• 263 أستاذ حمزة

    حلقات صوتية قيمة متخصصة في المهارات الإدارية وتطوير الموظفين والمدراء، كل أحد بإذن الله سلطان وجاسم يقدمان بودكاست جديد وأدوات تساعد الموظفين وخصوصا المدراء على النجاح في العمل

    Management in a Nutshell بودكاست ما قل ودل في إدارة الأعمال , برعاية التقدم العلمي للنشر ASPDKW@ – إحدى شركات مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

    إشترك بالمجلة الأكثر شيوعا في عالم الأعمال MIT-Sloan Management Review مترجمة للغة العربية

    رابط الاشتراك

  • 262 بين المطرقة والسندان- الجزء الثاني

    حلقات صوتية قيمة متخصصة في المهارات الإدارية وتطوير الموظفين والمدراء، كل أحد بإذن الله سلطان وجاسم يقدمان بودكاست جديد وأدوات تساعد الموظفين وخصوصا المدراء على النجاح في العمل

    Management in a Nutshell بودكاست ما قل ودل في إدارة الأعمال , برعاية التقدم العلمي للنشر ASPDKW@ – إحدى شركات مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

    إشترك بالمجلة الأكثر شيوعا في عالم الأعمال MIT-Sloan Management Review مترجمة للغة العربية

    رابط الاشتراك

  • 261 بين المطرقة والسندان – الجزء الأول

    حلقات صوتية قيمة متخصصة في المهارات الإدارية وتطوير الموظفين والمدراء، كل أحد بإذن الله سلطان وجاسم يقدمان بودكاست جديد وأدوات تساعد الموظفين وخصوصا المدراء على النجاح في العمل

    Management in a Nutshell بودكاست ما قل ودل في إدارة الأعمال , برعاية التقدم العلمي للنشر ASPDKW@ – إحدى شركات مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

    إشترك بالمجلة الأكثر شيوعا في عالم الأعمال MIT-Sloan Management Review مترجمة للغة العربية

    رابط الاشتراك

  • نبذة تعريفية عن أجهزة جسم الإنسان

    2009 جسم الإنسان – حقائق فقط

    ستيف باركر

    مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

    البيولوجيا وعلوم الحياة

    ينقسم الجسم عادةً إلى أجهزة، يقوم كلٌ منها بأداء وظيفة معينة. وتتكون أجهزة الجسم من وحدات بناء مجهرية (متناهية الصغر) يُطلق عليها «الخلايا».

    ويبلغ قُطر الخلية 0.03 ملليمتر، وهناك ما يقرب من 50 مليون خلية في جسم الإنسان. كما أن هناك أنواع مختلفة من الخلايا، كالخلايا العصبية والخلايا العضلية، وهكذا.

    وتشكل مجموعة الخلايا من ذات النوع نسيجاً، كالنسيج العصبي أو النسيج الدهني. وتكون الأنواع المختلفة من الأنسجة جزءاً أساسياً من الجسم يُطلق عليه العضو البشري، كالدماغ أو المعدة أو الكلية.

     

    والأعضاء المتعددة التي تعمل معاً لأداء وظيفة أو مهمة أساسية، مثل هضم الطعام، تعرف بأنها أحد أجهزة الجسم.

    ويتكون الجسم البشري بأكمله مما يقارب من اثني عشر من الأجهزة الرئيسية.

     

    – الجهاز الغلافي

    يتكون من الجلد، والشعر، الأظافر.

    يقوم بحماية الأجزاء الداخلية الرخوة من الأضرار الناتجة عن الاحتكاك والاصطدام، والاتساخ، والتعرض للمياه وأشعة الشمس وغيرها من الأضرار.

    يعمل الجلد على الحفاظ على سوائل الجسم، والأملاح والمعادن الرئيسية.

    يساعد على تنظيم درجة حرارة الجسم عن طريق إفراز العرق وتورد الوجه للتخلص من الحرارة، أو شحوب الوجه والقشعريرة للحفاظ عليها.

    يزود الجسم بحاسة اللمس.

    – يقوم بالتخلص من كميات صغيرة من الفضلات عن طريق إفراز العرق.

     

    – الجهاز العضلي

    – يتكون مما يقرب من 640 من العضلات الهيكيلة التي تنتشر في كافة أجزاء الجسم، ومعظمهما متصلة بالعظام (العضلات الهيكيلة أو الإرادية).

    – توجد طبقات عضلية في جدار الأعضاء الداخلية للجسم، مثل المعدة والأمعاء (العضلات الحشوية أو العضلة اللاإرادية).

    – توجد عضلات في جدار القلب عضلة القلب أو العضلة القلبية).

    – تنكمش العضلة أو تنقبض لكي تقوم بكافة أشكال الحركة التي يقوم بها الجسم.

    – يشكل أحياناً – مقترناً بالعظام والمفاصل – الجهاز العضلي الهيكلي.

     

    – الجهاز الهيكلي العظمي

    – يتكون من 208 وحدة من العظام والأنواع المتعددة من المفاصل التي توجد بينهما.

    – يزود الجسم بدعم بدني يعمل على تماسك أجزاء الجسم الرخوة غير المتماسكة.

    – يقوم بحماية أجزاء معينة من الجسم: كالدماغ، والعينين، والقلب، والرئتين.

    – تحركه العضلات.

    – يعمل كمخزن أو مستودع للمعادن المفيدة للجسم مثل الكالسيوم، في حالة عدم توافرها بكمية ملائمة في الطعام.

    – يشكل هذا الجهاز بمصاحبة العضلات الجهاز العضلي الهيكل العظمي.

     

    – الجهاز العصبي

    – يتكون من الدماغ، والعمود الفقري، والأعصاب المحيطية.

    – ينظم ويتحكم في جميع العمليات التي يقوم بها الجسم، بداية من عمليات التنفس وضربات القلب، وحتى القيام بحركةٍ ما.

    – يسمح بأداء العمليات العقلية كالتفكير، واستدعاء الذكريات، واتخاذ القرارات.

    – يحصل على المعلومات اللازمة من الأعضاء والأجهزة الحسية الموجودة بالجسم عن طريق الأعصاب الحسية.

    – تقوم الأعصاب الحركية بإصدار التعليمات إلى العضلات لتؤدي عملها، وإلى الغدد الموجودة بالجسم لكي تنتج إفرازاتها المختلفة.

    – يعمل بالتنسيق مع الجهاز الهرموني.

     

    – الجهاز الحسٍّي

    – تُكَون العينان، والأذنان، والأنف، واللسان، والجلد المجموعات الرئيسية الخمس للأعضاء الحسية.

    – كما تُوجد بعض الأجهزة الحسية الأخرى بداخل الجسم والخاصة بقياس حرارة الجسم، وضغط الدم، ومعدلات الأكسجين، ومواضع المفاصل، ومدى مرونة العضلات، وغيرها من سائر المتغيرات الأخرى بالجسم.

    – تساهم الأجهزة الحسية الخاصة بالجاذبية الأرضية والحركة بداخل الأذن في عملية حفظ التوازن.

    – في بعض الأحيان يُنظر إلى الجهاز الحسي بإعتباره جزءاً من الجهاز العصبي، حيث أن الأعضاء الحسية الرئيسية هي بمثابة النهايات الخاصة بالأعصاب الحسية.

     

    – الجهاز التنفسي

    – يتكون من الأنف، والقصبة الهوائية، والرئتين.

    – يحصل على الأكسجين اللازم من الهواء المحيط، ثم يقوم بنقله إلى الدم لتوزيعه على سائر أجزاء الجسم.

    – يقوم بالتخلص من غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن عملية التنفس، والذي يشكل خطراً على الجسم إذا تراكم في الدم.

    – من الوظائف المفيدة الإضافية للجهاز التنفسي القدرة على إصدار الأصوات اللفظية والكلام.

     

    – الجهاز الدوري

    – يتكون من القلب، والأوعية الدموية، والدم.

    – يقوم القلب بضخ الدم ليصل إلى سائر أجزاء الجسم.

    – يقوم الدم بنقل الأكسجين النقي، والمواد الغذائية، والهرمونات، وسائر المكونات الأخرى إلى جميع أجزاء الجسم.

    – يقوم الدم بتجميع الفضلات والمواد الزائدة عن الحاجة من جميع أجزاء الجسم.

    – يقوم الدم بالتجلط لسد الجروح والخدوش.

    – يعمل الجهاز الدوري بالتنسيق مع الجهاز المناعي في الدفاع الذاتي عن الجسم ومقاومة الأمراض.

     

    – الجهاز الهضمي

    – يؤلف كل من الفم، والأسنان، والحنجرة، والمعدة، والأمعاء، والمستقيم القناة الهضمية.

    – يؤلف كل من الكبد، والصفراء، والبنكرياس – بالإضافة إلى السبيل الهضمي- الجهاز الهمضي بأكلمه.

    – يقوم الجهاز الهصمي بتفتيت أو هضم الطعام إلى مكونات غذائية دقيقة يمكن نقلها إلى سائر الجسم.

    – يعمل على التخلص مما تبقى من المكونات الغذائية والفضلات الصلبة (عن طريق حركات الأمعاء والتبرز).

    – تعمل المغذيات على توفير الطاقة اللازمة لسائر العمليات الحيوية التي يقوم بها الجسم، كما توفر المعادن الخام اللازمة لنمو الجسم، وصيانة وإصلاح الضرر والتمزق الذي قد يصيب الجسم بصفة يومية.

     

    – الجهاز البولي

    – يتكون من الكليتين، والحالب، والمثانة، والمجرى البولي.

    – يقوم بترشيح الدم للتخلص من الفضلات والمواد التي لا يحتاج إليها الجسم.

    – يحول المادة غير المرغوب فيها من والفضلات إلى فضلات سائلة يُطلق عليها (البول).

    – يقوم أولاً بتخزين البول، ثم التخلص منه إلى خارج الجسم.

    – يتحكم في كمية ودرجة تركيز الدم وسوائل الجسم الأخرى، ويحافظ على توازن الماء في الجسم عن طريق ضبط كمية المياه التي يتم فقدها في عملية التبول.

     

    – الجهاز التناسلي

    – الجهاز الوحيد في الجسم الذي يختلف بدرجة كبيرة في الإناث عن الذكور.

    – الجهاز الوحيد الذي لا يعمل منذ الولادة، وإنما يبدأ في أداء وظيفته عند البلوغ.

    – يُنتج الجهاز التناسلي الذكري خلايا السائل المنوي بصفة مستمرة، تصل أعدادها إلى الملايين في اليوم الواحد.

    – يُنتج الجهاز التناسلي الأنثوي خلايا البويضات الناضجة بمعدل واحدة كل 28 يوم، خلال الدورة الطمثية الشهرية.

    – إذا ما اتحدت البويضة بالحيوانات المنوية، فإنها تكّون الجنين الذي يقوم الجهاز التناسلي بتغذيته ورعايته أثناء نموه إلى طفل داخل الرحم.

     

    – الجهاز الهرموني (الغدد الصماء)

    – يتمون من نحو 10 أجزاء رئيسية يُطلق عليها الغدد الصماء أو الغدد المنتجة للهرمونات.

    – بعض الأعضاء البشرية التي تقوم ببعض الوظائف الرئيسية الأخرى في الجسم، مثل المعدة، والقلب، تقوم أيضاً بإفراز الهرمونات.

    – تنتشر الهرمونات في الجسم عن طريق الدم.

    – يرتبط عمله بصورة وثيقة بالجهاز العصبي للتنسيق في تنظيم العمليات الداخلية للجسم.

    – يرتبط عمل الهرمونات بصورة وثيقة بالجهاز التناسلي حيث تعمل على تنظيمه عن طريق الهرمونات الجنسية.

     

    – الجهاز اللمفاوي

    – يتكون من الأوعية اللمفاوية، والعقد (الغدد) اللمفاوية، والقنوات اللمفاوية، والسوائل اللمفاوية.

    – يقوم بتجميع السوائل الزائدة في الجسم، والتي توجد بين الخلايا وبين الأنسجة.

    – يأخد السائل اللمفاوي مجرى ذات إتجاه واحد من خلال شبكة لمفاوية تتكون من الغدد والأوعية اللمفاوية.

    – يساعد في توزيع المواد الغذائية في سائر أنحاء الجسم وجمع الفضلات/ المواد الزائدة عن الحاجة منه.

    – يفرغ السائل اللمفاوي في الدم.

    – يعمل بالتنسيق مع الجهاز المناعي في الجسم.

     

    – الجهاز المناعي

    – يدافع عن الجسم ضد الأخطار التي تغزوه كالجراثيم (البكتيريا)، والفيروسات، وغيرها من الميكروبات.

    – يقوم بالتخلص من التلف الموجود في الأنسجة من جراء ما تتعرض له من ضرر في الحياة اليومية العادية.

    – يساعد في الشفاء من العلل والأمراض التي قد تصيب الجسم.

    – يساعد في التئام الجروح وتجديد الخلايا التي يصيبها التلف نتيجة للبلى في الحياة اليومية العادية.

    – يعمل على متابعة المشكلات والمؤشرات المرضية التي قد تنشأ داخل الجسم كظهور الخلايا الخبيثة (السرطانية).

    [KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]
  • نشاط عملي يوّضح عملية “تشتت الضوء”

    2011 الضوء واللون

    غريس ودفورد

    مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

    عملية تشتت الضوء الفيزياء

    الأهداف:

    1- تشتت الضوء عبر كوب من الماء الممزوج مع قليل من الحليب.

    2- اكتشاف الألوان التي تتشتت بسهولة.

     

    الأدوات التي تحتاجها:

    – كوب زجاجي كبير أو مزهرية

    – ماء

    – حليب

    – مصباح جيب شديد الإضاءة

    – ألواح بلاستيكية ملوّنة

     

    خطوات العمل:

    1- املأ الكوب بالماء، ثم أضف كمية قليلة من الحليب.

    2- سلط ضوء مصباح الجيب على جانب الكوكب. انظر إلى الشعاع الضوئي من الجانب المقابل ومن جانب المصباح نفسه ثم من الجانب الواقع بينهما.

    3- سلّط ضوء مصباح الجيب على أحد الألواح البلاستيكية الملونة، ثم انظر إلى الكوب من جميع جوانبه مرة أخرى. هل يبدو لك شعاع الضوء مختلفاً هذه المرة؟

    4- حاول أن تستخدم ألواحاً بلاستيكية ملونة أخرى، إن توافرت لديك. دوّن النتائج التي توصلت إليها لكل لون.

     

    يمكنك التوصل إلى نتائج أفضل إذا استعملت حوض سمك الزينة بدلاً من الكوب.

    فإذا كان ضوء المصباح الكهربائي الذي تستعمله قوياً بشكل كافٍ، سيصبح بإمكانك أن ترى لون الشعاع يتبدل على امتداده، كما يمكنك أن تنتج حزمة ضوئية أكثر وضوحاً إذا استخدمت جهاز عرض شرائح الصور. عليك أن تطلب مساعدة أحد الكبار لنصب جهاز العرض على النحو التالي.

    أولاً، قص مربعاً من الكرتون أو البلاستيك الأسود بحيث يمكن إدخال المربع بشكل منتصب داخل جهاز عرض الصور.

     

    اصنع ثقباً في المربع بالخرّامة ثم ضع المربع داخل حامل شرائح الصور وبعد ذلك ضع الشريحة في جهاز العرض واضبط العدسة كي تنتج حزمة ضوئية واضحة.

    وباستطاعتك أن تغير مظهر حزمة الضوء بالنظر خلال مرشح (فلتر) استقطاب من الكاميرا.

     

    إن مرشّحات الاستقطاب مصممة لتعتيم السماء الزرقاء بحيث تظهر الغيوم في الصور بوضوح.

    انظر من خلال المرشِّح إلى حوض الماء ثم دوّر المرشح ببطء بيدك ماذا يحدث للحزمة الضوئية.

     

    ما العمل إذا لم أتمكن من رؤية شعاع الضوء؟

    قد تكون إضاءة مصباح الجيب الكهربائي الذي استعملته ضعيفة، أو ربما يكون المصباح بحاجة إلى تبديل البطاريات.

    كما ينبغي عليك أن تتجنب إضافة كمية كبيرة من الحليب للماء، لأن ذلك من شأنه أن يحجب الحزمة الضوئية بالكامل، كما يمكن أن تحصل على نتيجة أفضل لو أنك أطفأت النور وأسدلت ستائر الغرفة.

     

    تحليل النشاط:

    لقد شتت الماء الممزوج بقليل من الحليب الضوء بالطريقة ذاتها التي يقوم بها الغلاف الجوي.

    فعندما نظرت إلى الماء من الجانب نفسه الموجود فيه مصباح الجيب الكهربائي، لابدّ أنك رأيت أن الضوء كان يميل إلى الزرقة قليلاً حول الحزمة الضوئية، بينما كان سيبدو أحمر قليلاً من الجانب الأبعد.

    يتشتت الضوء الأزرق بسهولة، ما يفسّر سبب ظهور لون الماء قرب المصباح مائلاً إلى اللون الأزرق.

     

    وعلى عكس ذلك، يخترق الضوء الأحمر مسافة أبعد ليجعل الماء في الجانب الأبعد عن الضوء يبدو أكثر احمراراً. وإذا نظرت إلى الضوء من جانب الكأس لرأيت أن الضوء أبيض اللون، لأنه يحتوي على مقادير متساوية من جميع الألوان.

    لقد حوّلت الأوراق الملونة حزمة الضوء إلى لون واحد، وأدى الحليب إلى تشتيت الضوء كما في السابق، لكن اللون كان يبدو نفسه من أي جهة من الجهات.

    ولو أنك استخدمت مرشح الاستقطاب في نشاط المتابعة لاكتشفت أن حزمة الضوء أخذت تصبح ساطعة ثم باهتة أثناء تدويرك للمرشِّح.

     

    ويحدث هذا بسبب ما يُسمى بظاهرة الاستقطاب. وكما تعلم، فإن الضوء ينتقل على شكل موجة، بما يشبه تقريبا التموجات على سطح البحيرة، ولكن بينما تتمايل موجات الماء صعوداً ونزولاً، فإن الموجات الضوئية تتمايل في جميع الزوايا.

    وعندما يتشتت الضوء الأبيض يصبح مستقطَباً، أي إن جميع الموجات المشتتة في اتجاه محدد تتمايل في الزاوية نفسها. ويقوم مرشِّح الاستقطاب بحجب مثل ذلك الضوء المُستقطَب.

    وعندما يدور المرشِّح فإنه يقوم بحجب زوايا مختلفة من الضوء المُستقطَب، ما يجعل الحزمة الضوئية تبدو ساطعة ومُعتمة. وباستطاعتك أن ترى أثراً مشابهاً لهذا إذا نظرت عبر المرشِّح إلى السماء الزرقاء.

     

    إن أول من أجرى تجربة الماء الممزوج ببعض الحليب كان عالم الفيزياء الإنكليزي (جون تندال)، فاللون الأزرق الذي ينتجه "أثر تندال" لا نراه في السماء وحسب، إذ إن الفراشات الزرقاء الرائعة المنتشرة في جنوب ووسط أمريكا.

    على سبيل المثال، اكتسبت لونها الأزرق الساحر بفعل "أثر تندال". إن جناحي الفراشة الزرقاء مغطاة بلطخات مجهرية قادرة بفضل دقتها أن تشتت الضوء الأزرق وتترك الألوان الأخرى تمر في طريقها، أما الألوان الأخرى، فتقوم طبقة من الصبغ الأسود تحت تلك اللطخات بامتصاصها.

    وهناك الكثير من السحالي والضفادع الخضراء التي تحصل على لونها بهذه الطريقة، لكن الضوء الأزرق المشتت يتحول إلى الأخضر عندما يمر عبر طبقة غشائية أخرى تحوي على صبغ أصفر، وإذا ما أُزيلتْ الطبقة الصفراء من جلد هذه الحيوانات، فإن لونها سيتحول إلى الأزرق.

     

    يسبب "أثر تندال" أيضاً الضباب الأزرق الذي يتكون أحياناً فوق الجبال التي تغطيها الغابات.

    في هذه الحالة، لا يتشتت الضوء الأزرق بسبب جزيئات الهواء وحسب، وإنما بسبب عناصر كيميائية تسمى التربينات (وهي عبارة عن زيوت عطرية هيدروكربونية) التي تنبعث من النباتات.

    وتتفاعل التربينات مع الأوزون (شكل من الأكسجين) لتشكل جسيمات دقيقة تعمل على تشتيت الضوء الأزرق.

     

    وعندما جرى إرسال أول الصور التي التُقطت من على سطح المريخ إلى الأرض، أصيب العلماء بدهشة عظيمة عندما شاهدوا أن السماء لم تكن زرقاء بل حمراء

    فقد توقعوا أن تكون سماء المريخ أكثر زرقة وقتامةً من سماء الأرض لأن هواء المريخ يحتوي على كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، الذي يشتت الضوء الأزرق بشدة، لكن العلماء سرعان ما اكتشفوا أن السماء المريخية كانت حمراء بسبب الغبار ذي اللون الصدئ الذي يهب في الهواء بفعل الرياح العاتية.

     

    السماء الحمراء ليلاً

    تتحول السماء في بعض الأحيان إلى اللون الأحمر قبل شروق الشمس أو بعد غروبها بوقت قليل، وذلك لأن الغلاف الجوي للأرض يسبب انكسار (حني) ضوء الشمس من أسفل خط الأفق.

     

    الغروب البركاني

    إن أفضل مشهد للغروب يمكن الحصول عليه بعد أحد الاندفاعات البركانية الكبيرة التي يتصاعد منها الرماد إلى ارتفاعات عالية في الغلاف الجوي ويهب مع الرياح في أرجاء كوكبنا الأرضي.

    ثم تشتت جسيمات الرماد الدقيقة الضوء الأحمر لتجعل السماء المحيطة بالشمس أكثر حُمرة من المعتاد.

    [KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]
  • عملية “تشتت الضوء” وأثرها على مجموعة من الظواهر الجوية

    2011 الضوء واللون

    غريس ودفورد

    مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

    عملية تشتت الضوء الظواهر الجوبة الفيزياء

    ما الشيء الذي يجعل السماء زرقاء والغروب أحمر والغيوم بيضاء؟

    الإجابة عن ذلك تكمن في عملية تسمى "التشتت"، والتي يمكنك دراستها ببساطة بواسطة مصباح جيب كهربائي وكوب من الماء الممزوج بقليل من الحليب.

    نعلم جميعاً أن ضوء الشمس أبيض اللون. حاول أن تسلط بعض ضوء الشمس على قطعة من الورق، وستلاحظ أن الضوء الساطع سيبهر عينيك.

     

    كما أن ضوء الشمس يبدو أبيض عندما يتدفق في الهواء المُغبرّ على الرغم من أن الهواء بحد ذاته غير مرئي.

    ولكن إذا كان الهواء غير مرئي وضوء الشمس أبيض، فما السبب وراء زرقة السماء؟ ولماذا يبدو الضوء منبعثاً من السماء بأكملها، وليس من الشمس فقط؟

     

    سماء لا متناهية

    الحقيقة هي أن الهواء ليس غير مرئي بالكامل، فالهواء عبارة عن غاز، والجزيئات (الجسيمات الدقيقة) المكوّنة للغاز تنتشر على نحوٍ رقيق جداً على عكس السوائل أو الأجسام الصلبة.

    كما أن معظم الضوء الذي يقع على الغاز يمر خلاله بصورة مستقيمة، لكن كمية قليلة من الضوء تتشتت وتغيّر مسارها عندما تصطدم بجزيئات الغاز.

    وهناك ما يقارب من مئة ميل من الهواء بين سطح الأرض والفضاء الخارجي.

     

    وبوجود كل هذه الكميات من الغاز في السماء فإن الضوء الذي يتشتت بفعل جزيئات الهواء يتكاثر إلى أن نراه على شكل سماءٍ زرقاء.

    تتشتت الألوان المختلفة التي تكوّن اللون الأبيض بمقادير مختلفة في الهواء، وكلما كان الطول الموجي للضوء أقصر تشتت الضوء بسهولة أكثر، فاللون الأزرق له طول موجي قصير، ما يسمح بتشتته بسهولة.

    بينما اللونان الأحمر والأصفر لهما طول موجي أكثر طولاً، وبالتالي فهما لا يتشتتان بسهولة وإنما ينتقلان على خط مستقيم إلى الأرض على هيئة أشعة شمسية مباشرة.

     

    وعندما تنظر إلى السماء بعيداً عن الشمس في يومٍ صافٍ، فإنك في الحقيقة ترى الضوء المشتت، وهذا يفسر سبب زرقة السماء.

    وقد تتساءل لماذا لا تبدو السماء بنفسجية، طالما أن اللون البنفسجي هو الأقصر من حيث طول الموجة، وبالتالي سيكون تشتته أكثر سهولة؟

    والجواب عن هذا هو أن ضوء الشمس يحتوي على كمية أكبر من اللون الأزرق مقارنة باللون البنفسجي.

     

    وعلى كل حال، فإن عيوننا ترى مزيجاً بين الأزرق والبنفسجي على أنه لونٌ أزرق.

    إن أول من اكتشف سبب زرقة السماء هما العالمان الفيزيائيان الإنكليزيان (جون تندال) (1820 – 1893) و(لورد رايلي) (1842 – 1919).

    وقد اعتقد هذان العالمان أن الجزء الأزرق من ضوء الشمس يتشتت بسبب الغبار وبخار الماء، لكنهما كان مخطئين في رأيهما، فلو كان الغبار هو السبب، لغيّرت السماء لونها على قدرٍ أكبر عندما يكون الهواء ضبابياً.

     

    لكننا الآن نعرف أن جزيئات الهواء ذاتها هي المسؤولة عن تشتت الضوء، ومع هذا لا نزال نطلق على هذا الشكل من أشكال التشتت بـ"أثر تندال" أو "تشتت رايلي" نسبة الى هذين العالمين.

    ويظهر"أثر تندال" فقط عندما تكون الجسيمات المسؤولة عن التشتت دقيقة جداً، مقارنة بطول الموجة الضوئية، كما أن الجسيمات الأكبر حجماً كالغيوم أو قطرات الضباب تقوم بتشتيت الضوء بمختلف أطواله الموجية وليس اللون الأزرق وحسب.

    وتسمى هذه الظاهرة "تشتت ماي" ومن خلالها نفسر اللون الأبيض للغيوم.

    غير أن أكبر غيوم العواصف قد تزداد سماكتها بحيث لا تسمح سوى للقليل من الضوء بالمرور ما يجعل لون الغيوم رمادياً بل وأسود أيضاً إذا نظرنا إليها من الأسفل.

     

    لماذا يكون الغروب أحمر؟

    عندما تغيب الشمس تصبح السماء تدريجياً برتقالية ثم حمراء. يحدث ذلك لأن على الضوء الانتقال عبر كميات أكبر فأكبر من الهواء عندما تقترب الشمس من خط الأفق.

    وبمثل تلك الكمية الكبيرة من الهواء التي يحتاج الضوء للانتقال عبرها، يتشتت الضوء الأزرق، بينما يبقى اللون الأحمر والبرتقالي والأصفر، ما يفسّر سبب تغير لون الشمس.

    كما أن هذه الألوان أيضاً تتشتت بفعل الغبار الموجود في الهواء، ما يولّد أشكالاً مذهلة في السماء في فترة غروب الشمس.

     

    الضوء فوق البنفسجي

    إن أقصر الأطوال الموجية (للضوء المرئي) هو اللون البنفسجي، كما أن ضوء الشمس يحتوي على نوع من الأشعة يُعرف باسم الأشعة فوق البنفسجية، والتي لها طول موجي أقصر قليلاً من اللون البنفسجي، لكن هذه الأشعة فوق البنفسجية غير مرئية بالنسبة لعين الإنسان.

    ومع أننا لا نستطيع رؤية الأشعة فوق البنفسجية، إلا أن العديد من الحشرات تستطيع ذلك.

     

    وتعكس بعض الأزهار الأشعة فوق البنفسجية على هيئة خطوط، منتجة أشكالاً ملونة تكون مرئية فقط للحشرات (إلى الأسفل).

    تسبب الأشعة فوق البنفسجية حروقاً إذا مكثنا لفترات طويلة تحت أشعة الشمس، حيث تتحول بشرتنا إلى اللون الداكن كي تقينا من خطر هذه الأشعة.

     

    ومَثَلُها مَثَلُ الضوء الأزرق والبنفسجي، تتشتت الأشعة فوق البنفسجية بسهولة بواسطة الهواء.

    ونتيجة لهذا، تستطيع أن تحصل على بشرة سمراء في يوم تكون فيه الشمس ساطعة، ولو كنت جالساً في الظل.

    [KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]
  • نشاط عملي يوّضح آلية تكوين “نماذج مواريه” المتموجة

    2011 الضوء واللون

    غريس ودفورد

    مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

    نماذج مواريه آلية تكوين نماذج مواريه المتموجة الفيزياء

    الأهداف:

    1- تكوين "نماذج مواريه" المتموجة.

    2- المقارنة بين "نماذج مواريه" المكوّنة من خطوط مستقيمة والأشكال الأخرى المتكونة من الدوائر.

     

    الأدوات التي تحتاجها:

    – مشطان صغيران

    – قلم رفيع

    – ورق

    – مسطرة

    – آلة نسخ وأوراق استشفاف

    – شبك رقيق من النوع الذي يُستخدم على النوافذ

     

    خطوات العمل:

    1- امسك المشطين باتجاه مصدر ضوئي (غير الشمس). حرك ببطء أحد المشطين أمام المشط الآخر. هل تستطيع أن تشاهد أشكال خطوط غير أسنان المشط؟

    2– ارسم شكلاً مؤلفاً من خطوط سوداء أو دوائر متداخلة (انظر الصفحة 54) على ورقة بيضاء. انسخ هذا الشكل بواسطة آلة ناسخة (ناسخة فوتوغرافية) على ورقتي استشفاف، ثم ضعهما بشكل متراكب كي تكوّن "نماذج مواريه".

    3– ضع قطعتين من شبك أو منخل النافذة بشكل متراكب على بعضهما، ولاحظ كيف يظهر "نماذج مواريه" داخلهما.

     

    إذا واجهتَ صعوبة في رسم نماذج منمقةٍ لدوائر متحدة المركز أو خطوط متوازية، بإمكانك استعمال النماذج الموجودة في الأسفل.

    قم بتصويرها على ورق شفاف (ورق استشفاف) ثم رتبها بأشكال متداخلة مختلفة لترى أنماط "نماذج مواريه" التي يمكنك الحصول عليها.

    هناك طرق مختلفة لتشكيل "نماذج مواريه". إذا كان لديك مشط واحدة فقط، على سبيل المثال، ضع مرآة خلف المشط وحاول أن تكوّن شكلاً بأن تنظر من خلال أسنان المشط إلى الصورة المنعكسة.

     

    كما أن بإمكانك أن تستعمل حيلة مشابهة لتكوين هذه الأشكال عن طريق شبك النافذة. .

    ضع قطعة ورق بيضاء خلف شبك النافذة في يوم مُشمس، وسيكوّن الشبك "نماذج مواريه" من خلال الظل الذي يظهر على الورقة.

     

    وتستطيع أيضاَ أن ترى "نماذج مواريه" المتموجة على الأقمشة القطنية الرقيقة الشبكية.

    قم بطيّ قطعة قماش طيّاً واحداً وارفعها أمام الضوء ثم اسحب الطبقات بشكل دائري ببطء كي تجعل الشكل المتكون يتحرك أمام عينيك.

     

    كيف أرسم دوائر متداخلة؟

    أسهل طريقة لرسم مثل هذه الدوائر بصورة أنيقة ومرتّبة هي أن تقوم باستخدام برنامج حاسوبي للرسم.

    ارسم دائرة كبيرة، وانسخها ثم الصقها فوق الدائرة الأولى، ثم قم بتصغير حجمها قليلاً. استمر في هذه العملية إلى أن تملأ الفراغ في الدائرة الكبيرة.

    وإن لم تستطع الحصول على حاسوب أو آلة ناسخة، بإمكانك استعمال الفرجار والقلم لرسم الدوائر على ورق استشفاف.

     

    تحليل النشاط:

    تتشكل "نماذج مواريه" عن طريق التداخل.

    وعلى عكس التداخل الذي شاهدناه في النشاط (2) الذي تكوّن من تداخل الموجات الضوئية، فإن "نماذج مواريه" تتكوّن عندما تتراكب أشكالٌ من الخطوط والنقاط.

    وعندما تمرر الأمشاط فيما بينها، فإن أسنانها تخرج عن اصطفافها لتصبح غير منتظمة ثم تعود إلى حالتها المنتظمة.

     

    وحالما تخرج أسنان المشط عن اصطفافها المنتظم، يتشكل النموذج. يكون الشكل في البداية مكوّناً من خطوط معتمة متراصّة، ثم لا تلبث هذه الخطوط أن تتباعد.

    تتشكل النماذج على ورق الاستشفاف وشبك النافذة بالطريقة ذاتها.

    فعندما حرّكتَ الصحائف المتداخلة فربما لاحظت أن الحزم الساطعة والمظلمة في "نموذج مواريه" كانت تتحرك بسرعة أكبر بكثير من الصحائف نفسها.

     

    إن هذه الخاصية التي تمتاز بها "نماذج مواريه"، وهي تكبير الحركات الصغيرة، مفيدة جداً ويستخدمها المهندسون لكشف التصدعات والشقوق وغيرها من العيوب التصنيعية في أجنحة الطائرات والآلات الأخرى.

    فإذا أصبح بالإمكان كشف مثل تلك العيوب في وقت مبكر، أمكن إصلاحها قبل أن تشكّل خطراً في وقت لاحق.

    يقوم المهندس عن طريق استعمال أداة خاصة للرؤية بمقارنة الشكل الحقيقي للجسم مع قالب يمثل الشكل الأفضل لهذا الجسم.

     

    وإذا ظهر "نموذج مواريه" عند تراكب الشكلين، يكتشف المهندس عندها أن هناك شقوقاً أو مناطق غائرة في ذلك الجسم غيّرت من معالمه الطبيعية.

    ولكن يمكن أن تسبب "نماذج مواريه" بعض الإزعاج، فعندما يقوم عمال الطباعة بطبع الكتب، كالكتاب الذي بين أيدينا، فإنهم يصنعون الصور عن طريق المطابقة بين العديد من النقاط الدقيقة الملونة.

     

    انظر إلى أي صورة في هذا الكتاب من خلال العدسة المُكبّرة وسترى أن تلك الصورة مكوّنةً من نقاط ذات ألوان أربعة فقط هي الأسود والأصفر والوردي والأزرق الفاتح، لذلك فإن أي صورة تتكوّن من أربعة أشكال متراكبة من النقاط.

    ولمنع ظهور "نماذج مواريه" من الظهور بين النقاط، يقوم عمّال الطباعة بتقليب الصورة الأساسية بزوايا مختلفة لكل لون من الألوان الرئيسة الأربعة، وبهذه الطريقة يستطيع عمال الطباعة أن يمنعوا أي تداخل بين الألوان عند مطابقتها.

     

    نموذج مواريه على العملة الورقية أيضاً

    انظر بإمعان إلى عملة ورقية وسترى أشكالاً لدوائر متداخلة مطبوعة على الورقة.

    هذه الأشكال تجعل من الصعب بالنسبة للمجرمين تزوير هذه العملة الورقية.

    عند طباعة هذه العملة الورقية على آلة نسخ ملونة يظهر نموذج مواريه على الصورة المطبوعة، ما يجعلها عديمة النفع.

     

    أوراق لعب وامضة

    استخدم "نماذج مواريه" كي تجعل أوراق اللعب تومض أمام عينيك.

    الخطوة الأولى هي أن تنسخ الشبكة السوداء بواسطة آلة ناسخة على ورقة استشفاف، ثم ضع الورقة ببطء فوق كل ورقة من أوراق اللعب بعد التأكد من أن الخطوط الموجودة على الشبكة في وضع عمودي.

    سترى أن الشكل الملوّن على ورقة اللعب سيتمدد ويتقلص في كل مرة تمر الشبكة فوقها، ما يجعلها تبدو كما لو أنها تومض.

    [KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]
  • نبذة تعريفية عن “نماذج مواريه المتموجة”

    2011 الضوء واللون

    غريس ودفورد

    مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

    نماذج مواريه المتموجة الفيزياء

    عندما تتراكب الأشكال التي تحتوي على خطوط أو نقاط مكررة تظهر بينها حزم ملتفة ساطعة ومظلمة، كما لو أنها صُنع ساحر.

    يُطلق على هذه الأشكال ذات الحركة السريعة اسم نماذج مواريه المتموّجة.

    عندما تسطع حزمة ضوئية عبر شق ضيق جداً، فإن الضوء المنبعث ينتشر على شكل موجات (أي إنه يحيد).

     

    وإذا كان هناك شقان متقاربان، فإن الموجات الضوئية المنتشرة من هذين الشقيّن ستتراكب وتتداخل، منتجة نمطاً من الحزم الضوئية الساطعة والمعتمة.

    ومع أننا نستطيع مشاهدة هذا النمط من التداخل للحزم الضوئية الساطعة والمعتمة، لكننا قد نواجه صعوبة في تصور ما حدث بالموجات الضوئية.

    وإن إحدى الطرق الممكنة لفهم تداخل الضوء هي أن نتصور منظر التموجات التي تحدث على سطح البحيرة عندما تتلاطم الموجات وتتداخل.

     

    أما الطريقة الأخرى فهي استخدام "نماذج مواريه" أو ما يُعرف بالأشكال المتموجة.

    تظهر "نماذج مواريه" عندما تنظر عبر نموذجين متراكبين من الخطوط أو الدوائر أو النقاط.

    تظهر عندئذٍ وبصورة مفاجئة سلسلة من الحزم السوداء المنحنية التي تتموج أو تنساب عند تحريك هذه النماذج المتراكبة.

     

    تنشأ «نماذج مواريه» المتموجة من التداخل بين شكلين أصليين. عندما تتطابق الخطوط من هذين الشكلين، تشكل منطقة باهتة.

    وعندما لا تتطابق الخطوط السوداء، تنشأ منطقة داكنة. ويتكون «نموذج مواريه» من مجموعتين متداخلتين من الدوائر (دوائر متحدة المركز ذات أقطار مختلفة) تشبه تداخل الضوء الذي يتكوّن من خلال شقين.

    تتموج موجات الضوء من الشقين على شكل دوائر متداخلة، وعندما تتراكب الدوائر فإنها تُحدث حزماً ساطعة وداكنة، كما هو الحال في "نموذج مواريه".

     

    هنا وهناك وفي كل مكان

    متى تعرّفتَ إلى الأشكال المتموجة في "نماذج مواريه"، ستستطيع تمييزها في أماكن أخرى مثيرة للدهشة، فالتموجات التي تظهر أحياناً على شاشة التلفزيون أو شاشة الحاسوب.

    على سبيل المثال، هي "نماذج مواريه"، كما يمكنك مشاهدة هذه النماذج في الحواجز الشبكية المتراكبة وفي الدرابزين الموجودة على أطراف الجسور أو في ثنايا الستائر الشبكية.

     

    يمكنك في هذا النشاط أن تصنع أشكالاً من "نماذج مواريه" المتموجة بطرائق متعددة: من خلال الأمشاط المنزلقة أو شباك النوافذ المتراكبة، أو عن طريق صنع أشكال متداخلة مؤلفة من خطوط سوداء.

    وتحتاج إلى استخدام آلة نسخ لعمل نماذج على فيلم بلاستيكي شفاف، لذا عليك طلب مساعدة أحد الكبار قبل أن تبدأ بتجربتك.

     

    الحرير البرّاق

    تشير كلمة "مواريه" (moire) إلى نوع من القماش يُسمى الموهير (وبر معزاة أنقرة).

    طوّرَ صانعو الملابس في القرن السابع عشر طريقة لصنع نماذج مائية لامعة على الموهير، أشبه ما تكون بنماذج مواريه، ذات خطوط متراكبة (لكنها غير ناشئةٍ عن التداخل).

    ولإنتاج هذه الأنماط تقوم أسطوانات معدنية بكبس شكلٍ مضلّع أو علامة مائية على القماش.

     

    ويعكس الشكل المتكون الضوء على نحوٍ مختلف من أجزاء الثوب المصنوع. وفي الوقت الحاضر، يستعمل صانعو الملابس الحرير حالياً بدلاً من الموهير لتكوين نماذج مواريه.

    وهناك نوع من القماش يُسمى حرير "مواريه" (إلى اليمين)، والذي يطلق عليه أيضاً اسم الحرير المائي بسبب منظره المتألق المترف.

    [KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]
  • نشاط عملي يوّضح طريقة صنع مقياس الطيف

    2011 الضوء واللون

    غريس ودفورد

    مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

    مقياس الطيف طريقة صنع مقياس الطيف الفيزياء

    الأهداف:

    1- إثبات أن الضوء ينتقل على شكل موجات.

    2- استخدام جهاز قياس الطيف لصنع الطيف.

     

    الأدوات التي تحتاجها:

    – علبة أحذية من الكرتون

    – مقص

    – شريط لاصق

    – ورق أشغال

    – شبك ناعم

    – عدسة

    – مصباح جيب

    – أقلام تلوين

    – ورق أبيض

    – صلصال اللعب

     

    خطوات العمل:

    1– اصنع فتحة بواسطة المقص على شكل مربع بطول ضلع بوصتين (5 سم) في طرفي علبة الأحذية.

    الصق قطعتين من ورق الأشغال فوق إحدى الفتحتين، بحيث تلامس هاتان القطعتان بعضيهما تقريباً مع ترك شق عمودي يسمح لشعاع من الضوء فقط بالدخول إلى العلبة.

    2- قص ثلاث قطع من شبك النافذة بقياس الفتحة وضع هذه القطع فوق بعضها بشكل غير متطابق بحيث تسد فتحات بعضها البعض جزئياً ثم ضعها جميعها على فتحة العلبة وانظر من خلالها نحو الضوء. قم بتدويرها إلى أن ترى الألوان، ثم الصقها في المكان.

    3- ضع الغطاء على العلبة. أصبح لديك الآن مقياس للطيف. سلط ضوءاً على الفتحة وامسك بالعدسة أمام الشبك. ضع الورقة البيضاء على الطاولة – ينبغي أن يظهر الطيف عليها.

    4- بإمكانك تثبيت العدسة في مكانها بواسطة قطعة من صلصال اللعب، بينما تقوم بنسخ الطيف على الورقة البيضاء بأقلام التلوين.

     

    حاول أن تنتج طيفاً من مصادر ضوئية أخرى، مثل المصباح الملون أو مصباح الشارع أو شاشة الحاسوب المحددة على لون معين.

    وكي تحلل ضوء النجوم انظر من خلال شبك النافذة وأنت تمسك بالعلبة باتجاه مجموعة من النجوم الساطعة.

    لا تنظر أبداً عبر جهاز قياس الطيف إلى الشمس بهذه الطريقة إذ إن مثل هذا الأمر سيلحق الأذى بعينيك.

     

    هناك طرق أخرى تستطيع من خلالها أن تحصل على معلومات حول عملية حيود الضوء من دون استخدام مقياس الطيف أو أداة محززة الحيود، كما يمكنك أيضاً أن ترى تأثير الحيود من خلال قلمي رصاص ومصباح جيب.

    استخدم النوع الذي يمكن فك قسمه العلوي لكشف لمبة المصباح. ضع المصباح على الطاولة بعد فك الجزء العلوي وكشف اللمبة.

    اربط القلمين معاً بواسطة خيط أو حلقة مطاطية ولكن ضع قطعة من الشريط اللاصق أو الكرتون بين القلمين بحيث تصنع شقاً صغيراً بينهما.

     

    أمسك القلمين أمام ضوء مصباح الجيب وانظر من خلال الشق. سترى خطاً من الضوء في زوايا قائمة مع الشق.

    اضغط على القلمين معاً وسترى أن الضوء سيخفت. وقبل أن يختفي الضوء كلياً سترى بقعاً ضوئية ساطعة وقاتمة تظهر على الخط بمحاذاة لمبة مصباح الجيب.

    إن هذه الأشكال سببها حيود الضوء أثناء مروره عبر الشق أما الحزم الضوئية القاتمة فهي ذات أهداب حمراء وزرقاء، وسببها انفصال اللون الأبيض إلى ألوان أخرى.

     

    ما العمل إن لم يظهر الطيف؟

    في مثل هذه الحالة حاول أن تدير الشبك ربع دورة. وقد يساعدك أيضاً أن تقوم بإلصاق غطاء علبة الأحذية من أطرافها كي تتجنب أي تسرب للضوء إلى داخل العلبة.

    وإذا لم تحصل على الطيف رغم هذه المحاولات قم بزيادة عرض الشق قليلاً أو استخدام ضوء بسطوع أشد، كما أن إسدال الستائر وإطفاء الأنوار قد يساعدك على حل المشكلة.

     

    تحليل النشاط:

    ماذا يمكن أن نتعلم من ألوان الطيف التي تظهر على مقياس الطيف؟ هل تصدّق أن الفلكيين يستطيعون تحديد الذرّات التي تحويها النجوم وهي على مسافة مليارات السنين الضوئية عنا من خلال مقياس الطيف؟

    ليس هذا وحسب، بل إنهم يستطيعون تحديد سرعة أي نجم يتحرك من خلال لون الضوء الصادر عن ذلك النجم.

    ينبعث الضوء بواسطة الذرّات – تلك الجسيمات الدقيقة التي تتكوّن منها جميع أشكال المادة. وكي نفهم كيف تقوم الذرّات بإنتاج الضوء ينبغي أن يكون لدينا إلمام ببنية الذرّة. لكل ذرّة مركز (نواة) ومحيط.

     

    ويكون محيط الذرّة في أغلب الأحيان خالياً، لكنه يحوي أيضاً جسيمات دقيقة تسمى الإلكترونات التي تدور حول النواة بصورة مستمرة.

    وعندما يصطدم الضوء بالذرّة، "تُستثار" الإلكترونات وتمتص الطاقة من الضوء وتبتعد عن نواة الذرّة، ثم تعود إلى موقعها السابق وتحرر طاقة على شكل ضوء، (أو أي أشعة كهرومغناطيسية أخرى).

    يتوقف لون الضوء الذي تطلقه الذرّة (عند عودتها إلى وضع الاستقرار) على المسافة التي استثيرت إليه، فإذا استثير الإلكترون إلى مسافة بعيدة عن النواة، فإن الذرّة تطلق ضوءاً ذا طاقة عالية.

     

    ويكون لهذا اللون طول موجي قصير، وهذا يعني أن اللون يكون قريباً من الطرف الأزرق من الطيف.

    أما إذا كان مستوى استثارة الإلكترون على مسافة قصيرة، فإن الذرّة (عند عودتها) عندئذٍ تطلق ضوءاً منخفض الطاقة، ويكون ذا موجة طويلة ويقع قريباً من الطرف الأحمر من الطيف.

    ولأن أنواعاً مختلفة من الذرّة تحتوي على ترتيب مختلف للإلكترونات فإن كلاً منها ينتج أشكالاً خاصة بها، تميّز نطاق ألوانها عند تحريرها للضوء.

     

    وعلى سبيل المثال، تطلق ذرّات الصوديوم ضوءاً أصفر. وباستطاعتك اكتشاف ذلك بنفسك.

    استخدم مقياس الطيف كي تكوّن طيفاً من مصابيح الصوديوم المستعملة في إنارة الشوارع (الضوء الأصفر أو البرتقالي)، فبدلاً من أن ينتج طيفاً كاملاً من الألوان، ستلاحظ أن مقياس الطيف ينتج خطاً رفيعاً أصفر اللون.

    إن الذرّات لها خاصية امتصاص ألوان محددة أيضاً، وعندما يدرس الفلكيون ضوء النجوم بواسطة مقياس الطيف فإنهم يجدون خطوطاً سوداء في أماكن من الطيف يتوقعون أن يروا فيها ألواناً.

     

    وسبب هذه الخطوط السوداء هو الذرّات الموجودة في الغلاف الجوي للنجم الذي يقوم بامتصاص ضوءٍ ذي ألوان محددة، ما يؤدي إلى حجب تلك الألوان عن الوصول إلى الأرض.

    ويستدل الفلكيون من موقع الخطوط السوداء إلى أنواع الذرّات الموجودة في النجوم بصورة دقيقة لا يقتصر الضوء المنبعث من النجوم على تزويدنا بمعلومات حول نوع الذرّات التي تحتويها هذه النجوم وحسب، وإنما يمكن أن نتعرف من خلاله على حركة تلك النجوم.

    إن الموجات الضوئية المنبعثة من النجوم يمكن أن تتمدد أو تتقلص إذا كان النجم يتحرك بسرعة بالطريقة نفسها التي يتصرف فيها الصوت الصادر عن دراجة نارية، فعندما تمر الدراجة النارية مندفعة بسرعة، تصدر موجة صوتية منخفضة.

     

    ويحدث هذا لأن الموجات الصوتية تُضغط معاً أثناء اقترابها منا، ثم تتمدد متفرقةً أثناء ابتعادها عنا.

    تتميز الموجات الصوتية ذات الطول الموجي القصير بدرجة صوتية عالية، بينما تكون درجة الصوت في الموجات ذات الطول الموجي الطويل منخفضة.

    ويُظهر ضوء النجوم تأثيراً مماثلاً لهذا، غير أنه يختلف من حيث اللون وليس درجة الصوت. ويطلق علماء الفلك على هذا الأثر مصطلح "الإزاحة الحمراء".

     

    محزّزة الحُيود

    بإمكانك استعمال محزّزة حُيود من النوع التجاري بدلاً من شبك النافذة إذا رغبت.

    اطلب من أحد الكبار شراءها لك، علماً أن هذه الأداة تُباع في مراكز الأدوات العلمية أو المتاحف العلمية، وقد يقوم مدرس العلوم بإعارتك هذا الجهاز.

     

    الإزاحة الحمراء

    يتمدد الشكل الموجي للضوء المنبعث عن أحد النجوم التي تتحرك بعيداً عن كرتنا الأرضية.

    فيبدو لنا الطول الموجي أكبر وضوءه أكثر حُمرةً، أو «انزاح إلى الأحمر» (تحوّل إلى الأحمر).

    في عام 1929 لاحظ العالم الفلكي الأمريكي إدوين هابل (1889 – 1953) أن المجرات الأكثر بعداً كانت تنتج ضوءاً «مزاح طوله الموجي إلى الأحمر».

    أظهر هذا الاكتشاف المهم أن الكون بأكمله لابدّ أنه يتمدد بسرعة استثنائية.

    [KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]
  • اكتشاف العالم “توماس يَنغ” لعملية حيود الضوء

    2011 الضوء واللون

    غريس ودفورد

    مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

    العالم توماس ينغ عملية حيود الضوء الفيزياء

    كان العالم الإنكليزي توماس يَنغ (1773 – 1829) من أوائل الأشخاص الذين درسوا حُيود الضوء.

    فقبل حوالي 200 سنة، قام (يَنغ) بتسليط الضوء على ثقبي دبوس صغير فوجد أن الضوء كوّن شكلاً ذا حزم ساطعة ومُعتمة على ستارة في الجهة المُقابلة.

    استنتج (يَنغ) أن الضوء لابدّ أنه ينتقل على شكل موجات لأن الموجات هي وحدها التي يمكن أن تتداخل فيما بينها لتكوّن ذلك النوع من الأشكال.

     

    كان (يَنغ) مُحقاً في استنتاجه، لكن علماء آخرين سخروا من نظريته. ففي تلك الأيام، كان معظم الناس يميلون إلى التمسك بنظرية منافسة طرحها إسحاق نيوتن (1642 – 1727) وقال فيها إن الضوء يسير على شكل جسيمات متدفقة.

    ولأن نيوتن كان عالماً أكثر أهمية وشهرة، لم يبدِ سوى القليل من الناس اهتماماً بالنتائج التي توصل إليها (يَنغ)، لكننا ندرك الآن أن كلا الرجلين كان مُحقاً فيما ذهبا إليه، وأن الضوء يتصرف كموجة وكجسيمات في آن معاً.

     

    (بمعنى آخر إن الطبيعة الضوئية جسيمية وموجية، وتحدد ظروف المشاهدة والتجربة أي الصفتين تكون المهيمنة.

    الأمر في هذا السياق يمكن تشبيهه بالعملة؛ فهي ذات وجهين، لكننا لا نستطيع رؤية الوجهين في آن واحد).

    [KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]
زر الذهاب إلى الأعلى