Science Education Project   مشروع تعليم العلوم

­ 1 ­ 

 كيف يعمل الرادار؟

 الشائع  على الرغم ة اإلستعمال في يعد الرادار من األشياء  كل مكان تقريبًا

 إشاراته  أن  من ٬ في الحقيقة مرئية ت ليس من  الطائرات يتم  فتعقب مسار

 أجل هبوط خالله  من  على األرض وكذلك توجيهها  أو  كانت في الجو  سواء

 وآمن  لم ٬ سلس  األمنية  السلطات  تستخدمه  الذين كما  السائقين  راقبة

 بها  المسموح  السرعة  لر ٬ يتجاوزون  الفضاء  وكاالت  عن  خرائط ناهيك  سم

 على المناورة  لمساعدتها  الصناعية  وتعقب األقمار  لألرض والكواكب األخرى

 يعتبر الرادار من األجهزة التي ال غنى ٬ بين الحطام المنتشر في الفضاء  كما

 المسلحة  والقوات  للجيوش  أج عنها  األسلحة من  وتوجيه  العدو  تتبع  ل

 . المختلفة

 ضابط عمليات يقوم بتشغيل معدات رادار

 األرصاد الجوية الرادار  يستخدم خبراء  ٬ لمعرفة أماكن العواصف واألعاصير كما

 ره التي نراها في وأبسط صو ٬ الواضح أن الرادار تقنية مفيدة جدًا لهذا يبدو من

 . حياتنا اليومية األبواب التي تنفتح وتغلق آليًا على مداخل المتاجر

: ار من أجل تحقيق األهداف التالية استخدم اإلنسان الراد

Science Education Project   مشروع تعليم العلوم

­ 2 ­ 

 بعيدة اك ­  على مسافة  أجسام  وجود  الجسم : تشاف  هذا  يكون  ما  وعادة

 يمكن للرادار أن يكتشف األجسام الثابتة أيضًا حتى لو لكن ٬ ت متحركًا كالطائرا

 الشئ الذي يكتشفه ٬ كانت تحت األرض  ماهية  معرفة  الرادار  يستطيع  كما

 . كتحديد نوع طائرة على سبيل المثال

 . وهذا سبب قوي يدفع الشرطة للجوء إليه : معرفة سرعة األجسام ­

 رادار " األقمار الصناعية ما ُيدعى تستخدم المركبات الفضائية و : رسم الخرائط ­

 . ألسطح الكواكب واألقمار لرسم خرائط طبوغرافية دقيقة " الفتحة اإلصطناعية

 األهداف  تلك  جميع  تحقيق  حياتك يمكن  في  تعرفهما  شيئين  باستخدام

 أ  وهذان المبدآن سهال اإلستيعاب ٬ " انتقال دوبلر " و " الصدى " ال وهما اليومية

 يطبق لكن الرادار ٬ الصدى وتطبق مبدأ دوبلر كل يوم ألن األذن البشرية تسمع

 . نفس التقنيات عن طريق أمواج الراديو

 الصدى ومبدأ دوبلر

 فإن صرخت في بئر أو واد ٬ ور التي تسمعها وتقوم بها كل يوم الصدى أحد األم

 نحوك  الصوت  صدى  الصدى ٬ يرتد  التي تصدرها ويحدث  الصوتية  األمواج  ألن

 أو قاع بئر أو جوانب سواء كان سطح الماء أو ( لمختلفة تنعكس عن األسطح ا

 صراخك وسماعك ويتوقف طول الفترة الزمنية بين ٬ لتعود ثانية إلى أذنك ) وادي

. الصدى على المسافة بينك وبين السطح الذي ارتد عنه

Science Education Project   مشروع تعليم العلوم

­ 3 ­ 

 وإن قمت بقياس الوقت الذي استغرقه ٬ عندما تصرخ في بئر ينزل الصوت إلى األسفل وينعكس عن القاع

 . الصدى للعودة ومقارنته بسرعة الصوت فإنه يمكنك حساب عمق البئر بدقة

 حتى من ( يعد مبدأ دوبلر من األمور الشائعة التي تمر بها في حياتك اليومية

 تالحظها  أن  ع ٬ ) دون  يحدث  جسم وهو  ينعكس عن  أو  ما  صوت  يصدر  ندما

 . ويؤدي انتقال دوبلر في الحاالت القصوى إلى إحداث انفجارات صوتية ٬ متحرك

 : تجربة تساعدك على فهم هذا المبدأ إليك

 بسرعة  آتية  سيارة  أن  النفير 100 لنقل  تطلق  وهي  الساعة  في  ٬ كم

 ك سينخفض ام لكن عندما تمر أم ٬ ع الصوت يقترب مع اقتراب السيارة ستسم

 والتغيير ٬ الصوت على نحو مفاجئ مع أنها طبقة الصوت نفسها طوال الوقت

 . الذي سمعته سببه انتقال دوبلر

 يحدث أن  ميل في 600 ولنقل أنها ٬ ثابتة في الهواء تبقى الصوت سرعة ما

 الحساب  لتبسيط عملية  طريق ( الساعة  عن  بدقة  تتحد  الصوت  ألن سرعة

 وال  والحرارة  الجوي  ثابتة ٬ ) رطوبة الضغط  السيارة  أن  ميًال تخيل  عنك  وتبعد

 ستتضاعف الموجات الصوتية الصادرة ٬ لمدة دقيقة واحدة وتطلق نفيرها واحدًا

 بمعدل  ستسمعه ٬ ميل في الساعة 600 عن السيارة  صوت متأخر وما هو

Science Education Project   مشروع تعليم العلوم

­ 4 ­ 

 كل ( ثواني 6 بمقدار  واحد  ميل  بسرعة  الصوت  ينتقل  حين  ميل 600 في

 . وت بعد دقيقة واحدة بالضبط متبوعًا بص ) بالساعة

 بطبقة منخفضة أكثر من السائق ألن يسمع الشخص الواقف خلف السيارة الصوت : انتقال دوبلر

 من السائق ألن أكثر ى طبقة أعلى عل ويسمع الشخص الواقف أمام السيارة الصوت ٬ تتحرك ... السيارة

 السيارة تقترب منه

 وهي اآلن على كم في الساعة 100 لنفترض اآلن أن السيارة تتحرك بسرعة

 ستظل تسمع الصوت بمعدل ٬ حد وتطلق النفير منذ دقيقة واحدة ميل وا بعد

 لمدة ٬ ثواني 6 تأخير  سيستمر  الصوت  ستكون ثانية 54 لكن  السيارة  ألن

 وسيصل إليك صوتها بشكل متزامن في نهاية ٬ بعد دقيقة واحدة بجانبك تمامًا

 وبسبب ٬ مع الصوت من وجهة نظره هو س ي لكن السائق سيظل ٬ تلك الدقيقة

 ويبقى ٬ من وجهة نظرك أنت ثانية 54 حركة السيارة فإن الدقيقة تتقلص إلى

 الصوتية  من األمواج  الزمنية في نفس ا نفس العدد  نسبة لذلك . لمدة  تزداد

 في الواقع  يبدو  أعلى مما  صوت النفير  وستسمع  وإن مرت السيارة ٬ التردد

 يؤدي  مما  أطول  زمنية  مدة  الصوت  وسيشغل  نفس العملية  ُتعاد  وابتعدت

. النخفاض الطبقة

Science Education Project   مشروع تعليم العلوم

­ 5 ­ 

 اإلنفجار الصوتي

 بسرعة  منك  تقترب  سيارة  قليًال 700 لنفترض أن  أقل  أو  وهي تطلق ميل

 إذن فللسيارة ٬ أسرع من الصوت لن تستطيع األمواج الصوتية اإلنتقال ٬ نفيرها

 الحالة و  في هذه  نفس السرعة  شئ لكنك نفيرها  سماع  من  تتمكن  ولن

 تقترب  بحيث ٬ سترى السيارة  وصول السيارة  ويصل الصوت في نفس لحظة

 . وهذا هو اإلنفجار الصوتي ٬ يكون صاخبًا

 يب ع تحدث الظاهرة ذاتها  سرعة األمواج تبلغ ( حر قارب أسرع من األمواج ندما

 وال شك أنك الحظت أن القوارب تترك خلفها موجة على شكل ٬ ) أميال 5 نحو

 . شكل زاوية الموجة على سرعة القارب نفسه ويتوقف ٬ V حرف

 التالي  وصدى الصوت على النحو  دوبلر  صرخت لنقل أنك : يمكنك دمج مبدأ

 نح  عال  متحركة بصوت  سيارة  الس ستر ٬ و  عن  الصوتية  بعض األمواج  يارة تد

 ل ٬ ) الصدى (  يؤدي  فهذا  وباتجاهك  حركة  حالة  في  السيارة  " انضغاط " وألن

 الصوتية  المعتاد ي وبالتال األمواج  من  أكثر  الطبقة  بقياس ٬ ارتفاع  قمت  وإن

 . طبقة الصوت ستعرف مدى سرعة السيارة

 قراءة واستيعاب إشارات الرادار

 نستغل  كيف  الص عرفنا  األجسام وت صدى  مواقع  كيف ٬ لتحديد  تعلمنا  كما

 صنع رادار يعمل إذن من الممكن ٬ نستخدم مبدأ دوبلر لقياس سرعة األجسام

 جهاز ٬ بالصوت  بالضبط  هو  الصوتية وهذا  فوق  الذي ) السونار ( األمواج

 المراكب والغواصات  ذلك تبقى هناك مشاكل في هذا ٬ تستخدمه  لكن ومع

 : النوع

 ). ميل على األكثر ( بعيدة لى مسافات إ الصوت ال يذهب ­

 والحل هو ٬ يمكن ألي كان سماع األصوات وهذا من شأنه إزعاج من حولك ­

 . األمواج فوق السمعية بدًال من األصوات العادية استخدام

. سيكون من الصعب تعقب صدى الصوت بسبب عدم قوته ­

Science Education Project   مشروع تعليم العلوم

­ 6 ­ 

 الرادار  يستخدم  ألنها لذلك  األصوات  عن  عوضًا  الراديو  لمسافات أمواج  تصل

 . وغير مرئية وسهلة التعقب بعيدة

 . إلطالق الصواريخ الموجهة فوق الصاري األمامي على ظهر مدمرة رادار مسح ورادار طقس : إلي اليمين

 للمساعدة على ) ناسا ( بمجمع اتصاالت فضائي تابع لوكالة الفضاء األمريكية اصة الهوائيات الخ : إلي اليسار

 . إبقاء الوكالة على اتصال بالمركبات الموجودة في الفضاء

 ٬ رادار نموذجي يستخدم في تعقب الطائرات في الجو لنلق نظرة فاحصة على

 الرادار  الكثاف يدور  عالية  قصيرة  ويطلق أمواجًا  اإلرسال  ومرتفعة على جهاز  ة

 الثانية  من  جزء  لمدة  مرسله ٬ التردد  الرادار  يشغل  ويستمع ثم  ومستقبله

 تنتقل موجات الراديو . الصدى للوصول ويقيس الزمن الذي استغرقته ٬ للصدى

 فإن كان للرادار سرعة ٬ ) قدم في جزء من الثانية تقريبًا 1000 ( بسرعة الضوء

 قياس عالية  يستطيع  الطائرات فهو  بين  بالغة المسافة  يستطيع ٬ بدقة  كما

 قياس  كذلك  دوبلر الرادار  مستخدمًا انتقال  متناهية  معالجة بدقة  معدات

. إشارات خاصة وتحديد سرعة الطائرات

Science Education Project   مشروع تعليم العلوم

­ 7 ­ 

 من  أكثر  األرضية  الرادار  إشارات  العتراض  إمكانية  الجوية هناك  ٬ اإلشارات

 األجسام  أنواع  كل  عن  ترتد  فهي  ما  إشارة  الشرطة  رادار  يطلق  فعندما

 هي اوز كل تلك الفوضى سهل طريقة لتج وأ ٬ ) األبنية ­ الجبال ­ الجسور ­ الجدران (

 ٬ إلغاء مبدأ دوبلر ألن رادار الشرطة يبحث عن إشارات متنقلة بمبدأ دوبلر فقط

 . ن أشعة الرادار مركزة بإحكام فهي تصيب السيارات فقط وال شئ آخر وأل

 السيار  سرعة  لقياس  الليزر  تقنية  اآلن  الشرطة  تعتمد ٬ ات تستخدم  وهي

. الضوء بدًال من أمواج الراديو