إذا سقط شعاع ضوئي موازي للمحور البصري على سطح مرآة مقعرة، فإنه ينعكس ويمر عبر البؤرة.
هذا لأن الأشعة الضوئية المنعكسة من المرايا المقعرة تتجمع عند البؤرة. وبما أن الشعاع الساقط موازي للمحور البصري، فإن اتجاهه بعد الانعكاس سيكون موازٍ للمحور البصري، ولكن باتجاه البؤرة.
يمكن توضيح ذلك باستخدام مخطط الأشعة. في هذا المخطط، يمثل المحور البصري خطًا مستقيمًا يمر عبر مركز المرآة. يمثل السهم الساقط شعاع الضوء الساقط، ويمثل السهم المنعكس شعاع الضوء المنعكس.
في هذا المخطط، يمر الشعاع الساقط موازيا للمحور البصري. عند الانعكاس، يمر الشعاع المنعكس عبر البؤرة.
يمكن أيضًا توضيح ذلك باستخدام قانون الانعكاس. ينص قانون الانعكاس على أن زاوية سقوط الشعاع تساوي زاوية انعكاسه.
في حالة الشعاع الساقط الموازي للمحور البصري، فإن زاوية السقوط تساوي 0 درجة. وبالتالي، فإن زاوية الانعكاس أيضًا تساوي 0 درجة.
وبما أن الشعاع المنعكس يتكون من امتداد الشعاع الساقط، فإن المسار الوحيد الذي يمكن أن يسلكه الشعاع المنعكس هو المسار الذي يمر عبر البؤرة.
مثال:
تخيل أنك تقف أمام مرآة مقعرة وتحمل مصباحًا في يدك. إذا رفعت المصباح بحيث يكون شعاع الضوء الساقط من المصباح موازيًا للمحور البصري، فسترى أن شعاع الضوء المنعكس يمر عبر البؤرة.
تطبيقات:
تُستخدم المرايا المقعرة في العديد من التطبيقات، بما في ذلك:
- المصابيح الأمامية للسيارات
- المناظير
- التلسكوبات
- الأدوات البصرية الأخرى
في هذه التطبيقات، يتم استخدام المرايا المقعرة لتركيز الضوء في نقطة واحدة، مما ينتج عنه صورة ساطعة.