مرآة مقعرة
المرآة المقعرة في الفيزياء  هي مرآة منحنية شبه كروية مصنوعة إما في شكل مقطع من كرة فتسمى «مرآةً كُرِيَّة» أو في شكل قطع مكافيء دوراني، وتسمى «مرآة قطع مكافئ». أذا سقطت أشعة داخل هذه المرآة فإن الأشعة تنعكس على سطحها المقوس وتتجمع في نقطة تسمى «بؤرة». أو بالعكس إذا وضعنا مصباحا في بؤرة المرآة، فتنعكس الأشعة على سطح المرآة المقعرة وتخرج منها في شكل شعاع متوازي. تستخدم المرآة المقعرة في الطب وفي صناعة المصابيح ومصابيح السيارات وتستخدم لبناء تلسكوبات للرصد.

كما تستخدم أنواع معدنية أخرى لاستقبال موجات التلفزة والرادار، ونعرفها «كطبق» أو «صينية» الاستقبال التلفزيوني. في هذه الحالة فهي تقوم بتجميع أشعة التلفاز الساقطة عليها الآتية من محطة التلفاز وتجمعها في نقطة حيث يوجد «مضخم إلكتروني» يكبرها ويدخلها إلى جهاز التلفاز لاستقبال الصورة والصوت.

إذا نظرت إلى وجهك في مرآة مقعرة ستراه مكبرا.

تاريخها 

استخدم الطبيب الفرنسي «بيير بوريل»، عضو الأكاديمية العلمية بباريس، في القرن السابع عشر مرآة مقعرة كأداة للفحص. وكان قد صنع لهذا الغرض مرآة مقعرة تزيد من إضاءة أجزاء الجسم التي يريد فحصها وتركيز الاشعة عليها.

يستخدم منها اليوم أنواع مطورة يثبتها الطبيب على رأسه كعاكس تساعده على التشخيص.

اهتم قبل ذلك أرشميدس بالمرآة المقعرة كما أجرى الحسن بن الهيثم من علماء العرب البحوث عليها وكتب عنها.

أنواعها 
تعمل المرآة المقعرة نفس عمل العدسة المحدبة ويستخدم منها نوعان: النوع الكروي وهو سهل الصنع ولكن الصورة الناشئة منها لا تكون صورة واضحة بسبب عدم تجمع الأشعة المتوازية والساقطة على قلب المرآة في نقطة واحدة، ولكنها تتجمع في عدة نقاط على محور المرآة، بحسب انعكاسات الضوء من «رأس» الكرة ومن أجزاء المرآة قريبا من الحافة. هذا العيب يسمى إزاغة كروية. لذلك تصنع المرآة المقعرة في شكل ثاني يحتاج إلى دقة كبيرة في الصنع لأن سطحها يكون مشكلا في هيئة قطع مكافيء دوراني. عرف هذا الشكل للمرآة خلال القرن السابع عشر، وهو يتلافى تجمع الأشعة فيما يسمى الإزاغة الكروية، ويقوم بتجميع الأشعة المتوازية الساقطة على المرآة في نقطة واحدة، وهي البؤرة.

مرآة قطع مكافيء 
من المرآة في شكل قطع مكافئ تنعكس الأشعة الساقطة الموازية لمحور المرآة في البؤرة، ولكن تصنيع هذه المرآة يحتاج إلى بذل جهد أكبر عن صناعة المرآة الكرية.

المرآة الكروية 

يمكن من صناعة سطح كري القيام بوظيفة مرآة القطع المكافئ عندما يكون نصف قطر التكوير كبيرا، ويكفي هذا التقريب لاستخدامات كثيرة. ويسهل صناعة المرآة الكروية عن صناعة مرآة في شكل قطع مكافئ، بحيث أن المرآة الكرية تستغل في أحوال كثيرة.

تعتمد الخصائص البصرية للمرآة المقعرة على نصف قطر التكوير. فإذا وضعنا مصباحا في مركز تكوير المرآة فإن الاشعة المنعكسة من سطح المرآة تتجمع ثانيا عند نقطة وجود المصباح. ذلك لأن كل شعاع ساقط على سطح المرآة الكرية يكون ساقطا عموديا عليه فينعكس على نفسه، وتتجمع الأشعة المنعكسة ثانيا عند مركز التكوير.

وأما في حالة سقوط أشعة متوازية من مالانهاية على سطح المرآة الكرية فإنها تتجمع في البؤرة. تلك البؤرة تقع تقريبا عند نصف نصف قطر التكوير. أي أن «البعد البؤري» للمرآة المقعرة يساوي نصف «نصف قطر التكوير».

ولكن الأشعة المجمعة من المرآة الكرية لا يكون تجمعها في نقطة واحدة بسبب الإزاغة الكرية: تتجمع الأشعة المنعكسة من حلقات مختلفة من المرآة كل منها في نقطة غير الأخري. (وهذا ما تتلافاه مرآة القطع المكافئ.)

الصورة 
في هذا الجزء سنفترض أننا تستخدم المرآة في حيز زوايا يتساوى فيها عمل المرآة الكرية ومرآة قطع مكافئ.

إذا نظرنا من موقع بين سطح المرآة والبؤرة فإننا نرى أنفسنا مكبرين، حيث تكون الصورة معتدلة كما لو كنا ننظر لأنفسنا في مرآة مستوية. ولكن ناحية اليمين نجدها يسارا وناحية اليسار نجدها إلى اليمين.

وإذا نظرنا لأنفسنا في مرآة مقعرة من نقطة بعيدة عن البؤرة فإن الصورة التي نراها تنقلب، ويمكن عن طريق تطبيق قانون الانعكاس حساب الصورة المتكونة.

وتستخدم المرآة المقعرة كمرآة رئيسية في التلسكوب العاكس، وفي المطياف وفي موحد اللون monochromator وفي مرايا الحلاقة. كذلك تطبق المرايا المقعرة في «أطباق» الاتصالات للأقمار الصناعية، وللاستقبال التلفزيوني، والرادار، وهي تعمل جميعا بنفس المبدأ، إلى أن هذه تستخدم الموجات الراديوية بدلا من الموجات الضوئية.

مسارات الأشعة
مثلما في حالة العدسة المحدبة تتكون «صورة خيالية» عندما يوجد الشيء (شمعة مثلا) على بعد من المرآة أقل من البعد البؤري (الصورة الخيالية لا يمكن استقبالها على حائل ويمكن رؤيتها فقط). ويمكننا اختبار ذلك مع مرآة حلاقة مكبرة، فهي تكون ذات نصف قطر تكوير كبير وبالتالي يكون بعدها البؤري كبير. يكون البعد البؤري لها أكبر من المسافة بين الشخص والمرآة، ويكون الشخص نفسه هو الشيء الذي نجري الاختبار به. 
 
وأما إذا كانت المسافة بين الشيء والمرآة المقعرة أكبر من البعد البؤري ن فتتكون صورة مقلوبة مكبرة للشيء، وتكون الصورة المكبرة صورة حقيقية، أي يمكن استقبالها على حائل.

ويعتمد التكبير أو التضخيم على بعد الشيء من المرآة المقعرة بالنسبة للبعد البؤري. ومثال على ذلك مرآة التلسكوب العاكس، حيث يكون «الشيء» (الجرم السماوي) بعيدا جدا، وتتكون صورة صغيرة بالقرب من البؤرة (لكي نقوم بتصوير نجم على لوح فوتوغرافي).

سنوضح الآن خصائص المرايا المقعرة في عدة من الأمثلة:

يكفي مد خطين يمثلان شعاعين من رأس الشيء، يمر أحدهما بمركز المرآة والآخر يكون موازيا لمحور المرآة. ثم نرى كيف ينعكسان، هل يتلاقى أم لا (تطبيق قانون الانعكاس: زاوية الانعكاس تساوي زاوية السقوط). نقطة التلاقي تبيّن «رأس» الشيء في الصورة (انظر أسفله).

 رمز F بالعربية يصبح ب.

مراجع

اقرأ أيضا
حوض القطع المكافئ
معادلة العدسة
 ثلاثة مرايا تمنع الاعوجاج
حساس (تصوير)
مرآة
طاقة شمسية
مرآة مستوية
مرآة محدبة

بصريات
عدسات
مرايا
المرآة المقعرة في الفيزياء هي مرآة منحنية شبه كروية مصنوعة إما في شكل مقطع من كرة فتسمى « مرآةً كُرِيَّة » أو في شكل قطع مكافيء دوراني ، وتسمى « مرآة قطع مكافئ » . أذا سقطت أشعة داخل هذه المرآة ف إن الأشعة تنعكس على سطح ها المقوس وتتجمع في نقطة تسمى « بؤرة » . أو ب العكس إذا وضعنا مصباحا في بؤرة المرآة ، فتنعكس الأشعة على سطح المرآة المقعرة و تخرج من ها في شكل شعاع متوازي . تستخدم المرآة المقعرة في الطب و في صناعة ال مصابيح و مصابيح السيارات و تستخدم ل بناء تلسكوبات للرصد . كما تستخدم أنواع معدنية أخرى ل استقبال موجات التلفزة والرادار ، ونعرف ها « كطبق » أو « صينية » الاستقبال التلفزيوني . في هذه الحالة ف هي تقوم ب تجميع أشعة التلفاز الساقطة علي ها الآتية من محطة التلفاز وت جمع ها في نقطة حيث يوجد « مضخم إلكتروني » يكبر ها ويدخل ها إلى جهاز التلفاز ل استقبال الصورة والصوت . إذا نظرت إلى وجهك في مرآة مقعرة سترا ه مكبرا . تاريخ ها استخدم الطبيب الفرنسي « بيير بوريل » ، عضو ا الأكاديمية العلمية بباريس ، في القرن السابع عشر مرآة مقعرة ك أداة للفحص . و كان قد صنع ل هٰذا الغرض مرآة مقعرة تزيد من إضاءة أجزاء الجسم التي يريد فحص ها و تركيز الاشعة علي ها . يستخدم من ها اليوم أنواع مطورة يثبت ها الطبيب على رأس ه كعاكس تساعد ه على التشخيص . اهتم قبل ذلك أرشميدس بالمرآة المقعرة كما أجرى الحسن بن الهيثم من علماء العرب البحوث علي ها و كتب عن ها . أنواع ها تعمل المرآة المقعرة نفس عمل العدسة المحدبة و يستخدم من ها نوعان : النوع الكروي و هو سهل الصنع و لٰكن الصورة الناشئة من ها لا تكون صورة واضحة ب سبب عدم تجمع الأشعة المتوازية والساقطة على قلب المرآة في نقطة واحدة ، و لٰكن ها تتجمع في عدة نقاط على محور المرآة ، ب حسب انعكاسات الضوء من « رأس » الكرة و من أجزاء المرآة قريبا من الحافة . هذا العيب يسمى إزاغة كروية . ل ذٰلك تصنع المرآة المقعرة في شكل ثاني يحتاج إلى دقة كبيرة في الصنع لأن سطح ها يكون مشكلا في هيئة قطع مكافيء دوراني . عرف هذا الشكل للمرآة خلال القرن السابع عشر ، و هو يتلافى تجمع الأشعة فيما يسمى الإزاغة الكروية ، و يقوم ب تجميع الأشعة المتوازية الساقطة على المرآة في نقطة واحدة ، و هي البؤرة . مرآة قطع مكافيء من المرآة في شكل قطع مكافئ تنعكس الأشعة الساقطة الموازية لمحور المرآة في البؤرة ، و لٰكن تصنيع هذه المرآة يحتاج إلى بذل جهد أكبر عن صناعة المرآة الكرية . المرآة الكروية يمكن من صناعة سطح كري القيام بوظيفة مرآة القطع المكافئ عندما يكون نصف قطر التكوير كبيرا ، و يكفي هذا ا التقريب ل استخدامات كثيرة . ويسهل صناعة المرآة الكروية عن صناعة مرآة في شكل قطع مكافئ ، ب حيث أن المرآة الكرية تستغل في أحوال كثيرة . تعتمد الخصائص البصرية للمرآة المقعرة على نصف قطر التكوير . ف إذا وضعنا مصباحا في مركز تكوير المرآة ف إن الاشعة المنعكسة من سطح المرآة تتجمع ثانيا عند نقطة وجود المصباح . ذلك لأن كل شعاع ساقط على سطح المرآة الكرية يكون ساقطا عموديا علي ه ف ينعكس على نفس ه ، وتتجمع الأشعة المنعكسة ثانيا عند مركز التكوير . وأما في حالة سقوط أشعة متوازية من مالانهاية على سطح المرآة الكرية ف إن ها تتجمع في البؤرة . تلك البؤرة تقع تقريبا عند نصف نصف قطر التكوير . أي أن « البعد البؤري » للمرآة المقعرة يساوي نصف « نصف قطر التكوير » . و لٰكن الأشعة المجمعة من المرآة الكرية لا يكون ت جمع ها في نقطة واحدة ب سبب الإزاغة الكرية : تتجمع الأشعة المنعكسة من حلقات مختلفة من المرآة كل من ها في نقطة غير الأخري . ( و هٰذا ما تتلافاه مرآة القطع المكافئ . ) الصورة في هذا الجزء سنفترض أن نا تستخدم المرآة في حيز زوايا يتساوى في ها عمل المرآة الكرية ومرآة قطع مكافئ . إذا نظرنا من موقع بين سطح المرآة والبؤرة فإن نا نرى أنفس نا مكبرين ، حيث تكون الصورة معتدلة كما لو كنا ننظر ل أنفس نا في مرآة مستوية . و لٰكن ناحية اليمين نجد ها يسارا وناحية اليسار نجد ها إلى اليمين . و إذا نظرنا ل أنفس نا في مرآة مقعرة من نقطة بعيدة عن البؤرة ف إن الصورة التي نرى ها تنقلب ، و يمكن عن طريق تطبيق قانون الانعكاس حساب الصورة المتكونة . و تستخدم المرآة المقعرة كمرآة رئيسية في التلسكوب العاكس ، و في المطياف و في موحد اللون monochrom ator و في مرايا الحلاقة . كذلك تطبق المرايا المقعرة في « أطباق » الاتصالات للأقمار الصناعية ، وللاستقبال التلفزيوني ، والرادار ، و هي تعمل جميعا ب نفس المبدأ ، إلى أن هذه تستخدم ال موجات الراديوية بدلا من ال موجات الضوئية . مسارات الأشعة مثل ما في حالة العدسة المحدبة تتكون « صورة خيالية » عندما يوجد الشيء ( شمعة مثلا ) على بعد من المرآة أقل من البعد البؤري ( الصورة الخيالية لا يمكن استقبال ها على حائل و يمكن رؤية ها فقط ) . و يمكن نا اختبار ذلك مع مرآة حلاقة مكبرة ، ف هي تكون ذات نصف قطر تكوير كبير و ب التالي يكون بعد ها البؤري كبير . يكون البعد البؤري ل ها أكبر من المسافة بين الشخص والمرآة ، و يكون الشخص نفس ه هو الشيء الذي نجري ال اختبار ب ه . وأما إذا كانت المسافة بين الشيء والمرآة المقعرة أكبر من البعد البؤري ن ف تتكون صورة مقلوبة مكبرة للشيء ، و تكون الصورة المكبرة صورة حقيقية ، أي يمكن استقبال ها على حائل . و يعتمد التكبير أو التضخيم على بعد الشيء من المرآة المقعرة ب النسبة للبعد البؤري . و مثال على ذلك مرآة التلسكوب العاكس ، حيث يكون « الشيء » ( الجرم السماوي ) بعيدا جدا ، و تتكون صورة صغيرة ب القرب من البؤرة ( لكي نقوم ب تصوير نجم على لوح فوتوغرافي ) . سنوضح الآن خصائص المرايا المقعرة في عدة من ال أمثلة : يكفي مد خطين يمثلان شعاعين من رأس الشيء ، يمر أحد هما ب مركز المرآة و الآخر يكون موازيا لمحور المرآة . ثم نرى كيف ينعكسان ، هل يتلاقى أم لا ( تطبيق قانون الانعكاس : زاوية الانعكاس تساوي زاوية ا السقوط ) . نقطة التلاقي تبيّن « رأس » الشيء في الصورة ( انظر أسفل ه ) . رمز F ب العربية يصبح ب . مراجع اقرأ أيضا حوض القطع المكافئ معادلة العدسة ثلاثة مرايا تمنع الاعوجاج حساس ( تصوير ) مرآة طاقة شمسية مرآة مستوية مرآة محدبة بصريات عدسات مرايا