فيديو السؤال: تعقب الانعكاسات عن الأسطح غير المصقولة الفيزياء

يتضمن الانعكاس المنتشر أشعة ضوئية تنعكس من سطح غير مصقول، كما هو موضح في الشكل. يوضح الشكل أربع نقاط: ‪𝐷‬‏، ‪𝐸‬‏، ‪𝐹‬‏، ‪𝐺‬‏، ربما تمر بها الأشعة الضوئية الثلاثة ‪𝐴‬‏، ‪𝐵‬‏، ‪𝐶‬‏ بعد الانعكاس. أي النقاط يمر بها الشعاع الضوئي ‪𝐴‬‏؟ أي النقاط يمر بها الشعاع الضوئي ‪𝐵‬‏؟ أي النقاط يمر بها الشعاع الضوئي ‪𝐶‬‏؟

٠٦:٢٤

‏نسخة الفيديو النصية

يتضمن الانعكاس المنتشر أشعة ضوئية تنعكس من سطح غير مصقول، كما هو موضح في الشكل. يوضح الشكل أربع نقاط: ‪𝐷‬‏، ‪𝐸‬‏، ‪𝐹‬‏، ‪𝐺‬‏، ربما تمر بها الأشعة الضوئية الثلاثة ‪𝐴‬‏، ‪𝐵‬‏، ‪𝐶‬‏ بعد الانعكاس. أي النقاط يمر بها الشعاع الضوئي ‪𝐴‬‏؟

أولًا، دعونا نلق نظرة على هذا الشكل الذي يوضح هذا السطح غير المصقول، وثلاثة أشعة ضوئية تسمى ‪𝐴‬‏، ‪𝐵‬‏، ‪𝐶‬‏ ساقطة عليه. نلاحظ أن كل شعاع من هذه الأشعة الثلاثة يسقط على السطح عند موضع مختلف. نلاحظ أيضًا أن هذه النقاط الأربع: ‪𝐷‬‏، ‪𝐸‬‏، ‪𝐹‬‏، ‪𝐺‬‏ قد حددت بأنها مواضع محتملة لمرور الأشعة المنعكسة من هذه الأشعة الثلاثة. بعبارة أخرى، بعد أن ينعكس الشعاع ‪𝐴‬‏، على سبيل المثال، عن هذا السطح، قد يمر بالنقطة ‪𝐷‬‏، أو النقطة ‪𝐸‬‏، أو النقطة ‪𝐹‬‏، أو النقطة ‪𝐺‬‏. وفي الحقيقة، هذا هو السؤال الأول. أي النقاط يمر بها هذا الشعاع الضوئي؛ أي الشعاع الضوئي ‪𝐴‬‏؟ لكي نبدأ في معرفة ذلك، دعونا نفرغ بعض المساحة على الشاشة.

لمساعدتنا في الإجابة عن هذا السؤال، دعونا نتذكر قانونًا في علم البصريات يعرف باسم قانون الانعكاس. ينص هذا القانون على أن الزاوية التي يسقط بها شعاع على سطح تساوي زاوية انعكاسه. وهذا يعني ما يلي: لنفترض أن لدينا سطحًا، مثل هذا السطح هنا، وشعاعًا ساقطًا على هذا السطح، مثل هذا الشعاع. إذا رسمنا عمودًا مقامًا على السطح بزاوية 90 درجة، عند الموضع الذي يسقط عليه الشعاع على السطح، فإن الزاوية من هذا العمود المقام إلى الشعاع الساقط تسمى زاوية السقوط. يمكننا أن نسميها ‪𝜃𝑖‬‏. وإذا انتقلنا بنفس الزاوية إلى الجانب الآخر لهذا العمود المقام، فسنجد الاتجاه الذي سيتحرك فيه الشعاع المنعكس. ويمكننا أن نطلق على هذه الزاوية في الجانب الآخر، ‪𝜃𝑟‬‏؛ أي زاوية الانعكاس.

هناك طريقة أخرى لكتابة قانون الانعكاس باستخدام الرموز لا الكلمات؛ وهي أن ‪𝜃𝑖‬‏، وهي زاوية السقوط، تساوي ‪𝜃𝑟‬‏، وهي زاوية الانعكاس. لنستخدم الآن هذا القانون في الشكل لتحديد أين سينعكس الشعاع الضوئي ‪𝐴‬‏. نرى أن الشعاع الضوئي ‪𝐴‬‏ يسقط على هذا السطح غير المصقول هناك عند تلك النقطة. إذن أول ما نحتاج إليه هو رسم عمود مقام على السطح عند هذا الموضع. بمعلومية هذا العمود المقام؛ أي الخط العمودي على السطح عند هذه النقطة المرسومة هنا، يمكننا الآن إيجاد زاوية سقوط الشعاع ‪𝐴‬‏ بالانتقال من هذا العمود المقام إلى الشعاع ‪𝐴‬‏. بعد ذلك، وفقًا لقانون الانعكاس، إذا انتقلنا بالزاوية نفسها إلى الجانب الآخر من العمود المقام، فسنحصل على الاتجاه الذي سيسلكه الشعاع المنعكس. وعند تعقب هذا الشعاع المنعكس، نرى أنه يمر بالنقطة ‪𝐸‬‏. إذن، هذه هي إجابة السؤال الأول. يمر الشعاع الضوئي ‪𝐴‬‏ بالنقطة ‪𝐸‬‏ عند انعكاسه عن السطح غير المصقول.

الآن، لنجب عن السؤال نفسه حول الشعاع ‪𝐵‬‏. أي من هذه النقاط الأربع يمر بها الشعاع الضوئي ‪𝐵‬‏؟ مرة أخرى، سنبدأ بتحديد الموضع على السطح غير المصقول؛ حيث يسقط الشعاع ‪𝐵‬‏. وبعد ذلك، سنرسم عمودًا مقامًا من هذه النقطة على السطح. ننتقل من هذا العمود المقام الذي رسمناه إلى الشعاع ‪𝐵‬‏، فنعرف بذلك زاوية سقوط هذا الشعاع. وبناء على قانون الانعكاس، نعلم أننا إذا انتقلنا بالزاوية نفسها إلى الجانب الآخر من هذا الخط، فسنحصل على زاوية الانعكاس. لكن لاحظ شيئًا مثيرًا للاهتمام. عندما انعكس الشعاع ‪𝐵‬‏ أولًا عن هذا السطح غير المصقول، سقط الشعاع المنعكس على السطح مرة أخرى، عند هذا الموضع بالضبط.

بما أن الشعاع ينعكس مرة أخرى، فسنكرر هذه العملية. سنرسم عمودًا مقامًا على السطح غير المصقول عند نقطة السقوط هذه. وبعد ذلك، سنرسم سهمًا من هذا العمود المقام إلى الشعاع الساقط؛ الشعاع ‪𝐵‬‏. وهذا سيعرف زاوية السقوط في هذه الحالة الثانية. مرة أخرى، وفقًا لقانون الانعكاس، سنقيس الزاوية نفسها على الجانب المقابل لهذا العمود المقام. وسيكون هذا هو الاتجاه الذي يسلكه الانعكاس الثاني للشعاع ‪𝐵‬‏. عند تعقب هذا الخط، نلاحظ أنه يمر بالنقطة ‪𝐹‬‏. إذن، هذه هي إجابة هذا الجزء من السؤال. بعد الانعكاس مرتين عن السطح غير المصقول، يمر الشعاع ‪𝐵‬‏ بالنقطة ‪𝐹‬‏.

وأخيرًا وليس آخرًا، سنجيب عن السؤال نفسه، لكن هذه المرة للشعاع الضوئي ‪𝐶‬‏. أي النقاط يمر بها الشعاع الضوئي بعد انعكاسه عن السطح؟ عند تعقب الشعاع الضوئي ‪𝐶‬‏، نلاحظ أنه يسقط على السطح هنا. برسم العمود المقام كالمعتاد، نجد أن زاوية سقوط الشعاع ‪𝐶‬‏ هي هذه الزاوية هنا. وهو ما يعني أننا إذا قسنا الزاوية نفسها على الجانب الآخر من هذا العمود المقام، فسنتمكن من تحديد الاتجاه الذي يتحرك فيه الشعاع المنعكس. وإذا تعقبنا هذا الشعاع المنعكس، فسنجد أن النقطة التي يمر بها هي النقطة ‪𝐺‬‏. إذن، يمر الشعاع الضوئي ‪𝐶‬‏ بالنقطة ‪𝐺‬‏ بعد انعكاسه عن هذا السطح غير المصقول.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.