انتشار الضوء


انتشار الضوء

تطبيقات الانتشار المستقيمي للضوء

الظلال و الكسوف و الخسوف

مفاهيم أولية في علم الفلك

دروس

انتشار الضوء propagation de la lumière

1- انتشار الضوء 

ينتشر الضوء انطلاقا من المنبع الضوئي في جميع الاتجاهات عبر أوساط

مختلفة:

أوساط انتشار الضوء

تصنف الأوساط المادية حسب قدرة الضوء على النفاذ من خلالها إلى ثلاث

أوساط :

االوسط الشفاف milieu transparent: هو الذي يسمح بمرور

الضوء و رؤية الجسم الضوئي مثل:الهواء، الفراغ ، الزجاج الأملس…..

الوسط نصف الشفاف milieu translucide: هو الذي يسمح بمرور

الضوء ولا يسمح برؤية الجسم الضوئي مثل: الأنسوخ، ورق مزيت، ثوب

أبيض ،الزجاج الخشن….

الوسط المعتم milieu opaque: هو الذي لا يسمح بمرور الضوء ولا

رؤية الجسم الضوئي مثل: الخشب، ورق مقوى جدران، حديد، بلاستيك معتم

اللون…..

الانتشار المستقيمي للضوء.

لإثبات هذه الحقيقة سنقوم بإجراء النشاط التالي باستخدام الأدوات التالية:

شمعة و ثلاث قطع مماثلة من الكرتون مثبتة على حوامل، وبمركز كل قطعة

ثقب صغير.

النشاط 1

ما هو الشرط اللازم حتى تستطيع رؤية ضوء الشمعة؟

الشرط هو ازاحة القطعة الأخيرة حتى تصبح الثقب الثلاث على استقامة واحدة

وهدا يدل على أن الضوء عبر الثقب الثلاث أي أن الضوء ينتقل في الهواء

(وسط شفاف) وفق خطوط مستقيمية.

خلاصة

ينتشر الضوء في وسط شفاف و متجانس وفق خطوط مستقيمية تسمى بالأشعة

الضوئية و يسمى هدا بمبدأالانتشار المستقيمي للضوء

سرعة انتشار الضوء.

ينتشر الضوء في الأوساط الشفافة بسرعة كبيرة، تسمى سرعة انتشار الضوء

ويرمز لها بـ c وتختلف هذه السرعة حسب طبيعة الوسط .

قيمة سرعة انتشار الضوء في الفراغ أو في الهواء تقارب: c=300 000

Km/s.

يمكن حساب المسافة الفاصلة بين الأرض والقمرd باستعمال العلاقة

d = v × t حيث: v سرعة انتشار الضوء وt المدة الزمنية التي يستغرقها

الضوء.

2- الحزم الضوئية و تمثيلها

الشعاع الضوئي Rayon lumineux :

يُمثّل شعاع ضوئي بخط مستقيم يحمل سهما يدل على منحى انتشار الضوء .

الحزمة الضوئية Faisceau lumineux:

الحزمة الضوئية هي مجموعة من الأشعة الضوئية و تصنف الى :

حزمة ضوئية متباعدة (متفرقة): الأشعة المكونة لها متفرقة.

حزمة ضوئية متقاربة (متجمعة): الأشعة المكونة لها تتجمع في نقطة واحدة.

حزمة ضوئية متوازية (أسطوانية): الأشعة المكونة لها متوازية .

تمثيل الحزمة الضوئية

نمثل حزمة ضوئية برسم الشعاعين المحددين لها.

تطبيق

ينتشر الضوء انطلاقا من منبع ضوني نقطي فيصل الى الشاشة مشكلا حزمة

ضوئية متفرقة.

تطبيقات الانتشار المستقيمي للضوء

applications de la propagation rectiligne de

la lumiere

1- العلبة المظلمة

العلبة المظلمة علبة معتمة يوجد بأحد وجهيها ثقب قطره قابل للتغيير يسمى

الحجاب، بينما الوجه الآخر فعوض بشاشة نصف شفافة.

تكون الصورة

العلبة المظلمة جهاز بصري يعطي صورة مقلوبةA’B’ لجسم ضوئي يسمى

الشيء A B

هذه الصورة توضح طبيعة الصورة المحصل عليها بواسطة العلبة المظلمة و

هي صورة حقيقية و مقلوبة

العوامل المؤثرة في الصورة

المسافة بين الحجاب والشاشة: عندما تكبر هذه المسافة تكبر الصورة وتبقى

واضحة.

المسافة بين الشيء والحجاب: عندما تكبر هذه المسافة تصغر الصورة وتبقى

واضحة.

قطر الحجاب: عندما يكبر القطر تصبح الصورة أكثر إضاءة ولكن أقل وضوحا.

2- التسديد الضوئي

تتم عملية التسديد بواسطة البندقية عندما تستقبل العين الضوء اDefبعث من

الهدف D عبر الحلقات A و B و C .

يستعمل المنظار الأفقي في المسح الطبوغرافي لتحديد فرق العلو بين نقطتين،

و يرتكز استعماله على مبدأ الانتشار المستقيمي للضوء.

خلاصة

يمكن مبدأ الإنتشار المستقيمي للضوء من القيام بالتسديد الضوئي للتأكد من

وجود أجسام على استقامة واحدة.

3- القطر الظاهري Diamètre apparent

نشاط

ملاحظة

يبين الجدول التالي نتائج القياسات

L1 (cm L2 (cm d1 (cm d2 (cm L1/d1 L2/d2
1 4 2 8 0.5 0.5

النسبتان L1/d1 و L2/d2 متساويتان لأن العارضتين يمكن رؤيتهما

بنفس الزاوية، تسمى هده الزاوية بالقطر الظاهري

خلاصة

طول الجسم الحاجب للعين بالنسبة لبعده عن العين يساوي طول الشيء المراد

ملاحظته بالسبة لبعده عن العين و يساوي أيضا القطر الظاهري

L1/d1= L2/d2=القطر الظاهري

الظلال و الكسوف و الخسوف

Ombres et éclipses

1- الظلال Ombres

الظلال هي نتيجة مباشرة لمبدأ الإنتشار المستقيمي للضوء.

في حالة منبع ضوئي نقطي

إذا كان المصدر الضوئي منبعا نقطياً ( أي أنه صغير بالنسبة للجسم المعتم )،

يظهر على الكرة جزء مضيء وآخر غير مضيء

يسمى “الظل الخاص” للكرة كما تظهر على الشاشة منطقة مظلمة تماماً تسمى

“الظل المحمول” للكرة.

في حالة منبع غير نقطي

إذا كان المصدر منبعا ممتداً ( أي أنه كبير بالنسبة للجسم المعتم ) فإن الظل

على الشاشة يتكون من منطقتين:

إحداهما مظلمة تماماً تسمى منطقة” الظل المحمول” والأخرى محيطة بها أقل

ظلمة تسمى منطقة “شبه الظل المحمول”:

2- الكسوف والخسوف

كسوف الشمس

عندما يقع القمر بين الأرض والشمس وتكون جميعها على استقامة واحدة فإن

الظل المتكون للقمر يسقط على مساحة محددة من الأرض مما يحجب ضوء

الشمس عنها.

يتكون ما يسمى بالكسوف الكلي في منطقة ظل القمر(قطرها 250km )،

وفيه لا نستطيع أن نشاهد الشمس كلياً،

أما في منطقة شبه ظل القمر فإننا نستطيع مشاهدة جزء من الشمس مكوناً ما

يسمى بالكسوف الجزئي .

ملحوظة

كسوف الشمس ظاهرة نادرة لكون مدار القمر ومدار الأرض لا يوجدان في

نفس المستوى وهي لا تدوم إلا سبع دقائق وأربعين ثانية.

خسوف القمر

عندما تقع الأرض بين القمر والشمس وتكون جميعها على استقامة واحدة.

فإن ظل الأرض يقع على القمر مما يحجب ضوء الشمس عنه فيكون الخسوف

كلياً ويكون الخسوف جزئياً إذا وقع في منطقة شبه الظل.

3- أطوار القمر Les phases de la lune 

القمر هو التابع الوحيد للأرض و يبعد عنها بنحو 380.000km يبلغ

قطره 3500km و هو جسم مضاء يستمد

نوره من نور الشمس و يدور حول الأرض مقدما دائما وجهه نحوها في مدار

اهليجي متغير يستغرق في كل دورة مدة 29 يوم و 12 ساعة وتسمى هده

المدة بالمدة القمرية.

خلال دوران القمر نحو الأرض فان الملاحظ الأرضي يرى أشكالا مختلفة تسمى

بأطوار القمر كما يوضحها الشكل التالي:

للقمر أربعة أطوار أساسية و هي:

غياب القمر (1) يكون فيه وجه القمر المقابل للأرض مظلما لدلك لا يظهر

للملاحظ الأرضي

الربع الأول (3) يكون فيه النصف الأيمن للقمر مضاء و يحدث ابتداء من ليلة

السابع من القمرية

البدر (5) يكون فيه وجه القمر مضاء كليا و يحدث دلك ليلة الرابع عشر من

كل قمرية

الربع الأخير (7) يكون فيه النصف الأيسر للقمر مضاء و يحدث بعد طور

البدر بسبعة أيام

ملحوظة

توجد بين الأطوار الساسية الأربعة أطوار أخرى مثل الهلال(2) (8) و

المحدب(ثلاثة أرباع) (4) (6) .

مفاهيم أولية حول علم الفلك

Notions élémentaires sur l’astronomie

{أوَ لَمْ يَرَى الَّذِينَ كَفَرُوا أَنَّ السَّمَاوَاتِ وَالأَرْضَ كَانَتَا رَتْقًا فَفَتَقْنَاهُمَا } الأنبياء

30

1- الكون 

إن لفظة الكون تعبر عن كل ما هو موجود, ليس فقط الأرض و الأحياء وإنما

أيضا: الكواكب, النجوم, المجرات و حتى الفراغات التي تفصل بينها.و حدوده

عظيمة جدّا و غير معروفة على الإطلاق. و نموذج تكوينه هو انفجار ابتدائي

جرى بعد تمدّد أدّى إلى تكوين النّجوم ثمّ المجرّات… و رغم أنّ العلماء ظنّوا

لسنين عديدة أنّ الكون سيرجع إلى التّقلص، فإنّ اكتشافا حديثا أوضح أنّ

الكون بالعكس يزيد في سرعة تمدّده ! و هنا نقول أنّ هذا الفرع من علم الفلك

(علم الكون) في تغيّر مستمر و لا يوجد نموذج نهائي يشرح بدقّة تكوين

الكون و تطوّره.

تنتمي الشمس لمجرة درب التبانة La voie Lactee وتضم هذه المجرة

ما يقارب 200 مليار نجم.

ملحوظة

تسمى أقرب مجرة لمجرتنا بالمرأة المتسلسة.

2- بنية النظام الشمسي

يتكون النظام الشمسي من الشّمس ومن الأجرام المجاورة التالية:

الكواكب: هناك ثمانية كواكب تدور حول الشّمس في طرق دائريّة تسمى

المدارات.

النيازك Mètèorites: مجموعة قطع صخرية لا يتجاوز قطرها

1000Km تقريبا.

المذنبات Comètes: تتكون من نواة صلبة تقذف غازات أو غبارا على

شكل ذنب طويل يمتد في الاتجاه المعاكس للشمس.

3- كواكب المجموعة الشّمسيّة

تصنف كواكب المجموعة الشمسية إلى:

كواكب صخرية أو زلزالية تتميز بصغر حجمها وصلابة قشرتها وهي الكواكب

الأربعة الأقرب إلى الشمس:عطارد, زهرة, الأرض, المريخ.

كواكب غازية تتميز بضخامة كتلتها وحجمها وهي الكواكب البعيدة عن

الشمس:زحل, المشتري, أورانوس, ونبتون.

ملحوظة

حدد العلماء ان الكوكب هو «جسم سماوي يدور في محور حول الشمس, فيه

من الوزن ما يكفي لتتمكن جاذبيته الخاصة من التغلب على قوات الجسد

الصلبة فيتخذ تقريباً شكلاً دائرياً, وقد نجح في اخلاء جواره في المدار».

ينتج عن دوران الأرض حول نفسها تعاقب الليل والنهار، أما دوران الأرض

حول الشمس فينتج عنه تعاقب الفصول

بعض مميزات كواكب المجموعة الشمسية

مدة دورة الكوكب حول نفسه

مدة دورانه حول الشمس

المسافة بينه وبين الشمس بملايين Km عدد أقماره

قطره Km

الكوكب

بالسّنوات

بالأيّام

59 يوم 88

58 0 4840 عطارد

243 يوم 225

108 0 12400 الزّهرة

23h 56min 1

365

150 1 12756 الأرض

24 h 37 min 2
687
228 2 6800 المرّيخ

9 h 50 min 12

4,333

778 16 142800 المشتري

10 h 39 min 29

10,759

1427 21 120800 زّحل

17 h 14 min 84

30,685

2870 15 47600 أورانوس

16 h 03 min 165

60,160

4500 8 44600 نّبتون

4- النجوم والمجموعات النجمية

النجوم: أجسام غازية متوهجة ( الهيدروجين أهم عنصر فيها) تختلف حسب

كتلتها ولمعانها،تتراوح درجة حرارتها

السطحية بينCِ°ن 3000 وCِ° 25000.

المجموعات النجمية: مجموعة نجوم تبدو كأشكال هندسية مثلها الفلكيون

القدامى في صور أشياء (برج الميزان ….)

أو أشخاص(برج الجوزاء ….) أو حيوانات( الدب الأكبر، الأسد …).

Advertisements

اترك رد

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s