المرايا الكرية

تشكل المرآيا الكرية غالبية الأسطح المنحنية العاكسة والمرآة الكرية جزء من سطح كرة كما هو موضح بشكل (20)

فإذا كان السطح الخارجى ( المحدب ) هو السطح العاكس سميت المرآة محدبة convex ( شكل 21) أما إذا كان السطح الداخلى ( المقعر ) هو السطح العاكس سميت المرآة مقعرة concave ( شكل 22 ) . والسطوح الكريه لها القدرة على تكوين الصور مثل العدسات ولكن بالانعكاس

وأحيانا كثيرة تفضل المرايا الكرية عن العدسات فى صناعة الأجهزة لعدة أسباب منها سهولة إمكانية صناعة المرآة ذات القطر الكبير وعدم امتصاص الأشعة خاصة الفوق بنفسجية و تحت الحمراء و بالتالى إمكانية استخدامها فى مناطق الطيف المختلفة دون حدوث امتصاص .

بعض المصطلحات التى يجب معرفتها :

مركز تكور المرآة : و هو مركز الكرة التى تكون المرآة جزء منها أو التى قطعت منها المرآة .

قطب المرآة : هى النقطة التى تتوسط السطح العاكس للمرآة الكرية.

نصف قطر تكور المرآة ( r ) : هو المسافة بين مركز تكور المرآة و أى نقطة على سطحها.

المحور الأصلى للمرآة : هو المستقيم المــار بمركز تكور المرآة و قطب المرآة .

المحورالثانوى للمرآة : هو المستقيم المار بمركز تكور المرآة و أى نقطة على سطحها .

بؤرة المــرآة : إذا سقطت على المرآة حزمه من الأشعة المتوازية والموازية لمحورها الأصلى وقريبة منه فإنها تنعكس بحيث تتجمع فى نقطة على المحور الأصلى فى حالة المرآة المقعرة أو بحيث تتجمع إمتداداتها خلف السطح العاكس و على المحور الأصلى فى حالة المرآة المحدبة و تسمى البؤرة الأصلية للمرآة principal focus و تسمى بؤرة حقيقية real focus فى حالة المرآة المقعرة و بؤرة تقديرية virtual focus فى حالة المرآة المحدبة .

البعد البؤرى : و هو المسافة بين البؤرة وقطب المرآة و البعد البؤرى يساوى نصف نصف تكور المرآة .

أعلى الصفحة

الصور المتكونة فى المرآة المقعرة:

إذا وضع جسم أمام مرآه مقعرة فإن الأشعة الضوئية التى تخرج من كل نقطة من نقاط الجسم تنعكس على المرآة حسب قانونى الانعكاس وتكون هى أو إمتداداتها نقطة مقابلة فى الصورة .

ويمكن تحديد موضع الصورة ومواصفاتها باستخدام ثلاثة أشعة ( شكل 23 ) سهلة التتبع وهى كالآتى :
الشعاع الأول (1) : الشعاع الموازى للمحور الأصلى للمرآة والقريب منه ينعكس ماراً بالبؤرة الأصلية F

الشعاع الثانى (2) : الشعاع المار بالبؤرة الأصلية ينعكس موازياً لمحور المرآة .

الشعاع الثالث (3) : الشعاع الذى يسقط على المرآة ماراً بمركز تكورها يسقط عمودياً عليها وينعكس على نفسه . وفى الواقع فإنه يكفى استخدام اثنين فقط من هذه الأشعة لتحديد الصورة المتكونة عن المرآة .

الصورة الحقيقية والصورة التقديرية :
إذا تجمعت الأشعة بعد انعكاسها على المرآة فإن الصورة تكون حقيقية real image ويمكن استقبالها على حائل . وإذا سقطت امتدادات هذه الأشعة على العين فإن العين ترى هذه الصورة الحقيقية و كأنها جسما حقيقيا أما إذا كانت الأشعة المنعكسة على المرآة متفرقة فإنه لا يمكن استقبال الصورة على حائل ولكن العين تتخيل الصورة عند تلاقى امتداد هذه الأشعة المتفرقة خلف المرآة وتكون الصورة فى هذه الحاله تقديرية vertual image .

وبصفة عامه يعتمد موضوع تكون الصورة ومواصفاتها على بعد الجسم عن المرآة وهناك الحالات العامة الآتية :

1- إذا كان الجسم على مسافة من المرآة أكبر من نصف قطر تكورها ( أكبر من ضعف البعد البؤرى ) تكون الصورة مصغرة مقلوبة وتقع بين مركز تكور المرآة والبؤرة .

2- إذا كان الجسم فى مركز تكور المرآة تكونت له صورة حقيقية عند مركز التكور ( منطبقة على جسم ) وتكون مقلوبة ومساوية للجسم فى الحجم .

3- إذا كان الجسم بين البؤرة ومركز التكور تكونت له صورة حقيقية مكبرة مقلوبة على مسافة من المرآة أكبر من نصف قطر تكورها .

4- إذا كان الجسم فى البؤرة انعكست الأشعة الساقطة منه على المرآة متوازية وتكون الصورة فى ما لانهاية .

5- أما إذا كان الجسم على مسافة من المرآة أقل من البعد البؤرى فإن الأشعة الساقطة منه على المرآة تنعكس متفرقة وتراها العين خلف المرآة معتدلة مكبرة تقديرية عند نقطه تلاقى امتداد الأشعة المنعكسة .

أعلى الصفحة
الصورة الحقــــيقية - ( قاعة الضوء- مركز سوزان مبارك الاستكشافى للعلوم ) :

يمكنك التأكد بنفسك من تكون الصورة الحقيقية إذا وقفت أمام هذه المرآة المقعرة الكبيرة والمزودة بـمـصدر إضاءة عند حافتها ( شكل 24 ) .

ضع يدك أمام المرآة وحركها على محور المرآة بعداً وقرباً عنها . تلاحظ أنه إذا كانت اليد قريبة من المرآة تكونت صورة معتدلة مكبرة لليد . أمـا إذا أبعدت اليد عن المرآة تصبح الصورة مقلوبة وعند نقطة معينة نرى الصورة مساوية لليد تماما .

إذا وضعت اليد ( الجسم ) على مسافة من المرآة أقل من بعدها البؤرى تتكون صورة تقديرية معتدلة مكبرة . أما إذا زادت المسافة بين الجسم والمرآة عن البعد البؤرى لها تكون الصورة المتكونة مقلوبة وحقيقية لأنـه فى هذه الحالة تتجمع الأشعة المنعكسة على المرآة لتـكون هـذه الصــورة فى الهـواء .




و يصل امتداد الأشــعة للعين وتساوى الصورة الجسم وتنطبق عليه إذا كان الجسم فى مركز تكون المرآة.

الصورة المتكونة عن المرآة المحدبة :

شكل ( 25 ) يوضح الأشعة الساقطة من جسم على مرآة محدبة .

تنعكس الأشعة متفرقة وترى العين صورة الجسم عند نقطة تلاقى امتداد هذه الأشعة أى أن الأشعة التى تصل إلى العين لا تخرج من الصورة ولذلك فإن هذه الصورة تكون تقديرية ويتخيلها العقل كأنها صادرة من الصورة خلف المرآة بالإضافة إلى ذلك فالصورة المتكونة عن المرآة المحدبة تكون فى جميع الأحوال مصغرة .