نعلم جميعًا الآن أن الكائن مرئي لنا فقط إذا وصل الضوء المنعكس منه أو المنبعث منه إلى أعيننا. دعونا نفهم ظاهرة انعكاس الضوء.
سنتعلم في هذا الدرس:
هل شاهدت شعلة في غرفة مظلمة تضرب مرآة الطائرة أو الحائط؟ ماذا يحدث للضوء. سترى بعض أشعة الضوء ترتد إلى الوراء. هذه الظاهرة تسمى انعكاس الضوء.
عندما يضرب شعاع الضوء حدود وسيطين ، مثل الهواء والزجاج ، يتم إرجاع جزء من الضوء إلى نفس الوسط. وهذا ما يسمى "انعكاس الضوء". يعكس السطح المصقول للغاية مثل المرآة معظم الضوء الساقط عليه.
ضع في اعتبارك حادث أشعة ضوئية على سطح مرآة مستوية ،
الشعاع الساقط هو شعاع الضوء الساقط على السطح.
الشعاع المنعكس هو الشعاع الساقط الذي يرتد إلى نفس الوسط بعد اصطدامه بالسطح المنعكس.
نقطة السقوط ، وهي "P" هنا هي النقطة الموجودة على السطح المنعكس حيث يصطدم الشعاع الساقط ويرتد الشعاع المنعكس.
عادي هو الخط المرسوم بشكل عمودي على السطح العاكس عند نقطة الوقوع.
زاوية السقوط (i) هي الزاوية بين الشعاع العمودي والشعاع الساقط.
زاوية الانعكاس (ص) هي الزاوية بين الشعاع العمودي والشعاع المنعكس.
تنص قوانين انعكاس الضوء على أن ،
الانعكاس المنتظم: إذا انعكست أشعة الحادث المتوازية بطريقة تجعل جميع الأشعة المنعكسة موازية لبعضها البعض ، فإن هذا الانعكاس يسمى الانعكاس المنتظم أو الانعكاس المرآوي. على سبيل المثال ، يظهر الانعكاس من سطح أملس مصقول مثل المرآة المستوية انعكاسًا منتظمًا. زاوية السقوط لجميع الأشعة المتوازية التي تسقط على سطح أملس هي نفسها وزاوية الانعكاس لجميع الأشعة المنعكسة للضوء هي نفسها أيضًا ، وبالتالي فإن الأشعة المتوازية للضوء الساقط على سطح أملس تنعكس مثل شعاع من الأشعة المتوازية في اتجاه واحد فقط. نتيجة لهذه الخاصية المرآة ، السطح المعدني المصقول وصور المياه الساكنة. يمكننا أيضًا توجيه ضوء الشمس نحو الأماكن المظلمة عن طريق الانعكاس المنتظم للضوء باستخدام سطح لامع.
الانعكاس غير المنتظم: عندما تسقط حزمة متوازية من الضوء الساقط على سطح غير منتظم أو خشن ، فإنها تنعكس في اتجاهات مختلفة ، ويسمى هذا الانعكاس انعكاسًا غير منتظم أو انعكاس منتشر . لا تبقى أشعة الحادث متوازية بعد الانعكاس ، بل تنعكس في اتجاهات مختلفة. لماذا ا؟ الجواب على هذا هو أن كل جزيئات السطح الخشن تواجه اتجاهات مختلفة بسبب اختلاف زوايا السقوط لجميع الأشعة المتوازية ، وبالتالي فإن زاوية الانعكاس لجميع الأشعة مختلفة أيضًا. على سبيل المثال ، تساقط الأشعة على سطح خشن مثل الجدار والأرض. نرى أجسامًا غير مضيئة بسبب الانعكاس المنتشر. يُرى كتاب ملقى على الطاولة من جميع أنحاء الغرفة بسبب الانعكاس المنتشر للضوء من سطحه. كون سطح الكتاب خشنًا يعكس الضوء في جميع الاتجاهات ، ومن ثم يُرى الكتاب من جميع أجزاء الغرفة.
ملاحظة: يعتمد سطوع الكائن على شدة أشعة الضوء الساقط وأيضًا على انعكاسية الكائن.
سؤال: لماذا تشكل المرآة صورة ولكن الجدار لا؟
الإجابة: في المرآة ، يكون الجزء العاكس مسطحًا جدًا ، لذلك بعد الانعكاس عن المرآة ، يكون للضوء نفس النمط كما كان من قبل ويمكن أن يشكل صورة. لكن سطح الجدار خشن ، لذلك تنعكس أشعة الضوء في جميع الاتجاهات المختلفة وتختلط في هذه العملية. إنه مماثل لرؤية انعكاسك على ورقة ناعمة من رقائق الألومنيوم. قم بتجعيد الرقاقة المعدنية ثم حاول رؤية صورتك ، فلن تكون مرئية بعد الآن.
الآن بما أننا نفهم ما هو الانعكاس ، فلنتعلم المزيد عن المرايا المستوية وكيف تشكل الصور.
تصنع المرايا المستوية بوضع طبقة رقيقة من نترات الفضة أو الألومنيوم خلف قطعة زجاجية مسطحة. إنها مرايا ذات سطح عاكس مسطح.
يوضح مخطط الشعاع أدناه كيف نرى صورة في مرآة مستوية. تصطدم أشعة الضوء من الجسم بالمرآة وتعكس وفقًا لقانون الانعكاس. عندما تدخل بعض الأشعة الضوئية إلى أعيننا ، تفسر أعيننا ودماغنا هذه الأشعة على أنها سارت في مسار خط مستقيم. لذلك ، فإن أعيننا وأدمغتنا تتعقب أشعة الضوء إلى الوراء إلى الموضع الذي يبدو أنها أتت منه. في هذا الموقف ، نرى صورة.
تصطدم أشعة الحادث 1 (بدءًا من طرف الشمعة) و 2 (بدءًا من نهاية الشمعة) بسطح المرآة ، وتتبع قوانين الانعكاس وترتد إلى الوراء وتصل إلى عين المراقب. إذا امتدت الأشعة المنعكسة للخلف خلف المرآة (انظر الخطين المتقطعين 5 و 6) ، فيبدو أنها تنشأ من النقطتين A 'و B'. من خلال تشكيل صور لجميع نقاط الكائن ، نحصل على صورة منتصبة للكائن خلف المرآة.
تشكل المرآة المستوية صورة افتراضية. هنا نرى أن أشعة الضوء تتباعد أو تتباعد بعد الانعكاس ، لذلك عندما لا تتقاطع أشعة الضوء من المصدر لتكوين صورة. بدلاً من ذلك ، يمكن "إرجاعها" إلى نقطة خلف المرآة. يمكن رؤية الصور الافتراضية مباشرة دون استخدام شاشة للعرض. تتشكل الصور الافتراضية خلف المرآة حيث لا يصل الضوء أبدًا. الصور الافتراضية هي صور منتصبة.
يحدث هذا بمفهوم بسيط للغاية وهو أن مسافة الكائن من المرآة في مرآة مستوية ستكون مساوية لمسافة الصورة من المرآة ، لذلك عندما يكون لديك "IF" مكتوب ويحدث تكوين الصورة ، فإن مسافة F من المرآة هو نفسه شكل F في المرآة.
إن اختراع المرآة المستوية هو في الواقع أكبر مساهمة للبشرية. نحن نعلم الآن أن المرايا المستوية تُستخدم بشكل أساسي لرؤية انعكاس جسم ما. بعض استخدامات المرآة المستوية هي:
1. تستخدم مرايا الطائرة كزجاج.
2. تستخدم في المواقد الشمسية لتعكس معظم ضوء الشمس لحبس وتركيز طاقة الشمس لطهي الطعام.
3. كما أنها تستخدم في بناء المنظار الذي يستخدم في الغواصات. تعكس المرايا المستوية المستخدمة في المنظار صورة جميع السفن الموجودة على سطح الماء. يوضح الرسم البياني أدناه المبدأ الذي تم تصميم المنظار على أساسه.
4. يتم استخدامها أيضًا في صنع المشكال ، وهي لعبة تنتج أنماطًا جميلة. مهتمة أن تصنع واحدة لنفسك؟
5. كما أنها تستخدم في مختلف الأدوات العلمية مثل المجاهر.
6. تستخدم المركبات في السيارات لتعكس شعاع قوي من الضوء المتوازي ، وتستخدم على نطاق واسع المرايا في مصابيحها الأمامية.
7. تستخدم في المصابيح الكهربائية - تستخدم مرايا الطائرة في المصابيح الكاشفة والمصابيح الكاشفة لعكس أشعة الضوء.
8. يستخدم من قبل أطباء الأسنان لمشاهدة صور الأسنان وفحصها.
قم بالتجربة لتجربتها - دعنا نرى كيف يمكننا إنشاء صور جميلة باستخدام انعكاس الضوء بواسطة مرآة مستوية عن طريق عمل مشهد.
المواد المطلوبة:
ثلاث مرايا صغيرة بنفس الحجم تقريبًا. رقيقة من الورق المقوى. شفافية علوية أو واقي صفحة بلاستيكي ، قطع زجاجية ملونة ، شريط لاصق.
ماذا أفعل:
1. قم بربط الحواف الطويلة للمرايا معًا بحيث تشكل شكلًا هرميًا ، بحيث تكون الجوانب العاكسة للمرايا متجهة نحو الداخل.
2. بعد ذلك ، قم بقص مثلث من الورق المقوى الرفيع ليلائم أحد طرفي المشكال وألصقه عليه. استخدم قلمًا حادًا لعمل ثقب في وسط الورق المقوى ليكون بمثابة ثقب في الباب.
3. قطع مثلثين من مادة شفافة ، مثل شفافية بلاستيكية ، لتناسب الطرف الآخر ؛ اربط اثنين من الحواف لتشكيل مظروف ثلاثي الجوانب ، وضع قطع من الزجاج الملون بالداخل. ألصق الجانب الثالث بإغلاقه ، ثم استخدم شريطًا لاصقًا لربط الظرف بنهاية المشكال.
4. الآن ، انظر إلى النهاية التي بها ثقب الباب ووجه المشكال نحو مصدر الضوء. ستنعكس الكائنات الملونة الموجودة على الطرف الآخر من المرايا إلى أنماط على شكل نجمة.
التحدي: ما هو ملف الحد الأدنى لطول مرآة الطائرة المطلوب لعرض الصورة الكاملة لصبي يبلغ ارتفاعه 4 أقدام؟
الحل: لرؤية الصورة الكاملة لشخص ما ، يجب أن يكون الحد الأدنى لحجم المرآة نصف ارتفاع الشخص. دعونا نحاول إثبات ذلك باستخدام مخطط شعاعي.
يصطدم شعاع القدم بالمرآة عند النقطة Y ، ثم يرتد للخلف ويصل إلى عينيك. يضرب شعاع الضوء الذي يبدأ من رأسك المرآة عند النقطة X ويعكس عينيك. الحد الأدنى لطول المرآة المطلوب لعرض الصورة الكاملة للصبي هو XY.
من أجل جعل زاوية السقوط مساوية لزاوية الانعكاس ، يجب أن يقع الخط الطبيعي N في منتصف المسافة تمامًا بين نقطة المراقبة والقدمين. لذلك ، XY = نصف ارتفاع الصبي.
الجواب: الحد الأدنى لارتفاع المرآة هو 2 قدم.