فيديو السؤال: تحديد موقع الصور التي تنتجها المرايا المقعرة العلوم

نسخة الفيديو النصية

يوضح الشكل التالي شعاعين من الضوء صادرين من النقطة نفسها على جسم وساقطين على مرآة مقعرة. المسافة التي قطعها الشعاعان من النقطة إلى سطح المرآة أكبر من المسافة من مركز تكور المرآة إلى سطحها. أنتجت صورة حقيقية. ما موقع الصورة؟ هل هو الخيار أ: عند سطح المرآة؟ أم الخيار ب: عند بؤرة المرآة؟ أم الخيار ج: عند مركز تكور المرآة؟ أم الخيار د: بين البؤرة ومركز تكور المرآة؟

قبل أن نبدأ، دعونا نلق نظرة فاحصة على الشكل. ها هي المرآة المقعرة، ويمكن أن نرى أن بؤرتها ومركز تكورها محددان. لدينا أيضًا شعاعان ضوئيان باللونين الأحمر والأزرق. نلاحظ أنهما صدرا من النقطة نفسها على الجسم هنا، لكنهما يتحركان في اتجاهين مختلفين. يتحرك الشعاع الموضح باللون الأحمر أفقيًّا في البداية ثم ينعكس عن سطح المرآة بزاوية. نلاحظ أن الشعاع الأحمر المنعكس يمر مباشرة عبر بؤرة المرآة. يتحرك الشعاع الموضح باللون الأزرق قطريًّا ويسقط على المرآة؛ بحيث يعود الشعاع المنعكس إلى الخلف على طول المسار نفسه الذي سلكه الشعاع الساقط الأصلي. نلاحظ أن الشعاع الأزرق يمر مباشرة عبر مركز تكور المرآة.

في هذا السؤال، مطلوب منا تحديد موقع الصورة التي أنتجها هذان الشعاعان. لفعل ذلك، دعونا نفرغ بعض المساحة على الشاشة ونتذكر بعض المعلومات عن الأشعة الضوئية والمرايا المقعرة. أولًا: نتذكر أن المرايا المقعرة يمكن أن تنتج صورًا حقيقية وأخرى افتراضية. لكننا هنا علمنا أنه أنتجت صورة حقيقية. لعلنا نتذكر أن الصورة الحقيقية تتكون حيث يتقاطع الشعاعان الضوئيان أو يتقاطع مساراهما، والصور الحقيقية التي تنتجها المرآة المقعرة تكون مقلوبة، مما يعني أنها تبدو رأسًا على عقب. بمعلومية ذلك، لتحديد موقع تكون هذه الصورة، علينا ببساطة تحديد أين يتقاطع مسارا الشعاعين.

علينا ألا ننخدع هنا بالخيار أ. فعلى الرغم من أن الشعاعين ينعكسان عن سطح المرآة، فإنهما ينعكسان عند نقطتين مختلفتين بعيدتين كثيرًا بعضهما عن بعض. لذا فهذا ليس مكان تقاطعهما. ومن ثم ليس الموقع الذي تتكون فيه الصورة. علينا استبعاد الخيار أ. بعد ذلك يذكر الخيار ب بؤرة المرآة، والشعاع الأحمر يمر بالفعل عبر البؤرة. لكن الشعاعين لا يتقاطعان هنا؛ لذا يمكننا استبعاد هذا الخيار.

وبالمثل في الخيار ج، يمر الشعاع الأزرق بمركز تكور المرآة، لكن الشعاع الأحمر لا يمر به؛ لذا لا يتقاطعان هنا. ولهذا علينا استبعاد هذا الخيار أيضًا. يمكننا أن نرى أن الشعاعين يتقاطعان هنا، بين مركز التكور والبؤرة. إذن نعرف أن الخيار د صحيح. تتكون الصورة بين البؤرة ومركز تكور المرآة.

نتذكر أيضًا أنه نظرًا لأن هذه صورة حقيقية كونتها مرآة مقعرة، فإن الصورة مقلوبة. ولهذا السبب، فإن هذين الشعاعين اللذين صدرا من هنا عند أعلى الجسم، يتقاطعان هنا في الأسفل بالقرب من أسفل الجسم حيث تبدو الصورة مقلوبة رأسًا على عقب.