صفات الخيال في المرآة المستوية
يقارن الطالب بُعد الخيال وطوله في المرآة المستوية ببُعد الجسم وطوله، ويستنتج صفات الخيال المتكوّن فيها.
المحاكاة التفاعلية
محاكاة تفاعلية: البصريات الهندسية :أساسيات — من PhET
لا تُحمَّل المحاكاة إلا بطلبك. اضغط لبدء التشغيل — قد تستغرق لحظات على الاتصال البطيء.
في كتابك
- نشاط (٣): صفات الأخيلة المتكوّنة في المرايا المستوية — الجزء الثاني، ص ٦٠
خطوات التجربة
افتح شاشة «مرآة» (المرآة فيها «مرآة مسطحة»)، وفعّل «صورة افتراضية (خيال)» لترى الخيال خلف المرآة.
من قائمة الأجسام اختر «بطريق»، وانقل جدولًا بأعمدة: بُعد الجسم عن المرآة (س)، بُعد الخيال عنها (ص)، طول الجسم، طول الخيال.
أخرج المسطرة من صندوق الأدوات، وقِس بُعد الجسم عن المرآة وبُعد الخيال عنها، وسجّلهما.
اسحب الجسم ليقترب من المرآة، ثم ليبتعد عنها، وقِس س وص في كل موضع وسجّلهما.
قِس بالمسطرة طول الجسم وطول الخيال، وقارنهما في المواضع المختلفة.
لاحظ اتجاه البطريق في الخيال: هل ينظر إلى الجهة نفسها التي ينظر إليها الجسم أم إلى عكسها؟
اختر الأشعة «رئيسية»، ولاحظ أن الأشعة المنعكسة لا تلتقي أمام المرآة، وأن امتداداتها هي التي تلتقي خلفها.
الفكرة العلمية
الخيال في المرآة المستوية له صفات ثابتة مهما تغيّر بُعد الجسم. فهو وهمي، لأنه يتكوّن من التقاء امتدادات الأشعة المنعكسة خلف المرآة لا من التقاء الأشعة نفسها، ولذلك لا يمكن استقباله على حاجز. وهو معتدل، ومساوٍ للجسم في الطول، وبُعده عن المرآة يساوي بُعد الجسم عنها. وهو مقلوب جانبيًا، فيظهر الجانب الأيمن للجسم أيسر في الخيال. ولهذا تُكتب كلمة AMBULANCE مقلوبة على مقدمة سيارة الإسعاف، فيقرؤها السائق الذي أمامها صحيحة في مرآته. وتسمي المحاكاة الخيال الوهمي «صورة افتراضية». وهي ترسم الجسم والمرآة من الجانب، فيظهر الانقلاب في اتجاه وجه البطريق، أما الكتابة على بطاقة فتجربها في مرآة حقيقية كما في نشاط الكتاب.
قوّم نفسك
جرّب المحاكاة أولًا ثم أجب. لا درجات ولا تسجيل — الإجابات لك وحدك، وتختفي بإغلاق الصفحة.
وضعت الجسم على بُعد ٣٠ سم من المرآة المستوية. أين يتكوّن خياله؟
- على بُعد ١٥ سم خلف المرآة
- على بُعد ٦٠ سم خلف المرآة
- على بُعد ٣٠ سم خلف المرآة
- على بُعد ٣٠ سم أمام المرآة
اعرض الإجابة
ج) على بُعد ٣٠ سم خلف المرآة
بُعد الخيال في المرآة المستوية يساوي بُعد الجسم، والخيال يقع خلفها. ومن أجاب ٦٠ سم حسب المسافة بين الجسم وخياله، ومن قال «أمام المرآة» ظن أن الخيال يتكوّن حيث تلتقي الأشعة فعلًا.
أبعدت الجسم عن المرآة المستوية. ماذا يحدث لطول الخيال حين تقيسه بالمسطرة؟
- يبقى مساويًا لطول الجسم
- يصغر
- يكبر
- يختفي الخيال
اعرض الإجابة
أ) يبقى مساويًا لطول الجسم
طول الخيال في المرآة المستوية يساوي طول الجسم دائمًا. ونحن نرى الأشياء البعيدة أصغر لأنها تصنع زاوية أصغر في العين، لا لأن طولها تغيّر، وهذا ما يجعل كثيرين يظنون أن الخيال يصغر.
هل يمكن استقبال خيال المرآة المستوية على حاجز يوضع خلفها؟
- نعم، لأن الخيال حقيقي
- نعم، إذا كانت الغرفة معتمة
- نعم، إذا وُضع الحاجز على بُعد يساوي بُعد الجسم
- لا، لأن الأشعة المنعكسة لا تلتقي فعلًا، والذي يلتقي خلف المرآة امتداداتها فقط
اعرض الإجابة
د) لا، لأن الأشعة المنعكسة لا تلتقي فعلًا، والذي يلتقي خلف المرآة امتداداتها فقط
رأيت في المحاكاة أن الأشعة المنعكسة تبتعد أمام المرآة، وأن امتداداتها هي التي تلتقي خلفها، فلا يصل ضوء إلى موضع الخيال. والخيال الذي يُستقبل على حاجز هو الخيال الحقيقي فقط.
لماذا تُكتب كلمة AMBULANCE مقلوبة على مقدمة سيارة الإسعاف؟
اعرض الإجابة
لأن خيال المرآة المستوية مقلوب جانبيًا. فحين ينظر السائق الذي أمام سيارة الإسعاف إلى مرآته، ينقلب النص المقلوب فيقرؤه صحيحًا، ويعرف بسرعة أن سيارة إسعاف خلفه فيفسح لها الطريق.
تقف على بُعد ٢ م من مرآة مستوية، ثم ترجع إلى الخلف ١ م. كم تصير المسافة بينك وبين خيالك؟ وضّح.
اعرض الإجابة
يصير بُعدك عن المرآة ٣ م، فيكون بُعد خيالك عنها ٣ م أيضًا لكن خلفها. فالمسافة بينك وبين خيالك = ٣ + ٣ = ٦ م.