  4. لماذا تُكتب كلمة "إسعاف" معكوسة على مقدمة السيارة؟
حل الوضعية الإدماجية:
  1. اسم الطريقة: طريقة التسديد.
    النظرية المعتمدة: نظرية طالس (تطابق المثلثات).
  2. حساب ارتفاع الشجرة (H):
    نحول الوحدات أولاً:
    h = 20cm = 0.2m
    d = 50cm = 0.5m
    بتطبيق التناسب:
    H / D = h / d
    إذن: H = (h × D) / d
    H = (0.2 × 20) / 0.5 = 8m.
    إذن ارتفاع الشجرة هو 8 أمتار.
  3. زاوية الانعكاس (r):
    حسب القانون الثاني للانعكاس:
    r = i = 40°.
  4. سبب كتابة الكلمة معكوسة:
    لأن المرآة المستوية تعطي صورة "معكوسة الجوانب"، فتظهر معتدلة للسائق الأمامي فيقرأها صحيحة ويفسح الطريق.