والضوء الأبيض خليط من ألوان الطيف السبعة والتي يمكن جمعها في كلمتين ( حرص خزين ) حيث يمثل كل حرف الحرف الثاني من اسم اللون وهي مرتبة تصاعديا حسب التردد ( أحمر – برتقالي – أصفر- أخضر- أزرق – نيلي – بنفسجي )وتعتبر الشمس أكبر مصدر للطاقة الضوئية .
أولا : انعكاس الضوء
الشعاع الساقط هو الشعاع الذي يصل الى السطح العاكس
الشعاع المنعكس هو الشعاع الذي يرتد عن السطح العاكس
زاوية السقوط هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس
زاوية الانعكاس هي الزاوية المحصورة بين الشعاع المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس
تشكل المرايا الكروية غالبية الأسطح المنحنية العاكسة والمرآة الكروية جزء من سطح كرة .
فإذا كان السطح الخارجي ( المحدب ) هو السطح العاكس سميت المرآة محدبة
أما إذا كان السطح الداخلي ( المقعر ) هو السطح العاكس سميت المرآة مقعرة
والسطوح الكروية لها القدرة على تكوين الصور مثل العدسات ولكن بالانعكاس
وأحيانا كثيرة تفضل المرايا الكروية عن العدسات في صناعة الأجهزة لعدة أسباب منها سهولة إمكانية صناعة المرآة ذات القطر الكبير وعدم امتصاص الأشعة خاصة الفوق بنفسجية و تحت الحمراء و بالتالي إمكانية استخدامها فى مناطق الطيف المختلفة دون حدوث امتصاص .
الصور المتكونة فى المرآة المقعرة :
إذا وضع جسم أمام مرآه مقعرة فإن الأشعة الضوئية التي تخرج من كل نقطة من نقاط الجسم تنعكس على المرآة حسب قانوني الانعكاس وتكون هي أو امتداداتها نقطة مقابلة في الصورة .
ويمكن تحديد موضع الصورة ومواصفاتها باستخدام ثلاثة أشعة سهلة التتبع وهى كالآتي :
الشعاع الأول (1) : الشعاع الموازى للمحور الأصلي للمرآة والقريب منه ينعكس ماراً بالبؤرة الأصلية
الشعاع الثانى (2) : الشعاع المار بالبؤرة الأصلية ينعكس موازياً لمحور المرآة .
الشعاع الثالث (3) : الشعاع الذي يسقط على المرآة ماراً بمركز تكورها يسقط عمودياً عليها وينعكس على نفسه . وفى الواقع فإنه يكفى استخدام اثنين فقط من هذه الأشعة لتحديد الصورة المتكونة عن المرآة
الصورة الحقيقية والصورة التقديرية :
إذا تجمعت الأشعة بعد انعكاسها على المرآة فإن الصورة تكون حقيقية ويمكن استقبالها على حائل .
وإذا سقطت امتدادات هذه الأشعة على العين فإن العين ترى هذه الصورة الحقيقية و كأنها جسما حقيقيا أما إذا كانت الأشعة المنعكسة على المرآة متفرقة فإنه لا يمكن استقبال الصورة على حائل ولكن العين تتخيل الصورة عند تلاقى امتداد هذه الأشعة المتفرقة خلف المرآة وتكون الصورة فى هذه الحاله تقديرية.
وبصفة عامه يعتمد موضوع تكون الصورة ومواصفاتها على بعد الجسم عن المرآة وهناك الحالات العامة الآتية :
1- إذا كان الجسم على مسافة من المرآة أكبر من نصف قطر تكورها ( أكبر من ضعف البعد البؤري ) تكون الصورة مصغرة مقلوبة وتقع بين مركز تكور المرآة والبؤرة .
2- إذا كان الجسم في مركز تكور المرآة تكونت له صورة حقيقية عند مركز التكور ( منطبقة على جسم ) وتكون مقلوبة ومساوية للجسم في الحجم .
3- إذا كان الجسم بين البؤرة ومركز التكور تكونت له صورة حقيقية مكبرة مقلوبة على مسافة من المرآة أكبر من نصف قطر تكورها .
4- إذا كان الجسم في البؤرة انعكست الأشعة الساقطة منه على المرآة متوازية وتكون الصورة في ما لانهاية .
5- أما إذا كان الجسم على مسافة من المرآة أقل من البعد البؤري فإن الأشعة الساقطة منه على المرآة تنعكس متفرقة وتراها العين خلف المرآة معتدلة مكبرة تقديرية عند نقطه تلاقى امتداد الأشعة المنعكسة .
الصورة المتكونة عن المرآة المحدبة
الشكل يوضح الأشعة الساقطة من جسم على مرآة محدبة .
تنعكس الأشعة متفرقة وترى العين صورة الجسم عند نقطة تلاقى امتداد هذه الأشعة أى أن الأشعة التى تصل إلى العين لا تخرج من الصورة ولذلك فإن هذه الصورة تكون تقديرية ويتخيلها العقل كأنها صادرة من الصورة خلف المرآة بالإضافة إلى ذلك فالصورة المتكونة عن المرآة المحدبة تكون فى جميع الأحوال مصغرة .
الإنكسار
ما هو الانكسار ؟
عندما ننظر لكأس من الزجاج يحتوي على ماء ، ونضع به جسم كما تبين الصورة ، نلاحظ أن الجسم يبدو مكسوراً ، ونحن نعلم يقيناً أنه ليس مكسور ، ونتساءل ! … لماذا إذاً يبدو كذلك ؟
عندما ينتقل الضوء بين أوساط شفافة مختلفة فإن سرعته تتغير ، وتكون سرعته بالفراغ أكبر ما يمكن ، ولكنه عندما يمر بأوساط مختلفة مثل الهواء أو الماء أو الزجاج ، فإن سرعته تقل ويظهر لدينا كأنه مكسور ، نتيجة تغير مساره بسبب تغير سرعته ، وهو ما يسمى بانكسار الضوء . ويمكننا باستخدام مفهوم انكسار الضوء ، لتفسير ظهور برك السباحة أقل عمقاً مما هي عليه ، أو لماذا تبدو الأجسام كبيرة إذا نظرنا إليها باستخدام العدسات .
فالانكسار هو تغير في مسار الضوء عند انتقاله من وسط شفاف إلى وسط آخر شفاف ، ومعامل الانكسار هو النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعته في الوسط .
ويسمى معامل انكسار وسط ما بمعامل الانكسار المطلق للوسط عندما يكون السقوط من الهواء أو الفراغ إلى ذلك الوسط ، أما عندما يسقط الضوء من وسط ما غير الهواء أو الفراغ إلى وسط آخر فإن معامل الانكسار بين الوسطين يسمى عندئذٍ بمعامل الانكسار النسبي .
تعتمد زاوية الانكسار ( r ) وهي الزاوية المحصورة بين الشعاع المنكسر والعمود المقام ، كما يبين الشكل أعلاه ، على زاوية سقوط الشعاع ( i ) وهي الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام ، وعلى نوع مادتي الوسطين الشفافين وبحيث لا يمكن أن تزيد زاوية الانكسار عن 90 درجة .