فيديو السؤال: فهم تأثير المسافة بين الجسم والمرآة على حجم الصورة العلوم • الصف الثالث الإعدادي

نسخة الفيديو النصية

يوضح الشكل الآتي تكون صورة بواسطة مرآة محدبة. تحرك الجسم من موضعه الابتدائي إلى موضع أقرب إلى المرآة. كيف يتأثر حجم الصورة؟

يوضح الشكل المعطى في السؤال موضعين للجسم وموضعًا واحدًا للصورة. وثمة بعض المعطيات التي من المفيد ملاحظتها من الشكل المعطى في السؤال. أهم هذه المعطيات أن قمة الصورة تظهر عند تقاطع خطين متقطعين ملونين. أحد هذين الخطين يمر من بؤرة المرآة إلى النقطة الموجودة على سطح المرآة التي ينعكس عنها شعاع الضوء الذي انتقل في البداية من قمة الجسم إلى المرآة، موازيًا للمحور الأصلي. والخط الآخر يمر من مركز تكور المرآة إلى قمة الجسم. وهذا هو الاتجاه الذي كان سينتقل فيه شعاع الضوء من قمة الجسم إذا انتقل مباشرة نحو مركز التكور.

في واقع الأمر، تنطبق العلاقة بين موضع قمة الجسم وموضع قمة الصورة على جميع النقاط على الجسم والصورة. وتنطبق هذه العلاقة أيضًا بغض النظر عن المسافة بين الجسم والصورة.

بالنظر إلى الخطوط الموضحة في الشكل، نلاحظ أن الصورة الموضحة هي الصورة التي تنتج عندما يتحرك الجسم إلى موضع أقرب إلى المرآة. ونلاحظ أنه عند هذا الموضع، تبدو قاعدة الجسم قريبة جدًّا من سطح المرآة، بل وربما تلامس المرآة. نلاحظ أيضًا أن الصورة أصغر قليلًا من الجسم. وبما أن الصورة الموضحة تشير إلى حجم الصورة عندما يكون الجسم قريبًا جدًّا من المرآة، فمن الضروري أن نتحدث عن حجم الصورة إذا كان الجسم بعيدًا عن المرآة.

فيما يتعلق بما سيحدث إذا كان الجسم بعيدًا عن المرآة، ثمة معطيات مهمة أخرى علينا ملاحظتها. لعلنا لاحظنا أن الأشعة الساقطة يوازي بعضها بعضًا، وتوازي أيضًا المحور الأصلي للمرآة. ولعلنا لاحظنا أيضًا أنه عندما يتحرك الجسم بعيدًا عن المرآة، فإنه يتحرك على طول المحور الأصلي. وإذا كان الجسم عند الموضع الموضح بالمستطيل المتقطع، فإن شعاع الضوء الذي ينتقل من قمة الجسم موازيًا للمحور الأصلي يسقط على المرآة عند النقطة نفسها التي سقط عليها عندما كان الجسم أقرب إلى المرآة.

وبما أن شعاع الضوء يسقط على النقطة نفسها التي سقط عليها سابقًا وينتقل في نفس اتجاهه السابق، فإنه ينعكس في الاتجاه نفسه مثلما فعل سابقًا. وعليه، نلاحظ أن الخط المتقطع الذي يمر ببؤرة المرآة له الاتجاه نفسه قبل تحرك الجسم وبعده. ولكن عندما يتحرك الجسم، يتغير الاتجاه الذي يجب أن ينتقل فيه شعاع الضوء الصادر من قمة الجسم لينتقل مباشرة نحو مركز تكور المرآة. وبما أن هذا الخط قد غير اتجاهه، فإن نقطة تقاطعه مع الخط الذي يمر بالبؤرة تتغير أيضًا.

نلاحظ أن النقطة التي يتقاطع عندها هذان الخطان أصبحت أقرب إلى المحور الأصلي. ويوضح ذلك أن قمة الصورة تكون أقرب إلى المحور الأصلي عندما يكون الجسم بعيدًا عن المرآة. هذا يعني أن الصورة تكون أصغر عندما يكون الجسم بعيدًا عن المرآة. وعليه نلاحظ أن تحريك الجسم إلى موضع أقرب إلى المرآة لا بد أن يجعل الصورة أكبر.