بحث عن الانعكاس والمرايا
في هذا المقال، سنتحدث عن الانعكاس والمرايا وكيفية رؤية الأجسام المنعكسة في المرايا. تختلف رؤية الأجسام المنعكسة حسب نوع المرآة، فالمرايا في السيارات مختلفة عن المرايا في المنزل، وكل منهما يعكس الصورة بشكل مختلف. تكون مرآة السيارة محدبة بينما تكون مرآة المنزل مستوية، وهذا يؤثر على خصائص الصور المنعكسة على كل منهما. سنتعرف سويا على خصائص الانعكاس وأنواعه وأنواع المرايا والصور المتكونة عليها في هذا الموقع.
بحث عن الانعكاس والمرايا
تعريف الانعكاس
- هو تغير اتجاه الموجات عند اصطدامها بسطح يفصل بين وسطين، حيث تنعكس الموجات وتعود إلى الجسم الذي نشأت منه.
- انعكاس الضوء: يشير إلى تغير اتجاه الأمواج الضوئية بسبب الاصطدام بالأسطح العاكسة حيث تكون زاوية الانعكاس مساوية لزاوية السقوط، وتقاس الزاوية بالنسبة للسطح، والمرايا هي أحد أبرز الأمثلة التي توضح ذلك، ويعتمد انعكاس الضوء على عوامل مثل أنه ينعكس على الأجسام الملساء التي لا يمكن للضوء أن يخترقها مثل المرآة، وكلما كان سطح الجسم أملس، زادت كمية الضوء المنعكس عليه، ومن العوامل الأخرى لون الجسم الذي يتعرض للضوء، فإذا سقط الضوء على جسم أسود فإنه يمتصه بالكامل، أما إذا سقط على جسم أبيض فإنه ينعكس إلى الجهة الأخرى.
- انعكاس الصوت: يشير هذا المصطلح إلى انعكاس الموجات الصوتية بعد اصطدامها بأسطح عاكسة، ويتبع نفس قانون انعكاس الضوء، ونجد أن زاوية سقوط الصوت تكون مساوية لزاوية الانعكاس، ولذا فإن انعكاس الصوت له العديد من الاستخدامات، مثل تحديد أعماق البحار ومواقع الغواصات فيها، وكما يستخدم في تحديد أعماق الزلازل ومواقعها.
- إذا كانت زاويةالسقوط قائمة، فإنها تكون نفسها زاوية الانعكاس.
- يعتمد الانعكاس على كل من:
_ سمات الأسطح العاكسة.
_ قيمة زاوية الانعكاس.
التقنيات المعتمدة على نظرية انعكاس الضوء
هناك العديد من التقنيات التي استفادت من نظرية انعكاس الضوء وتوضيح الصورة كما هي على واقعها الحقيقي، وذلك على النحو التالي:
- الألياف الضوئية: وهي خطوط مصنوعة من زجاج رفيع يستخدم في معامل الانكسار عندما ينكسر الضوء داخلها بزاوية أكبر من الزاوية الحرجة، وتستخدم تلك الألياف في مجالات الهندسة الوراثية والعمليات الجراحية الدقيقة.
- جهاز البريسكوب: تعتمد هذه الأداة على سطحين عاكسين للضوء متوازيين، ويتم استخدامها في مراقبة ما يحدث على سطح البحر عند وضعها في الغواصات البحرية، كما يستخدم أيضا في مراقبة ميادين الحرب.
- السنة الضوئية: والمقصود بهذه التقنية هو تحديد المسافات بين الكواكب والأجسام السماوية.
- التصوير: حيث يركز المصور على الضوء الساقط على الجسم.
أنواع الانعكاس
انعكاس منتظم
يكون عندما تسقط الأشعة على الأجسام مثل: عندما تسقط الأشعة على الأجسام، تظهر زوايا السقوط وزاوية الانعكاس متوازية، ويمكننا رؤية ذلك في الأشياء حيث تنعكس الأشعة بنفس الزاوية على أعيننا، مما يسمح لنا برؤيتها.
انعكاس غير منتظم
يحدث عند سقوط الأشعة على الأجسام المعتمة مثل: تختلف زوايا السقوط للخشب عن زوايا الانعكاس بسبب المسام في الأسطح، وعادة ما تكون الأسطح غير مستوية وتكون الأشعة الساقطة والمنعكسة والعمود القائم على السطح على نفس المستوى.
قوانين الانعكاس
(زاوية السقوط تكون مساوية لزاوية الانعكاس)
- زاوية السقوط هي الزاوية بين الشعاع العمودي والشعاع المسقط.
- زاوية الانعكاس هي الزاوية التي يكون فيها العمود المنعكس مع العمود الأصلي.
(الشعاع المتساقط والشعاع المنعكس والعمود المقام على نفس البعد)
- كل من العمود والشعاع سواء المنعكس أو الساقط لهما نفس البعد وعلى نفس المستوى في شكل عمودي على الأسطح العاكسة.
خصائص الانعكاس
للانعكاس مجموعة من الخصائص طبقًا للعلم الذي يتناوله على النحو التالي:
خصائص الانعكاس في الفيزياء
- علم الفيزياء يشمل مجموعة من الظواهر التي تنعكس، ومن أهمها الانعكاس المنتظم.
- عندما يسقط شعاع على سطح عاكس، يتكون منه الشعاع المنعكس.
- زاوية السقوط هي الزاوية بين سطح الانعكاس والشعاع المنعكس.
- الصدى الصوتي يحدث نتيجة انعكاس الموجات الصوتية على سطح عاكس، حيث يصدر صوتا متكررا بعد اصطدام المصدر بالسطح العاكس ويعرف هذا الصوت بصدى الصوت.
- لكي تسمع الأذن البشرية هذا الصدى، يستغرق الأمر 1/10 من الثانية، وذلك عندما تكون زاوية الانعكاس وزاوية السقوط متساويتين.
- عندما يسقط الشعاع الضوئي على سطح أملس، ينعكس بانتظام، أما عندما يسقط على سطح غير مصقول، فينتشر الشعاع المنعكس بسبب عدم تطابق زوايا الانعكاس والسقوط، وهذا ما يسمى انتشار الضوء.
خصائص الانعكاس في الرياضيات
- المسافة بين نقطتين في الشكل الأصلي هي نفس المسافة التي تفصل بينهما في الصورة المعكوسة.
أنواع المرايا
المرآة المستوية
أسطح مستوية تعكس الضوء بانتظام وتكون الصورة المنعكسة:
- صورة معتدلة.
- حجم الصورة يساوي حجم الجسم.
- المسافة بين الخال والمرآة تكون مساوية للمسافة بين الجسم والمرآة.
- عندما يتم عكس الصورة في المرآة، نجد أن كلمة “إسعاف” مكتوبة بالعكس لتظهر بشكل صحيح في مرآة السيارة.
- الخيال هو وهم لا يمكن استيعابه بواسطة العقل.
المرايا الكروية
- قطب المرآة: يكون هو المركز على سطح المرآة.
- مركز التكور: هو مركز الكرة ويقع خلف المرايا المحدبة وأمام المرايا المقعرة.
- نصف قطر التكور: هو نصف قطر الكرة التي تم اتخاذ المرآة منها.
- المحور الرئيسي: هو الخط المستقيم الذي يربط بين مركز التكور وقطب المرآة.
- بؤرة المرايا:
_ البؤرة الحقيقية: هي نقطة اجتماع الأشعة المتوازية التي تسقط على المرآة المقعرة بعد الانعكاس.
_ البؤرة الوهمية: هي النقطة الموجودة خلف المرآة المحدبة وتظهر كأن الأشعة تخرج منها بعد أن تنكسر الأشعة المتوازية على المرآة.
- البعد البؤري: هو المسافة الواقعة بين كل من بؤرة المرآة وقطرها.
- تنقسم المرايا الكروية إلى صنفين هما:
المرآة المقعرة
الأسطح العاكسة لها حواف منحنية تجاه الداخل، مما يجعلها تشبه نصف الكرة من الداخل، وعندما تسقط الأشعة على هذا النوع من المرايا، فإنها تتجمع عند البؤرة وينعكس الشعاع على شكل شعاع متوازي.
المرآة المحدبة
تكون الأسطح العاكسة ذات حواف منحنية للخارج، تشبه شكل نصف الكرة من الخارج، وعندما تتعرض للأشعة يتم انعكاسها في زوايا متعددة، وتكون الصورة المنعكسة غير واقعية، مما يؤدي إلى انتشار الأشعة المنعكسة عن نقطة التقاطع وراء المرآة.
أنواع الصور المتكونة من انعكاس الضوء على المرايا
- صور حقيقية: تنتج عن تجمع الأشعة المنعكسة على أحد الحواجز.
- صور خيالية: تتشكل نتيجة تداخل الأشعة المنعكسة التي لا يمكن جمعها على حاجز.
أهمية انعكاس الضوء
تتجلى أهمية انعكاس الضوء فيما يلي:
- بمجرد انعكاس الضوء على العين ودخولها إلى مركز الرؤية، يمكن للإنسان أن يرى الأشياء المحيطة به.
- إن الضوء المنعكس له العديد من الاستخدامات، مثل حساب المسافة بين الكواكب والأجرام السماوية والأجسام.
- يعتبر التصوير أحد أهم استخدامات الأشعة المنعكسة، حيث يركز المصور على كمية الضوء المتساقطة على الجسم، ويتم استخدام هذه الطريقة عند التصوير في الليل.
- حرق أشرعة السفن، وتلك الحيلة التي استخدمها العالم أرشميدس عندما استخدم المرايا في عكس الضوء وتركيزه على أشرعة السفن.
- يمكن للإنسان أن يروي نفسه في المرآة التي تظهر صورة له، ويحدث ذلك عندما يقف الإنسان أمام المرآة وتنعكس خطوط الضوء على سطحها وتصل إلى مركز البصر لدى الإنسان.
أهمية انعكاس الصوت
أما عن انعكاس الصوت فهو له مجموعة من الاستخدامات وهي:
- التنقيب عن النفط: وهذا يتم عن طريق قيام الجيولوجيين بإجراء مسوحات زلزالية التي تعطي صورة عن الطبقات الصخرية تحت سطح الأرض، ثم يتم تحليل تلك الصور للتعرف على المناطق التي يمكن أن يتواجد فيها النفط والغاز. إذا كشفت تلك الصور عن إمكانية وجود النفط في مناطق معينة، يتم القيام بعمليات التنقيب في تلك المناطق باستخدام معدات الحفر للتحقق من وجود النفط أو عدمه.
- تحديد بُعد القمر عن الأرض: وذلك عن طريق استخدام الرادار، وهو مجموعة من الموجات الكهرومغناطيسية التي تقيس بدقة المسافة بين القمر والأرض، ثم تستخدم هذه الموجات في أشعة الليزر التي تقيس الشعاع المنعكس عليها من الأرض.
- يستخدم انعكاس الصوت في فحص السبائك الذهبية لاكتشاف أخطاء الصناعة، وتحديد نوع الجنين من خلال استخدام الموجات فوق الصوتية، وتحديد مواقع المياه الجوفية تحت الأرض، وقياس عمق وبعد الأجسام.
هكذا نصل إلى نهاية مقالتنا التي عرضنا فيها بحثا حول الانعكاس والمرايا، مع توضيح تعريف الانعكاس وأنواعه وقوانينه وخصائصه وأنواع المرايا، بالإضافة إلى أهمية انعكاس الصوت والضوء.