فيديو السؤال: تحديد مسار أشعة ضوئية تتعرض لانعكاس منتشر الفيزياء • الصف الثاني الثانوي

نسخة الفيديو النصية

يوضح الشكل النقاط الثلاث ‪D‬‏، و‪E‬‏، و‪F‬‏ التي يمكن أن تمر بها الأشعة الضوئية الثلاثة ‪A‬‏، و‪B‬‏، و‪C‬‏ بعد انعكاسها. أي من الآتي يربط بشكل صحيح الأشعة بالنقاط التي ستمر بها؟ أ: الشعاع ‪A‬‏ والنقطة ‪D‬‏، الشعاع ‪B‬‏ والنقطة ‪E‬‏، الشعاع ‪C‬‏ والنقطة ‪F‬‏. ب: الشعاع ‪A‬‏ والنقطة ‪F‬‏، الشعاع ‪B‬‏ والنقطة ‪E‬‏، الشعاع ‪C‬‏ والنقطة ‪D‬‏. ج: الشعاع ‪A‬‏ والنقطة ‪E‬‏، الشعاع ‪B‬‏ والنقطة ‪D‬‏، الشعاع ‪C‬‏ والنقطة ‪F‬‏.

يطلب منا السؤال معرفة أي من الأشعة الثلاثة ‪A‬‏، و‪B‬‏، و‪C‬‏ يمر بأي من النقاط ‪D‬‏، و‪E‬‏، و‪F‬‏ بعد الانعكاس عن السطح الموضح في الشكل. ما لم يكن هناك شيء يعترض مسار الأشعة الضوئية، فإنها تتحرك في خطوط مستقيمة كما نعلم. لكن بالطبع في هذه الحالة ثمة شيء يعترض مسار هذه الأشعة الضوئية. إنه هذا السطح الذي تنعكس عنه الأشعة. نلاحظ أن السطح ليس مستويًا. ويعرف الانعكاس عن سطح غير مستو مثل هذا بالانعكاس المنتشر. نتذكر هنا أن قانون الانعكاس يخبرنا بما يحدث للأشعة الضوئية المنعكسة عن سطح ما.

في البداية، سننظر إلى سطح مستو. يمكننا رسم خط عمودي عليه. يعرف هذا الخط بالعمود المقام أو العمودي على السطح. لنفترض الآن أن لدينا شعاعًا ضوئيًّا ساقطًا يصنع الزاوية ‪𝜃𝑖‬‏ مع هذا العمود المقام. هذه زاوية سقوط الشعاع الضوئي. ينص قانون الانعكاس على أنه عندما ينعكس هذا الشعاع عن السطح، تساوي زاوية الانعكاس زاوية السقوط، لكنها تقع على الجانب المقابل من العمود المقام. وزاوية الانعكاس، التي سنسميها ‪𝜃𝑟‬‏، هي الزاوية التي يصنعها الشعاع الضوئي المنعكس مع العمود المقام، أي هذه الزاوية هنا. إذن بدلالة الرموز، ينص قانون الانعكاس على أن ‪𝜃𝑖‬‏ تساوي ‪𝜃𝑟‬‏.

علينا الانتباه عند تطبيق هذا القانون عندما يكون لدينا انعكاس منتشر عن سطح غير مستو. في هذه الحالة، لكل شعاع ضوئي ساقط، علينا رسم عمود مقام عمودي على الجزء المحدد من السطح الذي يصطدم به هذا الشعاع الضوئي. ولأن السطح غير مستو، فإن اتجاه العمود المقام لن يكون كما هو عند كل النقاط على السطح.

لنستخدم الآن هذه المعلومات لمد مسار كل من الأشعة الضوئية الثلاثة المذكورة في السؤال. سنبدأ بالشعاع ‪A‬‏. نعلم أنه يتحرك في خط مستقيم حتى يلتقي بالسطح. بعد ذلك، علينا رسم العمود المقام عند النقطة التي يصطدم عندها الشعاع بالسطح. يبدو هذا العمود المقام بهذا الشكل. نعلم من قانون الانعكاس أن الزاوية المحصورة بين العمود المقام والشعاع المنعكس تساوي هذه الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام. بقياس هذه الزاوية ورسم الشعاع المنعكس عند نفس الزاوية، نلاحظ أنه بعد الانعكاس، يمر الشعاع ‪A‬‏ بالنقطة ‪E‬‏.

لننظر الآن إلى الشعاع ‪B‬‏. بمد الشعاع حتى يلتقي بالسطح ورسم العمود المقام عند هذه النقطة وتطبيق قانون الانعكاس، نحصل على مسار الشعاع المنعكس. نلاحظ أن الشعاع ‪B‬‏ يمر بالنقطة ‪D‬‏.

وأخيرًا، سننظر إلى الشعاع ‪C‬‏. بمد مسار الشعاع إلى السطح ورسم العمود المقام عند هذه النقطة، يخبرنا قانون الانعكاس مرة أخرى بمسار الشعاع المنعكس. نجد أن الشعاع ‪C‬‏ يمر بالنقطة ‪F‬‏.

بذلك نكون قد وجدنا أن الشعاع ‪A‬‏ يمر بالنقطة ‪E‬‏، والشعاع ‪B‬‏ يمر بالنقطة ‪D‬‏، والشعاع ‪C‬‏ يمر بالنقطة ‪F‬‏. هذا يطابق العبارة المعطاة في الخيار ج. إذن، فإجابتنا هي الخيار ج. العبارة التي تربط بشكل صحيح الأشعة بالنقاط التي ستمر بها هي «الشعاع ‪A‬‏ والنقطة ‪E‬‏، الشعاع ‪B‬‏ والنقطة ‪D‬‏، الشعاع ‪C‬‏ والنقطة ‪F‬‏».