نسخة الفيديو النصية
يتضمن الانعكاس المنتظم انعكاس أشعة الضوء عن سطح مصقول، كما هو موضح في الشكل. يوضح الشكل أربع نقاط 𝐷، و𝐸، و𝐹، و𝐺 يحتمل أن تمر خلالها أشعة الضوء الثلاثة 𝐴، و𝐵، و𝐶 بعد انعكاسها. أي نقطة يمر بها شعاع الضوء 𝐴؟
في هذا الجزء الأول من السؤال، مطلوب منا النظر إلى شعاع الضوء المسمى 𝐴 وتحديد أي من هذه النقاط الأربع — 𝐷، و𝐸، و𝐹، و𝐺 — يمر شعاع الضوء خلالها بعد انعكاسه عن هذا السطح. توضح المعطيات أن لدينا انعكاسًا منتظمًا، ما يعني أن أشعة الضوء تنعكس عن سطح مصقول. وبالتأكيد، إذا نظرنا إلى الرسم، فسنجد أن السطح مصقول بالفعل.
وللإجابة عن هذا السؤال، علينا أن نتذكر ما يحدث عند انعكاس شعاع الضوء. لنفترض أن لدينا سطحًا مصقولًا. يمكننا رسم خط متقطع عمودي على هذا السطح. هذا يعني أنه يلتقي بالسطح بزاوية 90 درجة. يشار إلى هذا الخط المتقطع بالعمود المقام على السطح. لنفترض الآن أن لدينا شعاع ضوء يسقط على السطح. يمكننا تعريف زاوية سقوط شعاع الضوء هذا بأنها الزاوية بين الشعاع الساقط والعمود المقام على السطح. سنسمي زاوية السقوط هذه 𝜃𝑖.
عندما ينعكس شعاع الضوء عن السطح، يصنع هذا الشعاع المنعكس زاوية مع العمود المقام تعرف بزاوية الانعكاس. سنسمي زاوية الانعكاس هذه 𝜃𝑟. ينص قانون الانعكاس على أنه عندما ينعكس شعاع ضوء بهذه الطريقة، فإن زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس. إذا كانت زاوية السقوط 𝜃𝑖 وزاوية الانعكاس 𝜃𝑟، فإن قانون الانعكاس ينص على أن 𝜃𝑖 تساوي 𝜃𝑟.
في هذا الجزء من السؤال، مطلوب منا التفكير فيما يحدث لشعاع الضوء 𝐴. ولذا سنبدأ بمد شعاع الضوء 𝐴 إلى النقطة التي يلتقي عندها بالسطح. تذكر أنه في حال عدم وجود أي جسم في طريق شعاع الضوء، فإنه يتحرك في خط مستقيم. وبمد شعاع الضوء 𝐴، نجد أنه يلتقي بالسطح عند هذه النقطة هنا. نريد معرفة زاوية انعكاس هذا الشعاع. ولإيجاد ذلك، يمكننا استخدام قانون الانعكاس.
لكن علينا أولًا إيجاد زاوية السقوط. لنرسم إذن العمود المقام على السطح عند النقطة التي يلتقي بها شعاع الضوء 𝐴. زاوية السقوط، 𝜃𝑖، هي الزاوية بين هذا الشعاع الساقط والعمود المقام على السطح. في هذه الحالة، عند قياس زاوية السقوط هذه، نجد أنها تساوي 40 درجة تقريبًا. وينص قانون الانعكاس على أن زاوية الانعكاس تساوي زاوية السقوط هذه. هذا يعني أنه لإيجاد الاتجاه الذي ينعكس فيه هذا الشعاع، علينا قياس هذه الزاوية نفسها، التي تساوي 40 درجة تقريبًا، على الجانب المقابل للعمود المقام.
بمجرد قياس هذه الزاوية، يمكننا رسم مسار هذا الشعاع المنعكس. وبمد هذا الشعاع، نجد أنه يمر بالنقطة 𝐸. إذن إجابتنا عن هذا الجزء الأول من السؤال هي أن شعاع الضوء 𝐴 يمر بالنقطة 𝐸.
حسنًا، لنلق الآن نظرة على الجزء الثاني من السؤال.
أي نقطة يمر بها شعاع الضوء 𝐵؟
يطلب منا هذا الجزء الثاني من السؤال تكرار ما فعلناه للتو مع شعاع الضوء 𝐴، ولكن هذه المرة مع شعاع الضوء 𝐵. سنتبع الخطوات نفسها التي اتبعناها للتو مع شعاع الضوء 𝐴. فسنمد شعاع الضوء 𝐵 حتى يلتقي بالسطح، ونستخدم العمود المقام على السطح عند هذه النقطة لحساب زاوية السقوط. وبعد ذلك، سنستخدم قانون الانعكاس لمعرفة اتجاه الشعاع المنعكس. بمد شعاع الضوء 𝐵، نرى أنه يلتقي بالسطح عند هذه النقطة هنا.
يمكننا رسم العمود المقام على السطح عند هذه النقطة ووضع علامة على الرسم لتحديد زاوية السقوط 𝜃𝑖. يمكننا قياس زاوية السقوط، فنجد أنها حوالي 35 درجة. بعد ذلك، باستخدام قانون الانعكاس، يمكننا رسم الشعاع المنعكس بزاوية انعكاس قياسها 35 درجة أيضًا. وبمد هذا الشعاع المنعكس، نجد أنه يمر بالنقطة 𝐷. إذن إجابتنا عن الجزء الثاني من السؤال هي أن شعاع الضوء 𝐵 يمر بالنقطة 𝐷.
أخيرًا، لنلق نظرة على الجزء الثالث من السؤال.
أي نقطة يمر بها شعاع الضوء 𝐶؟
سنكرر الخطوات نفسها مرة أخرى، ولكن هذه المرة مع شعاع الضوء 𝐶. أولًا، نمد شعاع الضوء 𝐶 حتى النقطة التي يلتقي عندها بالسطح. فنجد أن الشعاع يلتقي بالسطح عند هذه النقطة. والآن لنرسم العمود المقام على السطح عند هذه النقطة. يمكننا إضافة زاوية سقوط شعاع الضوء 𝐶 إلى الرسم. وبقياس هذه الزاوية، نجد أنها تساوي 55 درجة تقريبًا. ولذا دعونا نرسم الشعاع المنعكس بالزاوية نفسها على الجانب الآخر من العمود المقام. بمد الشعاع المنعكس، نجد أنه يمر بالنقطة 𝐺. إذن إجابتنا عن هذا الجزء الأخير من السؤال هي أن شعاع الضوء 𝐶 يمر بالنقطة 𝐺.
