مدرستي
العلوم الفيزيائية والتكنولوجيا

الظواهر الضوئية مفهوم الخيال : الصورة الافتراضية "الخيال" المعطاة بمرآة مستوية - قانونا الإنعكاس - مجال مرآة مستوية

ظاهرة الانعكاس والمرآة المستوية

🔊 المعلّمة تقرأ لك
تنظر كلّ صباح في المرآة فترى وجهك واضحا، وتنظر إلى صفحة ماء ساكن فترى فيها السماء، ولا ترى شيئا من ذلك في جدار غرفتك. ماذا يحدث للضوء عندما يصادف سطحا عاكسا، ولماذا تعكس المرآة المستوية الصور بوضوح؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • تعريف انعكاس الضوء وتسمية الشعاع الساقط والشعاع المنعكس
  • رسم الناظم عند نقطة السقوط وتعيين زاويتي السقوط والانعكاس
  • مقارنة زاوية الانعكاس بزاوية السقوط على مخطّط الانعكاس
  • وصف تركيب المرآة المستوية وشرح دور صقالة سطحها
  • تفسير رؤية الأجسام المضاءة بالضوء الذي تعكسه نحو العين
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • الانتشار المستقيم للضوء ونموذج الشعاع الضوئي
  • معنى مستقيمين متعامدين وقياس زاوية بالمنقلة
  • التمييز بين الجسم المضيء والجسم المضاء

كيف نرى الأجسام من حولنا؟

تعتمد رؤية الجسم المضاء على الضوء الذي ينعكس عنه ويدخل إلى العين، أمّا الجسم المضيء فنراه بالضوء الذي يُصدره هو. وفي الحالتين تتكوّن صورة الجسم على شبكية العين، وهي تحتوي على ملايين المجسّات الحسّاسة للضوء.

من الجسم المضاء إلى الدماغ
  1. ينعكس الضوء عن الجسم ويدخل إلى العين.
  2. تتكوّن صورة الجسم على شبكية العين.
  3. يحوّل كلّ مجسّ من مجسّات الشبكية الضوء إلى إشارات كهربائية.
  4. ينقل العصب البصري هذه الإشارات إلى مركز الإبصار في الدماغ.
  5. يترجم الدماغ هذه الإشارات إلى صورة عن الجسم الذي ننظر إليه.
لا نرى الأجسام المضاءة لأنّها أجسام، بل لأنّها تعكس نحو أعيننا ضوءا وصل إليها؛ أمّا الجسم المضيء، كالشمس والمصباح، فنراه بالضوء الذي يُصدره هو. فالانعكاس ليس ظاهرة جانبية في هذا الدرس: هو شرط رؤية كلّ جسم غير مضيء.

ظاهرة الانعكاس

انعكاس الضوء هو ارتداد الأشعّة الضوئية في الوسط نفسه عندما تصادف سطحا عاكسا.

شعاعان عند كلّ سطح عاكس
  • الشعاع الساقط، ويسمّى أيضا الشعاع الوارد: هو الشعاع الذي يصل إلى السطح العاكس.
  • الشعاع المنعكس: هو الشعاع الذي يرتدّ عن السطح العاكس.
الزاويتان تُقاسان من الناظم لا من السطح، ورسمهما متساويتين هو ما يقوله المخطّط

عند نقطة السقوط نرسم مستقيما عموديّا على السطح العاكس يسمّى الناظم، ونرسمه متقطّعا لنميّزه من الأشعّة لأنّه ليس مسار ضوء. ومن الناظم — لا من السطح — تُقاس زاويتان: زاوية السقوط بين الشعاع الساقط والناظم، وزاوية الانعكاس بين الشعاع المنعكس والناظم.

الزاوية مع سطح المرآة والزاوية مع الناظم
φ + θ₁ = 90°
φالزاوية بين الشعاع الساقط وسطح المرآةθ₁زاوية السقوط: بين الشعاع الساقط والناظم

نقيس زاوية السقوط وزاوية الانعكاس على جانبي الناظم فنجدهما متساويتين.

زاويتا السقوط والانعكاس
θ₁ = θ₂
θ₂زاوية الانعكاس: بين الشعاع المنعكس والناظم
مثال: من أين تُقاس زاوية السقوط؟

يصل شعاع ضوئي إلى مرآة مستوية أفقية فيصنع مع سطحها زاوية قدرها ⁦30°⁩. فقال تلميذ مباشرة: «إذن زاوية السقوط هي ثلاثون درجة».

🎯المطلوب: بيّن أنّ هذا الجواب خاطئ، ثمّ احسب زاوية السقوط وزاوية الانعكاس والزاوية بين الشعاع المنعكس وسطح المرآة.

المعطى الوحيد على الرسم هو الزاوية مع سطح المرآة؛ والمطلوب زاويتان تُقاسان من الناظم
📌المعطى
φ = 30°
🔹الخطوة 1: حساب زاوية السقوط

الناظم عمودي على سطح المرآة، فزاوية السقوط والزاوية مع السطح متتامّتان

θ₁=90° − 30°=60°
🔹الخطوة 2: حساب زاوية الانعكاس

نطبّق تساوي زاويتي السقوط والانعكاس

θ₂=θ₁=60°
✅النّتيجة: الزاوية بين الشعاع المنعكس وسطح المرآة
90° − 60° = 30°
الخطأ الشائع هو قياس الزاويتين من سطح المرآة. القاعدة: كلّ زاوية في الانعكاس تُقاس من الناظم. ولاحظ أنّ الشعاع المنعكس يصنع مع المرآة الزاوية نفسها التي يصنعها معها الشعاع الساقط: التماثل قائم في الحالتين، لكنّ القياس المعتمد هو من الناظم.

المرآة المستوية

المرآة المستوية عبارة عن لوح زجاجي مستوٍ، أحد سطحيه مغطّى بمادّة عاكسة لمعظم الضوء الذي يسقط عليه، فهي لا تمتصّ منه إلاّ جزءا بسيطا.

الوجه الخلفي وحده هو العاكس، والطبقة رقيقة للغاية: هذا ما يجعل اللوح مرآة
شرطان لا بدّ منهما في سطح المرآة
  • ألاّ يكون السطح ماصّا للضوء، بل عاكسا لمعظمه.
  • أن يكون السطح صقيلا إلى حدّ بالغ الدقّة، وإلاّ لم يعكس الصور بوضوح.
حدّ صقالة سطح المرآة
0,0001 cm=0,000001 m=1 µm

وتُصنع معظم المرايا بوضع طبقة رقيقة للغاية من الفضّة أو الألومنيوم على لوح زجاجي فائق النوعية. وفي الأسطح اللامعة مثل أسطح المرايا المصنوعة من الفضّة، تمثّل الأشعّة المنعكسة أكثر من ⁦90 %⁩ من الشعاع الساقط.

تذكّر الشرطين معا: مادّة عاكسة لا ماصّة، وسطح أملس جدّا. لو تحقّق الشرط الأوّل وحده لارتدّ الضوء ولم تتكوّن صورة واضحة — فالصقالة هي ما يجعل من لوح لامع مرآة.
لا تقس زاويتي السقوط والانعكاس من سطح المرآة: تُقاسان دائما من الناظم، وهو العمود المقام على السطح عند نقطة السقوط. من قاسهما من السطح حصل على الزاويتين المتمّمتين لهما، لا عليهما.
المصطلحات العلمية
العربيةfrançaisenglish
انعكاس الضوءRéflexion de la lumièreReflection of light
الشعاع الساقطRayon incidentIncident ray
الشعاع المنعكسRayon réfléchiReflected ray
الناظمNormaleNormal
المرآة المستويةMiroir planPlane mirror
مصطلحات هذا الدرس بثلاث لغات
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال «ارسم الشعاع المنعكس وعيّن زاويتي السقوط والانعكاس»، أو «احسب زاوية الانعكاس علما بالزاوية بين الشعاع والمرآة». ثلاثة عناصر جاهزة: ① التسمية: الشعاع الساقط يصل إلى السطح، والمنعكس يرتدّ عنه في الوسط نفسه ② الناظم أوّلا: العمود على السطح عند نقطة السقوط، ومنه تُقاس الزاويتان، وهما متساويتان ⁦θ₁ = θ₂⁩ ؛ وإذا أُعطيت الزاوية φ بين الشعاع والسطح فإنّ ⁦φ + θ₁ = 90°⁩ ③ المرآة المستوية: لوح زجاجي أحد سطحيه مغطّى بطبقة عاكسة رقيقة جدّا، وسطحها صقيل جدّا لتعكس الصور بوضوح ؛ ونحن نرى الأجسام المضاءة بالضوء الذي تعكسه نحو أعيننا. ⛔ والخطأ الشائع: قياس زاويتي السقوط والانعكاس من سطح المرآة ؛ تُقاسان دائما من الناظم، ومن قاسهما من السطح حصل على الزاويتين المتمّمتين لهما. وخطأ ثانٍ: رسم الشعاع المنعكس في الجهة نفسها من الناظم التي فيها الشعاع الساقط.
نرى الأجسام المضاءة بالضوء الذي تعكسه نحو أعيننا، ونرى الجسم المضيء بالضوء الذي يُصدره. وانعكاس الضوء هو ارتداد الشعاع في الوسط نفسه عندما يصادف سطحا عاكسا: الشعاع الواصل إلى السطح هو الشعاع الساقط، والمرتدّ عنه هو الشعاع المنعكس. وعند نقطة السقوط نرسم الناظم عموديّا على السطح، ومنه تُقاس زاوية السقوط وزاوية الانعكاس، وهما متساويتان. أمّا المرآة المستوية فلوح زجاجي أحد سطحيه مغطّى بطبقة عاكسة رقيقة جدّا من الفضّة أو الألومنيوم، ولا بدّ أن يكون سطحها صقيلا جدّا لتعكس الصور بوضوح.

الصفحة 1/5

© مدرستي — هذا الدرس من تأليف مدرستي · madrassati.net