مخططات الأشعة للمرآة المحدبة

مقال حول مخططات الأشعة للمرآة المحدبة

إذا وُضع جسم أمام سطح مرآة محدبة تعكس الضوء، فإن المرآة المحدبة ستُكوّن صورةً للجسم. إذا عُرف بُعد الجسم عن المرآة المحدبة، فكيف نرسم صورة الجسم المتكونة؟ لنفترض أن جسمًا ما يقع أمام مرآة محدبة، كما هو موضح في الشكل أدناه.

الخط البرتقالي = مرآة محدبة

الخط الأزرق = المحور الرئيسي

السهم الأخضر = كائن

R = مركز انحناء المرآة المحدبة

f = بؤرة المرآة المحدبة

تُستخلص صور الأجسام برسم جميع الأشعة التي تمر عبرها، إلا أن هذه الطريقة أقل عمليةً نظرًا لكثرة الخطوط التي تمثل الأشعة. ولتبسيط الأمر، يُختار عدد قليل من الأشعة لتمثيل جميع حزم الضوء التي تمر عبر الجسم. ولأن هذه العملية تتضمن انعكاس الضوء، يجب مراعاة قانون انعكاس الضوء عند رسم الصورة.

مخطط الأشعة

1:

يتم رسم الشعاع 1 أو حزمة الضوء 1 التي تصل إلى المرآة المحدبة موازية للمحور الرئيسي وتلامس الطرف العلوي للجسم،

ثم ينعكس الضوء بواسطة المرآة المحدبة، حيث ينعكس شعاع الضوء كما لو كان من البؤرة (f). يجب أن يخضع الضوء الساقط والضوء المنعكس لقانون انعكاس الضوء، حيث تتساوى زاوية السقوط مع زاوية الانعكاس.

2:

يتم توجيه الشعاع 2 أو حزمة الضوء 2 التي تدخل المرآة المحدبة لتلامس الطرف العلوي للجسم،

وعندما يتجه شعاع الضوء نحو نقطة تقاطع المحور الرئيسي مع المرآة المحدبة، ينعكس. ويجب أن يخضع كل من الضوء الساقط والضوء المنعكس لقانون انعكاس الضوء، حيث تتساوى زاوية السقوط مع زاوية الانعكاس.

3:

يتم سحب الشعاع 3 أو حزمة الضوء 3 الداخلة إلى المرآة المحدبة إلى النقطة المركزية لانحناء المرآة (R) وتلامس الطرف العلوي للجسم،

ثم ينعكس الضوء بواسطة المرآة المحدبة كما لو كان شعاع الضوء المنعكس قادمًا من مركز التكور. يتطابق شعاع الضوء المنعكس مع شعاع الضوء الساقط. يجب أن يخضع كل من الضوء الساقط والضوء المنعكس لقانون انعكاس الضوء، حيث تتساوى زاوية السقوط مع زاوية الانعكاس. إذا تطابق شعاع الضوء مع شعاع الضوء المنعكس، فسيكون شعاع الضوء عموديًا (90 ^درجة ) على سطح المرآة المحدبة.

تكوين الصورة (شعاعان)

يمكن رسم الصورة باستخدام شعاعين فقط، كما هو موضح في الشكل أدناه. عند استخدام شعاعين، توجد ثلاث صور محتملة.

الشعاع 1 والشعاع 2

الشعاع 1 والشعاع 3

الشعاع 2 والشعاع 3

يجب تعديل شكل تكوين الصورة باستخدام شعاعين ضوئيين فقط وفقًا لبُعد الجسم عن المرآة المحدبة. إذا كان بُعد الجسم عن المرآة المحدبة كما في الشكل أعلاه، فهناك ثلاث طرق لتكوين الصورة باستخدام شعاعين ضوئيين فقط. أما إذا كان بُعد الجسم عن المرآة المحدبة مختلفًا، كما هو موضح في الشكل أعلاه، على سبيل المثال، إذا كان الجسم بين البؤرة ومركز التكور، فليس بالضرورة أن تكون هناك ثلاث طرق لتكوين الصورة، بل قد تكون هناك طريقتان فقط.

إذا قمت برسم تكوين الصورة بواسطة مرآة محدبة، يمكنك اختيار طريقة واحدة ولا تحتاج إلى استخدام طريقتين أو ثلاث.

تكوين الصورة (ثلاثة أشعة)

يمكن رسم تكوين الصورة باستخدام ثلاثة حزم ضوئية أو ثلاثة أشعة، كما هو موضح في الشكل أدناه.

إذا لم تكن المسافة بين الجسم والمرآة المحدبة كما هو موضح في الشكل، على سبيل المثال، إذا كان الجسم يقع بين المرآة المحدبة ونقطة التركيز،

أو إذا كان الجسم يقع بين البؤرة ومركز التكور، فلا يمكن رسم الصورة بثلاث طرق كما في الشكل. لا يمكن رسم الصورة إلا بطريقتين. يرجى ملاحظة مثال تكوين الصورة بواسطة المرآة المحدبة، حيث تختلف المسافة بين الجسم والمرآة المحدبة، وذلك فيما يتعلق بتكوين الصورة بواسطة المرآة المحدبة.