عيوب الصور الحقيقية في المرايا الكروية وتطبيقاتها - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: الشكل 12-5 --- الشكل 12-5 تعكس المرايا الكروية المقعرة جزءًا من الأشعة، بحيث تتجمع في نقاط غير البؤرة (a). تجمع مرآة القطع المكافئ الأشعة المنعكسة جميعها وتمركزها في نقطة واحدة (b).--- SECTION: عيوب الصور الحقيقية في المرايا الكروية --- عيوب الصور الحقيقية في المرايا الكروية--- SECTION: EMPTY --- عند رسم الأشعة في المرايا الكروية فإنك تعكس الأشعة عن المستوى الأساسي؛ وهو الخط الرأسي الذي يمثل المرآة، إلا أن الأشعة في حقيقة الأمر تنعكس عن المرآة نفسها، كما في الشكل 12a-5. لاحظ أن الأشعة المتوازية القريبة من المحور الرئيس (الأشعة المحورية) فقط هي التي تنعكس مارة بالبؤرة. أما الأشعة الأخرى فتلتقي في نقاط أقرب إلى المرآة. لذا فإن الصورة المتكونة نتيجة انعكاس الأشعة التي تسقط متوازية على مرآة كروية ذات قطر (ارتفاع) كبير ونصف قطر تكور صغير، ستكون على هيئة قرص، وليست نقطة. ويُسمى هذا العيب الزوغان (التشوه) الكروي، وهو ما يجعل الصورة تبدو غير واضحة.--- SECTION: EMPTY --- والمرايا المقعرة التي تكون على شكل قطع مكافئ - كما في الشكل 12b-5 - لا تعاني من الزوغان الكروي. ونظرًا لارتفاع تكلفة تصنيع المرايا الكبيرة التي تأخذ شكل القطع المكافئ تمامًا، فإن أغلب التلسكوبات الجديدة تستعمل مرايا كروية ومرايا ثانوية صغيرة مصممة على هيئة خاصة، أو عدسات صغيرة، لتصحيح الزوغان الكروي. ويمكن تقليل الزوغان الكروي كذلك بتقليل نسبة ارتفاع المرآة، الموضحة في الشكل 12a-5، إلى مقدار نصف قطر تكورها. وتُستخدم المرايا ذات التكلفة الأقل في التطبيقات التي لا تحتاج إلى دقة عالية.--- SECTION: تطبيق الفيزياء --- مشكلة هابل Hubble Trouble أطلقت وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) في عام 1990 تلسكوب هابل الفضائي في مدار حول الأرض، وكان من المتوقع أن يزود الوكالة بصور واضحة دون التشوه الحادث بسبب الغلاف الجوي، إلا أنه وجد بعد إطلاقه مباشرة زوغان كروي في الصور. وفي عام 1993 أجريت تصحيحات بصرية، سميت كوستار (COSTAR)، على تلسكوب هابل ليتمكن من إعطاء صور واضحة.--- SECTION: الطريقة الرياضية لتحديد موقع الصورة --- الطريقة الرياضية لتحديد موقع الصورة Mathematical Method of Locating the Image--- SECTION: EMPTY --- يمكن استعمال نموذج المرآة الكروية لإيجاد معادلة بسيطة خاصة بالمرايا الكروية. ولتكوين الصورة يجب مراعاة الاعتماد على الأشعة المحورية؛ وهي الأشعة القريبة من المحور الرئيس والمتوازية معه. واستخدام هذا التقريب إلى جانب استخدام قانون الانعكاس يقود إلى معادلة المرايا الكروية عن طريق ربط الكميات الآتية معًا: البعد البؤري للمرآة الكروية f، وبعد الجسم d، وبعد الصورة d.--- SECTION: معادلة المرايا الكروية --- 1/f = 1/dᵢ + 1/dₒ مقلوب البعد البؤري للمرآة الكروية يساوي حاصل جمع مقلوب بعد الجسم ومقلوب بعد الصورة عن المرآة.--- SECTION: EMPTY --- من المهم أن تتذكر عند استخدام هذه المعادلة في حل المسائل أنها صحيحة تقريبًا؛ حيث لا تتنبأ بالزوغان الكروي؛ لأنها تعتمد على الأشعة المحورية في تكوين الصور. وفي الحقيقة--- SECTION: EMPTY --- 2025 - 1447--- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 12-5 Description: Two diagrams illustrating light reflection from concave mirrors. Diagram (a) shows parallel rays reflecting from a spherical concave mirror, converging at different points, not a single focal point, indicating spherical aberration. Diagram (b) shows parallel rays reflecting from a parabolic concave mirror, converging at a single focal point, demonstrating no spherical aberration. Table Structure: Headers: N/A Data: Diagram (a) depicts incident parallel rays striking a concave spherical mirror. The reflected rays do not converge to a single point F, but rather intersect at various points along the principal axis, resulting in a blurred image. The diagram labels 'ارتفاع المرآة' (mirror height), the center of curvature 'C', and the approximate focal region 'F'. Diagram (b) illustrates incident parallel rays hitting a concave parabolic mirror. All reflected rays converge precisely at a single focal point 'F', indicating perfect focusing. This diagram also shows 'ارتفاع المرآة' (mirror height) and 'C'. Context: These diagrams visually explain spherical aberration, a defect in spherical mirrors where parallel rays do not converge to a single focal point (a), leading to blurry images. They also show how parabolic mirrors (b) overcome this by focusing all parallel rays to a precise single point, which is crucial for applications like telescopes. This directly supports the discussion in the 'عيوب الصور الحقيقية في المرايا الكروية' section.