محتويات
المرايا المستوية
ما هو لون المرايا؟
تعرف المرايا المستوية Plane Mirror بأنها المرايا ذات الأسطح المستوية التي لا يوجد فيها انحناءات داخلية أو خارجية، وهي أشهر أنواع المرايا، كما تصنع هذه المرايا من ألواح زجاجية مطلية بطبقة رقيقة من الألمنيوم[١]، ولقد وجدت المرايا منذ حوالي 8000 عام في الأناضول، ولكن تم اختراع المرايا الحديثة على يد الكيميائي الألماني جوستوس فون ليبيغ عام 1835[٢]، ولا يوجد للمرايا لون حقيقي، إذ يعبر عن لونها بالأبيض الذكي، وذلك لأنها تعكس لون ما يوضع أمامها[٣]، وفي ما يأتي بعض خصائص انعكاس الصورة في المرايا المستوية:[٤]
- يظهر انعكاس الصورة في المرآة على شكل صورة افتراضية، أي في المنطقة التي لا يستطيع أن يصلها الضوء.
- تظهر الصورة معكوسة من اليمين إلى اليسار.
- تكون المسافة بين الصورة والمرآة مساوية للمسافة بين الجسم الحقيقي والمرآة.
- تمتلك الصورة نفس أبعاد الجسم الحقيقي.
تعرف المرايا المستوية بأنها المرايا ذات الأسطح المستوية التي لا يوجد فيها انحناءات، والتي تكون انعكاسات افتراضية معكوسة ذات أبعاد مساوية لأبعاد الجسم الحقيقي.
المرايا الكروية
ما هي عيوب المرايا المقعرة؟
تعرف المرايا الكروية Spherical Mirror بأنها قطع مقصوصة من كرة عاكسة[٥]، ويعتقد بأن أقدم المرايا الكروية كانت تصنع من حجر السج؛ وهو زجاج بركاني طبيعي، كما تم اكتشاف مرايا كروية في أمريكا الوسطى والجنوبية يعود تاريخها إلى 2000 سنة قبل الميلاد، وتقسم المرايا الكروية إلى نوعين: محدبة ومقعرة.[٦]
المرايا المحدبة
تعرف المرايا المحدبة Convex Mirror بأنها قطع من كرة مجوفة يتم طلاء داخلها لتعكس الصور على سطحها الخارجي[٦]، بحيث تكون صفات الصورة في المرايا المحدبة كالآتي:[٧]
- تقع الصورة خلف المرآة المحدبة.
- تكون الصورة افتراضية.
- تكون الصورة قائمة مستقيمة.
- تقلل المرآة المحدبة من حجم الجسم الحقيقي، بحيث تكون الصورة أصغر من الجسم.
المرايا المقعرة
تعرف المرايا المقعرة Concave Mirror بأنها قطع من كرة مجوفة يتم طلاء سطحها الخارجي لتعكس الصور داخلها، وتشمل عيوب الصور الحقيقية في المرايا المقعرة أن انعكاسات الأجسام لا تمثل الحقيقي حيث أنها تغير من أبعاده حسب موقعه بالنسبة للمرآة المقعرة[٦]، كما أن الصور الناتجة من هذه المرايا ومن المرايا الكروية بشكل عام تكون ضبابية وغير واضحة.[٨]
يعرف مركز الانحناء للمرآة المقعرة بأنه النقطة الموجودة في وسط الكرة التي قطعت منها المرآة المحدبة، بينما تعرف النقطة المحورية بأنها نقطة المنتصف بين رأس المرآة ومركز الانحناء[٩]، وفيما يأتي أبرز مزايا الصورة الناتجة عن المرايا المقعرة حسب بعد الجسم الحقيقي عن المرآة:[١٠]
- خلف مركز الانحناء:
- تظهر الصورة مقلوبة رأسًا على عقب.
- تكون أبعاد الصورة أصغر من أبعاد الجسم الحقيقي.
- تقع الصورة بين مركز الانحناء والنقطة المحورية.
- في مركز الانحناء:
- تظهر الصورة مقلوبة رأسًا على عقب.
- تكون أبعاد الصورة مساوية لأبعاد الجسم الحقيقي.
- تقع الصورة في مركز الانحناء.
- بين مركز الانحناء والنقطة المحورية:
- تظهر الصورة مقلوبة رأسًا على عقب.
- تكون أبعاد الصورة أكبر من أبعاد الجسم الحقيقي.
- تقع الصورة خارج مركز الانحناء.
- في النقطة المحورية: لا تتكون صورة في هذه الحالة.
- أمام النقطة المحورية:
- تظهر الصورة قائمة.
- تكون أبعاد الصورة أكبر من أبعاد الجسم الحقيقي.
- تقع الصورة على الجانب الآخر من المرآة.
تقسم المرايا الكروية إلى مرايا محدبة وأخرى مقعرة يتم تصنيعها من كرات عاكسة، بحيث تختلف صفات الصور الناتجة من هذه المرايا.
ما أبرز استخدامات المرايا؟
كيف يتم استخدام المرايا المستوية في المواقد الشمسية؟
استخدامات المرايا المستوية
يدخل استخدام المرايا المستوية في مجموعة من التطبيقات، ومن أبرز هذه الاستخدامات:[١١]
- رؤية الانعكاسات: فهي تستخدم من قبل جميع الناس، كما تستخدم في مرايا الحلاقة ومرايا أطباء الأسنان.
- المواقد الشمسية: حيث يتم استخدامها للاستفادة من الطاقة المتجددة، عن طريق عكس ضوء الشمس الساقط عليها واستخدامها في الطهي.
- الأمن والسلامة: حيث يتم استخدامها للبحث عن متفجرات أسفل السيارات، كما يتم استخدامها لمراقبة العملاء في المتاجر، بالإضافة إلى استخدامها لكشف النقاط العمياء في المركبات.
- تصنيع المناظير: حيث تستخدم في تصنيع مناظير الغواصات للكشف عن السفن الموجودة فوق سطح الماء.
استخدامات المرايا الكروية
هنالك مجموعة متنوعة من الاستخدامات للمرايا الكروية، وفيما يأتي أبرز استخدامات هذه المرايا:[١٢]
- المركبات: حيث تستخدم هذه المرايا لتكوين صورة مصغرة للمركبات التي تسير في الخلف.
- أمن أجهزة الصراف الآلي: حيث تستخدم هذه المرايا لتمكين عميل البنك من التحقق من وجود شخص أم لا وراء أجهزة الصراف الآلي.
- الأقمار الصناعية: تستخدم في أطباق الأقمار الصناعية، حيث تساعد في جمع الإشارات الضعيفة القادمة من مناطق واسعة وتركيزها في نقطة واحدة.
- طب الأسنان: حيث تفيد هذه المرايا في تركيز الضوء على السن المراد فحصه.
يتم استخدام المرايا في العديد من التطبيقات مثل؛ المواقد الشمسية، الأمن والسلامة، تصنيع المناظير، المركبات، أجهزة الصراف الآلي، الأقمار الصناعية وطب الأسنان.
ما مبدأ عمل المرايا؟
ما دور الضوء في عمل المرايا؟
يعتمد مبدأ عمل المرايا على الأجسام التي يتم عكس صورتها عليها، حيث ترسل الأجسام ضوء في جميع الاتجاهات بعد سقوطه عليها من مصدر ضوئي ما، فعند وضع جسم ما أمام المرآة سيتدفق بعض الضوء من الجسم بخطوط مستقيمة نحو المرآة، ثم تخترق هذه الأشعة المرآة لتصطدم في المادة الموجودة خلفها، ومن ثم سيتم عكس الأشعة على المرآة بصورة منتظمة لعكس شكل الجسم على سطحها، ومن الجدير بالذكر أن المادة التي يتم استخدامها لتغطية الجزء الخلفي من المرايا تكون مواد داكنة بألوان غامقة، وذلك لمنع تسرب أي ضوء يتم عكسه على المرآة.[١٣]
تنتج الصور في المرايا عن طريق التقاط الضوء المنبعث من الأجسام، ومن ثم عكس الضوء على السطح الخارجي للمرآة لتشكيل صورة الجسم.
المراجع
- ↑ "What Is a Plane Mirror?", sciencing, Retrieved 2020-11-23. Edited.
- ↑ "Who Invented the Mirror?", livescience, Retrieved 2020-11-23. Edited.
- ↑ "WATCH: What Colour Is a Mirror?", sciencealert, Retrieved 2020-11-23. Edited.
- ↑ "Reflection and the Ray Model of Light - Lesson 2 - Image Formation in Plane Mirrors", physicsclassroom, Retrieved 2020-11-23. Edited.
- ↑ "Spherical Mirrors", bu, Retrieved 2020-11-23. Edited.
- ^ أ ب ت "History of spherical mirrors in human civilization", theqna, Retrieved 2020-11-23. Edited.
- ↑ "Image Characteristics for Convex Mirrors", physicsclassroom, Retrieved 2020-11-23. Edited.
- ↑ "Spherical Aberration", physicsclassroom, Retrieved 2020-11-23. Edited.
- ↑ "The Anatomy of a Curved Mirror", physicsclassroom, Retrieved 2020-11-23. Edited.
- ↑ "Image Characteristics for Concave Mirrors", physicsclassroom, Retrieved 2020-11-23. Edited.
- ↑ "Uses of Plane Mirrors", byjus, Retrieved 2020-11-23. Edited.
- ↑ "Spherical Mirrors", byjus, Retrieved 2020-11-23. Edited.
- ↑ "Mirrors the science of reflection", explainthatstuff, Retrieved 2020-11-23. Edited.
