القطوع المخروطية – خاصية الانعكاس (طبق الاستقبال، قاعة الهمس، التلسكوب)

ماذا تعرض

لكل قطع مخروطي خاصية انعكاس مرتبطة ببؤرتيه، وهي نتيجة لقانون الانعكاس: يصنع الشعاع المنعكس مع العمودي الزاوية نفسها التي يصنعها الشعاع الساقط. فالأشعة الموازية لمحور القطع المكافئ تنعكس كلها مارّة بالبؤرة، لذا يجمع مستقبِل موضوع فيها الإشارة كلها. وفي القطع الناقص ينعكس الشعاع الخارج من إحدى البؤرتين مارًّا بالأخرى، ولأن MF₁ + MF₂ = 2a تكون المسارات كلها متساوية الطول، فتصل الموجات معًا. وفي القطع الزائد ينعكس الشعاع المتجه نحو إحدى البؤرتين نحو الأخرى، وعلى هذا تعمل المرآة الثانوية في تلسكوب كاسيغرين.

طريقة الاستخدام

اختر «القطع»، واضبط «عدد الأشعة»، وتتبّع الشعاع البرتقالي مع العمودي البنفسجي. حرّك منزلق «عمق الطبق» أو «الاختلاف المركزي» لتبيّن أن الخاصية تتحقق لكل شكل لا لشكل واحد. ثم حرّك منزلق الإزاحة («انحراف الطبق» أو «إزاحة المصدر عن F₁» أو «انحراف التصويب») واقرأ متوسط الإخفاق: لم تعد الأشعة المنعكسة تلتقي في البؤرة، وهذا يفسر حاجة الأطباق وأجهزة تفتيت الحصى والتلسكوبات الحقيقية إلى ضبط دقيق.

المعاملات القابلة للتغيير

• القطع قطع مكافئ – طبق استقبال, قطع ناقص – جهاز تفتيت الحصى, قطع زائد – تلسكوب كاسيغرين
• الشكل (p للقطع المكافئ / الاختلاف المركزي e) 0.2–0.95
• عدد الأشعة 3–21

أسئلة للاستكشاف

1. إذا وُضع مصباح في بؤرة مرآة مكافئة، فكيف تبدو الحزمة المنعكسة؟
2. لماذا يضع جهاز تفتيت الحصى مصدر الموجات الصدمية في إحدى بؤرتي قطع ناقص وحصاة الكلية في الأخرى؟
3. عند تغيير الاختلاف المركزي، هل تبقى الأشعة المنعكسة مارّة بالبؤرة؟ وماذا يخبرك ذلك؟