مرآة محدبة

تعريف المرآة المحدبة

أحد أنواع المرايا المستخدمة في الحياة اليومية هي المرآة المحدبة. المرآة المحدبة هي مرآة ذات شكل منحني، حيث يكون سطحها العاكس للضوء منحنيًا للأمام.

يستخدم

إذا سبق لك أن رأيت مرآة الرؤية الخلفية لدراجة نارية أو سيارة، فمن المحتمل أنك على دراية بالاستخدامات اليومية للمرايا المحدبة. تُستخدم هذه المرايا كمرايا للرؤية الخلفية لأن الصورة التي تُنتجها تكون أصغر حجمًا، مما يسمح بمجال رؤية أوسع. وبغض النظر عن صغر حجم الصورة، فإن جميع الصور المُنتجة تكون وهمية أو تخيلية. يُرجى دراسة هذا الموضوع. صورة مرآة محدبة لتوضيح فهمك.
 
نقطة محورية

إذا وُضِع سطح مرآة عاكسة للضوء أمام جسم بعيد جدًا، كالشمس مثلاً، فإن شعاع الضوء المنبعث من الشمس سيكون موازيًا للمحور الرئيسي للمرآة، كما هو موضح في الشكل أدناه. المحور الرئيسي هو خط وهمي عمودي على مركز سطح المرآة.
عند اصطدام كل شعاع ضوئي بسطح مرآة، فإنه يخضع لقانون معين. قانون انعكاس الضوءتبدو جميع الأشعة المنعكسة وكأنها تنطلق من البؤرة البصرية للمرآة المحدبة (F). بعبارة أخرى، البؤرة البصرية هي نقطة صورة جسم بعيد جدًا عن سطح المرآة، وهذه الصورة وهمية.

البعد البؤري

البعد البؤري (f) هو المسافة بين النقطة البؤرية (F) وسطح المرآة. النقطة C هي مركز انحناء المرآة. البعد البؤري للمرآة هو f (البعد البؤري = f = FQ) ونصف قطر انحناء المرآة هو r (نصف قطر الانحناء = r = CQ = CP).
يصطدم الشعاع الساقط بالمرآة عند النقطة P ثم ينعكس عنها، حيث يبدو الشعاع المنعكس وكأنه قادم من البؤرة F. الخط المنقط CP هو خط طبيعييخضع الشعاع الساقط والشعاع المنعكس لقانون انعكاس الضوء، حيث تتساوى زاوية السقوط (θ) مع زاوية الانعكاس (θ)، وهذه الزاوية تساوي زاوية المثلث PCQ (θ). وبما أن زاوية المثلث PCQ تساوي زاوية المثلث CPF، فإن المثلث PFC متساوي الأضلاع. ولأن المثلث PFC متساوي الأضلاع، فإن طول الضلع PF يساوي طول الضلع CF. وبافتراض أن عرض المرآة أصغر من نصف قطر انحناء المرآة المحدبة، فإن طول الضلع PF يساوي طول الضلع FQ. ولأن CF = PF وPF = FQ، فإن CQ = 2CF = 2FQ. حيث CQ = r = نصف قطر انحناء المرآة، وFQ = f = البعد البؤري للمرآة. ومن ثم، نستنتج أن نصف قطر انحناء المرآة (r) = 2 × البعد البؤري (f) للمرآة.
r = 2 f أو f = r / 2
 
الظل
 
تستطيع المرايا المقعرة تكوين صور حقيقية ووهمية، بينما لا تستطيع المرايا المحدبة تكوين سوى صور وهمية. وقد تم شرح تكوين صورة الجسم بواسطة مرآة محدبة بالتفصيل في الموضوع. صورة مرآة محدبة.

ظل مايا
عندما ينعكس الضوء الساقط على سطح المرآة، يبدو اتجاه الضوء المنعكس وكأنه قادم من البؤرة المركزية للمرآة ومركز انحنائها. ولأن الضوء لا يمر فعليًا خلف المرآة، فإن الصورة المتكونة تكون الظل الافتراضي atau شبحإذا وضعت الشاشة في موضع توجد فيه الصورة الافتراضية، فلن يظهر أي ظل على الشاشة.