المرآة المستوية: حالة خاصة ثابتة
1 · توقّع
المرآة المسطحة العادية (المستوية) هي الحالة اليومية لتصوير المرايا. وأنت تبعّد جسمًا عن مرآة مستوية، فهل يتغير حجم صورته الافتراضية؟
- تصغر الصورة مع ابتعاد الجسم.
- لا — صورة المرآة المستوية بحجم الجسم دائمًا (تكبير 1 بالضبط)، مهما كانت المسافة.
- تكبر الصورة مع ابتعاد الجسم.
2 · التجهيز
- افتح تجربة المرآة المستوية واضغط إعادة.
- فعّل قراءة بعد الصورة.
- اضبط بعد الجسم لكل تجربة وسجل بعد الصورة.
3 · اجمع البيانات
| بعد الجسم d_o (cm) | بعد الصورة d_i (cm) |
|---|---|
| 20.00 | |
| 40.00 | |
| 60.00 |
ارسم بعد الصورة d_i (المحور y) مقابل بعد الجسم d_o (المحور x) لتجاربك الثلاث. هل الخط مستقيم يمر بالأصل بميل −1؟
4 · حلّل
- لمحاولة واحدة، أكد أن d_i = −d_o تمامًا (المرآة المستوية هي حد f → ∞ لمعادلة المرآة). قارن بالجدول.
- اشرح لماذا تجلس صورة المرآة المستوية خلف المرآة بقدر ما يجلس الجسم أمامها بالضبط، ولماذا التكبير 1 بالضبط دائمًا.
5 · وسّع
- يمكن اعتبار المرآة المستوية مرآة منحنية ببعد بؤري لا نهائي (مستوية تمامًا = انحناء صفري). اشرح، باستخدام 1/f = 1/d_o + 1/d_i مع f → ∞، لماذا يفرض هذا d_i = −d_o تمامًا.
- وأنت تمشي نحو مرآة مستوية، تمشي صورتك نحوك بالمعدل نفسه — بعد الصورة يطابق دائمًا بعدك أنت عن سطح المرآة بالضبط. لماذا يجعل هذا المرايا المستوية أبسط بشكل فريد مقارنة بالمرايا المنحنية والعدسات؟
البصريات
- عدسة مجمّعة: صور حقيقية أبعد من 2f
- البؤرة: حيث تهرب الصور إلى اللانهاية
- عدسة كعدسة مكبرة
- عدسة مفرّقة: افتراضية دومًا ومصغّرة دومًا
- مرآة مقعرة: صور حقيقية كعدسة مجمّعة
- مرآة محدبة: صورة افتراضية مصغّرة دومًا
- العمق الظاهري: لماذا يبدو المسبح أضحل مما هو عليه
- الانعكاس الكلي الداخلي: الزاوية الحرجة
- نقل بعدستين: تسلسل الصور
- المجهر المركب: عدستان لتكبير عالٍ
- مكبّر الصور الفوتوغرافي: عدستان لصورة حقيقية أكبر
- المنشور يحني الضوء: زاوية الانحراف