إذا وضع جسم خلف مركز تكور مرآة مقعرة فحدد موقع الصورة اذكر صفاتها الفيزيائية

السؤال: إذا وضع جسم خلف مركز تكور مرآة مقعرة فحدد موقع الصورة واذكر صفاتها الفيزيائية.

• الإجابة: تتكون صورة حقيقية، مقلوبة، ومصغرة، وتقع بين البؤرة ومركز التكور.

شرح الإجابة:

لفهم هذه الظاهرة البصرية بدقة، تخيل معنا المرآة المقعرة كجزء من سطح كرة زجاجية عاكسة من الداخل. يمر عبر مركزها خط مستقيم وهمي يُعرف بـالمحور الأصلي. على هذا المحور، تقع نقطتان محوريتان: الأولى هي مركز التكور (C)، وهي تمثل مركز الكرة التي اقتُطعت منها المرآة، والثانية هي البؤرة (F)، وهي نقطة تتجمع فيها الأشعة الضوئية المتوازية بعد انعكاسها عن السطح المصقول للمرآة، وتقع تماماً في منتصف المسافة بين المرآة ومركز تكورها.

عندما نضع جسماً في منطقة أبعد من مركز التكور (C)، تبدأ الأشعة الصادرة منه رحلتها نحو السطح العاكس للمرآة. ولكي نحدد مكان تكون الصورة وخصائصها، يكفي أن نتتبع مسار شعاعين رئيسيين منطلقين من قمة الجسم. الشعاع الأول ينطلق موازياً لـالمحور البصري، وعندما يصطدم بالمرآة، يخضع لـقانون الانعكاس وينحرف ليمر حتماً بـالبؤرة الأصلية (F). أما الشعاع الثاني، فنسلك به مساراً مختلفاً، حيث نجعله يمر أولاً بـمركز التكور (C) في طريقه إلى المرآة؛ هذا الشعاع تحديداً يسقط عمودياً على سطح المرآة، وبالتالي يرتد على نفسه ويعود ماراً بمركز التكور مرة أخرى.

وهنا تتجلى النتيجة الفيزيائية الحاسمة؛ إن نقطة تقاطع هذين الشعاعين المنعكسين هي التي تحدد موقع قمة الصورة المتكونة. بالنظر إلى مساريهما، نجد أن هذا التلاقي يحدث في منطقة محصورة بين البؤرة ومركز التكور. ولأن هذا التلاقي ناتج عن تقاطع حقيقي لـالأشعة المنعكسة نفسها، وليس امتداداتها، فإن الصورة توصف بأنها صورة حقيقية، بمعنى أنه يمكن استقبالها على حاجز أو شاشة توضع في ذلك الموقع. ومن خلال هذا الرسم الهندسي للأشعة، نلاحظ أيضاً أن نقطة التلاقي تقع أسفل المحور الأصلي، مما يعني أن الصورة تكون مقلوبة رأساً على عقب. وأخيراً، يكشف القياس البصري أن حجم هذه الصورة يكون دائماً أصغر من الجسم الأصلي، ولهذا نصفها بأنها صورة مصغرة.