نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل النقطة P التي يمكن أن يمر بها أحد الأشعة الضوئية الثلاثة A، وB، وC بعد الانعكاس. أي شعاع ضوئي سيمر بالنقطة؟ أ: الشعاع A، ب: الشعاع B، ج: الشعاع C، د: كل هذه الأشعة.
يطلب منا السؤال إيجاد أي من الأشعة الثلاثة، A أم B أم C، يمر بالنقطة P بعد الانعكاس عن السطح الموضح في الشكل. نعرف أنه في حالة عدم وجود أي عائق يعترض مسار الأشعة الضوئية، فإنها تنتشر في خطوط مستقيمة. لكن في هذه الحالة بالطبع يوجد شيء ما يعترض طريق هذه الأشعة الضوئية. يوجد هذا السطح هنا، الذي ستنعكس عنه الأشعة الضوئية.
نلاحظ أن السطح مستو؛ وهو ما يعني أن الأشعة الضوئية ستتعرض لانعكاس منتظم. يخبرنا قانون الانعكاس بما يحدث للأشعة الضوئية المنعكسة عن سطح ما. بالنظر إلى السطح المستوي، يمكننا رسم خط عمودي عليه، وهو ما يعرف باسم العمود المقام أو العمودي على السطح. لنفترض أن لدينا شعاعًا ضوئيًّا ساقطًا يصنع الزاوية 𝜃𝑖 مع هذا العمود المقام. هذه زاوية سقوط الشعاع الضوئي.
سينعكس الشعاع عن السطح وفقًا لقانون الانعكاس الذي ينص على أن زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس، لكنها تقع على الجانب الآخر من العمود المقام. وزاوية الانعكاس، التي سنسميها 𝜃𝑟، هي الزاوية التي يصنعها الشعاع الضوئي المنعكس مع العمود المقام؛ أي هذه الزاوية هنا. ينص قانون الانعكاس على أن 𝜃𝑖 تساوي 𝜃𝑟. بعبارة أخرى، الزاوية التي يصنعها الشعاع الضوئي الساقط مع العمود المقام تساوي الزاوية التي يصنعها الشعاع الضوئي المنعكس مع العمود المقام.
باستخدام هذه المعلومات، يمكننا مد مسار كل شعاع من الأشعة الضوئية الثلاثة المذكورة في السؤال. لنبدأ بالشعاع A. نعلم أنه يتحرك في خط مستقيم حتى يلتقي بالسطح. بعد ذلك، علينا رسم الخط العمودي عند النقطة التي يصطدم عندها الشعاع بالسطح. نعلم من قانون الانعكاس أن الزاوية المحصورة بين العمود المقام والشعاع المنعكس تساوي هذه الزاوية هنا، وهي زاوية السقوط. بقياس هذه الزاوية ورسم الشعاع المنعكس عند الزاوية نفسها على الجانب الآخر من العمود المقام، نلاحظ أن الشعاع A لا يمر بالنقطة P.
يمكننا فعل الشيء نفسه مع الشعاعين B وC. بمد الشعاعين حتى يلتقيا بالسطح، ورسم الخط العمودي في كلتا الحالتين، وتطبيق قانون الانعكاس، يصبح لدينا مسارا الشعاعين المنعكسين للشعاعين الضوئيين B وC. نلاحظ أن الشعاع C لا يمر بالنقطة P، لكن الشعاع B يمر بها.
إذن، فالإجابة الصحيحة هي الخيار ب. الشعاع الضوئي الوحيد الذي سيمر بالنقطة P هو الشعاع B.
