إذا مر شعاع ساقط على مرآة مقعرة ببؤرته الأصلية ينعكس. الإجابة الصحيحة هي : مار بالمركزموازي للمحور الرئيسيمرتدا على نفسهمار بالبؤرة.
انعكاس الضوء على مرآة مقعرة
المرآة المقعرة هي مرآة ذات سطح عاكس منحني إلى الداخل. وعند سقوط شعاع ضوئي على مرآة مقعرة، ينعكس الشعاع باتجاه مختلف اعتمادًا على موقع الشعاع الساقط بالنسبة لبؤرة المرآة. في هذا المقال، سوف نستكشف حالة خاصة حيث يمر الشعاع الساقط على المرآة المقعرة عبر بؤرتها الأصلية.
1. المرآة المقعرة وبؤرتها الأصلية:
تُعرَّف البؤرة الأصلية لمرآة مقعرة بأنها النقطة على المحور البصري للمرآة حيث تتقاطع جميع الأشعة المتوازية الساقطة على المرآة بعد الانعكاس. تقع البؤرة الأصلية في منتصف المسافة بين المرآة ومركز الانحناء للمرآة. يرمز إلى المسافة من المرآة إلى البؤرة الأصلية بالحرف (f). 2. الشعاع الساقط الذي يمر عبر البؤرة الأصلية: عندما يمر شعاع ساقط عبر البؤرة الأصلية لمرآة مقعرة، ينعكس الشعاع موازيًا للمحور البصري. هذا لأن الشعاع الساقط في هذه الحالة يمر بالفعل عبر النقطة التي تتقاطع فيها جميع الأشعة المتوازية الأخرى بعد الانعكاس.
3. رسومات توضيحية لظاهرة الانعكاس:
في الرسم البياني أدناه، يمر الشعاع الساقط (I) عبر البؤرة الأصلية (F) وينعكس في اتجاه موازٍ للمحور البصري (OA).
النقطة C هي مركز الانحناء للمرآة.
المسافة من المرآة إلى البؤرة الأصلية (f) تساوي نصف المسافة من المرآة إلى مركز الانحناء (2f). [Image of a concave mirror with a ray passing through the principal focus and reflecting parallel to the optical axis]
4. تطبيقات ظاهرة الانعكاس:
تستخدم هذه الظاهرة في العديد من التطبيقات العملية، مثل: مصابيح أمامية للسيارات لتوجيه الضوء في اتجاه موازٍ للمركبة. عواكس المرايا المستخدمة لتوجيه الضوء في اتجاه معين، كما في مصابيح الكشافات. الأفران الشمسية المتركزة لتركيز أشعة الشمس في نقطة واحدة لتوليد حرارة عالية.
5. التكوين الافتراضي للصورة:
عندما يمر شعاع ساقط عبر البؤرة الأصلية لمرآة مقعرة، يتكون صورة وهمية للمنبع الضوئي في اللانهاية. وهذا لأن الأشعة المنعكسة تظهر وكأنها تأتي من نقطة واحدة في اللانهاية. الصورة الافتراضية مستقيمة ومتساوية في الحجم مع الجسم.
6. معادلة المرآة المقعرة:
تصف معادلة المرآة المقعرة العلاقة بين مسافة الجسم (u)، ومسافة الصورة (v)، والمسافة البؤرية (f):
“`
1/u + 1/v = 1/f
“`
عندما يمر الشعاع الساقط عبر البؤرة الأصلية، تكون مسافة الجسم (u) تساوي اللانهاية، وبالتالي فإن مسافة الصورة (v) تكون أيضًا تساوي اللانهاية.
7. ملخص:
عندما يمر شعاع ساقط على مرآة مقعرة عبر بؤرتها الأصلية، ينعكس الشعاع موازيًا للمحور البصري. تتكون صورة وهمية للمنبع الضوئي في اللانهاية. تستخدم هذه الظاهرة في العديد من التطبيقات العملية، مثل المصابيح الأمامية للسيارات والمرايا العاكسة والأفران الشمسية المتركزة.