تسجيل الدخول

تسجيل

الظلال المعكوسة، وتأثير الفقاعة

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص890

2025-10-04

317

اصنع ثقباً في قطعة ورق غير شفافة، وأمسك بالورقة على بعد بضع سنتيمترات من عينك، وأغمض عينك الأخرى، ثم أمسك مسمارًا دقيقًا بين الثقب وعينك المفتوحة. حرك المسمار حتى تظهر صورة ظلية للمسمار داخل دائرة الضوء الصادر من الثقب. لماذا تكون الصورة معكوسة بالنسبة إلى اتجاه المسمار؟ لماذا تتكون الصورة فيما ب يبدو خلف الورقة؟ انظر بعين واحدة إلى ضوء بعيد عبر الثغرة التي تصنعها بإصبع الإبهام وإصبع أخرى، بحيث تكون الإصبع أبعد بعض الشيء عن إصبع الإبهام. تتكون فيما يبدو «فقاعة» على إصبعك على امتداد الجزء الموجود داخل الثغرة. وكلما ضاقت الثغرة، برزت الفقاعة أكثر إلى أن تملأ الثغرة بالكامل. ما سبب تأثير الفقاعة»؟

لاحظ القبطان جيمس كوك تأثير الفقاعة عام 1769 أثناء  مرور كوكب الزهرة أمام الشمس؛ فبينما كان كوكب الزهرة يتحرَّك عبر مجال رؤية كوك للشمس، كون كوكب الزهرة نقطة سوداء، ورغم ذلك، عندما اقترب من حافة الشمس، ظهر حاجز أسود بين النقطة والحافة، كما لو أن النقطة تحولت إلى فقاعة.

الجواب: تقوم العين مقام العدسة المحدبة، وتُنتج صورة مقلوبة عند الشبكية. هب أن رأس المسمار بالقرب من مركز رؤيتك ويمتد إلى أسفل تكون الصورة مقلوبة رأسًا على عقب وتمتد عبر النصف العلوي من شبكية العين ومن واقع الخبرة، يقلب مخك الصورة لكي ترى المسمار في الاتجاه الصحيح. كما أن المسمار يُكوِّن ظلا داخل شبكية عينك لأنه يحجب جزءًا من الضوء الصادر من الثقب. ونظرًا لأن المسمار موجود في النصف السفلي من المشهد، يقع الظل عبر النصف السفلي من شبكية العين. ورغم ذلك، ونظرًا لأن المخ يقلب الصور المتكونة عند شبكية العين، ترى الظل في النصف العلوي من المشهد . ومن ثَمَّ ترى المسمار في اتجاهه الصحيح، ولكن يكون ظله مقلوبا رأسًا على عقب.

أما بالنسبة إلى تأثير الفقاعة، فبينما تُقلل الفجوة التي تراها بين إصبع الإبهام والإصبع الأخرى، تحجب إصبع الإبهام جزءًا من الضوء الذي يمر عبر الإصبع. وينتج عن تقليل الإضاءة منطقة معتمة عند شبكية العين إلى جوار صورة الإصبع التي تمتد فيما يبدو إلى الفجوة كما لو أنها فقاعة وكلما كانت الفجوة ضيقة حجبت المزيد من الضوء، ويبدو الامتداد أكبر حجمًا.