مدرستي
العلوم الفيزيائية والتكنولوجيا

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

تكوّن الصورة بالمرآة المستوية ومجال المرآة

🔊 المعلّمة تقرأ لك
عندما تقف على بعد خطوة من مرآة الحمّام ترى صورتك قريبة منك؛ وإذا تراجعت خطوة أخرى رأيتها تتراجع هي أيضا بالقدر نفسه. ومع ذلك يبقى طولها كطولك تماما مهما ابتعدت أو اقتربت. أين يتكوّن هذا الخيال بالضبط، وما صفاته إذا قارنّاه بالجسم؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • تفسير تكوّن الصورة في مرآة مستوية بامتداد الأشعّة المنعكسة داخل المرآة
  • إنشاء صورة جسم بمرآة مستوية باستعمال شعاعين اثنين
  • استنتاج صفات الخيال المتكوّن: الطول والبعد والانقلاب الجانبي
  • التمييز بين خيال وهمي لا يُستقبل على حاجز وصورة يمكن استقبالها
  • حساب المسافة الفاصلة بين جسم وخياله في مرآة مستوية
  • تمثيل مجال المرآة المستوية، وتحديد النقاط الّتي تُرى صورها فيها
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • قانونا الانعكاس، وتساوي زاوية الورود مع زاوية الانعكاس
  • معنى الناظم على السطح العاكس ومعنى نقطة الورود
  • أنّ العين لا ترى الجسم إلّا إذا وصلها ضوء آت منه

كيف تتكوّن الصورة بواسطة المرآة المستوية؟

الضوء الساقط على جسم موضوع أمام المرآة ينعكس عن سطحها، بحيث تكون زاوية الورود مساوية لزاوية الانعكاس. وعند سقوط هذه الأشعّة المنعكسة على العين تتمّ رؤية الصورة. غير أنّ الدماغ لا يعرف أنّ الضوء قد ارتدّ في الطريق: فهو يمدّ الأشعّة الداخلة إلى العين على استقامتها إلى داخل المرآة، وعند التقاء هذه الامتدادات تتجمّع الصورة.

الخطّ المتّصل هو الضوء الذي وصل العين فعلا؛ الخطّ المتقطّع لا يوجد إلّا في الدماغ
الصورة المتكوّنة في مرآة مستوية معتدلة ومساوية للجسم، لكنّها تخيّلية: لا يمكن استقبالها على حائل، وإنّما هي تخيّل الدماغ لموضع الضوء الذي بلغه.
لا تضع ورقة خلف المرآة لتلتقط الصورة: لن تجد عليها شيئا. الأشعّة لا تعبر المرآة، وإنّما ترتدّ عنها؛ والذي يعبر إلى الخلف هو امتدادها المتخيَّل وحده. ولهذا يُرسم هذا الامتداد بخطّ متقطّع لا بخطّ متّصل.

إنشاء صورة جسم: طريقة الشعاعين

خطوات الإنشاء
  1. نأخذ الجسم الموضوع أمام المرآة ونبدأ بأحد طرفيه.
  2. نسقط الشعاع الأوّل عموديا على السطح العاكس، فينعكس على نفسه ويرجع في الاتّجاه نفسه.
  3. نسقط الشعاع الثاني بزاوية ورود معيّنة، فينعكس الشعاع بالزاوية نفسها.
  4. نمدّ الشعاعين المنعكسين إلى داخل المرآة بخطّ متقطّع، لأنّ هذا الامتداد وهمي لا حقيقي.
  5. عند نقطة التقاء الامتدادين يتكوّن ذلك الطرف من الخيال؛ ثمّ نعيد العمل نفسه مع الطرف الآخر.
الشعاع العمودي يرجع على نفسه: هو أسهل شعاع يُرسم، فابدأ به دائما

بقي أن نقيس. نقيس المسافة بين الجسم والمرآة، ثمّ المسافة بين الخيال والمرآة، ونقارن كذلك بين طول الجسم وطول الخيال.

صفات الخيال المتكوّن

صفات الخيال المتكوّن
  • طول الجسم يساوي طول الخيال.
  • بعد الجسم عن المرآة يساوي بعد الخيال عن المرآة.
  • الخيال مقلوب جانبيا: ما هو على اليمين في الجسم يقابله ما هو على اليسار في الخيال.
  • الخيال وهمي داخل المرآة، أي لا يمكن استقباله على حاجز.
بعد الخيال عن المرآة
d′ = d
dبعد الجسم عن المرآة(cm)d′بعد الخيال عن المرآة(cm)
طول الخيال
h′ = h
hطول الجسم(cm)h′طول الخيال(cm)
مثال 1: أين يتكوّن الخيال وما طوله؟

🎯المطلوب: جسم منتصب طوله 12 سنتيمترا، وُضع على بعد 18 سنتيمترا أمام مرآة مستوية. احسب بعد الخيال عن المرآة، وطوله، والمسافة الفاصلة بين الجسم وخياله.

📌المعطى
d = 18 cm , h = 12 cm
🔹الخطوة 1: بعد الخيال عن المرآة

البعدان متساويان دائما في المرآة المستوية

d′=d=18 cm
🔹الخطوة 2: المسافة بين الجسم وخياله

الجسم وخياله يقعان على جانبي المرآة، فالمسافة بينهما مجموع البعدين

AA′=d + d′=18 cm + 18 cm
✅النّتيجة
AA′ = 36 cm , h′ = 12 cm
مثال 2: ماذا يحدث إذا اقترب الجسم من المرآة؟

🎯المطلوب: الجسم السابق اقترب من المرآة بـ 5 سنتيمترات. احسب المسافة الجديدة بين الجسم وخياله، وحدّد بكم تغيّرت.

📌المعطى
d₂ = 18 cm − 5 cm
🔹الخطوة 1: البعدان الجديدان

البعدان يبقيان متساويين مهما تحرّك الجسم

d₂=d₂′=13 cm
🔹الخطوة 2: المسافة الجديدة
A₂A₂′=13 cm + 13 cm=26 cm
✅النّتيجة

اقترب الجسم من المرآة بخمسة سنتيمترات، فنقصت المسافة بينه وبين خياله بضعف ذلك

36 cm − 26 cm = 10 cm
ارسم دائما الشعاع الحقيقي بخطّ متّصل، وامتداده داخل المرآة بخطّ متقطّع. هذا التمييز وحده يذكّرك بأنّ الخيال وهمي، ويمنعك من رسم أشعّة «تعبر» المرآة إلى الخلف.

مجال المرآة المستوية

مجال المرآة المستوية هو جزء الفضاء الواقع أمامها، الّذي يرى الملاحظ من موضعه صورة كلّ نقطة منه في المرآة. فالعين ترى في المرآة صورة نقطة إذا كانت هذه النقطة داخل مجال المرآة، ولا تراها إذا كانت خارجه. ويتعلّق هذا المجال بأبعاد المرآة وببُعدها عن عين الملاحظ: فهو يتّسع كلّما كبرت المرآة أو اقتربت منها العين.

لتمثيل مجال المرآة المستوية نتّبع الخطوات التالية:
  1. نمثّل المرآة.
  2. نمثّل موقع العين ⁦O⁩.
  3. نمثّل موقع صورة العين ⁦O′⁩، وهي نظيرة ⁦O⁩ بالنسبة إلى المرآة.
  4. نرسم انطلاقا من ⁦O′⁩ نصفي مستقيمين يمرّان بطرفي المرآة: ما بينهما، أمام المرآة، هو مجال المرآة.
ترى العين في المرآة صورة ⁦A⁩ لأنّ ⁦A⁩ داخل مجال المرآة، ولا ترى صورة ⁦B⁩ لأنّ ⁦B⁩ خارجه
المصطلحات العلمية
العربيةfrançaisenglish
خيالImageImage
طريقة الشعاعينMéthode des deux rayonsTwo-ray construction
امتداد الشعاعProlongement du rayonRay extension
صفات الخيالCaractéristiques de l'imageImage characteristics
مجال الرؤيةChamp de visionField of vision
مصطلحات هذا الدرس بثلاث لغات
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال «أنشئ صورة الجسم بالمرآة المستوية»، أو «اذكر صفات الخيال»، أو «احسب المسافة بين الجسم وخياله». ثلاثة عناصر جاهزة: ① الإنشاء بشعاعين: يتكوّن الخيال عند التقاء امتدادات الأشعّة المنعكسة داخل المرآة، وتُرسم الامتدادات بخطّ متقطّع ② الصفات: خيال وهميّ لا يُستقبل على حاجز، معتدل، طوله كطول الجسم ⁦h′ = h⁩، وبعده عن المرآة كبعد الجسم عنها ⁦d′ = d⁩، ومقلوب جانبيّا ③ المسافة بين الجسم وخياله: هي ⁦d + d′⁩ أي ضعف بعد الجسم عن المرآة ؛ فإذا تراجعت خطوة تراجع خيالك خطوة. ⛔ والخطأ الشائع: رسم الامتدادات خلف المرآة بخطّ متّصل كأنّ الأشعّة تعبرها ؛ الأشعّة ترتدّ، والذي يعبر إلى الخلف امتدادها المتخيَّل وحده. وخطأ ثانٍ: إعطاء المسافة بين الجسم وخياله مساوية لبعد الجسم عن المرآة، وهي ضعفه.
يتكوّن الخيال في المرآة المستوية عند التقاء امتدادات الأشعّة المنعكسة داخل المرآة، لا خلفها فعلا. ولذلك هو خيال وهمي لا يُستقبل على حاجز، معتدل، طوله كطول الجسم، وبعده عن المرآة كبعد الجسم عنها، غير أنّه مقلوب جانبيا. ومجال المرآة هو ما بين نصفي المستقيمين المنطلقين من صورة العين عبر طرفي المرآة: ترى العين في المرآة صورة كلّ نقطة واقعة فيه.

الصفحة 1/7

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