نسخة الفيديو النصية
هل يمكن أن تنتج المرآة المحدبة صورة مقلوبة؟
أول شيء علينا فهمه هو ما يطلبه السؤال بالضبط. الصورة المقلوبة تعني أن الاتجاه الرأسي للصورة يكون عكس اتجاه الجسم الذي تمثله الصورة. لنرسم مخططًا ثنائي الأبعاد. يدور السؤال حول مرآة محدبة، ونعلم أن المرآة المحدبة هي مرآة كروية، وأن مركز تكورها يقع خلف سطحها الذي تنعكس منه أشعة الضوء. لنرسم أيضًا المحور الأصلي للمرآة وبؤرتها، مع ملاحظة أن البؤرة تقع على المحور الأصلي.
الآن، لنضع جسمًا أمام المرآة مباشرة. سنختار جسمًا على شكل سهم. ستسقط أشعة الضوء من بعض النقاط الموجودة على هذا الجسم على المرآة ثم تنعكس. سنتأكد من أن نقطة تنصيف الجسم تقع على المحور الأصلي. ينعكس شعاع الضوء الساقط على امتداد المحور الأصلي مرة أخرى على امتداد المحور الأصلي.
لكل من الجزء العلوي والجزء السفلي من الجسم، علينا تناول شعاعي ضوء: أحدهما يتحرك مباشرة نحو مركز تكور المرآة، وهو الموضح باللون الأزرق؛ والآخر يتحرك موازيًا للمحور الأصلي، وهو الموضح باللون الأخضر. يسقط شعاعا الضوء الموضحان باللون الأزرق على المرآة على امتداد الخط العمودي على سطح المرآة. ومن ثم، ينعكس هذان الشعاعان مرة أخرى على امتداد المسارين أنفسهما اللذين تحركا فيهما بين النقطتين الموجودتين على الجسم اللتين أتيا منهما وسطح المرآة. إذا مددنا مساري شعاعي الضوء هذين خلف المرآة، فسنجد أن كليهما يمر بمركز تكور المرآة.
أما الشعاعان الموضحان باللون الأخضر، فيسقطان على المرآة على امتداد الخط غير العمودي على سطح المرآة. ومن ثم، ينعكس هذان الشعاعان مرة أخرى على امتداد مسارين مختلفين عن هذين اللذين تحركا فيهما بين النقطتين الموجودتين على الجسم اللتين أتيا منهما وسطح المرآة. إذا مددنا مساري شعاعي الضوء المنعكسين خلف المرآة، فإن كليهما سيمر ببؤرة المرآة.
في موضع تقاطع الخطين المتقطعين باللون الأزرق والخطين المتقطعين باللون الأخضر، يظهر الجزء العلوي من الصورة والجزء السفلي منها. يظهر الجزء العلوي من الصورة عند النقطة واحد. ويظهر الجزء السفلي من الصورة عند النقطة اثنين. يمكننا ملاحظة أن الجزء العلوي من الصورة يقع فوق المحور الأصلي، وأن الجزء السفلي من الصورة يقع أسفل المحور الأصلي. ومن ثم، تكون الصورة في نفس اتجاه الجسم. إذن، الصورة معتدلة وليست معكوسة، وأصغر من الجسم، وهي صورة افتراضية.
تظل هذه العلاقة بين الصورة والجسم كما هي بغض النظر عما إذا كان الجسم أقرب إلى المرآة المحدبة أو أبعد عنها. ويختلف حجم الصورة فقط. هذا يعني أن اتجاه الصورة موجهة يكون هو نفسه اتجاه الجسم دائمًا. إذن، الإجابة هي: لا؛ المرآة المحدبة لا يمكن أن تنتج صورة مقلوبة.