مرآة

مرآة الفم أو مرآة الأسنان

كذلك، يستعمل أطباء الأسنان مرايا الفم أو مرايا الأسنان لمشاهدة الأسنان وداخل الفم بشكل غير مباشر، ويكون السطح العاكس لهذه المرايا إما مسطحاً أو منحنياً، ويستعمل المهندسون هذه المرايا للرؤية في الأماكن الضيقة وفي الزوايا الضيقة للمعدات.

زجاج انعكاس كامل

من جهة ثانية، يمكن للوح من الزجاج مصنوع بطريقة خاصة أن يعكس الضوء انعكاسا شبه كامل، بمعى أنه يكاد لا يسمح بنفاذ الأشعة فيه . تتم صناعة هذا الزجاج بترسيب عدة طبقات رقيقة جدا جدا من أنواع زجاج مختلفة في معامل انكسارها. تستعمل تلك التقنية في صناعة نظارات زجاجية شديدة اللمعان بسبب شدة عكسها للضوء . وبحسب عدد الطبقات الرقيقة (قد تصل إلى 50 طبقة) يمكن التحكم في مقدار الضوء المعكوس ومقدارالضوء النافذ في النظارة.

الاستخدام العسكري

من جهة ثانية، يقال بأن أرخميدس قد استعمل سلسلة من المرايا الكبيرة لإحراق سفن الرومان عند مهاجمتهم لسيراكوس، وعلى الرغم من تجربة هذه الفكرة إلا أنه لم يتم إثباتها أو نفيها لحد الآن.

التصنيع

من جهة ثانية، صنعت المرايا في العصور القديمة من المعادن الصلبة (البرونز، ولاحقاً الفضة) وكانت غالية الثمن وقليلة الانتشار، وكانت عرضة للتآكل، ونظراً للانعكاسية الضعيفة لهذه المعادن كانت المرايا تعطي صورة أغمق من المرايا الحديثة، ما جعلها غير مناسبة للاستخدام الداخلي خصوصاً مع الإنارة التقليدية في ذلك الوقت (الشموع والفوانيس).

• كلوريد القصدير الثنائي
• الفضة
• منشطات كيميائية
• النحاس
• الطلاء

ومن جهة أخرى، تصنع المرايا بتطبيق التغطية العاكسة لمادة أساس مناسبة، وأكثر المواد الأساس شيوعاً هي الزجاج نظراً لشفافيته وسهولة تصنيعه وصلابته وقابليته على امتلاك حواف ناعمة، وعادة ما تطبق التغطية العاكسة على الجانب الخلفي للزجاج بحيث يكون الطرف العاكس من الغطاء محمياً من التآكل والأضرار العرضية من الزجاج في جهة والغطاء نفسه والطلاء الاختياري للحماية الإضافية من جهة أخرى.

ومن جهة أخرى، أما في العصور الحديثة، فيتم إنتاج المرايا عن طريق تشكيل المادة الأساس وتصقلها وتنظيفها، ثم تغطيتها بمادة غير سامة غالباً ما تكون الفضة أو الألمنيوم الحاوي على طبقات من الأغطية:

وفي هذا السياق، أما المرايا المصنوعة من الزجاج المسطح فقد اخترعها حرفيو الزجاج الفينيسيون في القرن السادس عشر في جزيرة مورانو، حيث قامووا بتغطية الجانب الخلفي من الزجاج بالزئبق، محصلين بذلك انعكاساً شبه كامل وغير مشوش. استعملت المرايا الفينسية لما يزيد على 100 عام في إطارات مزخرفة فاخرة استعمل لأغراض التزيين في القصور الأوروبية، ولكن سر استخدام الزئبق وصل أخيراً إلى لندن وباريس في القرن السابع عشر خلال التجسس الصناعي. وقد نجحت المعامل الفرنسية كثيرًا في تصنيع المرايا ما جعلها متوفرة لعامة الناس، على الرغم من بقاء مشكلة التسمم بالزئبق.

أنواع المرايا الزجاجية

في هذا الإطار، مرآة الزجاج الفضية: هي مرآة اعتيادية مطلية بالفضة في الجانب الخلفي منها، ما يمكنها من عكس صور الأشياء المقابلة لها، ويصنع هذا النوع من المرايا الزجاجية بتغطية السطح الخلفي للزجاج بشريحة من الفضة والرصاص وطبقتين أو أكثر من طلاء مقاوم للماء، ما يمكن الزجاج من مقاومة الحمض والأوساخ. توفر هذه المرايا صور واضحة وحقيقية، وتستمر لفترات طويلة وتستعمل في الأثاث والحمامات ولأغراض الديكور الأخرى.

في هذا الإطار، هنالك أنواع متعددة من المرايا الزجاجية، وكل منها يمثل طريقة تصنيع ونوعاً من الانعكاس الخاص:

في هذا الإطار، مرآة الزجاج الألمنيومية: تصنع من الزجاج المسطح مصنع باستخدام الطلاء الفراغي، حيث ينشر الألمنيوم فوق الزجاج في حجرة مفرغة من الهواء، ثم تطلى بطبقتين أو أكثر من طلاء مقاوم للماء. توفر مرآة الزجاج الألمنيومية انعكاساً حقيقياً ودقيقاً.

وفي السياق ذاته، أما المرايا الزجاجية المستعملة في الديكور فغالباً ما تكون مصنوعة يدوياً، ويتوفر تظليلات وأشكال وسماكات مختلفة من الزجاج.

وعلى صعيد آخر، مرآة الزجاج المطبوعة حريرياً: تصنع باستخدام حبر لا عضوي يطبع نقشات خلال شاشة خاصة على الزجاج، وهناك ألوان ونقشات وأشكال مختلفة لهذا النوع من المرايا. يقاوم هذا النوع من المرايا الأوساخ ويدوم لفترات طويلة مقارنة بالزجاج المطبوع الاعتيادي حيث يمكن أن يستمر لمدة 20 سنة أو أكثر، يستعمل هذا النوع من الزجاج بكثرة لأغراض الديكور (مثل المرايا، وفوق الطاولات، الأبواب، المطابخ وغيرها).

كذلك، مرآة الزجاج واطئة الألمنيوم: تصنع عن طريق تغطية السطح الخلفي من الزجاج بالفضة وبطبقتين من طلاء واق. يكون هذا النوع من المرايا واضحاً وناقلاً للضوء وناعماً ويعكس الألوان الطبيعية بدقة، يستعمل هذا النوع من الزجاج بكثرة لتأطير العروض التقديمية والمعارض عندما يكون تمثيل الألوان الدقيق للعمل الفني مطلوباً، أو عندما يكون اللون السائد في خلفية العرض التقديمي هو اللون الأبيض.

إضافةً إلى ذلك، مرآة الزجاج الآمنة: تصنع بإلصاق طبقة خاصة من شريحة على السطح الخلفي لمرآة الزجاج الفضية، ما يمنح الحماية من الإصابات عند تكسر الزجاج، ويستعمل هذا النوع من المرايا في الأثاث والأبواب والجدران الزجاجية، والرفوف التجارية والأماكن العامة.

أنواع أخرى من المرايا

وفي السياق ذاته، مرايا صوتية: أجهزة ذات مكونات إلكترونية فعالة، استعملت لعكس وربما تركيز موجات الصوت.

إضافةً إلى ذلك، مرايا ذرية: أجهزة تعكس الموجات المادية، تعمل عند زاوية السقوط وتستعمل عادة في قياس التداخل.

من جانب آخر، مرايا باردة: مرايا عازلة كهربائياً تعكس الضوء المرئي بشكل كلي، وتسمح بنفاذ الأشعة تحت الحمراء بكفاءة، وهي معاكسة في عملها للمرايا الساخنة.

وفي السياق ذاته، مرايا ساخنة: تعكس الأشعة تحت الحمراء وتسمح للضوء المرئي بالنفاذ، وتستعمل هذه المرايا لفصل الضوء تحت الأحمر غير المرغوب به، للتقليل من سخونة مكونات الأجهزة البصرية، هذه المرايا معاكسة في عملها للمرايا الباردة.

من جانب آخر، المرايا العازلة (مرايا ذات انعكاسية 100%) : المرايا العازلة (انعكاسية براك Bragg Reflector) ذات التركيب متعدد الطبقات العازله تعرف بالكومة (Stack) التي لها اهمية متزايده في عالمنا اليوم لما لها من تطبيقات واسعه في الكثير من فروع العلم والتكنولوجيا لاستعمالها الناجح في كثير من انظمة الليزر البصري، من الممكن تدعم (Boosting) بطبقات المواد العازلة بطقة معدن لزيادة الانعكاسية . إن المرايا ذات الانعكاسية العالية (المرايا العازلة) تكون بتركيب الطبقات ذات ترتيب دوري متناوب (Periodic Structures of alternately) بسمك ربع طول موجي للطبقات التي تتضمن تناوب معاملات الانكسار العالي (nH  والواطئ nL(1/4λo)(High-test and Lowest Refractive Indices) للطبقات وبشكل دوري حيث يرمز للصيغة العامة للكومة بالرمز الاساسHL]s ]وسط السقوط

• عاكسات معدنية: تستعمل لعكس الأشعة تحت الحمراء (كما في الموجات الصغرية.
• مرايا غير عكوسية: مرايا تعطي صوراً غير عكوسية لموادها.
• مرايا الأشعة السينية: تنتج انعكاساً براقاً للأشعة السينية.

في هذا الإطار، مرايا نشطة: مرايا تضخم الضوء الذي تعكسه، وتستعمل لصناعة أقراص الليزر.

• انظر كذلك
• معادلة العدسة
• انامورفوسيس
• مرآة باردة ومرآة ساخنة
• مرآة استقطاب
• التصميم الداخلي
• المئفاق
• الانعكاسية

وفي السياق ذاته، عاكسات الزوايا: تستعمل ثلاث مرايا مسطحة لعكس الضوء ليعود إلى مصدره.

مرايا متقابلة

وفي السياق ذاته، توضع مرآتان أو أكثر بشكل متقابل تماماً لتعطي مظهراً من الانعكاس اللانهائي، وتستعمل بعض الأجهزة هذه المرايا لتوليد انعكاسات متعددة.

نوافذ بطريق واحد

وفي هذا الصدد، يمكن صنع نوافذ بطريق واحد للعمل مع الضوء المستقطب في المختبرات . كما منها ما يستعمل كمرشحات للضوء، أي تسمح للون معين بالنفاذ فيه وتمنع الضوء الآخر ذو أطوال موجة مخالفة (ألوان أخرى).

أدوات

التقنية

لمحة تاريخية

ومن ناحية أخرى، يعتقد أن أول مرآة معدنية مغطاة بالزجاج قد صنعت في صيدا في القرن الميلادي الأول، وقد ورد ذكر المرايا الزجاجية ذو الخلفية الذهبية في موسوعة بلينيوس الأكبر الطبيعية والتي كتبت نحو سنة 77 ميلادي. كما طور الرومان تقنية لتشكيل المرايا الخام عن طريق تغطية الزجاج المنفوخ بالرصاص الذائب.

في هذا الإطار، أقدم مرآة استعملها الإنسان كانت على الأرجح برك الماء الساكن الداكنة اللون، أو الماء المجموع في أوانٍ بدائية، أما أقدم مرآة مصنعة فكانت قطعاً من الحجارة المصقولة مثل السبج وهو نوع من الزجاج البركاني الطبيعي، وقد وجدت بعض المرايا السبجية في الأناضول (تركيا في الوقت الحالي) تعود إلى قرابة 6000 قبل الميلاد. أما المرايا الحجرية المصقولة في أمريكا الوسطى والجنوبية فتعود إلى نحو 2000 قبل الميلاد.، وقد صنعت كذلك مرايا من النحاس المصقول في بلاد الرافدين نحو 4000 قبل الميلاد، وفي مصر القديمة نحو 3000 قبل الميلاد. أما الصينيون فقد استعملوا مرايا البرونز وصنعوها نحو 2000 قبل الميلاد، وقد صنعت حضارة كيجي كذلك بعض المرايا من البرونز والنحاس. كما صنعت المرايا من أمزجة معدنية أخرى (سبيكة المرايا المعدنية) مثل النحاس والقصدير في الصين الهند. وكانت المرايا المصنوعة من المعادن الثمينة مقصورة على الأغنياء فقط.

مرايا الرؤية الخلفية

وفي هذا السياق، تستعمل مرايا الرؤية الخلفية بشكل واسع في المركبات (مثل السيارات والدراجات الهوائية لتمكين السائقين من مشاهدة المركبات القادمة من خلفهم. تحتوي بعض خوذ الدراجات النارية على نظام عاكس بصري متعدد (MROS) وهو عبارة عن مجموعة من الأسطح العاكسة داخل الخوذة تعمل مع بعضها البعض كمرآة للرؤية الخلفية. وفي النظارات الشمسية للرؤية الخلفية، تكون النهاية اليسرى للزجاجة اليسرى والنهاية اليمنى للزجاجة اليمنى عبارة عن مرآة للرؤية الخلفية.

مرآة نصف شفافة ونوافذ عاكسة

المرآة والحيوانات

• من الحيوانات التي أظهرت تفاعلاً مع المرايا:
• الفيل الآسيوي
• البونوبو
• الشمبانزي العام
• الدلفين
• إنسان الغاب

المرآة المستوية

من جانب آخر، ينعكس شعاع الضوء الساقط على المرآة المستوية بزاوية انعكاس مساوية لزاوية السقوط (إذا كان حجم المرآة أكبر بكثير من الطول الموجي للضوء، فيزياء). بمعنى أنه لو سقط شاع ضوئي على سطح مرآة بزاوية (ثيتا)، فإنه سينعكس من نقطة سقوطه بزاوية (ثيتا) في الاتجاه المعاكس (انظر الشكل).

علاوةً على ذلك، في المرآة المسطحة، يتغير اتجاه حزمة أشعة متوازية بشكل كامل، ولكن تبقى أشعة الحزمة متوازية. والصور المتكون من المرآة المسطحة هي صورة حقيقية، لها نفس حجم العنصر الأصلي، ولكن الصورة تكون معكوسة في اتجاه واحد (اليمين يصبح يسارا واليسار يصبح يمينا) وفي نفس الوقت إذا كان المرء واقفا فيبدو في المرآة واقفا وليس مشقلبا. تلك من خواص المرآة المستوية فهي تشكل ما يسمى مستوي واحد للتناظر.

مرآة محدبة

ومن ناحية أخرى، المرأة المحدبة هي السطح العاكس الخارجي من كرة. يعمل انعكاس الاشعة على ذلك السطح على تفريق الاشعة الساقطة، وتتكون صورة غير حقيقية («صورة خيالية»، أي يمكن رؤيتها بالعين، ولكن لا يمكن استقبالها على حائل). تتباعد الأشعة المتوازية الساقطة على سطح تلك المرآة وتبتعد عن نقطة التقاطع المشتركة «خلف المرآة»، لذلك لا يمكن استقبال الصورة الناتجة على حائل (انظر الصورة أدناه).

المرايا المحدبة

وفي هذا السياق، توفر المرايا المحدبة نطاقاً أوسع للرؤية من المرايا المسطحة، وتستعمل عادة في المركبات، وبخاصة الشاحنات الكبيرة، للتقليل من بقع العمى، وتوضع في بعض الأحيان هذه المرايا عند تقاطع الطرقات وفي زوايا بعض المواقع مثل أماكن ركن السيارات لتمكين الناس من الرؤية حول الزوايا ولتفادي الاصطدام بالسيارات أو عربات التسوق، وتستعمل كذلك كجزء من أنظمة الحماية، بحيث يصبح بمقدور كاميرا فيديو واحدة عرض أكثر من زاوية واحدة في الوقت نفسه.

مرآة مقعرة

في هذا الإطار، انتشر استخدام تلسكوبات المرآة وعلى الأخص في الرصد الفلكي، ومنها ما أطلق إلى الفضاء مثل تلسكوب هابل الفضائي وهو لا يزال يعمل مند عام 1990 .

علاوةً على ذلك، وجاء عالم الرياضيات غريغوري واقترح تشكيل سطح المرآة في شكل قطع مكافيء بدلا من أن يكون نصف كرة مثالية. في تلك الحالة تنعكس الاشعة المتوازية الساقطة على السطح المشكل في هيئة قطع مكافي في «نقطة واحدة» وهي البؤرة. ونجح العلماء في صناعة تلسكوبات لأغراض الدراسات الفلكية باستخدام المرايا المقعرة واصبحت صورها واضحة كل الوضوح.

ومن ناحية أخرى، من ميزات المرايا المقعرة (مرآة قطع مكافيء) أنه يمكن انتاجها بأحجام كبيرة، يصل قطرها 8 متر أو 10 متر، فتكون لها قوة تضخيم كبيرة للصورة. مثال على ذلك التلسكوب العظيم في تشيلي وتلسكوبات مرصد كيك الأمريكي في هاواي.

ومن ناحية أخرى، لا تتجمع الإشعاعات الضوئية المتوازية بالتمام في البؤرة إذا كانت المرآة كروية مثالية، ولكن تجمع الأشعة يكون منزاحا بعض الشيء عن بعضه البعض بحيث تصبح الصورة عند البؤرة غير واضحة. عرفت تلك الظاهرة في القرن السابع عشر حيث حاول العلماء بناء تلسكوب مرايا (كان تلسكوب العدسات قد ابتكر بالفعل) بحيث تقوم مرآة مقعرة مقام العدسة الرئيسية في التسلكوب. ولكن الصورة لم تكن واضحة.

وعلى صعيد آخر، تتكون المرآة المقعرة في أبسط تكوينها من جزء من السطح الداخلي العاكس لكرة. إذا سقطت على قلب تلك المرآة الكروية أشعة ضوئية متوازية فهي تجمعها في بؤرة. تبعد نقطة البؤرة F عن سطح المرآة نصف نصف قطر تكور المرآة، ويسمى بعد بؤري ويقاس على المحور الأساسي (انظر الشكل).

وعلى صعيد آخر، ملحوظة: بنفس الخاصية تصنع «صينية» الاستقبال التلفزيوني والاستقبال الكهرومغناطيسي (الرادار)، فهي تصنع من صينية معدنية متخذة شكل القطع المكافيء. بذلك تتجمع الأشعة اللاسلكية بعد انعكاسها على الصينية على محس الاستقبال، فتكون إشارة لاسلكية قوية.

أنواع المرايا

وفي هذا الصدد، توجد من المرايا عدة أنواع أبسطها المرآة المستوية التي نعرفها. كما يوجد منها المرآة المكبرة التي يستعملها البعض منا أثناء حلاقة الذقن. هذه المرآة تسمى «مرآة مقعرة» ولها خصائصها الفيزيائية. وهناك «المرآة المحدبة» في هيئة سطح الكرة الخارجي العاكس، وهذه تعمل على تصغير الصورة، ويقل استخدامها.

الصورة في مرآة مستوية

الأمان وتحسين الرؤية

التطبيقات

ومن ناحية أخرى، إذا نظر شخص ما إلى المرآة فإن صورته ستنعكس في المرآة (مثلاً: إذا رفع الشخص أمام المرآة يده اليمنى فإنه سيبدو في المرآة وكأنه قد رفع يده اليسرى). ذلك ما يسمى ظاهرة التناطر الانعكاسي.

المرآة والصحة النفسية

يسمى مرض الخوف من المرآة بالسبكتروفوبيا.

مرأة نصف شفافة

إضافةً إلى ذلك، المرآة النصف شفافة تستعمل في تجارب علمية كثيرا وفي تقنية الليزر. من صفات تلك المرايا أنها تسمح لجزء من الضوء الساقط عليها بالمرور وتعكس الجزء الآخر . تنتج تلك المرايا بترسيب طبقة معدنية رقيقة جدا على سطحها، سمك نحو 10 ذرات . استعملت إحدى تلك المرايا في تجربة ميكلسون ومورلي الشهيرة، كما تستعمل في تجارب تحاول قياس موجات ثقالية مثل تجربة جيو 600.

الديكور

تستعمل المرايا بكثرة في التزيين الداخلي والديكور والزخرفة.

اللوحات

من جهة ثانية، عادة ما يظهر في تصوير الرسامين لشخص ينظر في المرآة انعكاس ذلك الشخص، وهذا نوع من أنواع التجريد، وفي أغلب الأحيان تكون زاوية الرؤية بشكل لا يكون فيه انعكاس الشخص بادياً للعيان. كذلك الأمر في الأفلام والصور الثابتة حيث يبدو الممثل وكأنه ينظر إلى نفسه في المرآة، وحقيقة الأمر أن الانعكاس هو الذي يكون مواجهاً للمرآة، أما الممثل فلا يرى انعكاسه بل يرى الكاميرا ومشغلها في المرآة فقط.

• تظهر المرآة في بعض أشهر اللوحات الأوروبية مثل:
• Édouard Manet's A Bar at the Folies-Bergère
• Titian's Venus with a Mirror

الإضاءة الموسمية

الترف

من جهة ثانية، استعملت المرآة للإضاءة الموسمية، فنظراً لموقع القرية الإيطالية فيكانيلا داخل وادٍ شديد الانحدار لا تصل أشعة الشمس إلى القرية بشكل مباشر لمدة سبعة أسابيع في كل شتاء، لذا وفي عام 2006 تم تركيب مرآة مسيطر عليها حاسوبياً بقيمة 100,000 يورو بطول 8 أمتار وعرض 5 أمتار، وذلك لتعكس ضوء الشمس إلى ساحة المدينة. وفي سنة 2007 تم تركيب مرآة مشابهة في قرية بوندو في سويسرا. يمكن استخدام المرايا لإنتاج تأثيرات ضوئية محسنة في البيوت البلاستيكية.

الفن

Jan Van Eyck's Arnolfini Portrait

Pablo Picasso's Girl before a Mirror (1932)

Veronese's Venus with a Mirror

وعلى صعيد آخر، Diego Velázquez's Las Meninas, wherein the viewer is both the watcher (of a self-portrait in progress) and the watched, and the many adaptations of that painting in various media