يقع مصدر ضوء نقطي على بعد 2.0m من الشاشة ، وعلى بعد 4.0m من الشاشة B ، كما يتضح من الشكل 21-4. قارن بين الاستضاءة على الشاشة B والاستضاءة على الشاشة A ؟؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
لما كانت الاستضاءة E 1/2 ؛ فإنها ستكون عند الشاشة B ربع الاستضاءة عند الشاشة .A.
تتعلق هذه المسألة بمفهوم "الاستضاءة" (Illuminance) في الفيزياء، وكيف تتغير قيمتها كلما ابتعدنا عن مصدر الضوء. لفهم لماذا تكون الاستضاءة على الشاشة B ربع الاستضاءة على الشاشة A، سنبسط الفكرة بالخطوات التالية:
في الفيزياء، تتناسب الاستضاءة ($E$) طردياً مع شدة إضاءة المصدر، وتكسياً مع مربع المسافة ($d^2$) بين المصدر والسطح. ويمكن كتابة القانون هكذا:
$E \propto \frac{1}{d^2}$
هذا يعني أن الضوء كلما انتشر وابتعد عن المصدر، غطى مساحة أكبر، وبالتالي تقل شدة إضاءته بسرعة.
- حساب المسافات في المسألة:
- بُعد الشاشة A عن مصدر الضوء = $2.0\text{ m}$
- بُعد الشاشة B عن مصدر الضوء = $4.0\text{ m}$
- مقارنة المسافات:
لاحظ أن المسافة التي تبعدها الشاشة B ($4.0\text{ m}$) هي ضعف المسافة التي تبعدها الشاشة A ($2.0\text{ m}$).
أي أن: $4.0 \div 2.0 = 2$ (المسافة تضاعفت مرتين).
- تطبيق قانون التربيع العكسي:
بما أن الاستضاءة تعتمد على مربع المسافة، فإننا نقوم بتربيع النسبة التي تضاعفت بها المسافة:
- مربع العدد 2 هو: $2^2 = 4$
- وبما أن العلاقة عكسية (كلما زادت المسافة قلّت الاستضاءة)، فإننا نقسم على 4، أو نأخذ مقلوبه وهو ($\frac{1}{4}$).
النتيجة النهائية:
لأن المسافة تضاعفت، فإن الاستضاءة على الشاشة B ستكون ربع ($\frac{1}{4}$) الاستضاءة على الشاشة A.
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال يقع مصدر ضوء نقطي على بعد 2.0m من الشاشة ، وعلى بعد 4.0m من الشاشة B ، كما يتضح من الشكل 21-4. قارن بين الاستضاءة على الشاشة B والاستضاءة على الشاشة A ؟ اترك تعليق فورآ.
