المرآة المقعرة، والمعروفة ايضا بالمرآة المجمعة (Converging Mirror)، هي جزء من سطح كروي عاكس يكون جانبه الداخلي هو السطح العاكس للضوء. تعتمد آلية عملها على قانون الانعكاس، حيث تنعكس الاشعة الساقطة عليها وتتجمع في نقطة امام المرآة تسمى البؤرة الحقيقية (Focus).

تتميز هذه المرآة بقدرتها الفريدة على تكوين انواع مختلفة من الصور بناء على موقع الجسم بالنسبة للمرآة؛ فاذا وضع الجسم بعيدا عن مركز التكور تتكون صورة حقيقية مقلوبة ومصغرة، اما اذا وضع الجسم بين البؤرة والقطب فتتكون صورة تقديرية معتدلة ومكبرة، وهو المبدأ المستخدم في مرايا الحلاقة والمرايا الطبية.

تصنع المرايا التعليمية عادة من زجاج عالي الجودة مطلي بطبقة عاكسة من الفضة او الالمنيوم، وتثبت على حامل قابل للتعديل لتسهيل اجراء التجارب البصرية بدقة.

مواصفات

تعتمد جودة المرآة المقعرة التعليمية على دقة الانحناء ونقاء السطح العاكس. الجدول التالي يوضح المواصفات الفنية العامة:

المواصفة الفنية	الوصف / القيمة الشائعة
نوع المرآة	مرآة كروية مقعرة (Concave)
المادة	زجاج بصري عالي النقاء مع طلاء خلفي عاكس
القطر الشائع	50 ملم الى 100 ملم (حسب الموديل)
البعد البؤري (f)	متوفر بخيارات متعددة (مثلا 10 سم، 15 سم، 20 سم)
نصف قطر التكور (R)	يساوي ضعف البعد البؤري (R = 2f)
الحامل	مزودة عادة بحامل معدني او بلاستيكي قابل للضبط

ماذا يعمل

تعمل المرآة المقعرة كجهاز لتجميع الطاقة الضوئية وتعديل مسار الاشعة. عند سقوط اشعة متوازية (مثل اشعة الشمس) على سطحها، تقوم المرآة بعكس هذه الاشعة بحيث تمر جميعا بنقطة البؤرة، مما يولد حرارة عالية في تلك النقطة، وهو المبدأ المستخدم في الافران الشمسية. في السياق التعليمي، تعمل المرآة كاداة لاثبات معادلة المرايا العامة (1/f = 1/do + 1/di)، حيث يتمكن الطلاب من قياس المسافات وتحديد صفات الصور المتكونة عمليا. كما تعمل المرآة على تكبير الاجسام القريبة جدا منها، مما يسمح بدراسة التفاصيل الدقيقة التي لا ترى بالعين المجردة بسهولة.

استخدامات

تتعدد مجالات استخدام المرآة المقعرة في الاغراض التعليمية والعملية والطبية.

في التعليم والبحث العلمي

• اجراء تجارب تعيين البعد البؤري للمرآة المقعرة باستخدام طرق مختلفة (مثل طريقة الصورة الحقيقية).
• دراسة العلاقة بين موقع الجسم وصفات الصورة المتكونة (مكبرة، مصغرة، حقيقية، تقديرية).
• توضيح مفهوم الزيغ الكروي وكيفية معالجته في الانظمة البصرية المتقدمة.

في التطبيقات الطبية واليومية

• تستخدم من قبل اطباء الاسنان لرؤية صور مكبرة للاسنان داخل الفم.
• تدخل في صناعة مرايا التجميل والحلاقة التي تتطلب تكبيرا دقيقا للوجه.
• تستخدم في التلسكوبات العاكسة لتجميع ضوء النجوم البعيدة وتكوين صور واضحة للاجرام السماوية.

في التطبيقات الصناعية والطاقة

• تستخدم في كشافات السيارات والمصابيح اليدوية لتوجيه الضوء في حزمة متوازية وقوية.
• تدخل في تصميم المجمعات الشمسية الحرارية لتوليد الطاقة من ضوء الشمس.

مميزات

• قدرة عالية على تجميع الضوء وتكوين صور حقيقية يمكن استقبالها على حائل.
• سطح عاكس محمي بطبقة مقاومة للخدش لضمان دقة النتائج لفترات طويلة.
• حواف مصقولة وامنة للتعامل اليدوي من قبل الطلاب في المختبرات.
• سهولة التنظيف والصيانة باستخدام ادوات التنظيف البصرية البسيطة.

فوائد

• تساعد الطلاب على استيعاب المفاهيم المجردة في علم البصريات من خلال التجربة العملية.
• تنمي مهارات القياس الدقيق والملاحظة العلمية لدى المتعلمين.
• تعد اداة منخفضة التكلفة وعالية القيمة التعليمية للمؤسسات التربوية.
• تساهم في فهم كيفية عمل الاجهزة البصرية المعقدة مثل التلسكوبات والمجاهر.

السلامة والمخاطر

• يجب الحذر عند استخدام المرآة تحت اشعة الشمس المباشرة، لانها قد تسبب حروقا او حرائق في نقطة البؤرة.
• المرآة مصنوعة من الزجاج، لذا يجب التعامل معها بحذر لتجنب الكسر والاصابة بجروح قطعية.
• يجب عدم النظر مباشرة الى الشمس عبر المرآة لتجنب تلف العين الدائم.
• في حال كسر المرآة، يجب التخلص من الشظايا فورا وبطريقة امنة.

التخزين والتعامل الامن

• تخزن المرايا في صناديق مبطنة او مغلفة بورق ناعم لمنع خدش السطح العاكس.
• يجب ابعادها عن المواد الكيميائية والاحماض التي قد تؤدي الى تآكل الطبقة العاكسة.
• ينصح بمسح المرآة بقطعة قماش ناعمة (مايكروفايبر) لازالة البصمات والاتربة قبل وبعد الاستخدام.
• تحفظ في مكان جاف بعيدا عن الرطوبة العالية لمنع تأكسد طبقة الفضة الخلفية.

اسئلة شائعة

ما الفرق بين المرآة المقعرة والمرآة المحدبة

المرآة المقعرة تجمع الاشعة وتكون صورا حقيقية او تقديرية مكبرة، بينما المرآة المحدبة تفرق الاشعة وتكون دائما صورا تقديرية مصغرة ومعتدلة وتستخدم غالبا في مرايا السيارات الجانبية.

هل يمكن استقبال الصورة المتكونة بالمرآة المقعرة على شاشة

نعم، يمكن استقبال الصور الحقيقية فقط (عندما يكون الجسم ابعد من البؤرة) على حائل او شاشة بيضاء، اما الصور التقديرية فلا يمكن استقبالها.

كيف يمكنني معرفة البعد البؤري للمرآة بسرعة

يمكنك توجيه المرآة نحو مصدر ضوء بعيد جدا (مثل نافذة بعيدة) وتحريك حائل امامها حتى تحصل على اوضح واصغر نقطة ضوئية؛ المسافة بين هذه النقطة ومركز المرآة هي البعد البؤري التقريبي.

اين تباع المرآة المقعرة التعليمية في اليمن

تتوفر المراياة المقعرة التعليمية ضمن فئة الوسائل التعليمية وادوات مختبرات الفيزياء، ويمكن الحصول عليها من متجر عالم الكيماويات في اليمن

الاسم العلمي والتجاري

• الاسم التجاري العربي: مرآة مقعرة تعليمية (مجمعة)
• الاسم الانجليزي: Concave Mirror / Converging Mirror