|
استكشف : اختلاف موجات الضوء في طاقتها |
||||||||||||
|
المواد والادوات : منشور،حامل لتثبيت المنشور،قطعة كرتون بيضاء ،مقياس درجة حرارة كحولي عدد(3) ، شريط لاصق،طاولة صغيرة،قلم تخطيط أسود.
ارشادات السلامة: احذر من النظر الى أشعة الشمس مباشرة.
خطوات العمل: 1-أثبت باستخدام الشريط اللاصق قطعة الكرتون البيضاء على سطح الطاولة الصغيرة،حيث تكون معرضة لأشعة الشمس .( يمكن استخدام ضوء أبيض إذا كان الجو غائما) 2-أستخدم قلم تخطيط أسود في تضليل مستودع الكحول لكل مقياس درجة حرارة . 3-أقيس درجة الحرارة الابتدائية لكل مقياس درجة حرارة وأدونها في الجدول. 4-أجرب:أثبت المنشور على الحامل حيث يكون مواجها للشمس ، بطريقة تضمن وصول ألوان الضوء المختلفة الى قطعة الكرتون البيضاء. 5-ألاحظ تحلل الضور عند مروره عبر المنشور الى ألوان مختلفة . ألوان الطيف مرتبة هي الاحمر،البرتقالي، الاصفر ، الاخضر، الازرق، النيلي ، البنفسجي. 6-أثبت مقياس درجة الحرارة على قطعة الكرتون البيضاء،باستخدام الشريط اللاصق، حيث يكون مستودع الكحول لكل منها واقها على لون من ألوان الضوء. 7-انتظر لدة (5) دقائق ، ثم أدون قراءة كل مقياس درجة حرارة ولون الضوء الذي يصله في الجدول. 8-ألاحظ ارتفاع درجة حرارة كل منطقة معرضة للضوء.
التفكير الناقد : أفسر سبب تفاوت قراءة مقياس درجة الحرارة عند تعرضها لألوان الضوء المختلفة. سوف يلاحظ الطالب ان قراءة ميزان درجة الحرارة عند اللون الاحمرهي الاقل بينما قراءة الميزان عند اللون البنفسجي هي الأعلى وذلك لأن طاقة اللون الأحمر هي الأقل وطاقة اللون البنفسجي هي الأعلى.
|
كيف ينتقل الضوء: How Does Light transfer
يصل الضوء إلينا من النجوم من الفضاء الخارجي على شكل موجات كهرومغناطيسية Electromagnetic Waves ، والتي تستطيع الانتقال في الفراغ ولا تحتاج لوسط ناقل.
الموجات الكهرومغناطيسية تتوزع على شكل طيف كهرومغناطيسي ينقسم الى عدة أقسام، انظر الشكل أدناه
من أقسام الطيف الكهرومغناطيسي
1- الاشعة فوق البنفسجية Ultraviolet Radiation
2- الأشعة السينية X-rays
3- الأشعة تحت الحمراء Infrared
4- موجات المايكرويف Microwaves
5- موجات الراديو Radio Waves
6- الضوء المرئي. Visible Light
خصائص الضوء: Light Properties
- أكبر سرعة تمكن العلماء من قياسها هي سرعة الضوء تساوي m/s) 3× 108 ( تقريبا .
- تتكون الظلال للاجسام بسبب عدم قدرة الضوء على النفاذ من الاجسام المعتمة ولأن الضوء يسير في خطوط مستقيمة فتحجب الاجسام أشعة الضوء عن منطقة معينه. انظر الشكل ادناه
الربط مع الطب :
تستخدم الأشعة السينية في مجالات عدة منها الطبية مثل التصوير الاشعاعي للعظام والاسنان والكشف عن بعض الالتهابات في الأعضاء الداخلية بسبب طاقتها العالية التي تمكنها من الوصول للعضو المطلوب ، مع الحذر الشديد عند استخدامها لانها تسبب الضر للجسم عند التعرض لها لمدة طويلة .
انعكاس الضوء: Light Reflection
الانعكاس Reflection هو ارتداد الضوء عن سطح ما ويقسم الى نوعان :
ويمكن المقارنة بينهما من خلال الجدول التالي :
|
وجه المقارنه |
الانعكاس المنتظم |
الانعكاس غير المنتظم |
|
نوع السطح المنعكس عنه |
مصقول |
غير مصقول |
|
اتجاة الانعكاس |
اتجاه واحد متوازية مع بعضها |
اتجاهات مختلفة وغير متوازية مع بعضها البعض |
|
رؤية صور الاجسام |
الصور واضحة للاجسام |
صور الاجسام غير واضحة |
|
مثالا عليها |
المرآه |
السطوح الخشبية |
والشكل أدناه يوضح ذلك
كيف تحدث عملية الابصار؟
عند وصول الأشعة الضوئية المنعكسة عن الجسم إلى العين ، ثم تنتقل رسائل عصبية إلى مراكز محددة في الدماغ حيث يتم ترجمة هذه الرسائل إلى صور وأشكال.
قانونا الانعكاس Reflection Laws
عند دراسة الشكل ادناه سوف تتوصل الى الملاحظات التالية :
عند دراسة الشكل أعلاه سوف تتوصل الى ما يلي :
العمود المقام: خط وهمي عمودي على السطح العاكس عند نقطة السقوط
زاوية السقوط (θ ( : الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام على السطح العاكس عند نقطة السقوط.
زاوية الانعكاس ( ΄θ ): الزاوية المحصورة بين الشعاع المنعكس والعمود المقام على السطح العاكس عند نقطة السقوط.
|
تجربة: نمذجة قانونا الانعكاس |
||||||||||||||||||
|
المواد والأدوات : مصدر ضوء ليزر،مرآة مستوية مثبته على قاعدة خشبية،منقلة كبيرة ، ورقة A4 بيضاء ، طاولة ،شريط لاصق. ارشادات السلامة : أحذر من توجيه شعاع الليزر الى العين . خطوات العمل: 1-أثبت الورقة البضاء على الطاولة،باستخدام الشريط اللاصق. 2-أجرب: أضع المنقلة على الطاولة فوق الورقة البيضاء، واثبتها عليها باستخدام الشريط اللاصق. 3-اثبت المرآة المستوية على الخط المستقيم للمنقلة حيث تقع نقطة منتصف المرىة فوق نقطة منتصف المنقلة. 4-اضع إشارة على الورقة البيضاء عند الزاوية (°90 ( . 5- أوجه شعاع الليزر نحو المرآة حيث يسقط عليها عند نقطة المنتصف، وأقيس مقدار زاوية السقوط باستخدام المنقلة ، وأدونها في الجدول . 6-ألاحظ انعكاس شعاع الليزر عن سطح المرآة وأقيس زاوية الانعكاس ، وادونها في الجدول . 7-اكرر الخطوتين السابقتين 5 مرات بزوايا مختلفة في كل مرة وأدون النتائج في الجدول .
التحليل والاستنتاج : 1-استنتج: ألاحظ المستوى الذي يقع فيه الشعاع الساقط والشعاع المنعكس والعمود المقام على السطح العاكس عند نقطة السقوط، وعلاقته بمستوى سطح المرآة ، ثم أستنتج العلاقة بينهما الشعاع الساقط والشعاع المنعكس والعمود المقام تقع جميعها في مستوى واحد وانها تقع في مستوى عمودي على السطح العاكس عند نقطة السقوط. 2-أحلل: قيم كل من زاوية السقوط وزاوية الانعكاس في الجدول ، واستنبط قانون الانعكاس الثاني. عند الاطلاع على قيم الزوايا في الجدول نلاحظ أن زاوية السقوط = زاوية الانعكاس |
ومن التجربة السابقة نستطيع تعريف كل من:
قانون الانعكاس الأول: الشعاع الساقط والشعاع المنعكس والعمود المقام على السطح العاكس عند نقطة السقوط ، تقع جميعها في مستوى واحد عمودي على السطح العاكس .
قانون الانعكاس الثاني : زاوية السقوط (θ (تساوي زاوية الانعكاس ( ΄θ )
ملاحظة: ينطبق قانونا الانعكاس على الانعكاس المنتظم وغير المنتظم .
|
مثال 1 من دراستي الشكل المجاور أ-أحدد زاوية الانعكاس على الشكل. ب-أجد مقدار كل من زاوية السقوط وزاوية الانعكاس
الحل : أ- عند نقطة السقوط أرسم عمودا مقاما على السطح العاكس ، فتكون زاوية الانعكاس محصورة بينه وبين الشعاع المنعكس
ب- °30 = - °60 °90 = θ
بتطبيق قانون الانعكاس الثاني فإن : θ = θ΄ = ° 30
|
|
مثال 2 من دراستي الشكل المجاور ، احدد على الرسم كلا من زاوية السقوط وزاوية الانعكاس ، ثم اجد مقدار كل منهما.
الحل : أرسم عمودا مقاما عند نقطة السقوط، فيكون الشعاع الساقط هو الشعاع المتجه نحو المرآة ، حيث تكون زاويته مع العمود المقام مساوية للزاوية بين الشعاع المنعكس والعمود المقام. ومنها احدد كلا من زاوية السقوط وزاوية الانعكاس .
θ΄ = 135° - 90° = 45° ومن قانون الانعكاس الثاني : θ = θ΄ = 45°
|
