جمهورية العراق وزارة التربية

املديرية العامة للمناهج

املؤلفون

أ . د. قاسم عزيز محمد أ . د. حازم لويس منصور

د. شفاء مجيد جاسم

محمد حمد العجيلي جالل جواد سعيد صباح عبد الرزاق

عباس ناجي البغدادي رافد يحيىحسني

الطبعة الثامنة 1437 هـ / 2016 م

الفيزيــــــــــاء

لل�سف الثاين املتو�سط

املشرف العلمي على الطبع :هدى بطرس بهنام

املشرف الفني على الطبع : زيد سعد عبدالكرمي

التصميم :فراس عبد الهادي محمد

بسم اهلل الرحمن الرحيم

مقدمة هذا الكتاب - عزيزي الطالب- الفيزياء للصف الثاني املتوسط الذي نأمل فيه أن يكون منسجما مع خطة التطوير التربوي املبنية على أهداف الفلسفة التربوية تهيئة جيل أن يسهم في آملني التعليم والتعليم وتنفيذا ملشروع تطوير وحتديث املعلومات احلديثة واالتصاالت وتوظيفها التعامل مع القادرين على املتعلمني من

بشكل سليم ورؤى مستنيرة.لقد جاء اسلوب الكتاب وعرضه على نحو يشجع الطالب على التفاعل املباشر مع املادة والنشاطات العلمية الواردة فيه مستندا الى إستراتيجيات التدريس احلديثة واحتوائه على العديد من الرسومات واالشكال التوضيحية اضافة الى التطبيقات التي من شأنها أن تثري موضوع الدرس وتربط باحلياة واملجتمع العلمية احلديثة

والتكنلوجيا.على فصل كل يتضمن حيث فصول تسعة في موضوعاته الكتاب وقدم العلمية كما تضمن عرضا الفصل واملصطلحات االغراض السلوكية ومحتويات جديدا للمحتوى من كتابة الرموز واملعادالت ذات العالقة وحلول االمثلة باالرقام االنكليزية وهي خطوة جديدة متقدمة نسعى من خاللها الى تناغم املنهج مستقبال

مع الدراستني االعدادية واجلامعية.وقد جاءت لغة الكتاب محفزة للطالب على التذكير ومشجعه له على التفاعل مع املادة العلمية من خالل طرح التساؤالت حتت عنوان : فكر او سؤال اوتذكر كما ضم جملة من املعلومات االثرائية ذات العالقة وردت حتت عنوان ) هل تعلم( نأمل من االخوة املدرسني ابداء مقترحاتهم ومالحظاتهم حول هذا الكتاب خدمة

لالهداف العلمية والتربوية. محمد راضي محمد الدكتور االستاذ من لكل والتقدير الشكر نقدم كما

والدكتورة حنان حسن مجيد العالف ملراجعتهما العلمية للكتاب.

واهلل ولي التوفيق

املؤلفون

مفردات الف�صل

1 - 1 مفهوم القيا�س1 - 2 النظام الدويل للوحدات

1 - 3 اأخطاء القيا�س 1 - 4 ادوات القيا�س وتطبيقاتها

الف�صل االول1

The Measurement القيا�س

مقياس ضغط املائعبايروسكوبباروميتر

مطياف

ساعة

دوراة الرياح

مصطبة ضوئية

املايكروميتر باروميتر

داينوميتر

مسعر مقياس كمية االمطار

غرا�س ال�صلوكية االأ

بعد دراسة الفصل نتوقع ان يكون الطالب قادرا على ان :

يعرف اهمية القياس في تنظيم حياة االنسان وتطور حياته االجتماعية اليومية .

يعدد وسائل القياس واستعمالها في مجاالت احلياة املختلفة .

مييز بني االجهزة املستعملة في القياس وألي االغراض تستثمر . يتعرف على افضل الطرائق في القياس ودقتها وتقليل االخطاء في

القياس قدر االمكان

يتعرف على النظام الدولي املستعمل في قياس مختلف الكميات الفيزيائية.

يعرف التعامل بعمليات التحويل من الوحدات الكبيرة الى الوحدات الصغيرة أو بالعكس

يتعرف على بعض ادوات القياس املستعملة في الفيزياء

System internationl for units النظام الدولي للوحدات Units الوحدات Length الطول

Prefix بادئة Nano meter نانومتر Tools ادوات

Apparatuses اجهزة Equipments معدات

Time الزمن Electric Current التيار الكهربائي Temperature درجة احلرارة

امل�صطلحات العلمية

�

الف�صل االول

) 1 - 1 ( مفهوم القيا�س

اأدوات القيا�س لها تاأثري يف حياتنا اليومية

كامليزان مختلفة قياس أجهزة استعملت فلرمبا العلوم ملختلف السابقة دراستك خالل من الشكل )1-1( أخرى الحظ متعددة بأنواع مرتبطة اليومية أن حياتنا واملسطرة كما واحملرار

فمثال:

· الساعة التي نضعها على أيدينا هي جهاز ملعرفة وتنظيم الوقت.

· عداد الكهرباء وعداد املاء

املوجودان في مدخل البيت هما أيضا أجهزة قياس.

· وجود أجهزة قياس مختلفة في السيارة)عداد سرعة السيارة

ومؤشر درجة احلرارة وكذلك مؤشر

خزان الوقود(.

· قياس الضغط اجلوي و درجة احلرارة و سرعة الرياح و اجتاهها عن

طريق أجهزة قياس مهمة جدا للمالحة اجلوية و السيما عند تنقالتنا.

The Measurement القيا�س

شكل رقم ) 1-1 (

�

· خالل دراستك ملختلف العلوم منذ الدراسة االبتدائية استعملت عدة أجهزة قياس من

أبسطها املسطرة لتحديد أطوال املربعات و املستطيالت و املنقلة لقياس الزوايا.

لذا نستطيع القول ان ادوات القياس للكميات الفيزيائية مختلفة ومتنوعة ويعتمد ذلك على نوع الكمية الفيزيائية املراد قياسها مثل طول الغرفة يساوي 7m ،كتلة اجلسم 7kg وهكذا.

الحظ الشكل )2-1(

) 1 - 2 (النظام الدويل للوحدات

كما هو معروف ان علم الفيزياء هو علم قياس ومن أهم عناصر القياس هي الوحدات. وعلى )باوند،قدم،ثانية( البريطاني كالنظام مختلفة قياس أنظمة استعملت املاضية السنوات مر التي للصعوبات ونظرا متر،ثانية( )كيلوغرام، metric system املتري النظام وكذلك برزت في التعامل مع وحدات القياس املختلفة ظهرت فكرة توحيد نظام الوحدات عامليا ليسمى النظام الدولي للوحدات)system international( واختصاره SI حيث يتم استعماله في مستقبال والتي سنعتمدها اساس على سبع وحدات النظام هذا ويشمل الدول جميعا من

دراستنا وكما موضحة في اجلدول ) 1 (:

شكل ) 2-1 (

�

اجلدول ) 1 ( النظام الدويل للوحدات

تالكميات الفيزيائية

االساسيةرمــــــــــــز الكمية

الفيزيائية

وحدة القياس )النظام الدولي(

Englishعربي

mمترLالطول1

kgكغمmالكتلة2

sثانيةtالزمن3

KكلفنKدرجة احلرارة4

AامبيرIالتيار الكهربائي5

molمولmolكمية املادة6

cdالشمعة القياسيةcdشدة االضاءة7

والبد من التعرف أيضا على الكميات الفيزيائية األخرى غير األساسية يطلق عليها الكميات الفيزيائية املشتقة ويتم اشتقاق وحدات الكميات املشتقة من وحدات الكميات األساسية مثل السرعة واحلجم والقوة والتعجيل وغيرها انظر اجلدول) 2( وباستعمال قانون فيزيائي او رياضي

يربط بني الكميات املشتقة.

10

اجلدول )2(الكميات الفيزيائية امل�صتقة:

تالكمية املشتقة

عربيالكمية املشتقة

انكليزي

وحدة القياس

Englishعربي

m2مArea2املساحة1

m3م volume 3 احلجم2

densityالكثافة3كغم

م3kg/m3

speedاالنطالق4مثا

m/s

accelerationالتسارع)التعجيل(5م

ثا2m/s2

forceالقوة6كغم . م

ثا2kg .m/s2 =

workالشغل7كغم . م2

ثا2kg.m2 / s2=

N

J

= نيوتن

= جول

11

اجلدول )2(الكميات الفيزيائية امل�صتقة:

تالكمية املشتقة

عربيالكمية املشتقة

انكليزي

وحدة القياس

Englishعربي

m2مArea2املساحة1

m3م volume 3 احلجم2

densityالكثافة3كغم

م3kg/m3

speedاالنطالق4مثا

m/s

accelerationالتسارع)التعجيل(5م

ثا2m/s2

forceالقوة6كغم . م

ثا2kg .m/s2 =

workالشغل7كغم . م2

ثا2kg.m2 / s2=

prefix for power of ten بادئات النظام الدويل

باإلضافة إلى الوحدات املعروفة للطول والكتلة والزمن في النظام الدولي SI فان هناك قياسات صغيرة جدا مثل قطر اجلزيئة اذ يبلغ تقريبا)0.000000001m( وقياسات كبيرة جدا مثل

قطر االرض اذ يبلغ تقريبا)13000000m( الحظ الشكل)3-1(.

الشكل )3-1(

كريات الدم

االبعاد الذرية

االبعاد النووية

املجرة

الشمس

االرض

االنسان

10- 6m1021m

14×108m

13×106m

10- 10m

10- 14m

1.70m

12

لذلك ميكن استعمال النظام الدولي SI لقياس الكميات الفيزيائية الصغيرة جدا والكبيرة جدا كما موضحة في اجلدول أدناه حيث تستعمل ما يسمى بادئات النظام الدولي.

وترمز البادئات إلى أجزاء الوحدات او مضاعفاتها

جدول)3( البادئات

البادئة الرمز القيمة قيمة العامل االسيexa E 1000000000000000000 10 18

peta P 1000000000000000 10 15

tera T 1000000000000 10 12

giga G 1000000000 10 9

mega M 1000000 10 6

kilo k 1000 10 3

hecto h 100 10 2

deka da 10 10 1

deci d 0.1 10 -1

centi c 0.01 10 -2

milli m 0.001 10 -3

micro 0.000001 10 -6

nano n 0.000000001 10 -9

pico p 0.000000000001 10 -12

femto f 0.000000000000001 10 -15

atto a 0.000000000000000001 10 -18

µ

13

على هذا األساس يعبر عن قطر اجلزيئة بـ 0.1nanometer التي تساوي والتي قيمتها وفق العامل االسي 10-10 وهكذا العامل ( والتي قيمتهاعلى وفق Mega meter بالنسبة لقطر األرض الذي يساوي)

االسي 106× 13 .لذلك ميكن التعبير عن القياس باشكال ووحدات مختلفة.

measurement errors 1-3(اأخطاء القيا�س(

كل القياسات الفيزيائية التكاد تخلو من احتمالية اخلطأ سواء أكانت في مختبرات العمل واألبحاث أو في احلياة اليومية ويطلق على االختالف احلاصل بني القيمة املقاسة والقيمة احلقيقية

لكمية ما بــ )خطأ القياس(وبشكل عام فان خطأ القياس يكون اساسها ناجم عن:

- خطاأ يدوي وح�صي :وينتج من خطأ في طريقة القياس للجهاز املستعمل او لعدم معايرة اداة القياس نفسها.

-خطاأ يف جهاز القيا�س :وينتج من خلل حاصل في اجلهاز نفسه قبل استعماله.

وفي االحوال كافة يلزم علينا التقليل قدر املستطاع من هذه االخطاء الى ادنى حد ممكن من خالل جعل القيمة املقاسة قريبة جدا من القيمة املقبولة.

mmeter13

m

1 10000000000

14

استعماالتهاشكلها اسم اجلهاز أو اآللةت

امليكرومتر1 - micrometer

لقياس السمك وقياس أقطار األسالك

دمة 2 - القcaliper

القطر لقياس تستعمل اخلارجي والقطر الداخلي وكذلك مجوفة السطوانة

السمك ، العمق

)1-4(اأدوات القيا�س وتطبيقاتها

من في مجاالت عدة وسنتعرف استعمالها يتم التي القياس ادوات متعددة من أنواع هناك خالل اجلدول ) 4 ( على عدد من ادوات القياس واستعمالها.

اجلدول ) 4 ( بع�س اأدوات القيا�س وا�صتعماالتها.

15

احملرار 3 -thermometer

لقياس درجة احلرارة

- 4

االعتيادي امليزان والرقمي

Ordinary and digital ballance

لقياس الكتل

القبان احللزوني 5- weightballance

)Spring ballance(

لقياس االوزان والقوة

االميتر 6 -Ammeterلقياس التيار الكهربائي

16

الفولطميتر 7 - voltmeter

لقياس فرق اجلهدالكهربائي

- 8

االوفوميترovometer والتيار اجلهد فرق لقياس

واملقاومة

الهايدر وميتر 9 - hydrometer

) املكثاف ( لقياس كثافة السوائل

1�

فكر !!

أكمل اجلدول األتي بذكر أداة القياس ووحدة القياس لتلك الكمية.

وحدة القياس أداة القياسالكمية

درجة حرارة جسمك

من جسم سقوط زمن حافة منضدة

حجم غرفة الصف

املنيوم صفيحة سمك

كثافة السائل

1�

ا�صئلة الف�صل

س1: اختر العبارة الصحيحة لكل من العبارات االتية :

1/ اقصر املسافات االتية هي:

0.2 km 200 cm 20 mm 0.001 m

..........................................................................................................................

2/حوض سباحة طوله 50 فيكون بوحدة mm , يساوي:

50000mm 0.5mm 500mm 50mm

.........................................................................................................

احدى الكميات االتية تعد من الكميات األساسية: / 3

a. سرعة الطائرة b. مساحة ساحة املدرسة

c. حجم الغرفة d. الزمن

. a. b. c

. d

. a. b. c

. d

meter

1�

2-1 و�صف احلركة2-2 االزاحة وامل�صافة

2-3 االنطالق وال�صرعة والتعجيل2-4 احلركة اخلطية ذات التعجيل الثابت

2-5 احلركة الدائرية والدورانية2-6 املوجات واأنواع املوجات

The Motion احلركة الف�صل الثاين

2

مفردات الف�صل:

غرا�س ال�صلوكية االأ

بعد دراسة الفصل نتوقع ان يكون الطالب قادرا على أن:

ين حركة جسم ونقطة يفترض يصف العالقة ب

أنها ثابتة )مرجع ثابت(.ين الكميات المقدارية والكميات المتجهة . يقارن ب

ين المسافة واالزاحة. يقارن بين االنطالق والسرعة. يقارن ب

ة الالزمة لوصف حركة ي االجسام )المسافة ، االزاحة ، االنطالق ، السرعة(. يتعرف على الكميات الفيزيائ

ة منتظمة وآخر يتحرك ين جسم يتحرك حركة خطي يميز ببتعجيل ثابت .

ة - االهتزازية(. ي يتعرف على انواع الحركة )الدائرية - الدوران

يتعرف على الموجات وانواعها ومزايا كل نوع.

Motion احلركة Distance )d( املسافة Displacement )x( االزاحة Speed ) ( االنطالق Velocity ) ( السرعة Acceleration )a( التعجيل Circular motion احلركة الدائرية Rotational motion احلركة الدورانية Waves and kinds of waves املوجات وانواع املوجات Scalar Quantities الكميات املقدارية Vector Quantities الكميات األجتاهية

امل�صطلحات العلمية

υυ

22

الف�صل الثاين

Motion Description 2-1( : و�صف احلركة(

عندما تخرج من بيتك الى مدرستك ترىاحلركة من حولك بطرائق متنوعة

حركة جريان ماء النهر وحركة السيارات والناس في اجتاهات وسرع مختلفة وان

معرفة مسار اجلسم املتحرك بالنسبة الى موقع جسم اخرنفترضه ثابتا هو اول

وصف للحركة الحظ الشكلني ) 2 -1( و) 2 - 2(

فالكرة املقذوفة شاقوليا نحو االعلى وسقوطها سقوطا حرا باجتاه االرض كل منهما في حالــةحركة بالنسبة لسطح

االرض التي تعد املرجع الثابت الحظ الشكل ) 2 - 3 (

The Motion احلركة

شكل 1-2

شكل 2-2

شكل 3-2

23

فــلو الحظــت الشكل )2-4( أنـــه لــم يحــدث تغيــرا فـي موقع الصبي النه

للشجـرة بالنسبــة سكــون حالة فــي التي هـي جسما ثابتـا) تعد مرجعا ثابتا (الصبـي مـوقع فـي تغيــر حــدث بينـما بالنسبة للشجـرة والــذي يعــد فــي حـالة الشكل الحظ اليها بالنسبة حركة

)4-2(

ولــوالحظـــت حــركـة السيــارتيـن فـــي

الشــكل )2-5( نالحظ ان السيارة ذات اللــون االحمــر تعتبــر ساكنــة بالنسبــة للعمــود فــي حيـن ان السيارة ذات اللون للعمود بالنسبة االخضر في حالة حركة

وعلى هذا االساس فان :

في مستمر تغير هي احلركة

موقع الى بالنسبة اجلسم موقع جسم آخر يعد ثابتا

اي السيارتني ساكنة بالنسبة للعموداي السيارتني متحركة بالنسبة للعمود

a

b

شكل ) 2 - 5 (

) 4 - 2 ( a شكل

) 4 - 2 ( b شكل

24

)Distance and Displacement ( امل�صافة واالزاحة )2-2(

هناك املدرسة الى البيت من حتركت لو A كالطريق ) طريق أو ( مسار من اكثر الذي طوله 3km أو الطريق B الذي طوله طوله الذي C املباشر الطريق أو 2.5kmعن مختلفا طوال طريق لكل ان ومبا 2kmطول على تعتمد املسافة فان وهكذا اآلخر املباشر املسار مالحظة عند ولكن الطريق )C( جنده أقصر املسافات وميثل البعد الثابت والتي االزاحة متثل واملدرسة وهي البيت بني الطريق أما طول نعبر عنها مقدارا واجتاها . A أو B ميثل املسافة الحظ الشكل )6-2(

: d امل�صافة هي طول املسار بيـن نقطتني وتقــاس

)m( بوحدة الطول وهــــي املتــر وهي من الكميـات املقـدارية

) scalar (

x بينما االزاحة هي املسار املستقيم الذي يقطعه

اجلسم في حركته من نقطة الى اخرى باجتاه ثابت . وهي من الكميات

) vector ( املتجهة

بيتمدرسة

بحيرة3 km

2 km

2.5 km

C

B

A شكل ) 2 - 6 (

25

متثيل االزاحة

ميكن متثيل االزاحة بسهم يطلق عليه متجه االزاحة يتناسب طوله مع مقدار االزاحة واجتاهه هو اجتاه األزاحة وهي كمية متجهة. وتقاس بوحدة الطول املتر m الحظ الشكل )7-2(.

الطريق امللتوي ميثل املسافة d التي قطعها الشخص من Aالى B اما االرتفاع)x( املباشر من املوقع A الى املوقع B ميثل االزاحة الشاقولية .

ن�صاط :

مثل االزاحات التالية بيانيا 600m ، 400 باجتاه الشمال الشرقيm ، 200 جنوباm متثيل االزاحات

باجتاه 30 غرب الشمال. اأدوات الن�صاط :

مسطرة ، منقله )لقياس الزوايا( ، قلم رصاص اخلطوات

- نرسم من نقطة ما مثل النقطة O اجلهات األربعة )شرق ، غرب ، شمال ، جنوب( - نختار مقياس رسم مناسب ونفترض ان كل سنتمتر واحد بالرسم ميثل ازاحة

100m مقدارها )مقياس الرسم ـــــــــــــــــــــ (

100m1cm

x

متجه االزاحة

الشاقولية

B

AA

B

شكل ) 2 - 7 (

26

- نحدد االطوال املناسبة على املستقيمات لالزاحات الثالث اعتمادا على مقياس الرسم .- نحدد اجتاه املتجه على الرسم)نضع في نهاية كل متجه سهما ميثل اجتاهه(.

فتكون اطوال متجهات االزاحات كاالتي الحظ الشكل )8-2(:-

1cm

200m × 2 = ــــــــــــــــــcm جنوبا 100m

1cm

400m × 4 = ــــــــــــــــــcm باجتاه الشمال الشرقي 100m 1cm

600m × 6 = ـــــــــــــــــــcm )باجتاه ) 30 غرب الشمال

100m

الشمال

الغربالشرق

30 45

OB

OC

O

OA

X

b(

c(

a(

y

4cm 6cm

2cm

شكل ) 2 - 8 (

2�

4km

4km - 2km = 2km

B 2km

0 1 2 3 4 START

FINISH

4km + 2km

0 1 2 3 4 5 6

4km + 2km = 6km

A

2km

4km

START FINISH

3

4km - 4km = 0

C

4km

0 1 2 4 START

FINISH

5 6

4km

XRx2

x1

Resultant displacement :ح�صاب حم�صلة االزاحات ريا�صيا

1 - اذا كانت االزاحتان باجتاه واحد X R = x 1 + x 2

وبنفس اجتاه االزاحات

2 - اذا كانت االزاحتان باجتاهني متعاكسني X R = x 1 - x 2

x 2

x 2 =

x 1

x 1 =

باجتاه االزاحة االكبر

3 - اذا كانت االزاحتان متعامدتني X ) حسب قاعدة فيثاغورس (

2R = x2

1 + x22

X R = √ x2

1 +x22

حيث XR متثل االزاحة احملصلة .

6km =

2�

)2-3( االنطالق وال�صرعة والتعجيل

Speed Velocity and Acceleration : Speed االنطالق

لوفرضنا أن سيارة حتركت وقطعت طريقا طولها 30m في مدة 2s فان ما تقطعه السيارة من االمتار في الثانية الواحدة يساوي :

30m

15m/s = ـــــــــــ 2s

ان الكمية ) 15m/s(متثل انطالق السيارة .

لذا فأن :

االنطالق :

املعدل الزمني للمسافة املقطوعة

distance Speed = ــــــــــــــــــــــ

time

scalar وحدته وحدة مسافة مقسومة على وحدة زمن اي االنطالق من الكميات املقدارية . m/s

املسافة

االنطالق = ـــــــــــــــ الزمن

d ــــــــــــ =

t υ

،

2�

االنطالق نوعان :

متساوية ازمان في متساوية مسافات يقطع الذي اجلسم إنطالق : املنتظم االنطالق - 1

كحركة سيارة تقطع مسافات متساوية في ازمنة متساوية الحظ الشكل )9-2( .

2 - االنطالق غري املنتظم : ان إنطالق اجلسم املتحرك عادة يزداد أو ينقص في اثناء حركته

وفي مثل هذه احلركة » يقطع اجلسم مسافات غير متساوية في أزمان متساوية« كحركة سيارة في طريق مزدحم .الحظ الشكل )10-2(.

وفي هذه احلركة يحسب معدل االنطالق

معدل االنطالق = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ املسافة الكلية املقطوعة الزمن املستغرق

شكل )9-2(

total distanceAverage speed ) Average ( = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ total time

d total

Average = ــــــــــــــــــــــــــــــــ t total

t = 1sd = 20m

t = 1sd = 40m

t = 1sd = 30m

شكل 10-2 30m 40m

t = 1sd = 10m

t = 1sd= 10m

t = 1sd = 10m

10m 10m 10m

x = 20m

υ

υ

30

مثال)1(

حتركت سيارة على خط مستقيم فقطعت في اول ثانية مسافة 20m وفي ثاني ثانية 40m وفي ثالث

ثانية 30m فما معدل انطالقها ؟

احلل :

املسافة الكلية املقطوعة

معدل االنطالق = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ الزمن املستغرق

total distance Average speed = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ total time

d1+d2+d3 20+40+30 Average = ــــــــــــــــــــــــــ = ـــــــــــــــــــــــــ

t1+t2+t3 1+1+1

90 Average = 30 = ــــــــــــــــــــــm/s

3

20m 40m 30m

t = 1sd1 = 20m

t = 1sd2 = 40m

t = 1sd3 = 30m

υ

υ

31

إن إنطــالق السيــارات يكــون مختـلفا فـي الشارع وملعـرفة أيهما اكبـر انطـالقا من االخرى نعتمد على املسافة املقطوعة في زمن معيـن أو الزمن املستغرق لقطع املسافة نفسها الحظ الشكل )11-2(

:Velocity ال�صرعة

بينهما مييز الفيزياء علم أن اال نفسه الشيء الكثيرين عند والسرعة االنطالق يعني قد ويعتبرهما مختلفني .

فما أوجه االختالف بني االنطالق والسرعة؟االنطالق كمية مقدارية)scalar(، توصف بذكر مقدارها ووحدة قياسها m/s اما السرعة فهي كمية متجهة )vector ( ويرمز للكمية املتجهة بالرمز الفيزيائي يتوجب عند تعينها

. m/s ذكر االجتاه اضافة الى مقدارها ووحدتها

فمثــال لـــو حتـــركت دراجة فــي خط )240m( مستقيـم فقطعت ازاحــة )1min( غربــا فــي دقيقة واحــدةفـــان االزاحـــــة التــي قطعتـــها فــي الثانيـــة الواحدة هــي سرعة الدراجة والتـي )12-2( الشكل الحظ

حتسب مــن العالقة االتية:

x3

x4

d1

d2

t3

t4

شكل ) 2 - 11 (

شكل ) 2 - 12 (

υ

d3

d4

32

االزاحة

السرعة = ــــــــــــــــــ الزمن

displacement Velocity = ــــــــــــــــــــــــــــــــــ time

ــــــــــــ = t

240 m = 4 = ــــــــــــــــــm/s غربا 60

ال�صرعة نوعان هما :

1 - ال�صرعة املنتظمة ) الثابتة ( : و هي سرعة اجلسم الذي يقطع إزاحات متساوية في أزمان متساوية الحظ الشكل )13-2(.

x

s

υ

υ

t1 = 1s t2 = 1s t3 = 1s

x1= 10m x2= 10m x3= 10m

شكل ) 2 - 13 (

33

ثابتة في معظم االوقات املتحرك ال تكون - ال�صرعة غري املنتظمة: ان سرعة اجلسم 2الشكل ازمان متساوية ( الحظ إزاحات غير متساوية في وفي هذه احلركة ) يقطع اجلسم

. )14-2(

وفي هذه احلالة فأن معدل السرعة : املعدل الزمني لالزاحات املقطوعة

) Vector ( وهوكمية متجهة

االزاحة الكلية املقطوعة الزمن املستغرق معدل السرعة = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

total displacement

Average Velocity = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ total

time

x total average = ــــــــــــــــــ

ttotal

t =0d= 0

t1 =1s t2 =1s

x2= 11m

t 3=1s

x3= 21mx1= 4m

شكل ) 2 - 14 (

υ

34

)2-4(احلركة اخلطية ذات التعجيل الثابت

Linear Motion with Constant Accelerationتوصف الزمن مرور مع وبانتظام تدريجيا وتغيرت سرعتها السكون من لو حتركت سيارة حركتها عندئذ بأنها حركة خطية بتعجيل ثابت فالتعجيل يعني تغيرا ثابتا في مقدار السرعة

) a ( لوحدة الزمن ويرمز له بالرمز)) ويدعى التعجيل تسارعي عندما يكون باجتاه السرعة وينتج عن تزايد في سرعة اجلسم

بانتظام(( الحظ الشكل )15-2(

في تناقص عن وينتج السرعة معاكس الجتاه باجتاه يكون عندما تباطؤي التعجيل ويدعى ((سرعة اجلسم بانتظام(( الحظ الشكل )16-2(

شكل ) 2 - 15 (

شكل ) 2 - 16 (

30 km/hr 60 km/hr

60 km/hr 30 km/hr 0 km/hr

35

)2-5( احلركة الدائرية واحلركة الدورانية

Circular and Rotational MotionCircular Motion : احلركة الدائرية

Circular Motion الحظ الدائرية باحلركة تدعى دائري مسار على ان حركة جسم االشكال )2-17 ( )2-18( )2-19( التي تعبر عن هذه احلركة.

انعطاف مركبة على طريق افقي من غير أن تنزلق

شكل 17-2

شكل 18-2

شكل 19-2

36

Rotational Motion : احلركة الدورانية

هي دوران جسم حول محوره الحظ االشكال )20-2( )21-2 ( )22-2 ( )23-2 ( التي تعبر عن هذه احلركة.

دوران قرص حول محور ما في مركزه ميثل حركة دورانية دوران عجلة الدراجة حول محور في مركزها ميثل وحركة الطفل حركة دائرية حركة دورانية

في الراكب الشخص بينما منتظما دورانا يدور الهواء ان دوالب دوران املروحة حول محورها الدوالب تكون حركته دائرية منتظمة

شكل ) 2 - 21( شكل ) 2 - 20(

شكل ) 2 - 22( شكل ) 2 - 23(

3�

Periodical Motion : احلركة الدورية

احلركة الدورية: حركة جسم على مسار معني والتي

تتكرر في فترات زمنية منتظمة الحظ الشكل )24-2 ( .

بندول

شكل ) 2 - 24 (

3�

)2-6( املوجات واأنواع املوجات :

أن مفهوم املوجة ) wave ( هي إضطراب دوري ناجت عن مصدر طاقة جلسم مهتز . وينتقل الوسط جسيمات من جزء في يحدث اهتزازية حركة بشكل االضطراب ويكون

بالتتابع من دون ان تنتقل جسيمات الوسط، واملوجة املنتشرة وسيلة لنقل الطاقة .يوجد نوعان من املوجات هي :

- املوجات الطولية 2 - املوجات امل�صتعر�صة 1

- املوجات الطولية Longitudinal Waves: هذا النوع من املوجات ميكن مشاهدته 1الوسط النوع تهتز جسيمات عند دفع او سحب نابض الحظ الشكل )2-25 ( في هذا الناقل باجتاه مواز الجتاه إنتشار املوجة.ان ما ينتقل خالل الوسط هو منط من االضطراب بشكل

سلسلة من التضاغطات والتخلخالت من غير أن تنتقل جسيمات الوسط

جسيمات تهتز التي املوجات هي : Transverse Waves امل�صتعر�صة املوجات - 2الوسط الناقل لها باجتاه عمودي على إجتاه انتشار املوجة الحظ الشكل )2-26( ان ما ينتقل خالل الوسط هو منط من االضطراب بشكل قمم وقعور من غير أن تنتقل جسيمات الوسط .

تخلخلتخلخل تخلخل تضاغطتضاغط

قمةقمة قمة

قعرقعر

شكل ) 2 - 25 (

شكل ) 2 - 26 (

3�

ومن اجلدير بالذكر أن موجات الصوت هي موجات طولية ميكانيكية حتتاج الى وسط مادي النتقالها وقد يكون هذا الوسط صلبا أو سائال أو غازيا .

حتتاج ال مستعرضة موجات وهي املرئي كالضوء الكهرومغناطيسية املوجات أن حني في بالضرورة الى وسط مادي النتقالها فهي تنتقل في الفراغ كما تنتقل في بعض االوساط املادية

هناك ميزات تتميز بها املوجات كافة :

طول املوجة :

هي اقصر بعد بني نقطتني متتاليتني مهتزتني بكيفية واحدة الحظ الشكل )27-2(

) m ( وتقاس بوحدة الطول

Frequency : ) ( الرتدد عدد الذبذبات للجسم املهتز خالل وحدة الزمن .

يقاس التردد بوحدة ذبذبة \ ثانية تسمى ) هيرتز ( Hz الحظ الشكل )28-2(

= 1Hz ذبذبة واحدة في الثانية

= 2Hz ذبذبتان في الثانية

-1

s ـــ 1

2

s ـــ 1

2

التردد

1s

t

طول املوجة

-2

λ

شكل ) 2 - 27(

)28 - 2 ( a شكل

)28 - 2 ( b شكل

ƒ

ƒ

ƒ

40

هي الزمن الذي يستغرقه اجلسم املهتز لعمل ذبذبة كاملة وتقاس بالثانية .

اقصى إزاحة للجسم املهتز عن موضع إستقراره الحظ الشكل )29-2( .

موضع االستقرار

إهتزاز ذو إهتزاز ذو سعة صغيرة سعة كبيرة

-3

-4

سعة االهتزازسعة االهتزاز

Period : ) T ( الذبذبة مدة

Amplitude : صعة االهتزاز�

) s (

شكل ) 2 - 29(

1 T =

ƒ

اأ�صئلة الف�صل

س 1 / اختر العبارة الصحيحة لكل من العبارات االتية : 1 - املوجات املستعرضة امليكانيكية

a - تنتقل في الهواء والغازات c - تنتقل خالل االجسام الصلبة وفوق سطوح السوائل

2 - املوجات الطولية تنتقل : -

a - على سطح السائل c - في املواد الصلبة فقط

3 - اذا حترك جسم على مسار مقوس فان مقدار االزاحة A B التي قطعها تكون:a - اكبر من املسافة املقطوعة املسافة

b - مساوية للمسافة املقطوعةc - اصغر من املسافة املقطوعة االزاحة

d - ضعف املسافة املقطوعة

س 2/ ضع كلمة) ✓( امام العبارة الصحيحة وعالمة )✕( امام العبارة اخلاطئة مع

تصحيح اخلطأ إن وجد :

a - ميكن جلسم ان يتحرك بسرعة ثابتة وميتلك انطالق متغيرفي الوقت نفسه . b - ميكن جلسم ان ميتلك انطالقا ثابتا وميتلك سرعة متغيرة في الوقت نفسه .

b - تنتقل داخل السائلd - تنتقل في جميع االوساط املادية

b - في الهواء فقطd - في جميع املواد صلبة وسائلة وغازية .

B A

41

3cm

C D

س 3 / أمال الفراغات اآلتية: a - االنطالق كمية ........ بينما السرعة كمية ........

b - اذا كانت جسيمات الوسط تهتز باجتاه مواز الجتاه انتشار املوجة فان املوجة هي ...............

c - املوجة املنتشرة هي وسيلة لنقل ............. d - ان حركة دوالب الهواء حركة ........ منتظمة بينما الشخص الراكب في الدوالب

تكون حركته ......... منتظمة .

س 4/ حترك جسيم على محيط املستطيل )A B C D( جد مقدار كل من املسافة واالزاحة التي قطعها اجلسيم:

B ← C← D ←A اذا حترك من - a C ← D ← A اذا حترك من - b

C ← B اذا حترك من - c A← B←C ←D ←A اذا حترك من - d

س 5 /متى يدعى التعجيل الثابت :a . تسارعي

b . تباطؤي س 6 / حتركت سيارة مسافة كلية مقدارها 144km في 4 ساعات فما معدل

m/s ، km/h انطالق السيارة؟ بوحدات س 7 /مثل االزاحات التالية بيانيا

a . باجتاه 60 شرق الشمالb . باجتاه جنوب الغرب

8 /اذا كانت مدة الذبذبة للموجات التي قطعتها شوكة رنانة مهتزة في الهواء احسب تردد الشوكة الرنانة

A4cmB

30 m40 m30

0.01s

= 100 Hz ج

42

ƒ

3-1 ظروف حدوث ال�صوت وطبيعته كيف ينتقل ال�صوت 2-3

ا نعكا�س املوجات ال�صوتية 3-33-4 قيا�س �صرعة ال�صوت

ا�صوات ن�صمعها وا�صوات ال ن�صمعها 5-3مميزات ال�صوت 6-3

�صرعة ال�صوت يف املواد �-3الرنني يف ال�صوت �-3

اهتزاز االوتار �-3اهتزاز الهواء يف االنابيب 10-3

The Sound ال�صوت الف�صل الثالث

3مفردات الف�صل:

غرا�س ال�صلوكية االأ

بعد دراسة الفصل نتوقع أن يكون الطالب قادرا على أن:

يعرف كيفية حدوث الصوت. يتعرف على طبيعة الصوت .

يعرف طريقة لقياس سرعة الصوت.

مييز سرعة الصوت في املواد املختلفة. يعرف معنى انعكاس الصوت.

يذكر تطبيقات عملية عليها. يعدد خواص الصوت.

يعرف الرنني في الصوت.

التي يتوقف عليها. يتعرف على اهتزاز األوتار والعوامل

امل�صطلحات العلمية

Sound الصوت Sound reflection انعكاس الصوت Compression التضاغط

Rarefaction التخلخل Echo صدى Sound velocity سرعة الصوت Resononnce الرنني Sound waves املوجات الصوتية Ultrasonic waves املوجات فوق الصوتية

Air column االعمدة الهوائية Tuning fork الشوكة الرنانة

46

الف�صل الثالث

)3-1( ظروف حدوث ال�صوت وطبيعته:

خالل اليوم نستمع إلى أنواع مختلفة من األصوات فقد نصحو في الصباح على جرس ساعة اآلالت املدرسة، صوت املرور، صوت جرس حركة أو صوت العصافير زقزقة على أو التنبيه

املوسيقية، وصوت الرعد و صوت الطائرة وغيرها.

جميع االجسام املوجودة في صور الشكل )1-3( تصدر اصواتا .

هل تساءلت كيف ينشا الصوت؟

لإلجابة عن سؤالك جنري بعض النشاطات العملية :

The Sound ال�صوت

الشكل ) 3 - 1 (

4�

ن�صاط 1 : كيفية

توليد ال�صوت

اأدوات الن�صاط: قنينة فارغة ، ماء .

اخلطوات :

1. انفخ بالقرب من فوهة القنينة الفارغة . ماذا يحصل ؟ 2. ضع قليال من املاء في القنينة0وانفخ في القنينة . ماذا يحصل ؟

3. كرر اخلطوات اعاله مع اضافة املاء بصورة تدريجية . ماذا يحصل؟ فسر 4. ستسمع أصوات مختلفة في كل مرة ؟

فسر . ماذا حدث؟سماعك اصواتا مختلفة يعود الى اختالف طول العمود الهوائي

املهتز داخل القنينة. الحظ الشكل )2-3 ( .

الشكل ) 3 - 2 (

4�

ن�صاط 2 : اهتزاز الوتر

اأدوات الن�صاط : شريط من املطاط ،صندوق خشبي مجوف،

قطعة خشب مثلثة الشكل . اخلطوات:

- ثبت القطعة اخلشبية مثلثة الشكل على الصندوق اخلشبي وفي وسطه. - اربط شريط املطاط على الصندوق اخلشبي طوليا وعبر

احلافة املائلة لقطعة اخلشب. - اسحب الشريط املطاطي.

- كرر سحب الشريط املطاطي عدة مرات. ماذا يحدث؟ فسر .

عند سحب الشريط املطاطي وتركه سوف يصدر صوتا نتيجة الهتزاز ه .

ن�صاط 3:

اأدوات الن�صاط: شوكة رنانة ) عبارة عن ساق من الفوالذ ذي فرعني بشكل حرف U، مطرقة خاصة بالشوكة(.

اخلطوات:

- نطرق احد فرعي الشوكة الرنانة باملطرقة اخلاصة بها. - قرب الشوكة الرنانة من أذنك . ماذا تسمع.............؟

- امسك احد فرعي الشوكة الرنانة وقربها من أذنك . هل تسمع صوتا .....؟ - كرر اخلطوات ..ماذا تالحظ .....؟ فسر ....

الشكل ) 3 - 3 (

4�

الشكل )3 - 4 (

طول املوجة

التخلخل:

فيه تتباعد الذي املوضع هو

جزيئات الوسط عن بعضها.

الشكل ) 3 - 5 (

من الن�صاطات ال�صابقة يتبني لك اأن:-

جميع األصوات التي تسمعها تتولد من اهتزاز مصدر ما. مصدر الصوت جسم مهتز

و املوجات الصوتية هي موجات طولية تتكون من سلسلة من التضاغطات والتخلخالت الحظ الشكل )5-3(.

الت�صاغط :

هو املوضع الذي تتقارب فيه جزيئات الوسط من بعضها.

موجات الصوت

Compression

50

)3-2( كيف ينتقل ال�صوت:

: ن�صاط 4

اأدوات الن�صاط:

- شوكة رنانة مع املطرقة اخلاصة بها - قطعة كارتون بشكل اسطوانة ومفتوحة الطرفني

- شمعة اخلطوات :

- رتب األدوات كما في الشكل )6-3(

- اطرق احد فرعي الشوكة الرنانة - قرب الشوكة الرنانة املهتزة من احد طرفي االسطوانة

- ماذا تالحظ؟ - كرر اخلطوات أعاله لعدة مرات

ماذا يحدث....... ؟ فسر ستالحظ حركة لهب الشمعة بعيدا عن طرف االسطوانة االخر . فسر ذلك

عند اهتزاز احد فرعي الشوكة الرنانة تهتز طبقة الهواء املجاورة لفرع الشوكة الرنانة املهتزة محدثة اضطرابا فيه والذي ينتقل إلى املناطق املجاورة له بشكل تضاغط وتخلخل داخل االسطوانة ونالحظ حركة لهب الشمعة بعيدا عن مركز االهتزاز وهذا ما يحدث عندما نتكلم مع بعضنا فنسمع األصوات، الحظ الشكل)6-3(.

.

الشكل ) 3 - 6 (

اسطوانة من الكارتون شوكة رنانة مهتزة

شمعة

51

و�صاط ؟ كيف ينتقل ال�صوت يف االأ

ن�صاط 5 :

اأدوات الن�صاط: ناقوس زجاجي، مذياع )راديو ( مفرغة هواء. اخلطوات:

- نثبت املذياع داخل الناقوس الزجاجي. - نتاكد من سماع صوت املذياع

- نضع الناقوس الزجاجي فوق املذياع . هل تسمع صوتا . فسر ؟ - نبدأ بتفريغ الهواء داخل الناقوس الزجاجي تدريجيا بوساطة مفرغة الهواء .

ماذا يحدث ؟ فسر نسمع صوت املذياع وعند تفريغ الناقوس تدريجيا من الهواء يأخذ الصوت

باخلفوت إلى أن يختفي .

نسمع صوت املذياع قبل التفريغ . عند تفريغ الناقوس الزجاجي من

الهواء يخفت صوت املذياع تدريجيا الى ان يختفي .

الى مفرغة الهواء

52

ال�صوت

موجات ميكانيكية طولية حتتاج إلى وسط مادي النتقالها، فباهتزاز الهواء

املالمس لسماعة املذياع تنتقل هذه االهتزازات إلى الهواء اخلارجي احمليط

بالناقوس فنسمع الصوت.

فكر!! :

ينتقل الصوت خالل هواء االنبوب املطاطي الى سماعةاألذن للطبيب

53

)3-3( ا نعكا�س املوجات ال�صوتية:

لعلك الحظت ارتداد املوجات املائية عند الشاطىء وسمعت ترديد صوتك عندما تصيح في غرفة واسعة وفارغة . ان الصوت الصادر من جسم مهتز اذا سقط على حاجز او جدار عال او

على جبل سينعكس عنه الحظ الشكل) 7-3(.

) انعكاس الصوت عن جبل (

قانونا االنعكا�س :

الشكل ) 3 - 7 (

) L (املسار الذي تسلكه املوجة الصوتية ذهابا

) L (املسار الذي تسلكه املوجة الصوتية ايابا

الشعاع الصوتي الساقط والشعاع الصوتي السقوط نقطة املقام من والعمود املنعكس على السطح العاكس تقع جميعا في مستوى

واحد عموديا على السطح العاكس

زاوية السقوط = زاوية االنعكاس

القانون الثاين لالنعكا�س القانون االول لالنعكا�س

54

نقطة من املقام والعمود الساقط الشعاع بني احملصورة الزاوية هي : ال�صقوط زاوية

السقوط على السطح العاكس .نقطة من املقام والعمود املنعكس الشعاع بني احملصورة الزاوية هي : زاوية االنعكا�س

السقوط على السطح .

تطبيقات عملية على انعكا�س ال�صوت:

:Ehco • ال�صدى

- إذا صحت في اجتاه جدار كبير من مسافة التقل عن 17m على األقل، فإنك ستسمع صدى صوتك. ينتج الصدى عندما تنعكس موجات الصوت من اجلدار إلى أذنيك. وعموما، ينعكس جزء من

وت، عندما تصطدم موجاته في وسط ما بحاجز كبير . الص – فالصدى هو ظاهرة تكرار سماع الصوت الناشئ عن االنعكاس

�صروط �صماع �صدى ال�صوت:

حلصول الصدى يلزم توافر شرطني اساسيني:- ان تكون اقل مدة زمنية بني سماع الصوت وصداه .

- وجود سطح عاكس تنعكس عنه املوجات الصوتية 0.1s اإلحساس بالصوت في األذن البشرية يستمر 0.1 ولذلك عند وصول الصدى لألذن قبل مضيفإنه ميتزج بالصوت األصلي ولذلك ال ميكن متيزه ولكن إذا وصل بعد مضي0.1s فإن الصدى يسمع ولذلك فإن اقل مسافة يحدث عندها صدى مسموع عن سطح عاكس هي مسافة 17m. حيث ان :

سرعةالصوت = 340 املسافة = االنطالق × الزمن

d = × t = 340 × 0.1

= 34 m ذهابا وايابا 34 / 2 = 17 m اقل مسافة حلدوث الصدى

10

1 s

m / s

s

υ

55

m / s s

الشكل ) 3 - 8 (

1 2 1

21

2

مثال : يقف رجل امام جبل فيرسل صوتا فيسمع صداه

بعد زمن قدره 2 احسب بعد اجلبل عن الرجل ) اعتبر مقدار سرعة الصوت 340 (

احلل : البعد = مقدار سرعة الصوت × الزمن املقاس

d = × t

= 340 × × 2 = 340 m بعد الرجل عن اجلبل

سقف على توضع الزجاجي والنسيج واجلبس الفلني مثل للصوت ماصة الواحا تستعمل الشكل الحظ الصدى لتقليل الكبيرة واملسارح التسجيل و االذاعة استديوهات وجدران

.)8-3(

υ

الشكل ) 3 - 9 (

ال�صرعة = االزاحة \ الزمن

فكثيرا ما يستعمل اجليوفيزيائيون املعادن عن التنقيب في الصوت يجرون أنهم ذلك ومن والنفط. تفجيرا صغيرا على سطح األرض، فترتد بقليل، سطحها حتت أو موجات الصوت الناجتة من طبقات الصخور حتت األرض. وتدل طبيعة التي الزمنية والفترة الصدى السطح لبلوغ املوجات تستغرقها على نوع وسمك الطبقة الصخرية

املوجودة الحظ الشكل ) 9-3(

قيا�س �صرعة ال�صوت : )4-3(

الذي يستغرقه الزمن ابسطها حساب الصوت ومن قياس سرعة بها ثمة طرائق عدة ميكن الصوت في قطع مسافة معينة ، ثم تطبيق العالقة :

= x / t

56

υ

5�

ولقد لوحظ بعد تكرار اجراء قياس سرعة الصوت ، ان مقدار سرعة الصوت في الهواء تزداد مع ارتفاع درجة احلرارة عن مبعدل ) 0.6m/s ( لكل درجة سليزية واحدة نتيجة لزيادة

حركة جزيئات الهواء وعليه تكون :

T حيث = مقدارسرعة الصوت عند درجة احلرارةوان 331m/s هي سرعة الصوت بدرجة الصفر سيليزي

مثال: كم يبلغ مقدار سرعة الصوت عند 20 ؟

احلل :

V = 331+ 0.6×T = 331+ 0.6×20 = 331 + 12 = 343 m/ s

)3-5( ا�صوات ن�صمعها وا�صوات ال ن�صمعها:

تصنف املوجات الصوتية على وفق تردداتها كما يلي:

1. املوجات ال�صوتية امل�صموعة :هي تلك املوجات التي تقع تردداتها بني 20Hz و20000Hz وهو الصوت املسموع

بوساطة االذن البشرية السليمة.

C

0 C

= 331 + 0.6 × T

Ｖ

υ

υ

5�

2.املوجات ال�صوتية فوق �صمعية :هي املوجات التي تزيد تردداتها على 20kHz والتي تقع خارج نطاق حاسة االذن البشرية. التي متس املهمة للتطبيقات املوجات مازال موضع بحث واهتمام مكثف نظرا النوع من وهذا مجاالت عديدة في الصناعة والطب وغيرهما. وقد أصبح باالمكان إنتاج موجات فوق سمعية تزيد تردداتها على 106Hz والتختلف هذه املوجات من حيث اخلواص عن املوجات الصوتية انه نظرا لقصر طول موجاتها فبإمكانها ان تنتقل على هيئة أشعة وتنتقل بالسرعة نفسها اال

ضيقة عالية الطاقة.3.املوجات ال�صوتية حتت ال�صمعية :

هي املوجات الصوتية التي يقل ترددها عن 20 والتستطيع االذن البشرية االحساس بها واهم مصدر لها هو احلركة االهتزازية واالنزالقية لطبقات القشرة االرضية وما ينتج عنها من

زالزل وبراكني وعليه انها مهمة جدا في رصد الزالزل وتتبع نشاط البراكني .

السمعية فوق املوجات تتميز األنسجة عبر النفاذ على بقدرتها اصطدامها عند واالرتداد الرخوة بها وقد استثمرت في مجال االشعة لك كذ و ) ر نا لسو ا ( لتشخيصية االساعات لتنظيف تستخدم واألجهزة الدقيقة األخرى، والختبار في أخرى ومواد واللدائن املعادن املصانع وفي التعقيم الحظ الشكل

)10-3(

ترددها )Hz(االصوات

100-851صوت اإلنسان

30-1500نبرات البيانو

700-15000صلصلة املفاتيح

الشكل ) 3 - 10 (

Hz

جدول )3-1( يوضح بعض االصوات وتردداتها

5�

القناة في احلصوات عن والكشف الكبد وأمراض الدماغ أورام ولتشخيص الصفراوية والكلى وأمراض أخرى. كما أن املوجات فوق الصوتية تهيئ وسيلة

مأمونة نسبيا للوقوف على منو اجلنني في بطن أ مه .الحظ الشكل )11-3(

هل تعلم :

ان اخلفاش يرسل املوجات فوق السمعية الصطياد احلشرات وحتديد مكانها الحظ الشكل )12-3(

الشكل ) 3 - 12 (

الشكل ) 3 - 11 (

الشكل ) 3 - 12 (

60

وكذلك ان املوجات فوق السمعية تستثمر لقياس

البعد وعمق البحار الحظ الشكل )13-3(.

)3-6(مميزات ال�صوت:

تسمعها التي االصوات ان تختلف اليومية حياتك في فمنها بعض عن بعضها الرعد كصوت شديد ماهو ومنها كالهمس منخفض أو غليظ كصوت الرجل ومنها ما تطرب له النفس كاالصوات الصادرة عن االالت املوسيقية في األختالف هو وهذا وهي االساسية مميزاتها الشدة والتردد ونوع الصوت تلخيصها وميكن ودرجته : االتي اجلدول في كما

الشكل ) 3 - 13 (

61

علو ال�صوت

يرتبط علو الصوت بشدته وترددهدرجة ال�صوت

متكن األذن من متييز الصوت الغليظ والصوت الرفيع )صوت

الطفل(

نوع ال�صوت

من الصوت متييز من األذن متكن حيث مصدره مثل صوت قاطرة

أو ألة موسيقية

يتوقف علىيتوقف علىيتوقف على

طاقة م�صدر ال�صوت

تردد املوجة نوع امل�صدر املهتزامل�صموعة

البعد بني امل�صدر وال�صامع

كثافة الو�صط

امل�صاحة ال�صطحية

لل�صطح املهتز

طريقة االهتزاز

مميزات ال�صوت

62

وتقاس مستوى شدة الصوت بوحدة تسمى الديسي بيلdB ، الحظ الشكل )3-13( و من خالله تتعرف عزيزي الطالب على مستوى الشدة لالصوات املختلفة التي تسمعها .

م�صتويات ال�صوت

�صديد مزعج جدا

ال�صوت

االعتيادي

�صو�صاء

�صوت

هاديء

الشكل ) 3 - 13 (

70dB

هم�س

120dB

30dB

10dB

50dB

90dB

62

)3-�(�صرعة ال�صوت يف املواد:

من مالحظتك اجلدول االتي يتبني ان مقدار سرعة الصوت تختلف باختالف مادة الوسط .

من اجلدول نالحظ ان مقدار سرعة الصوت في املواد الصلبة اكبر من سرعة الصوت في املواد السائلة واملواد الغازية . تعتمد سرعة الصوت على الوسط الذي ينتقل خالله وخصائص الوسط التي حتدد سرعة الصوت، وعند درجة حرارة C°15 ينتقل الصوت بسرعة 340 ألن

سرعة الصوت تزداد بأرتفاع درجة احلرارة.

مقدار سرعة الصوت )m/s(املادة

5000االملنيوم

30 350الهواء في درجة

30 1453املاء في درجة

m/s

˚C

˚C

63

64

هل تعلم :

تسير ان البحرية احليوانات وتستطيع بينها فيما اصواتا املائية احليوانات تصدر وملسافات طويلة وفي اثناء الليل مستثمرة كبر سرعة الصوت في املاء.

الشكل ) 3 - 14 (

65

شوكة رنانة مهتزة

الشكل ) 3 - 15 (

)3-�(الرنني يف ال�صوت:

ن�صاط: ما معنى ا لرنني

اأدوات الن�صاط : شوكتان رنانتان متساويتان بالتردد ، صندوقان اجوفان من اخلشب .

اخلطوات :

- نضع الصندوقني اخلشبيني املجوفني بوضعني متقابلني على منضدة. - نضع الشوكتني الرنانتني على سطح كل صندوق.الحظ الشكل )15-3(

- نطرق احدى الشوكتني - ماذا يحصل ؟

- نالحظ تأثر الشوكة االخرى واهتزازها - نوقف الشوكة االولى عن االهتزاز .

- ماذا تالحظ ؟ - تبقى الشوكة الثانية تهتز ملاذا ؟ ....... فسر

الشوكة الثانية تاثرت باهتزاز الشوكة االولى وانتقلت طاقة االهتزاز الى الشوكة الثانية فاهتزت وهذا مايسمى با لرنني ويحدث عندما يكون تردد اجلسمني متساويني.

)1(

)2(

66

)3-�(اهتزاز االوتار:

وهذا ما يحدث في اآلالت املوسيقية الوترية مثل العود والكمان والبيانو عندما يجعل العازف واحدا أو أكثر من أوتاره يهتز فيهتز الهواء داخل جسم االلة فتتوافق اهتزازات االوتار مع اهتزازات الهواء محدثا رنينا ونغمات عذبة . ويتم العزف على أوتار الكمان بالقوس عادة، بينما تنقر أوتار العود باألصابع. وحتدث أصوات البيانو، عندما تضرب مفاتيح البيانو، فتتحرك مطارق مبطنة

داخله وتتصل باألوتار فتهزها الحظ الشكل )16-3(.

)3-10(اهتزاز الهواء يف االنابيب :

تولد اآلالت الهوائية، مثل االكورديون و أنواع املزامير املختلفة، األصوات نتيجة اهتزاز أعمدة الهواء داخلها. وفي املزمار العادي عندما ينفخ العازف فيه، يهتزعمود الهواء داخل املزمار . وفي بعض أنواع املزامير، يهتز الهواء عندما ينفخ العازف في فتحة صغيرة في مقدمة املزمار، أو عندما

تهتز شفاه العازف فتجعل عمود الهواء يهتز تبعا لها الحظ الشكل )17-3(.

الشكل ) 3 - 16 (

الشكل ) 3 - 17 (

ا�صئلة الف�صل

1 - اختر العبارة الصحيحة لكل من العبارات االتية :1 - اخلاصية التي متيز بها االذن صوت الطفل عن صوت الرجل هي

b - درجة الصوت a - نوع الصوت d - سرعة الصوت c - شدة الصوت

2 - يقاس مستوى شدة الصوت بوحدات: dB الديسي بيل - b watt - a

m/s2 watt/m2

3 - ان سرعة انتشار الصوت في االوساط املختلفة ال تتأثر بـ : a - درجة احلرارة.

b - كثافة اجلسم .c -مرونة اجلسم .d - كتلة اجلسم .

4 - اي املوجات التالية ال يستطيع االنسان سماعها

a - املوجات الفوق السمعيةb - صوت بوق تردده 600

c - صوت ضفدع تردده 5000

5 - عندما يعبر جزء من موجة صوتية من الهواء الى املاء فخاصية املوجة التي تبقى نفسهاb - التردد a - السرعة d - السعة c - الطول املوجي

- c - d

HzHz

6�

2 - امال الفراغات مبا يناسبها :1 - الصوت ال ينتقل في ــــــــــــــــــــــــــ

2 - املوجات التي ال حتتاج الى وسط مادي النتشارها وانتقالها هي املوجات ـــــــــــــــــــــــ3 - املوجات الصوتية ــــــــــــــــــــــــــ وحتتاج الى وسط مادي النتقالها .

4 - مصدر الصوت ـــــــــــــــــــــ 5 - سرعة الصوت في الهواء عند درجة الصفر السيليزي ـــــــــــــــــــــ

6 -الفترة الزمنية بني سماع الصوت وصداه التقل عن ثانية .

3 - ماهي شروط حدوث الصدى ؟

4 - ماهي العوامل التي يتوقف عليها علو الصوت ؟

5 - تقف امرأة على مسافة 1km من غيمة رعدية، فتسمع صوت الرعد بعد 3 من رؤية وميض البرق. احسب انطالق الصوت في الهواء ؟

ج / ) 333.3 (

6 - يقف رجالن على بعد 200m من بعضهما. اطلق احدهما عيارا ناريا فسجل الثاني الزمن بعد رؤية الوميض وسماع الصوت فكان 0.6 احسب:

1 - مقدار سرعة الصوت في الهواء 2 - درجة احلرارة

) 3.8°C , 333.3 ( / ج

7 -حدث انفجار عند احدى نهايتي انبوب من الفوالذ طوله 1.6 فسمع الصوت املنتقل عبر معدن االنبوب عند النهاية األخرى لالنبوب بعد مضي زمن 0.32 من حدوث االنفجار

فاحسب مقدار سرعة الصوت في الفوالذ؟ ج / ) 5000(

km

s

s

s

m/s

m/s

m/s

6�

ال�صغل والطاقة

Work and Energy

الف�صل الرابع

4مفردات الف�صل:

] 4 - 1 [ ال�صغل . ] 4 - 2 [ الطاقة .

]4- 3 [ الطاقة الكامنة . ] 4 - 4[ الطاقة احلركية .

]4 - 5 [ تغريات الطاقة . ] 4 - 6 [ القدرة .

الت الب�صيطة . ]4 - 7 [ االآلة. ] 4 - 8 [ كفاءةاالآ

االغرا�س ال�صلوكية

بعد دراسة الفصل نتوقع ان يكون الطالب قادرا على ان :

مييز بني الشغل وعدم اجناز شغل خالل حركة االجسام يبني متى تكون القوة املؤثرة على اجلسم اقل ماميكن الجناز شغل

يحسب مقدار الشغل جلسم ما يعرف الطاقة

يعطي امثلة من بيئته اليومية على انواع الطاقة مييز بني الطاقة الكامنة والطاقة احلركية

يحسب مقدار الطاقة احلركية يذكر قانون حفظ الطاقة

يحدد العالقة بني القدرة والشغل والزمن يقارن بني انواع اآلالت البسيطة

يعطي امثلة من البيئة اليومية لالنواع الثالثة للعتالت يعرف السطح املائل والبكرة والبرمية والعجلة

يذكر كيفية معاجلة اآلثار الناجمة عن االحتكاك لآلالت واملكائن

امل�صطلحات العلمية

Work الشغل Energy الطاقة Power القدرة Force القوة Gravity اجلاذبية األرضية Potential energy الطاقة الكامنة Kinetic energy الطاقة احلركية Efficiency الكفاية

Lever العتلة Inclined plane السطح املائل

Pulley البكرة Wheel العجلة

�2

هل القوة تنجز شغال

احلالةاجتاه القوةاجتاه االزاحة

نعم

نعم

كال

كال

التوجدكال

Work and Energy) Work ( ال�صغــــل 1 - 4

شكل ) 1-4 ( مفهوم الشغل

ال�صغــــل والطاقـــة

ما الذي تعنيه كلمة شغل بالنسبة لك ؟ قد تعني لك الشغل في

املكتب، الشغل في املزرعة في البيت بعد العودة من املدرسة ، ولكن في الفيزياء الشغل يعني

عندما تؤثر قوة في جسم تزيحه باجتاهها ازاحة معينة.

هل فكرت بطرائق اجنازك الشغل هذا اليـــــــوم ... · رفعـــت كتبـك .

· ادرت مقبض بـاب غرفـتـك .صعــدت ســـلم مدرستــــك . ·

هل فكرت بطرائق اخرى تنجز فيها الشغل يوميا ؟

هل كانـــت القـــــوة املستعملة دفــع ام سحب؟

اجلسم في املؤثرة القوة توافرت عدمـه،فاذا من الشغل حدوث بني التمييز أالن تستطيع وصاحبتهاحركة اجلسم باالجتاه نفسه يقال ان الشغـل اجنز ،إذا أثرت قوة في جسم وكانت حركة

اجلسم باجتاه متعامد مع اجتاه القوة فال يوجد شغل منجز .

· إذا أثرت بقوة في جسم وبقي اجلسم ساكن فـال يــوجد شغـــل منجز علــى اجلســـم.

�3

ن�صــــاط )1 (

ادوات الن�صــــاط : مجموعة من كتبك املدرسية ، منضدة افقية .

اخلطوات :-

ضع كتبك واحدا فوق اآلخر على سطح املنضدة . - حدد احد اصابع يدك اليمنـى لتضغط علـــى نقطة في الكتاب املالمس للمنضدة -

.)4-2a( وحرك الكتب الشكل)وبصـــورة افقيـــــة )موازية لسطح املنضدة .)4-2b(كرر اخلطوة الثانية بحيث يصنع اصبعك زاوية مع سطح املنضدة الشكل -

قارن بني احلالتني .. في أي احلالتني حتتاج قــوة اكبــــر لتحريك الكتب ، - ومـاذا تستنتــج ؟ اال�صتنتــــــــاج :

ان الـقــــوة الالزمة الجناز الشغل تكــون اقل مما لو تـؤثر القـوة بصورة مـوازية الجتــاه احلـركة ولإلزاحة نفسها.

شكل ) 4-2 (

ح�صاب ال�صغل :

يتم اجناز الشغل عندما تكون القـــــوة املؤثرة في اجلسم جتعله يتحرك باجتاهها ويزداد الشغل بزيادة القوة املؤثرة او بزيادة االزاحة التي يتحركها اجلسم .

)a( )b(

�4

ومعادلة ح�صاب ال�صغل هـــــــــــــــي :

ان وحدة قياس الشغل هــي جــول ) Joule ( والشغل يكون جول واحد عندما تكون القوة املؤثرة نيوتـن ) Newton ( واحد ومقدار اإلزاحة باجتاه القوة متـر ) meter ( واحد.

مثــال :- اذا رفعت علبة زيت وزنها ) 50N ( الى ارتفاع ) 2m ( ما الشغل

الذي اجنزته على العلبة ؟) تلميح ( وزن العلبة يساوي القوة املبذولة لرفعها . احلـــــــــــل :-

W= F. x W= 50 N×2m = 100N.m W= 100 J

ال�صغل = القوة × االزاحة

Work = Force × displacement

W = F . x

Joule = Newton × Meter

�5

ما الذي يخطر في بالك عند سماعك كلمة طاقة ؟ هل تستطيع التعرف على مفهوم الطاقة؟

·فإذا قيل لك ان الطاقة حتيط بك ·انك تسمع الصوت وترى االشياء وتشعر بالريح وجميعها طاقة .

·جميع االحياء حتتاج الطاقة للنمو واحلركة .·حتتاج الطاقة عندما تركل الكرة بقدمك او تكبس نابض حلزوني او لرفع حقيبة كتبك .

ميكن القول أن اجلسم الذي ميتلك طاقة ميكنه التسبب في احداث تغيير ·الطاقة هي القابلية على اجناز شغل .

• الحظ من حولك ، الريح حترك ورق االشجار ، اشعة الشمس تسبب

رفع درجة حرارة باب الدار ، سماعك صوت خطواتك وانت تسير على

ارضية الصف .الشكل ) 4a-3 ( يبني ان الريح متتلك طاقة ميكنها ان تدور مراوح

توليد الطاقة الكهربائية .والشكل ) 4b-3 ( يبني ان الطاقة الكيميائية املخزونة في اجلسم ميكن حتويلها الى طاقة حركية تسبب تغير

وضع الكرة .

· في احلقيقة جميع االشياء من حولك متتلك طاقة ولكنك ال تشعر بها االبعد انتقالها من جسم الى آخر . فأنك تسمع صوت خطواتك على الطريق بسبب حتول جزء من طاقة االقدام وهي

تضرب االرض الى طاقة صوتية تصل الى اذنيك .

Energy الطاقة

) 3-4a ( شكل

) 3-4b ( شكل

2- 4

�6

للطاقة �صــــور خمتلفة والرئي�صة منــــها :

- امليكــــانيكــــيــــة - احلــــراريــــــــــــــة

- الكيميائيــــــــــــــة - الكهرومغناطيسيـة - النــــــــوويــــــــــــة

شكـــل )4-4(الشمسية كالطاقة ، للطاقة البديلة باملصادر ندعوها للطاقة استثمرت مصادر جديدة وقد

وطاقة الرياح وطاقة الوقود احليوي لتوليد الكهرباء الحظ الشكل )5-4(

شكـــل ) 5-4 (

��

القدح يسقط سوف منضدة سطح حافة على موضوع بقدح بالصدفة يدك اصطدمت لو واحلركة متحركا واصبح كان ساكنا القدح ان وتالحظ ، االرض قوة جذب بسبب الىاالرض

تعني طاقة و ان القدح كان ميتلك طاقة مخزونة بسبب ارتفاعه عن سطح االرض .فالطاقة املخزونة في اجلسم هي ناجتة عن تغير موضع اجلسم بالنسبة الى سطح االرض.

وتزداد الطاقة املخزونة في اجلسم كلما زاد ارتفاعه عن مستوى سطح االرض وكذلك كلما ازدادت كتلة ذلك اجلسم الحظ الشكل )4 - 6 (.

شكــــل )6-4( الدرج في املوضوعة العلبة في املخزونة الكامنة الطاقة ان الشكل )4-7( جتد لو الحظنا العلوي اكبر من الطاقة املخزونة في العلبة عند الدرج االول والدرج الثاني بسبب اختالف ارتفاعه

عن سطح االرض .- وحتسب الطاقــــة الكامنـــــــة من :

الطاقة الكامنة = وزن اجل�صم × االرتفاع

شكل ) 4 - 7 ( )Joule( ان وحدة قيــــاس الطاقة الكامــنة هــــــــــي جــــــول

Potential Energy = weight × height

P . E = w × h

Potential Energy 4-3( الطاقة الكامنة(

��

مع االلعاب مدينة الى ذهابك عند التزلج حيث ان اصدقائك تشاهد لعبة السكة حتولت اعلى في الكامنة الطاقة عند حركية طاقة الى نزولها اثناء في في مسمار لطرق مطرقة استعمالك والناجتة املطرقة طاقة فأن خشب لوح في وضع تغيرا تسبب ، عن حركتها املسمار وهذا يعني امتالك املطرقة لطاقة

تسمى الطاقة احلركية .

لو حاولت زيادة سرعة املطرقة فأنك تالحظ ان التغيير في وضع املسمار، سيكون اسرع. التغير في وضع املسمار لكان الصغيرة باخرى اكبر منها كتلة املطرقة لو استبدلت وكذلك

يزداد بسرعة أيضا ، لذلك نستطيع القول ان :

- الطاقة احلركية تزداد بزيادة �صرعة اجل�صـم

- الطاقة احلركية تزداد بزيادة كتلة اجل�صــــم

الشكل) 4-8 ( ميثل كرتان متساويتان بالسرعة ومختلفتان بالكتلة ، الكرة ذات الكتلة الكبيرة متتلك طاقة حركية اكبر .

4b-8 ( ميثل كرتان متماثلتان بالكتلة ومختلفتان بالسرعة ، الكرة املتحركة الشكل ) بسرعة اكبر متتلك طاقة حركية اكبر. الشكـــــل )8-4 (

Kinetic Energy الطاقة احلركية ) 4 - 4 (

شكل ) 8-4 () 8-4a ( ) 8-4b ( شكل

a

اجتاه احلركة

��

حت�صب الطاقة احلركيــة للج�صم من املعادلــة

)Joule( ووحدة قيا�س الطاقــة احلركيـــة هـــــــي جــــــــول

الطاقة من حولنا تتغير من حالة الى اخرى فقد تتحول من كيميائية الى حرارية مثل

حرق غصن شجرة او من ارتطام كرة باجلدار حيث يتحول جزء من طاقة الكرة الى طاقة

صوتية ميكن سماع صوت االرتطام .وعند قذف كرة الى اعلى بسرعة فأن الكرة

متتلك طاقة حركية والتي تتحول الى طاقة كامنة في اعلى نقطة تصلها الكرة وعند

عودتها الى نقطة قذفها سوف تتحول طاقتها الكامنة الى طاقة حركية مرة اخرى .

- هذا التحول يف الطاقة من نوع اىل

اخر ال ي�صاحبه فقدان يف الطاقة.

- الطاقة التفنى وال ت�صتحدث وامنا

ما وهذا اخر، اىل �صكل من تتحول

ي�صمى بقانون حفظ الطاقة .

الطاقة احلركية = كتلة اجل�صم × مربع �صرعة اجل�صم

Kinetic Energy = mass × ) velocity (2

K . E = m × 2

Changing Energy تغريات الطاقة ) 5 - 4 (

12

12

12

υ

�0

اذا صعدت سلم الدار فأن جزء من الطاقة الكيميائية املخزونة في جسمك حتولت الى طاقة حركية ساعدتك لبلوغ اعلى السلم ،

وهناك شغل مت اجنازه .

· القوة تساوي وزنك في هذه احلالة .· االزاحة هي االرتفاع الشاقولي الذي قطعته لبلوغ اعلى السلم .

· واالن قم بقياس الزمن الالزم لبلوغ اعلى السلم من اسفله في احلالتني

- ببطء - بسرعة

لو قسمت الشغل على الزمن في احلالتني سيكون هناك فرق بالناجت وكلما ازداد الناجت نقول ان قدرتك اكبر الحظ الشكل )4-9(. وبالتالي ستكون القدرة هي الشغل املنجز في وحدة الزمن

ووحدة قياسها واط ) watt ( عندما يكون الشغل املنجز جول واحد خالل ثانية واحدة .

Power القدرة ) 6 - 4 (

ال�صغل = القوة × االزاحة

ال�صغل القدرة =

الزمن

Power = WorkTime

شكل ) 9-4 (

االرتفاع الشاقولي

watt = Js

�1

مثـــال : اذا كان وزنك ) 450N ( واالرتفاع الشاقولي لسلم مدرستك

) 3m ( واستغرقت )5s ( لبلوغ اعاله احسب : 1 - الشغل املنجز

2 - القدرة احلـــــــــــــل :-

1- W = F.x W = 450N × 3m = 1350 N. m = 1350J 2 - P = W/t = 1350 J/5s = 270 J/s = 270 watt

نستعمل في حياتنا اليومية كثير من االالت التي تساعدنا على تسهيل اجناز اعمالنا .وتعمل البسيطة االدوات ومن . االعمال هذه الجناز االنسان قبل من املبذول اجلهد تقليل على االلة التي نستعملها الجناز اعمالنا اليومية هي العتلة واملسمار احملوري واملقص واملطرقة والسطح املائل

والبكرة والعجلة . الحظ الشكل ) 10-4 (.

الشكل )4-10 ( : مجموعة من االالت البسيطة.

Simple Machines ت الب�صيطة الآ ( االآ � - 4 (

�2

-العتالت

العتلة

هي جسم صلب قابل

للدوران حول محور ثابت ، وتصنف العتالت الى انواع ثالث حسب مواقع القوة ، املقاومة ونقطة االسناد .

• النوع االول :

و هو النوع الذي يكون فيها املرتكز واقعا بني نقطة تاثير القوة ونقطة

تاثير املقاومة) الثقل(، الحظ الشكل )11-4( .

شكل ) 11-4 (

القوة املقاومة

املرتكز

�3

املقاومة

القوة

املرتكز

املقاومة

القوةاملرتكز

شكل ) 12-4 (

املقاومة

القوةاملرتكز

شكل ) 13-4 (

.النوع الثاين :

وهو النوع الذي يكون فيه

نقطة تاثير املقاومة بني املرتكز ونقطة تاثير القوة الحظ الشكل

.)12-4(

. النوع الثالث :

وهي العتلة التي تكون فيها نقطة تاثير القوة واقعة بني املرتكز ونقطة تاثير املقاومة الحظ الشكل

. )13-4(

ترتبط القوة واملقاومة بعالقة عندما تكون العتلة متزنة افقيا ت�صمى بقانون

العتالت .

القوة ×بعد القوة عن املرتكز = املقاومة × بعد املقاومة عن املرتكز

F1 × d1 = F2× d2

�4

Mechanical Advantage الربح امليكانيكي

من ميكانيكي وهو عدد مجرد ربح على للحصول هو العتالت استعمال فوائد من ان الوحدات ) قد تكون قيمته واحد أو أقل أوأكثر(.

املقاومة الربح امليكانيكي =

القوة

مثال:

عتلة طولها )0.9m( ومرتكزها يبعد )0.1m( عن أحد طرفيها علق ثقل مقداره)40N( عند طرفها القريب للمرتكز ما مقدار القوة

املؤثرة على الطرف االخر لكي تتزن العتلة افقيا ؟ وما الربح امليكانيكي ؟

F1× d1 = F2× d2 F1 × 0.8 = 40 × 0.1 F1 = 40/8 =5N M.A = F2 / F1 = 40 / 5 = 8

Mechanical Advantage)M.A( = Load

Force

القوة ؟

40 N

0.8m0.1m

�5

مثال : عتلة مترية مرتكزها في احد طرفيها علق ثقل مقداره

60N على بعد 0.2m عن مرتكزها ، ما مقدار القوة التي تؤثر في طرفها االخر لكي تتزن العتلة افقيا ؟ وكم هو ربحها امليكانيكي ؟

F1 × d1 = F2 × d2

F1 × 1 = 60 × 0.2 F1 = 12/1 =12 N M.A = F2 / F1 = 60 / 12 = 5

مثال :

عتلة طولها ) 0.6m ( ومرتكزها في احد طرفيها علق ثقل مقداره )20N( في الطرف االخر ، ما مقدار القوة املؤثرة

في منتصف العتلة لكي تتزن العتلة افقيا؟ وما مقدار الربح امليكانيكي للعتلة ؟

F1 × d1 = F2 × d2

F1 × 0.3 = 20 × 0.6 F1 = 12/0.3 =40 N M.A = F2 / F1 = 20 / 40 = 0.5

60 N

0.8m 0.2m

0.3m

20 N

F1

0.3m

�6

ال�صطح املائل: - هو منحدر منبسط فائدته تقليل القوة الالزمة حلركة جسم من ارتفاع معني الى

ارتفاع آخر وكلما ازداد طول السطح املائل قلت القوة الالزمة حلركة اجلسم

الحظ الشكل )14-4(.

Inclined plane -:ال�صطح املائل-

هل تعلم

استعمل السطح املائل من قبل قدماء املصريني في بناء االهرامات حيث متكنوا

من نقل االحجار التي تزيد كتلة احلجر الواحد منها على )1000( الى

ارتفاعات عالية .

شكل ) 14-4 (

kg

��

البكــــــرة :

عجلة جاسئة ذات اخدود يلف عليها حبل ،) سلك او سلسلة ( و لها القابلية

على الدوران حول محور مركزي عمودي على وجهيها . وتستعمل

لرفع او خفض االثقال الحظ الشكل )4-15( وتكون علىنوعني:

البكـــرة الثابتة :

هي البكرة التي يبقى محورها ثابت املوضع في اثناء االستعمال ، وتستعمل

لرفع االثقال الى االعلى مثل البكرة املستعملة في اعلى سارية العلم والفائدة منها تغيير اجتاه القوة حيث

القوة تساوي وزن الثقل .

البكرة املتحركة :- هي البكرة التي يتغير موضع محورها مع

حركة الثقل في اثناء االستعمال حيث يربط الثقل املراد رفعه الى محور البكرة والفائدة منها تقليل القوة املستعملة الى النصف من وزن الثقل .

يوجد نظام يحوي بكرات ثابتة واخرى متحركة والفائدة منه تقليل القوة الالزمة لرفع اثقال كبيرة وتغيير اجتاه القوة.

Pulley البكــــــرة-

بكرة ثابتة ومتحركة

بكرة ثابتة

بكرة متحركة

موضع مقبض اليد

موضع مقبض اليد

شكل ) 15-4 (

��

الربمية : ماهي إال سطح مائل لف حول محور

اسطواني ويطلق على البعد بني كل سنني متتاليني فيها بدرجة البرمية

الحظ الشكل )16-4(.

اشكال مختلفة كل منها عبارة عن تطبيق للبرمية .

اال�صفني :

هو عبارة عن سطح مائل مزدوج يستعمل في كثير من التطبيقات

العملية مثل السكني الحظ الشكل )17-4(.

شكل ) 16-4 (

شكل ) 17-4 (

��

العجلة :

االشكال التي امامك متثل تطبيقا عمليا على العجلة واحملور .

تقوم االلة بتحويل الطاقة الداخلة اليها الى شكل آخر

من أشكال الطاقة يكون مفيدا الجناز شغل ولكن وبسبب

االحتكاك فأن جزء من الطاقة الداخلة يتحول الى طاقة

حرارية غير مفيدة ) طاقة ضائعة ( الحظ الشكل

. ) 19-4 (وتقاس كفاءة االلة كما يأتي :

Efficiency كفاءة االلة )� - 4 (

الطاقة الداخلة

الطاقة الضائعة

الطاقة اخلارجة

٪ 100 × الطاقة اخلارجة املفيدة

كفاءة االلة = الطاقة الداخلة

شكل ) 19-4 (

شكل ) 18-4 (

احلركة تنقل بسيطة آلة عن عبارة أجتاه أو سرعة مقدار لتغيير وتستعمل

الدوران أو كليهما الحظ الشكل )18-4(

ماكنة

�0

شكل ) 20-4 (

الشكل )4-20( ميثل آلة تنجز شغل يصاحبه اآللة ناجتان عن االحتكاك بني صوت وحرارة واملادة وكلما ازداد االحتكاك ازدادت احلرارة والصوت وبالتالي تزداد الطاقة املفقودة فتقل كفاءة اآللة وتالحظ من الشكل ان هذه اآللة

تبرد اثناء االشتغال .

- تزداد كفاءة االلة بتقليل االحتكاك .

-التوجد اآلة كفاءتها %100

املضاجع الى استعمال باألضافة الزيوت والشحوم بأضافة تقليل االحتكاك يتم هناك اآلت الكروية )البولبرن ( الحظ الشكل ) 21-4(

شكل ) 21-4 (

ا�صئلة الف�صل

1 : اختر العبارة الصحيحة لكل من العبارات اآلتية :

1 – اذا كانت القوة املؤثرة في جسم وزنه ) 50 ( وازاحته باجتاهها) 3m ( فأن مقدار الشغل :

d- 150J c- 100J b – 450J a – 300J

2 – وحدة قياس الطاقة هي : d - watt c - J b – N a – m

3 - التتغير الطاقة الكامنة للجسم أذا تغير :

d- شكله c - ارتفاعه الشاقولي b - كتلته a – سرعته

4 – وحدة قياس القدرة هي : d – بدون وحدات c - watt b - N a– J

5 – املقص عتلة من النوع : d- جميع االحتماالت السابقة c - الثالث b - الثاني a – االول

6 – وحدة قياس الربح امليكانيكي هي : d – بدون وحدات c - watt b – kg a – J

2: ضع كلمة صح او كلمة خطأ امام العبارات االتية مع تصحيح اخلطأ ان وجد:1 – اذا اثرت قوة في جسم ساكن و بقي ساكنا فأنها تنجز شغال.

2 – كلما ازداد ارتفاع اجلسم ازدادت طاقته احلركية .3 – اجلسم املتحرك تقل طاقته احلركية بزيادة سرعته .

4 – القدرة تزداد بزيادة زمن اجناز الشغل .5 – تزداد كفاءة اآلله بزيادة قوة االحتكاك .

N

�1

3 : يزن رجل 600 ، تسلق سلم إرتفاعه 3m . مامقدار الشغل املنجز ضد اجلاذبية ؟ ومامقدار التغير في طاقته ؟

ج / 1800 ، 1800 (

4 : انسخ اجلدول االتي في دفترك و احسب القيم املفقودة :

5 : سمي أنواع الطاقة املخزونة في : a – قطعة من احللوى b – متدد نابض محلزن c – بطارية سيارة d – مياه سد دوكان e – سيارة مسرعة f – إحتراق الوقود g- محطة للقدرة النووية h-محطة للقدرة الكهربائية .

6 : مسطرة مترية منتظمة تتزن افقيا من منتصفها ، علق عند احد طرفيها جسم وزنه 5N ما وزن جسم يعلق على بعد 30 من الطرف االخر للمسطرة لكي تتزن افقيا .

F = 12 . 5 N / ج

7 : ساق منتظمة طولها 2 ووزنها 10 معلقة ترتكز على مرتكز عند احد طرفيها ما مقدار القوة املؤثرة نحو االعلى على طرفها االخر لكي يتزن افقيا ؟

F1 = 5 N / ج

F القوةX االزاحةt الزمنW الشغلP القدرة

.1200N50m10s

.2100N6m200watt

.3200N100m10s

.4200N10s5000J

N

mN

cm

JJ

�2

قوانني نيوتن يف احلركة

Newton s laws of motion

الف�صل اخلام�س

5

مفردات الف�صل:

)5-1( قوانني نيوتن يف احلركة )5-2( قانون اجلذب العام لنيوتن

ر�س ووزن اجل�صم ) 5 - 3 ( قوة جذب االأ)5-4( ال�صقوط احلر لالج�صام

،

بعد دراسة الفصل نتوقع ان يكون الطالب قادرا على ان :

يقارن بني السرعة الثابتة واملتغيرة .

يبني تأثير القوة على تغير السرعة .

يحدد منشأ القوة املؤثرة على اجلسم .

مييز بني اجلسم الساكن واجلسم املتحرك بسرعة متغيرة .

يفسر مفهوم القوة املزدوجة بني جسمني .

يذكر القوانني الثالثة لنيوتن . يعرف مفهوم وزن اجلسم .

االغرا�س ال�صلوكية

امل�صطلحات العلمية

Force القوة Acceleration التعجيل

Velocity السرعة Mass الكتلة Inertia ) االستمرارية ) القصور الذاتي Gravity اجلاذبية االرضية

Weight الوزن Acceleration of gravity تعجيل اجلاذبية

�6

قوانني نيوتن يف احلركة

شكل )1-5(

شكل )2-5(

اجلسم الساكن يبقى ساكن اال اذااثرت عليه قوة غير متزنة

اجلسم املتحرك يستمر على حركته بسرعة ثابتة

اال اذااثرت عليه قوة غير متزنة

الف�صل اخلام�س

)1-5(

القانون االول لنيوتن

بعض الطالب عزيزي الحظت لعلك املشاهد في حياتك اليومية، حيث أن اجلسم الساكن يبقىساكنا واذا كان يتحرك بسرعة ثابتة فانه سيستمرفي حركته مالم تؤثر عليه قوة خارجية تؤثر فيه فلو نظرنا الى الشكل )5-1( جند أن االشياء املوضوعة على سطح

املنضدة تبقى ساكنة في مكانها

كما تالحظ من الشكل )5-2( أن كرة مكانها. في ايضا ساكنة تبقى القدم يتطلب الكرة هذه حتريك اريد واذا

التأثير عليها بقوة غير متزنة.......

ومعنى ذلك أن اجلسم يحاول االستمرار على سكونه اذا كان ساكنا او حركته بسرعة منتظمة inertia ومن هنا نستطيع الذاتي ) االستمرارية( بالقصور ما ندعوه اذا كان متحركا وهذا القول بأن القصور الذاتى يعني أن اجلسم يبقى قاصرا او عاجزا عن تغيير حالته احلركية ما لم

تؤثر عليه قوة او محصلة قوى تؤثر فيه وتغير من تلك احلالة.

��

ومن املهم ان تعلم ايضا أن كتلة اجلسم هي

مقياس للقصور الذاتي فالسيارة مثال متتلك قصور ذاتي اصغر مما ميتلكه القطار بسبب

كبر كتلته ، الحظ الشكل)5-3(.....كما

أن محاولة حتريك سيارة جندها اصعب بكثير من حتريك

دراجة هوائية، وقد وصف العالم نيوتن حركة االجسام من خالل

قانون سمي القانون االول لنيوتن في احلركة.

اجلسم الساكن يبقى ساكنا واجلسم املتحرك يبقى متحركا بالسرعة واالجتاه

نفسه مالم تؤثر فيه قوة تغير من حالته احلركية.

ول لنيوتن يف احلركة القانون االأ

شكل )3-5(

��

وهناك مشاهدات كثيرة ميكن تفسيرها باستعمال القانون األول لنيوتن.فلو كنت جالسا في سيارة واقفة وحتركت فجأة تالحظ رجوع جسمك للخلف. ولو كانت

السيارة متحركة وتوقفت فجأة تالحظ أن جسمك يندفع الى االمام الحظ الشكل) 4-5 (

شكل )4-5(ومن هنا تأتي اهمية استعمال حزام االمان من قبل السائق والشخص اجلالس الى جانبه لتفادي

حوادث السير املؤسفة.

�صوؤال :

فسر املشاهدات االتية بناءا على القانون االول لنيوتن1 - عند وضع قطعة نقود على قطعة من الكارتون فوق كأس زجاجي. ثم ادفع او اسحب قطعة

الكارتون بسرعة ، فان قطعة النقود تسقط في الكأس . انظر الشكل )5-5(

شكل )5-5(

��

قوة

كتلة معينة

التعجيل

السرعة تزداد

السرعة تزداد اكثر

كتلة معينةقوة اكبر يزداد التعجيل

قوة

نفس القوة

كتلة معينة

كتلة اكبرالسرعة تزداد

التعجيل

يقل التعجيل

السرعة تزداد ببطء

2 - الحظ الشكل)6-5(...... يندفع السلم الى األمام ليسقط على األرض.

القانون الثاين لنيوتن يف احلركةعربة على قوة سلطنا اننا تصور -ثم )7 - 5( الشكل الحظ وحركتها العربة على اكبر قوة بتسليط قمنا نفسها وباالجتاه نفسه ماذا تالحظ....؟ أن اي يزداد، العربة تعجيل أن نالحظ التعجيل يتناسب طرديا مع القوة املؤثرة

) بثبوت الكتلة (

-واذا حاولنا زيادة كتلة االثقال املوجودة .)8 - الشكل)5 الحظ العربة في لنا يبني وهذا يقل العربة تعجيل فان كتلة مع عكسيا يتناسب التعجيل أن

اجلسم ) بثبوت القوة املؤثرة(

شكل ) 5- 8 (

شكل ) 5- 6 (

شكل ) 5- 7 (

100

القانون الثاين لنيوتن يف احلركة

إذا أثرت قوة محصلة في جسم اكسبته ويكون معها طرديا يتناسب تعجيال

باجتاهها.

F

3000 kg1.5 m/ s2

وبصورة عامة فان :

القوة = الكتلة × التعجيل

Force= mass × acceleration

F=ma

Newton بوحدات )F( وتقاس القوةkg بوحدات )m( كما تقاس الكتلة) (

. m/s2 والتعجيل بوحدات

شكل )5 - 9(

N

مثال1: ما القوة الالزمة لتحريك سيارة كتلتها 3000kg الحظ الشكل ) 5 - 9 ( بتعجيل خطي مقداره 1.5m/s2 ؟

احلل:

القوة = الكتلة × التعجيلF = ma F = 3000×1.5 F = 4500N

101

قوة رد الفعل على اليد

قوة الفعل على الكرة

تتولد الكرة قذف عند قوة فعل ورد الفعل

F =60 N

القانون الثالث لنيوتن يف احلركة

إن التأثير بقوة في جسم ما يتطلب تأثيرا متبادال بني هذا اجلسم وجسم آخر. فاذا قذفت كرة بيدك حدث تفاعل بني يدك والكرة الحظ الشكل)5-11(. فيدك تؤثر في الكرة بقوة وتؤثر

الكرة في يدك بقوة اخرى.

شكل )11-5 (

شكل ) 5- 10 (

kg مثال2 : يؤثر شخص بقوة افقية مقدارها 60N في صندوق خشبي

ساكن كتلته 50 كما في الشكل ) 5-10 (موضوع على سطح افقي املس.

احسب تعجيل الصندوقاحلل:

القوة = الكتلة × التعجيل F = ma a = F/m a = 60N/50kg

= 1.2 N/kg a = 1.2 m/s2

102

قوة تدفع املاء على املجداف تدفعه مع الزورق الى األمام

قوة املجداف املؤثرة تدفع املاء الى الوراء

لكل فعل رد فعل مساو له في املقدار ومعاكس له في االجتاه.

شكل )13-5(

كذلك البالم الحظ الشكل )12-5(

شكل )12-5(

باملقدار متساويتني قوتني وجود يعني وهذا ومتعاكستني باالجتاه تؤثـــران عــلى جسميــن مختلفني في اللحظة نفسها. اي ان قوة الفعل وامنا واحد جسم على التؤثران الفعل ورد الكرة فرمي . مختلفني علىجسمني تؤثران يجعل الشخص يعود الى الوراء بقوة رد الفعل،

الحظ الشكل )13-5(. كما ان اندفاع الغازات من الصاروخ هي قوة فعل وفي حالة املشي على االرض ترد االرض

بقوة الى االعلى هي رد الفعل .

القانون الثالث لنيوتن

يف احلركة

103

Newtons Law of Gravity 5-2( قانون اجلذب العام لنيوتن(

لقد تأمل العلماء منذ أمد بعيد مسألتني:نحو االجسام تسقط ملاذا هي األولى على يحافظ الذي ما والثانية األرض. مداره في والبقاء القمر حركة استمرار فضال عن االرض شكل )14-5( حول في االخرى السيارة الكواكب احتفاظ مداراتها حول الشمس.

وقد وجد العالم نيوتن ان ))اي جسمني بقوة االخر احدهما يجذب الكون في جذب متبادلة تتناسب طرديا مع حاصل مربع مع وعكسيا كتلتيهما ضرب

البعد بني مركزيهما(( الحظ الشكل.)15-5(

ولتسهيل فهم القانون الحظ الشكل )5-16( حيث

تالحظ ان بزياد تزداد اجلاذبية قوة -1

الكتلة.بزيادة تقل اجلاذبية قوة -2

البعد بني اجلسمني.

تأثير بعد اجلسمني تاثير الكتلةعلى قوة اجلذب على قوة اجلذب

شكل )16-5(

m1 m1 m2 m2

d2Fg ∝

d

شكل )14-5(

شكل )15-5(

m

m

m

2m

2m

3m

2m

m 2m 2m

m m

m m

mmFd

d

d

d

2d

dF

14 F

4F

1 d

2d

F

2F

4F

3F

2

104

30 kg

4 kg

60 kgكتلة الشخص كتلة االرض

1024 kgقوة جذب االرض

شكل )17-5(

شكل )18-5(

ومن املهم ان نعلم أن تاثير قوة اجلذب بني جسمني ذوات الكتل املتقاربة تكون غير محسوسة حيث ان الكتلة جتذب الكتلة بقوة قليلة الحتس بها..

الحظ الشكل ) 5- 17 (

حالة في بوزنك تشعر انك حني في كبر عن ناجت وهذا االرض على وقوفك فيمكنك بقوة جتذبك التي االرض

التحسس بها... الحظ الشكل)18-5(

ر�س ووزن اجل�صم ) 5 - 3 ( قوة جذب االأ

The Force of Gravity and Weightن�صاط:

قيا�س وزن اجل�صم

ادوات الن�صاط: نابض حلزوني ، علب مملوءة ذوات كتل مختلفة، حامل حديدي.

اخلطوات :

-نقوم بتعليق احدى العلب اململوءة بالقبان احللزوني ونسجل القراءة االولى ولتكن10N. شكل

الحظ الشكل ) 19-5( )19-5 (

a a

4 kg30 kg

105

- عند زيادة الكتل املعلقة نالحظ زيادة في قراءة القبان احللزوني وهي 13N ماذا تعني لك الزيادة في قراءة القبان

احللزوني بعد زيادة الكتل؟ الحظ الشكل ) 19-5 (

نستنتج من ذلك ان وزن اجلسم عند سطح االرض يزداد بزيادة كتلة اجلسم.

فالوزن هو مقدار قوة جذب االرض للجسم وهو من الكميات االجتاهية ويتجه نحو مركز االرض

الحظ الشكل ) 20-5 (

الوزن = الكتلة × تعجيل اجلاذبية

Weight= Mass × acceleration due to gravity

w = m g

شكل )19-5 (

شكل)20-5 (

b b

106

)N( وحدات الوزن هي نيوتنحيث )g( ميثل التعجيل الناجت عن اجلاذبية االرضية عند سطح االرض.

g = 9.8 N/kg 9.8N 1 تزنkg لذا ان كتلة مقدارها

الحظ الشكل )5- 21(

وكلما ابتعدنا عن سطح االرض تقل قوة اجلسم وزن الوزن. فيقل االرض جذب القمر = وزن اجلسم على سطح

على سطح االرض.الحظ شكل ) 22-5( .

االرض سطح على اجلسم وزن ان اي القمر سطح على وزنه عن يختلف حني في جاذبيتهما اختالف بسبب

الكتلة تبقى ثابتة الحظ الشكل )23-5(

ــــ16

شكل )22-5 ( القمر

98N

588N

االرض

شكل )23-5 (

1kgشكل)21-5 (

9.8N

60kg

60kg

107

Freely Falling Bodiesلالجساماحلر5-4(السقوط(

الثقيلة االجسام أن السائد االعتقاد كانمن اسرع تسقط واالحجار املعدن كقطعاالجساماخلفيفةكورقالشجروالريشحتىقيامالعالمااليطاليغاليلوبتجربتهالشهيرة)1564-1642(ميالديةحيثاخذكراتمن واحد وقت في واسقطها الكتل مختلفةالسكونمنقمةبرجبيزااملائلفوجدهاتصل

االرضمستغرقةالزمننفسه.

مثال1(احسبالوزنلفيلكتلته2000kg؟احلل:

=mg =2000×9.8 =19600N

مثال2(تفاحةوزنها1Nعلىسطحاالرض.ماكتلتهابالكيلوغرام؟

احلل: =mg

m=

m= =0.102kg

ــــــgــــــــ19.8

w

www

w

تسقط االجسام ان تبني ذلك وبعد نفسه االرتفاع ومن واحدة بسرعة اللذان واالحتكاك الهواء مقاومة لوال اختالف سرعة سقوط في التأثير لهما

االجسام في الهواء. الحظ الشكل )24-5(

الكرة والريشة وقطعة القماش تصالن االرض في الزمن نفسه في الفراغ.

10�

هواء فراغ

شكل )24-5 (

ا�صئلة الف�صل

س1: اختر العبارة الصحيحة لكل من العبارات اآلتية:1. اي جسم في حالة السكون أو احلركة بسرعة ثابتة فأنه يخضع لقانون

a . نيوتن االول b . نيوتن الثاني c . نيوتن الثالث d . ال يخضع الي قانون

2 . اي جسم متحرك بتعجيل فأنه : a . ميتلك سرعة ثابتة b . تتغير كتلته

c . يخضع لقوة مؤثرة فيه d . يصبح متزنا

3 . جسم كتلته 1kg يتحرك بتعجيل 4m/s2 فان القوة املسببة حلركته تساوي : 4N . a

2N . c

4. اذا حترك جسم بتعجيل 2m/s2 بتأثير قوة 2N فأن كتلة هذا اجلسم تساوي: 2kg . a

6kg . c

5 . اجلسم املتحرك بتعجيل يكون خاضعا لقانون احلركة لنيوتن a . االول b . الثاني

c . الثالث

6 . قوتا الفعل ورد الفعل a . تعمالن على اجلسم نفسه b . تعمالن على خطي فعلني مختلفني

c . تعمالن على جسمني مختلفني d . غير متساويتان

6N . b10N . d

4kg . d1kg . b

d . قانون اجلذب العام

10�

7. التعجيل اخلطي جلسم كتلته 4kg يتحرك بتأثير قوة 8N هو : 8m/s2 . a

21m/s2 . c

8. سيارة كتلتها 4000kg تتحرك بتعجيل 4m/s2 فأن محصلة القوى املؤثرة عليها : 6000N . a 3000N . c

9. اذا كان تعجيل اجلاذبية gعلى سطح االرض 9.8m/s2 فان تعجيل اجلاذبية على سطح القمر يساوي

4.9m/s2 . a 14.7m/s2 . c

10. ارنب واقف على سطح االرض فان قوة جذب االرنب لالرض هي

a- اكبر من قوة جذب االرض لالرنبb- اصغر من قوة جذب االرض لالرنب

c- تساوي قوة جذب االرض لالرنبd- تساوي نصف قوة جذب االرض لالرنب

س2: ضع عالمة )√(امام العبارة الصحيحة او عالمة )×( امام العبارة اخلاطئة لكل مما يأتي :a - اجلسم الذي يتحرك بسرعة ثابتة يسمى جسما متزنا.

b - االستمرارية هي امتالك اجلسم تعجيال خطيا. c - عندما تزداد كتلة جسم متحرك بقوة معينة فأن تعجيلها اخلطي يزداد.

d - اذا تضاعفت القوة على جسم متحرك بتعجيل فأن تعجيله اخلطي يتضاعف.e - قوتا الفعل ورد الفعل تؤثران على جسم واحد.

س3: علل ما يأتي :a - اندفاع االشخاص في احلافلة لالمام عند توقف مفاجئ للحافلة.

4m/s2 . b2m/s2 . d

16000N .b 12000N .d

9.8m/s2 . b 1.63m/s2 . d

110

b - من الصعوبة اجتياز بركة ماء واسعة اال اذا اجتازها وهو يركض.

س4: عندما يسبح السباح فانه يدفع املاء للخلف وهي فعل ما هي قوة رد الفعل على السباح ؟

س5:اذا كان وزن رائد الفضاء على سطح املريخ 190N فما :3.8m/s2 كتلته اذا كان تعجيل اجلاذبية على سطح املريخ -a

9.8m/s2 ما وزنه على سطح االرض اذا كان تعجيل اجلاذبية على سطح االرض -b

N ج = 490

111

ال�صوء وانعكا�س ال�صوء

Light and Reflection of Light

الف�صل ال�صاد�س

6

مفردات الف�صل:

)6-1( ال�صوء وخ�صائ�صه )6-2( تكون الظالل

)6-3( انعكا�س ال�صوء )6-4( انواع املرايا

)6-5( تطبيقات

االغرا�س ال�صلوكية

بعد دراسة الفصل نتوقع أن يكون الطالب قادرا على أن :

يوضح ماهية الضوء. يعرف خصائص الضوء.

يفسر كيف ترى العني األشياء)االبصار(. يذكر مصادر الضوء .

مييز بني األجسام املعتمة واألجسام الشفافة واألجسام نصف الشفافة . يبني كيفية انتقال الضوء.

يوضح بتجربة أن الضوء يسير في خطوط مستقيمة . يعرف انعكاس الضوء ونوعي االنعكاس .

يفسر بعض الظواهر الطبيعية املتعلقة بسلوك الضوء كالظالل واخلسوف والكسوف .

مييز بني أنواع املرايا. يعرف الظل.

يوضح بتجربة كيفية تكوين الظل وشبه الظل. مييز بني االجسام املستضيئة واملستضاءة.

امل�صطلحات العلمية

Light الضوء Reflection of light انعكاس الضوء Shadow الظل

Plane mirror املرآة املستوية Spherical mirror املرآة الكروية

Convex mirror املرآة احملدبة Concave mirror املرآة املقعرة

Focus البؤرة Focal length البعد البؤري Center of curvature مركز التكور Illuminated object اجسام مضاءة Luminous object اجسام مضيئة

115

ال�صوءوانعكا�س ال�صوء

Light and Reflection of Light

)light(ال�صوء

هو شكل من اشكال الطاقة

الذي يؤثر في العني ويحدث االبصار وميكننا رؤية االجسام من

حولنا بوساطته

الف�صل ال�صاد�س

Properties of Light 6-1(الضوء وخصائصه(

تصور نفسك في غرفة مظلمة متاما. هل ترى عينيك االشياء التي من حولك. هل ان العني تبعث الضوء ام حتس الضوء.

اننا نرى االجسام من حولنا كالكتاب والسيارة واالشجار واالبنية نتيجة الحساس اعيننا بالضوء الذي يسبب لنا االبصار.

فاذا كان الظالم يعرف بانه انعدام الضوء،فما هو الضوء ؟

وما هو م�صدر ال�صوء؟

ان االجسام التي حتيط بنا اما ان تبعث الضوء Luminous( بذاتها فنسميها أجساما مضيئة

object( كالشمس والنجوم واملصباح املضيء والشمعة املشتعلة. الحظ الشكل ) 1-6(

شمعة مشتعلة

مصباح مضيء

116

Illuminated املضاءة( )االجسام مستضيئة اجساما فنسميها الضوء تعكس ان واما objects كالقمر واالرض

شكل )1-6(

النجوم

الشمس

القمر االرض كما تبدو من سطح القمر

11�

Light properties خ�صائ�س ال�صوء

يتميز الضوء باخلصائص االتية:1. ال�صوء ي�صري بخطوط م�صتقيمة.

حيث مر في دراستك السابقة ان الضوء يسير

بخطوط مستقيمة.الحظ الشكل )2-6 ( .

2.ال�صوء اليحتاج اىل و�صط ناقل فهو ينتقل يف الفراغ.

من خالل مالحظتك للشكل املجاور: اذ اننا الميكننا سماع صـوت مـولد الصـوت حينـما

نفرغ الناقوس من الهواء ولكننا نشاهد ضوء املصباح وهذا مما يدل على ان الضوء ينتقل في

الفراغ. الحظ الشكل )3-6 ( .

شمعة

حاجز

شعاع ضوئي

ثقب

مولد الصوت

مصباح كهربائي

الى مفرغة الهواء

ناقوس

شكل )2-6(

شكل )3-6(

بطارية

11�

3.ال�صوء ي�صري ب�صرعة ثابتة يف الو�صط املتجان�س.

الفراغ في الضوء تبلغ سرعة 300000 وهي يستطيع جداحيث كبيرة سرعة الضوء الدوران حول االرض )8(

مرات في ثانية واحدة الحظ الشكل)4-6(

4.ميتاز ال�صوء مببداأ عدم التقاطع

الضوئية االشعة فان احلالة هذه وفي تتقاطع اليؤثر اي منهما على عندما في منهما كل يستمر وامنا االخر.

اجتاهه الحظ الشكل ) 5-6(

وتسمى مجموعة االشعة املتجاورة املتوازية

باحلزمة الضوئية شعاع ضوئي

ال�صعاع ال�صوئي:

وهو اخلط الذي ميثل اجتاه انتقال الضوء وهو خط وهمي

km/s

شكل )4-6(

شكل )5-6(

11�

من الضوئية املوجات تنتشر مصباح أولهب شمعة في جميع كرة شكل فتاخذ االجتاهات حيث الشمعة لهب مركزها الضوئية الكرة تلك تتسع الهواء. في وتنتشر تدريجيا

الحظ الشكل)6-6 (

)6-2(تكون الظالل ن�صاط :

ادوات الن�صاط :

مصدر ضوئي نقطي )ميكن احلصول عليه من مصباح

كهربائي صغير موضوع داخل صندوق معتم في احد اوجهه

ثقب صغير ( ، ومصباح اعتيادي ، و كرة معتمة ،

وحاجز معتم . اخلطوات :

- ضع اجلسم املعتم بني احلاجز واملصدر الضوئي

النقطي.ماذا تالحظ ؟ فسر- استبدل املصدر الضوئي النقطي

باملصباح االعتيادي ماذا تالحظ ؟ فسر؟ ستالحظ وجود منطقة مظلمة متاما اليصلها الضوء من املصباح االعتيادي و حتيط بهاحلقة

تزداد شدة االستضاءة فيها تدريجيا كلما ابتعدنا عن منطقة الظل التام الزدياد مايصلها من الطاقة الضوئية الساقطة عليها وتسمى تلك املنطقة مبنطقة شبه الظل

الحظ الشكل )7-6(.

الشكل )6-7 ( تكون الظل وشبه الظل

منطقة ظلمنطقة شبه ظل

جسم معتممصدر ضوئي

حاجز

شكل )6-6(

120

الكسوف هما طبيعيتني ظاهرتني حدوث هو الظالل تكوين على العملية التطبيقات من واخلسوف.

الك�صوف و اخل�صوف:

خط على منهم مراكزكل والقمروتكون االرض من كل على الشمس ضوء يسقط عندما مستقيم واحد يتولد خلفهما منطقة ظل وشبه ظل ، فأذا سقط ظل القمر على االرض انحجب جزء من ضوء الشمس او كله عن جزء من سطح االرض سميت هذه الظاهرة بالكسوف كما في

الشكل )8-6(.وان القمر يكون في حالة احملاق.

الظل:

تتكون مظلمة مساحة عن عبارة عليه يسقط معتم جسم كل خلف في كما واحد مصدر من ضوءصادر الشكل املجاور وقد تكون هذه املنطقة مظلمة متاما وقد تتكون حولها منطقة

مضاءة قليال تسمى شبه الظل

كسوف الشمسشكل )8-6(

منطقة الظل التام منطقة شبه الظل

االرض

الشمسالقمر

121

الواصل بني القمر بدرا ومركزه على استقامة اخلط القمر فيحدث عندما يكون أماخسوف في القمر وقع اذا الشكل )9-6( في كما كليا اخلسوف يكون وقد واالرض الشمس مركز منطقة الظل التام لالرض اما اذا كان جزء منه في منطقة الظل التام والباقي في منطقة شبه الظل

سيكون خسوفا جزئيا كما في الشكل )10-6( .

اخلسوف الكلي للقمر

شكل )9-6(

اخلسوف اجلزئي للقمر شكل )10-6(

منطقة الظل التام منطقة شبه الظل

القمراالرض

الشمس

منطقة الظل التام منطقة شبه الظل

القمراالرض

الشمس

122

هل تعلم:

مدة الكسوف 7.5 دقيقة ومدة اخلسوف ساعتني

Light reflection 6-3(انعكاس الضوء(

شكل) 6-11(سطح املاء الساكن عاكس للضوء

عزيزي الطالبتكونت والتي املاء في اجلبل للشكل )6-11( صورة مالحظتك من ..... الطالبة عزيزتي

نتيجة ارتداد االشعة الضوئية عن سطح املاء وهذا مانسميه باالنعكاس .

123

املنتظم باالنعكاس مايسمى عليها يحدث الساكن املاء وسطح كاملرايا الصقيلة السطوح ان حيث تالحظ ان األشعة الساقطة متوازية وتنعكس عنه بصورة متوازية الحظ الشكل )12-6(.

الشكل)12-6(

انعكا�س ال�صوء

هو ارتداد االشعة الضوئية عن سطح املجاور.وهناك انظرالشكل عاكس وغير منتظم االنعكاس من نوعني منتظم تبعا لنوع السطح العاكس

شعاع ساقط شعاع منعكس

شعاع منعكس

شعاع ساقط

العمود املقام

124

اما السطوح غير املنتظمة كالورق اخلشن واحلجر فان االشعة املنعكسة عن سطوحها تنتشر في جميع االجتاهات )تشتت الضوء( ويسمى االنعكاس عن سطوحها باالنعكاس غير املنتظم

الحظ الشكل ) 13-6( .

انعكاس غير منتظم انعكاس غير منتظم عن سطح ماء متحرك

من الشكل تالحظ ان زوايا السقوط الشعة احلزمةالضوئية املتوازية غير متساوية الن االعمدة املقامة على السطح اخلشن من نقاط السقوط تكون غيرمتوازية ولكن كل زاوية سقوط تساوي

زاوية االنعكاس التابعة لها

وقد اثبتت التجارب ان لالنعكاس قانونني هما:

القانون االول لالنعكا�س

الشعاع السقاط والشعاع املنعكس والعمود املقام على السطح العاكس من نقطة السقوط

تقع في مستو واحد

القانون الثاين لالنعكا�س

زاوية تساوي θi السقوط زاوية θr االنعكاس

شكل )13-6(

شعاع ساقط شعاع منعكس

العمود املقام

125

الحظ الشكل)6-14( عزيزي الطالب ... عزيزتي الطالبة وحاول ان تعرف كال مما ياتي :

زاوية السقوط........زاوية االنعكاس........

)6-4( انواع املرايا

Plane Mirrors 1 - املرايا امل�صتوية

عندما تقف وتنظر في املرآة املستوية فانك تشاهد صورة مماثلة

وواضحـــة لـــك. لــذلك فـــان

θiθr

شعاع ساقط شعاع منعكس

العمودθi

θr

املراآة امل�صتوية هي جزء من سطح مستو عاكس للضوء انعكاسا منتظما.

شكل )14-6(

مستوى السقوط

126

ن�صاط رقم) 1(

قف امام مراة مستوية وارفع يدك اليمنى ماذا تالحظ .......؟ فسر الحظ الشكل ) 15-6 (

�صفات ال�صورة املتكونة يف املراآة امل�صتوية

شاهد الصورة املتكونة في املرآة املستوية الحظ ماياتي:

- الصورة ) تقديرية خيالية ( )أي الميكن تسلمهاعلى حاجز( وتعني من تقاطع امتدادات االشعة املنعكسة.

- صورة معتدلة من حيث االعلىواالسفل لكنها معكوسة اجلوانب بالنسبة للجسم- كبر الصورة = كبر اجلسم

- بعد اجلسم عن املرآة = بعد الصورة عن املرآة

جسمصورة

مرآة مستوية

شعاع ضوئي ساقطامتداد الشعاع املنعكس

شكل )15-6(

12�

Spherical Mirror 2 - املراآة الكروية

ويوجد منها نوعان :

املراآة الكروية العاكس السطح فيها يكون التي

جزء من سطح كروي الحظ الشكل )16-6(

Convex Mirror املراآةاملحدبة

وهي التي يكون سطحها العاكس هو السطح اخلارجي

الحظ الشكل )17-6 (

شعاع ضوئي ساقط

امتداد الشعاع املنعكس

شعاع منعكس

مرآة محدبة

شكل )16-6(

شكل )17-6(

صورةجسمFC

12�

الشكل )6-18( مراة مقعرة

وهناك مصطلحات خاصة للمرايا الكروية الحظ الشكل) 19-6( - مركز التكور )c( : هو مركز الكرة التي تكون املراة جزءا منها.

- البؤرة األساسية focus( F( : هي نقطة تقع على احملور االساس تتقاطع فيها االشعة املنعكسة او امتداداتها عن سطح املراة فيما لو سقطت موازية حملورها االساس او قريبة منه.

- البعد البؤري )focal length (: هو البعد بني موقع البؤرة االساسية وقطبها- قطب املرآة: هو مركز سطح املراة الكروية

Concave Mirrorاملراآةاملقعرة

العاكس يكون سطحها التي وهي هو السطح الداخلي الحظ الشكل

)18-6 (

جسم

صورة

شعاع ضوئي ساقط

شعاع منعكس

مرآة مقعرة

FC

f

مرآة مقعرة

12�

شكل ) 19-6 (

كل شعاع يسقط موازيا للمحور االساس للمرآة ينعكس مارا هو او امتداده في بؤرتها. -كل شعاع يسقط مارا في النقطة C ) مركز التكور ( يرتد على نفسه. -

كل شعاع يسقط مارا هو أو امتداده من بؤرة املرآة ينعكس موازيا للمحور االساس. -

Applications 6-5( تطبيقات(واحملالت البيوت في املستوية املرآة فنستعمل للمرايا. ومتعددة كثيرة استعماالت هنالك

وصالونات احلالقة.

جسمصورة

شعاع ضوئي ساقط

شعاع منعكس

Fمرآة مقعرةC

130

كما يستعمل طبيب األسنان أداة اذ املريض فحصه اثناء في مهمة يستعمل املرآة املقعرة والتي تكون من املريض ألسنان مكبرة صورة اسنانه. على تبئيرالضوء خالل

على احملدبة املرايا وتستعمل احملالت وكذلك السيارة جانبي مجال لتعطي واملتاحف التجارية

رؤيا واسع.

131

املرايا من نوع هناك ان كما األمنية باملرايا تسمى )Security mirrors(تستعمل لفحص ما هو موجود

حتت السيارات.

اخر استعمال هنالك ان كما للمرايا املستوية تدخل في صناعة

جهازالبيروسكوبلذي periscope(.وا (حيث الغواصة في يستعمل فوق من االشياء رؤية ميكننامن

حاجز .

جسم

صورة

شعاع ضوئي ساقط

شعاع منعكس

مرآة مستوية

مرآة مستوية

جهاز البيروسكوب

ا�صئلة الف�صل

1: اختر العبارة الصحيحة لكل من العبارات اآلتية :

إذا سقطت حزمة ضوئية على سطح ماء غير ساكن)مضطرب( فان احلزمة الضوئية .1تنعكس انعكاسا منتظما. .a

b.تنعكس انعكاسا غير منتظم.c.متتص جميعها.

d. اليحدث لها أي انعكاس.

الضوء هو نوع من انواع الطاقة ينبعث ذاتيا من: .2االجسام املضيئة. .a

b. االجسام الشفافة.c. االجسام املستضيئة.

d. االجسام املعتمة.

مثال على االجسام املستضيئة .3الشمعة. .ab.الشمس.

c.املصباح الكهربائي.d.القمر.

املفهوم الذي يعني ان الضوء الساقط على السطح العاكس يرتد الى نفس الوسط يسمى: .4a.تكون الظالل.

b.انعكاس.c.انكسار.

d.امتصاص.

132

تبعا الى قانوني االنعكاس فان .5 .a

.b .c

.d

الصورة املتكونة بوساطة املرآة املستوية تكون دائما: .6حقيقية معتدلة. .ab.خيالية معتدلة.c.حقيقية مقلوبة.d.خيالية مقلوبة.

ان بؤرة املرآة احملدبة تكون: .�حقيقية. .ab.خيالية.

c.غير معرفة.d.في قطب املرآة.

�. شعاع ضوئي سقط على مراة مستوية وكانت زاوية السقوط 50 فأن الزاوية بني الشعاع الساقط والشعاع املنعكس تساوي:

50 .a 25 .b �0 .c100 .d

50

133

∢ θ i = ∢ θr

∢ θi > ∢ θr

∢ θr > ∢ θi

∢ θi ≠ ∢ θr

45 ؟

�. ما قيمة زاوية االنعكاس في الشكل اآلتي: 30 .a

�0 .b 45 .c 60 .d

أي نوع من املرايا تستعمل لصناعة البيروسكوب: .10a. مرايا محدبةb. مرايا مقعرة

c. مرايا مستويةd. مرايا املصابيح األمامية للسيارة

أي نوع من املرايا لها مجال رؤيا واسع .11مرايا املقعرة .ab. مرايا احملدبة

c. مرايا مستويةd. مرايا اسطوانية

2 : في حالة حصول اخلسوف الكلي ففي اي منطقة من سطح القمر يتكون الظل التام اوشبه الظل ؟ وضح بالرسم .

3 : في حالة حصول الكسوف الكلي ففي أي منطقة من سطح االرض يتكون الظل التام اوشبه الظل ؟ وضح بالرسم .

134

)7-1 ( ظاهرة اإنك�صار ال�صوءنك�صار ) 7-2( قانونا االإ

)7-3( البعد احلقيقي والبعد الظاهرينعكا�س الكلي والزاوية احلرجة )7-4( االإ

)7-5( ت�صتت ال�صوء باملو�صور)7-6( ال�صراب

لياف الب�صرية )7-7(االأ

انك�صار ال�صوء

Refraction ofLight

الف�صل ال�صابع

�

مفردات الف�صل:

االغرا�س ال�صلوكية

بعد دراسة الفصل نتوقع أن يكون الطالب قادرا على أن :

يعرف االنكسار . يفهم العالقة بني سرعة الضوء والكثافة الضوئية.

يكتب معادلة معامل االنكسار للوسط. يوضح مع الرسم القانون االول والثاني لالنكسار.

يعطي امثلة من بيئته اليومية حول االنكسار والضوء . مييز بني البعد احلقيقي والبعد الظاهري.

يعطي امثلة من بيئته اليومية حول البعد احلقيقي والظاهري. يعرف الزاوية احلرجة.

يوضح االنعكاس الداخلي الكلي.

يعطي امثلة من بيئته اليومية حول السراب. يعرف االلياف البصرية.

يعلل كيفية حدوث الوان قوس قزح.

امل�صطلحات العلمية

Refraction االنكسار Refractive index معامل االنكسار Refractive angle زاوية االنكسار Criticale angle الزاوية احلرجة Total internal Reflection االنعكاس الداخلي الكلي Mirage السراب

Fiber Optics االلياف البصرية Rainbow القوس قزح

13�

انك�صار ال�صوء

Refraction of Light

هواء

هواء

زجاج

شعاع ضوئي ساقط

شعاع ضوئي منكسر

الشكل )1-7(انك�صار ال�صوء :

هو تغيير مسار الضوء عند انتقاله وسط الى شفاف وسط من مائال آخر شفاف يختلف عنه في الكثافة

الضوئية

شعاع ضوئي منكسر

الف�صل ال�صابع

)7-1 ( ظاهرة اإنك�صار ال�صوء :

حني ينتقل شعاع ضوئي من الهواء الىالزجاج وباجتاه مائل مع سطح الزجاج ينكسر هذا الشعاع.

ويسمى هذا التغير في إجتاه شعاع ما عند مروره من مادة شفافة الى

أخرى شفافة تختلف عنها في الكثافة الضوئية باإلنكسار .

الحظ الشكل )7-1(فيكون:

هل تعلم ؟

* ان الكثافة الضوئية هي صفة للوسط الشفاف تعتمد عليها سرعة الضوء املار خالله. * تقل سرعة الضوء املنتقل خالل وسط

ما بازدياد الكثافة الضوئية لذلك الوسط.

13�

معامل انك�صار الو�صط : هو نسبة سرعة الضوء في الفراغ الى

سرعته في ذلك الوسط.

ول: القانون االأ

والعمود املنكسر والشعاع الساقط الشعاع « املقام على السطح الفاصل بني الوسطني من نقطة

السقوط تقع جميعها في مستو واحد«

سرعة الضوء في الفراغ

معامل انك�صار الو�صط = سرعة الضوء في الوسط

نك�صار : ) 7-2( قانونا االإ

الشكل )7-2 ( االنكسار بني وسطني

العمود املقام

الشعاع الساقط زاوية السقوط

املاء)الوسط الثاني(

الهواء)الوسط األول(

الشعاع املنكسر

زاوية اإلنكسار

140

عزيزي الطالب ... عزيزتي الطالبة الحظ الشكلني )7-3( و )7- 3 (.

القانون الثاين:

مقتربا ينكسر األكبر كثافة ضوئية الى األقل كثافة ضوئية الوسط املار من الضوئي »الشعاع ضوئية كثافة األقل الى ضوئية كثافة األكبر الوسط من املار الشعاع املقام،بينما العمود من

ينكسرمبتعدا عن العمود املقام

) 7-3(الشكل

)3 -7 B( الشكل

العمود املقام

الشعاع الساقط زاوية السقوط

الزجاج

الهواء

الشعاع املنكسر

زاوية اإلنكسار

الزجاج

الشعاع املنكسر

زاوية اإلنكسار

الشعاع الساقط زاوية

السقوط

العمود املقام

الهواء

هل تعلم

فيها الينكسر واحدة حالة توجد انتقاله عند الضوئي الشعاع الكثافة في مختلفني وسطني بني باجتاه سقط إذا وهي الضوئية بني الفاصل السطح على عمودي

الوسطني )زاوية سقوط

AB

A

)0

141

ن�صاط : انك�صار ال�صوء

)7-3( البعد احلقيقي والبعد الظاهري:

يحصل انكسار لالشعة الضوئية عند انتقالها من وسط الى آخر فاجلسم يبدو للعني في موقع يختلف عن موقعه احلقيقي يسمى باملوقع الظاهري.

يبدو اجلسم للعني في موقع ظاهري أقرب الى العني من موقعه احلقيقي، اذا كان اجلسم موضوعا في وسط اكبر انكساره معامل املاء( )مثل الذي الوسط انكسار معامل من الهواء( )مثل الناظر فيه يكون

الشكل )5-7 ( .

هواء

ماءاملوقع الظاهري للجسم

املوقع احلقيقي للجسم

اأدوات الن�صاط : قدح زجاجي، ماء ، قلم رصاص.

اخلطوات :

- منأل القدح باملاء تقريبا - ضع القلم بوضع مائل في ماء الكأس.

اجتاهات من والقدح القلم الى انظر -القلم ترى اجتاه اي في . . . مختلفة

مكسورا ؟ الضوء انكسار ظاهرة ان : ن�صتنتج

انتقاله مائال هي تغير مسار الضوء عند آخر الى وسط شفاف من وسط شفاف يختلف عنه في الكثافة الضوئية .الحظ

الشكل )4-7( الشكل )4-7(

الشكل )5-7 (

142

نعكا�س الكلي والزاوية احلرجة: )7-4( االإ

نعكا�س الكلي: االإ

الشكل )6-7(

- اذا سقط الضوء داخل الوسط األكبر كثافة ضوئية)مثل املاء( بزاوية سقوط أصغر من الزاوية الى تنفذ ] )6-7 ( الشكل في ) 3،2، االشعة )1 ]مثل الضوئية االشعة فان احلرجة

الوسط اآلخر األقل كثافة ضوئية) مثل الهواء( وتنكسر مبتعدة عن العمود املقام.- اذا سقط الضوء داخل الوسط األكبر كثافة ضوئية )مثل املاء( بزاوية سقوط تساوي الزاوية احلرجة فان االشعة الضوئية ] مثل الشعاع )4([ ينكسر بزاوية انكسار قائمة في الوسط اآلخر األقل كثافة ضوئية ) مثل الهواء( ويسير مبوازاة السطح الفاصل بني الوسطني وقريبا

منه جدا وزاوية سقوطه داخل املاء تسمى بالزاوية احلرجة.

الزاوية احلرجة:

لألشعة سقوط زاوية أكبر هي كثافة األكبر الوسط في الضوئية ضوئية والتي تقابلها زاوية انكسار األقل الوسط في )900( قائمة

كثافة ضوئية.

الزاوية احلرجة

العمود املقام

ماء

هواء

1 2 3 4

الشعاع املنكسر

الشعاع الساقط 5شعاع منعكس

143

- اذا سقط الضوء داخل الوسط األكبر كثافة ضوئية)مثل املاء( بزاوية سقوط أكبر من الزاوية احلرجة فان االشعة الضوئية ]مثل الشعاع )5 ( [ ال ميكنها النفاذ الى الوسط اآلخر األقل كثافة ضوئية) مثل الهواء( ولكنها تنعكس كليا مرتدة داخل املاء وهذا يسمى باإلنعكاس

الداخلي الكلي.

)7-5( ت�صتت ال�صوء باملو�صور:

عند سقوط حزمة من الضوء زجاجي موشور على األبيض الى األبيض الضوء يتحلل مكوناته من الوان الطيف املرئي ) األحمر، البرتقالي ، األصفر ، النيلي ،االزرق، األخضر ،هو ذلك وسبب البنفسجي( الضوئية األلوان اختالف سرع داخل املوشور الزجاجي مما يؤدي

الى إختالف زوايا اإلنكسار. الحظ الشكل ) 7-7( .

)7-6( ال�صراب:

ايام الصيف املشمسة ضوء براق على طول الطريق وكأنه ماء.وهذا احيانا نشاهد في احد مايدعى بالسراب.

شكل )7-7(

ضوء ابيض ساقط

الطيف الوان املرئي

موشور

144

- يحدث السراب في االيام احلارة إلختالف نتيجة الباردة وااليام الهواء لطبقات الضوئية الكثافة ففي حرارتها درجات باختالف الهواء طبقات تكون الظهيرة املالمسة لسطح الطريق أسخن من للجو العليا الطبقات في الهواء علما بان كثافة الهواء البارد أكبر من كثافة الهواء الساخن،ونتيجة الكلي اإلنعكاس يحدث لذلك املاء يشبه ما الشخص فيشاهد على الطريق الشكل )8-7(.

فكر ! !

التي النجوم مواقع إن هل

نشاهدها في السماء هي مواقع حقيقية ؟

شكل )8-7(

شعاع ساقطجسم

الشكل )7-9 ( ظاهرة السراب في أيام الصيف املشمسة

145

هواء ساخن

هواء بارد

الشكل )7-10 ( ظاهرة السراب في أيام الشتاء الباردة

:Fiber Optics لياف الب�صرية )7-7(االأ

يحدث انعكاس داخلي كلي للضوء الضوء فيستمر األنابيب جدران على من يخرج وال األلياف هذه طول على اجلوانب فينفذ الى الطرف األخر لليف.

.)11-7b( الحظ الشكل

ليف بصريهي الياف مصنوعة من الزجاج النقي او من البالستيك الشفاف سمكها اليتعدى ورفيعة طويلة من العديد جتمع حيث الشعرة داخل حزم في االلياف هذه الكيبالت البصرية وتستعمل في

نقل االشارات الضوئية ملسافات بعيدة جدا الحظ الشكل

.)11-7a(

ليف بصري

bشكل ) 11-7(

aشكل ) 11-7(

146

البصرية االلياف تقنية من يستفاد املعلومات ونقل االتصاالت مجال في واالنترنيت حيث متتاز هذه التقنية بنقل االشارة بكفاءة عالية بأقل ضياع لالشارة

وكذلك تستعمل في مجال الزينة .

في البصرية االلياف تستعمل وكذلك مجال الطب ) جهاز الناظور املستعمل مثل املريض جوف ملشاهدة الطب في اجلهاز الهضمي او الكليتني او الرئة من

قبل الطبيب ( .

))A

جهاز الناظور

في املستعمل البصري الليف )12-7a ( الشكل الطب )الناظور( لتصوير جوف املريض

الشكل ) 7b-12( الليف البصري املستعمل في الطب )الناظور( لتصوير جوف فم الطفل

)12-7a( الشكل

14�

: Rainbow القو�س قزح

من الظواهر اجلوية الطبيعية اجلميلة جدا هي ظاهرة القوس قزح التي تتولد نتيجة الطيف )الوان األلوان من السبعة الى مكوناته للشمس األبيض الضوء لتحلل

الشمسي( في قطرات املاء الحظ الشكل ) 13-7(

الشكل )7-13( القوس قزح

14�

اأ�صئلة الف�صل

1 / إختر العبارة الصحيحة لكل من العبارات اآلتية:

1 - يتحلل الضوء األبيض باملوشور الزجاجي بسبب اختالف ------األلوان داخل الزجاج: )a( سرع ) b ( زوايا سقوط

)c( تركيز ) d( نسب

2 - يحدث اإلنعكاس الداخلي الكلي للضوء في الوسط األكبر كثافة ضوئية عند سقوطه على السطح الفاصل بني الوسطني

بزاوية : ) a( تساوي الزاوية احلرجة ) b ( أصغر الزاوية احلرجة

) c ( أكبر الزاوية احلرجة ) d ( جميع اإلحتماالت السابقة

3 - في أحد أيام الصيف املشمسة يبدوللمشاهد ماء في الطرقات عند النظر اليها عن بعد، هذه الظاهرة تدعى:

) a ( األنعكاس الكلي ) b ( السراب )c ( القوس قزح ) d ( الغبار

4 - عندما ينظر الصياد من موقع فوق املاء الى سمكة داخل املاء فانها تبدو له: ) a ( أبعد عن موقعها احلقيقي. ) b ( أقرب عن موقعها احلقيقي.

) c ( عند موقعها احلقيقي . ) d ( أصغر من حجمها الطبيعي.

2 / إمأل الفراغات اآلتية مبا يناسبها من الكلمات :

1 - شعاع الضوء يغير مساره عند انتقاله مائال بني وسطني مختلفني في---------- . 2 - الضوء املنتقل من وسط قليل الكثافة الضوئية الى آخر أكبر منه كثافة ضوئية، فانه ينكسر

-------من العمود املقام على السطح الفاصل بني الوسطني.3 - سرعة الضوء في الفراغ ----------من سرعته في الزجاج .

14�

4 - اذا كان قياس زاوية انكسار الضوء في الهواء يساوي 90 فان زاوية سقوطه في املاء تدعى ------------- .

5 - عند سقوط شعاع ضوئي بزاوية أكبر من الزاوية احلرجة في الوسط الكثيف فانه ----- مرتدا الى الوسط نفسه.

6 - تستعمل ---------في الطب لتصوير جوف املريض .7 - يتولد --------------في اجلو نتيجة لتحلل الضوء األبيض للشمس الى الوانه

السبعة في قطرات املطر. 3 / علل؟

) a ( يتشتت الضوء األبيض باملوشور الزجاجي الى ألوانه األولية .)b( السمكة داخل املاء ترى الصياد على بعد أكبر من بعده احلقيقي عنها.

)c( حدوث ظاهرة السراب.

4 / ارسم شكال تخطيطيا يوضح مسارات األشعة الضوئية الساقطة من املاء على السطح الفاصل بني املاء والهواء اذا كانت زاوية السقوط :

1 - أصغر من الزاوية احلرجة .2 - تساوي الزاوية احلرجة .

3 - أكبر من الزاوية احلرجة .

5 / ماذا يحدث داخل الليف البصري عند سقوط الضوء على أحد طرفيه؟

14�

)8-1( العد�صات الرقيقة

)8-2( البوؤرة والبعد البوؤري

)8-3( التكبري وقدرة العد�صة

)8-4( االجهزة الب�صرية

العد�صات الرقيقة

Thin Lenses

الف�صل الثامن

�مفردات الف�صل:

االغرا�س ال�صلوكية

بعد دراسة الفصل نتوقع أن يكون الطالب قادرا على أن :

مييز بني العدسات احملدبة واملقعرة. يبني بالرسم العمل االساسي للعدسات.

يعرف مصطلحات العدسات الرقيقة. يالحظ بتجربة ان للعدسة بؤرتني.

يوضح معنى التكبير وقدرة العدسة . يعرف العالقة بني قوة العدسة والبعد البؤري.

يعرف العالقة بني التكبير وطول الصورة وطول اجلسم. يذكر استعماالت العدسة املكبرة بالنسبة لالبصار وغيرها.

مييز بني طول النظر وقصر النظر.

يوضح معنى الليزك يوضح فكرة عمل املنظار وآلة التصوير .

يعرف الكاميرا ) آلة التصوير ( الرقمية .

امل�صطلحات العلمية

Thin lens العدسة الرقيقة Concave lens العدسة املقعرة

Convex lens العدسة احملدبة Converging lens العدسة الالمة

Diverging lens العدسة املفرقة Principle axis احملور االساس Optical center املركز البصري Focus البؤرة

Focal length البعد البؤري Magnification التكبير

Lens power قدرة العدسة Magnifying lens العدسة املكبرة

153

Thin lenses :8-1(العد�صات الرقيقة(

وت�صنف العد�صات اىل �صنفني ح�صب حافتها:

) convex lenses( 1 - العد�صات املحدبة

ويكون وسطها اسمك من اطرافها وتصنع باشكال

مختلفةالحظ الشكل) 2-8 (

)concave lenses (2 - العد�صات املقعرة

وتكون اطرافها اسمك من وسطها وتصنع باشكال مختلفة

الحظ الشكل )3-8(

العدسة وسط شفاف ومتجانس بوجه او كرويني بوجهني محدود وتصنع مستو واالخر كروي او الزجاج من عادة العدسات

البالستك.الحظ الشكل )1-8(

الشكل )8-1( اشكال العدسة

شكل )2-8(

شكل )3-8(

154

) 4-8a ( الشكل يبني العمل األساس للعدسات الرقيقة بتجميع تقوم احملدبة فالعدسة تسمى لذا الضوئية األشعة الالمة املجمعة بالعدسة ايضا

)converging lens(

املقعرة العدسة تقوم بينما بتفريق األشعة لذا تسمى بالعدسة .)diverging lens(املفرقة

)4-8b( الحظ الشكل

شكل) 8b-4 ( العمل األساس للعدسات الرقيقة

عدسة محدبة

F F

أشعة متجمعة

أشعة ضوئية متفرقة

عدسة مفرقة

عدسة مفرقة

) 4-8a ( شكل

155

من مالحظتك للشكل ) 8-5 ( جند ان العدسات تتميز ببعض املصطلحات املختلفة منها:

�صا�س )principle axis( هو املستقيم العمود على سطح العدسة مارا - املحور االأ

مبركزها البصري.- املركز الب�صري )optical center( عبارة عن نقطة تقع على احملور االساس

النقطة إذا مر الشعاع الضوئي فيها نفذ من العدسة من غير انحراف ) التي العدسة ضمن .)O

- البوؤرة )focus( هي نقطة تقع على احملور االساس متر فيها االشعة النافذة من العدسة

او متر فيها امتدادات تلك االشعة فيما لو سقطت موازية حملورها االساس.واملركز االساسية البؤرة موقع بني البعد هو ) focal length( البعد البوؤري -

البصري.

.كل �صعاع ي�صقط موازيا للمحور اال�صا�صي للعد�صة مير هو او امتداده من بوؤرتها

بعد نفاذه.

.كل �صعاع ي�صقط مارا يف النقطة O ) املركز الب�صري للعد�صة( الينحرف عن

م�صاره.

للمحور امتداده يخرج منها موازيا او العد�صة �صعاع ي�صقط مارا يف بوؤرة .كل

اال�صا�صي.

focus and focal length 8-2(البوؤرة والبعد البوؤري(البد انه قد سبق لك ان استعملت عدسة محدبة وقمت بتجميع االشعة الضوئية بوساطتها

ولكن هل فكرت برؤية البؤرة عمليا ؟ لعمل ذلك نقوم باجراء النشاط االتي:

الشكل )8-5( املصطلحات االساسية للعدسة

FF جسم صورة

O

156

ادوات الن�صاط: حامل، عدسة المة، قطعة كارتون فيها ثقب صغير،

مصباح ومسطرة مدرجة.

اخلطوات: - ضع العدسة الالمة على

احلامل. - سلط ضوء مصباح على العدسة بحيث يكون الضوء الساقط موازيا للمحور االساسي.

- سقط االشعة النافذة من العدسة على قطعة الكارتون. - حرك قطعة الكارتون حتى حتصل على اصغر بقعة مضيئة)نقطة جتمع االشعة ماذا

نسمي هذه النقطة؟ - قس املسافة بني قطعة الكارتون والعدسة فيكون هذا هو البعد البؤري للعدسة

.f ويرمز له - قم بقلب العدسة بحيث يسقط الضوء على وجهها االخر.

وكرر اخلطوات السابقة. . . ماذا تالحظ؟ البد انك الحظت ان للعدسة بؤرتني تقع كل منها على البعد نفسه من مركز العدسة.

قارن ماشاهدته مع الشكل ) 8-6( وهل ميكنك ان تعطي تعريفا للبؤرة احلقيقية.

اعد التجربة السابقة ولكن هذه املرة ضع عدسة مقعرة

بدال من العدسة احملدبة.هل ميكنك ان جتمع االشعة الحظ نقطة؟ في الضوئية

الشكل) 7-8 (

الشكل )6-8(

الشكل )7-8(

FF

F

ن�صاط :

م�صاهدة بوؤرة العد�صة.

15�

Magnification and lens power 8-3(التكبري وقدرة العد�صة(

للفحص للطبيب ذهابنا عند احيانا الدوري يخبرنا باننا بحاجة الى نظارات على حتتوي وصفة لنا فيكتب طبية سؤالنا وعند )-1 ، مثال)2- ارقام متثل ماذا عن البصر فحص اختصاصي قدرة متثل انها يجيب: االرقام هذه العدسة بقدرة : عنها يعبر و العدسة بتجميعها املتوازية االشعة كسر على او تفريقها ويتم ذلك اعتمادا على نوع

العدسة أكانت محدبة أم مقعرة.وتتناسب قدرة العدسة عكسيا مع البعد

البؤري أي ان:

تذكرالصورة وأن حاجز على تتسلم احلقيقية الصورة ان ترى ولكن حاجز على تتسلم ان الميكن الوهمية

بالعني املجردة .

1 قدرة العدسة =

البعد البؤري)باالمتار(

1 D )diopter( = f )meter(

15�

وتقاس قدرة العدسة بوحدة تسمى دايوبتر) diopter( ويرمز لها D وتكون موجبة للعدسة احملدبة.وسالبة للعدسة املقعرة.وعلى هذا االساس تكون العدسة الالمة التي تكون بعدها البؤري

) +( أي ) 0.1m ( لها قدرة عدسة تساوي ) 10D+( والعدسة املفرقة التي ) -20D( لها قدرةعدسة تساوي )-0.05m( أي )-5cm ( بعدها البؤري

اما فيما يخص التكبير فتسمى النسبة بني طول الصورة وطول اجلسم بقوة التكبير.

optical instruments جهزة الب�صرية )8-4(االأ

العد�صة املكربة:

ان مالحظة شيء له ابعاد صغيرة احلال هو كما العني تتعب جدا الساعات وتصليح قراءة في ذلك ولتجنب الدقيقة واالجهزة وهي املكبرة العدسة نستعمل بعد لها )مجمعة( المة عدسة بؤري صغير ويوضع اجلسم املراد مسافه على املكبرة صورته رؤية من العدسة اقل من بعدها البؤري مكبرة خيالية صورة له فتتكون

ومعتدلة كما في الشكل.)8-8 (

10 cm

طول الصورةقوة التكبير=

طول اجلسم

شكل) 8-8( العدسة املكبرة

عصورة جسم

Magnification = Image height

Object height

15�

العني وعيوب الب�صر:

فيها يحصل عدسة مبثابة العني انكسار لالشعة الضوئية وتتكون عن عبارة هي التي القرنية من الطبقة الشفافة الرقيقة املوجوده خلفها يوجد العني مقدمة في قرص ملون يسمى القزحية وهي عضلة دائرية في وسطها ثقب وتتحكم احلدقة)البؤبؤ( يسمى الى املار الضوء بكمية القزحية الشبكية وتركيز الصورة عليها.

الحظ الشكل )9-8(

وتستطيع العني السليمة التكيف لترى االجسام واضحة من مسافة 25cm الى مدى بعيد جدا يسمى مدى الرؤية وهناك حاالت تكون الصورة املتكونة على الشبكية غير واضحة وتعتبر

هذه احلاالت من عيوب النظر وهي:

ق�صر النظر:

بقصر املصابة العني ماتكون عادة مقلة في خلقية استطالة عن النظرناجته مما عدستها حتدب في زيادة او العني، الشبكية امام االشعة جتمع الى يؤدي حيث تكون الصورة غير واضحة. الحظ

الشكل )10-8(

شكل) 8-9(: العني وأجزائها

شكل) 10-8(

160

االبصار عيوب اكثر من النظر وقصر غير البعيدة االشياء ترى وفيه شيوعا بنظارات النظر قصر ويعالج واضحة

طبية عدستها مقعرة الحظ الشكل )11-8(.

طول النظر :

خلف الصورة تتكون احلالة هذه في ويعزى الشبكية على وليس الشبكية ذلك الى تشوه في مقلة العني، او ارتخاء في عضالتها. وعادة مايصاب بهذه احلالة االجسام املصاب يرى ال اذ السن كبار ويكتب( يقرا )كأن بوضوح القريبة طبية نظارات باستعمال ذلك ويعالج

عدستها محدبة الحظ الشكل .) 12-8 (

الشكل)11-8(

الشكل)12-8(

قبل العالج

بعد العالج

قبل العالج

بعد العالج

161

الشكل)13-8(

وللتخلص نهائيا من قصر وطول النظر دون االعتمادعلى النظارة او العدسات الالصقة فقد يتم التي الليزر جراحات من نوع وهي )Lazik(الليزك تسمى حديثة تقنيات استحداث مت اجراؤها للحصول على الرؤية الطبيعية وبوقت قصير ويتم ذلك باحداث تغيير في شكل القرنية املوجودة في مقدمة العني وكلمة الليزك هي اختصار لعدة كلمات انكليزية والتينية تعني استعمال الليزر لتعديل شكل القرنية) Laser assisted in keratomileusis(.الحظ الشكل

.)13-8(

تبدو عيون شخص من وراء النظارات التي يرتديها

اصغر أو اكبر مما هي عليه دون النظارات فهل ياترى فكر ! ! يعاني هذا الشخص من طول النظر ام من قصر النظر؟

162

Prism binoculars املنظار

يستعمل املنظار لرؤية األشياء البعيدة

العدسات من مجموعة من ويتركب العينية)الننا ننظر الالمة تسمى االولى )النها شيئية واالخرى خاللها( من تكون في مواجهة اجلسم املراد مشاهدته(

وموشورين الحظ الشكل) 14-8(.تقليل هو املوشورين وجود من الغرض معتدلة الصورة وجعل املنظار طول

بالنسبة للناظر.

Camera الكامريا

سهلة الكاميرا بها تعمل التي التقنية من مجموعة من تتكون اذ وبسيطة حساس) فوتوغرافي وفلم العدسات املتكونة والصورة ) العني مبثابة شبكية حقيقية مصغرة مقلوبة وفي الكاميرات الوارد الضوء كمية ضبط يتم احلديثة يتم املسافة وضبط احلساس الفلم الى

اوتوماتيكيا.الحظ الشكل )15-8(

الشكل)14-8(

الشكل)15-8(

موشور

مجموعة عدسات

موشور

ضوء

عدساتمرآة

فيلم

الغالق

163

الصور تلتقط اذ )Digital camera(الرقمية الكاميرات إستعمال حديثا مت وقد واصبحت الفوتوغرافية االفالم استعمال من بدال الكتروني بشكل وتخزنها الفوتوغرافية متعددة االستعمال بحيث ميكن تسجيل الصوت او الفيديو عالوة عن الصور ومزودة بشريحة

ذاكرة تختلف باختالف انواعها.الحظ الشكل )16-8(

الى احلاسوب

الشكل)16-8(

163

اأ�صئلة الف�صل

1 : اختر العبارة الصحيحة من العبارات اآلتية :

1 - البعد البؤري لعدسة المة هو البعد: a - بني اجلسم وبؤرة العدسة. b - بني الصورة ومركز العدسة.

c - بني مركز العدسة والبؤرة. d - بني الصورة واجلسم.

2 - عندما يكون جسم مضيء بعيد جدا عن العدسة الالمة فان صورته تكون: a - في البؤرة. b - بعيدة جدا.

c - في مركز العدسة. d - على مسافة تساوي ضعف البعد البؤري.

3 - إذا كانت قدرة العدسة الالمة 50 فان بعدها البؤري يساوي:

4 - العدسات ذات احلافة الرقيقة هيa - عدسة المة b - عدسة مفرقة

c - عدسة ذات وجه مستو على االقل d - جميع احلاالت السابقة

5 - تتجمع االشعة الضوئية الواردة من الشمس بعد اجتيازها عدسة المة:a - في املركز البصري للعدسة b - في البؤرة الرئيسة للعدسة

c - بني مركز العدسة وبؤرتها d - في الالنهاية

6 - مريض يشكو من بعد نظر، اختر العدسة املالئمة: a - عدسة مفرقة b - عدسة المة

c - العدسات املقعرة ذات قدرة معينة d - العدسات احملدبة ذات قدرة معينة

2 cm - a 40 cm - b 60 cm - c 30 cm - d

D+

164

7 - املريض يشكو قصر نظر اختر العدسة املالئمةa - عدسة مفرقة. b - عدسة المة.

c - العدسات املفرقة ذات قدرة معينة . d - العدسات الالمة ذات قدرة معينة .

التي يستعملها هذا العدسة شخص يستعمل نظارات طبية قدرة عدستها مانوع - 8الشخص:

. 1m عدسة محدبة بعدها البؤري - a. 0.5m عدسة محدبة بعدها البؤري - b

. -1m عدسة مقعرة بعدها البؤري - c. 0.5m عدسة مقعرة بعدها البؤري - d

9 - النقطة التي مير بها الشعاع الضوئي وال يعاني انكسارا هي:a - حافة العدسة. b - بؤرة العدسة احملدبة.

c - املركز البصري للعدسة. d - نقطة تقع بني حافة العدسة ومنتصفها.

2: اكمل الفراغات بالكلمة او العبارة التي جتعل اجلمل اآلتية صحيحة:

1. الصورة املتكونة في الة التصوير تكون.........و.......و.......2. العدسة املكبرة عبارة عن عدسة ....... لها بعد بؤري .........

3. تستطيع العني السليمة التكيف لترى االجسام واضحة من مسافة....... الى مدى........يسمى.........

4. تسمى النسبة بني طول الصورة وطول اجلسم بـ ....... 5. في قصر النظر تتجمع االشعة..........

- D 1

165

) 9-1( الطيف الكهرومغناطي�صي) 9-2 ( مزج االلوان ال�صوئية

)9-3( مزج اال�صبغة)9-4( مقدمة ب�صيطة لالمت�صا�س والنفاذ

)9-5(االج�صام ال�صفافة و املعتمة لل�صوء

اللون والطيف الكهرومغناطي�صي الف�صل التا�صع

�

مفردات الف�صل:

Color and Electromagnetic Spectrum

االغرا�س ال�صلوكية

بعد دراسة الفصل نتوقع أن يكون الطالب قادرا على أن :

يعرف الطيف الكهرومغناطيسي .

يقارن بني موجات الطيف الكهرومغناطيسي

يعرف اللون في الطيف. يبرهن بتجربة ان مزج الوان طيف الضوء املرئي تعطي

اللون االبيض .

يعطي امثلة على امتصاص ونفاذ وانعكاس الضوء عبر املواد.

يقارن بني املواد حسب شفافيتها

امل�صطلحات العلمية

Complementary color اللون املتمم Electromagnetic spectrum الطيف الكهرومغناطيسي Primary color األلوان االساسية Primary pigments األصبغة االساسية Ozone layer طبقة االوزون Printing colors األلوان الطباعية Transparent شفاف Opaque معتم

16�

الف�صل التا�صع

Electromagnetic spectrum 9-1( الطيف الكهرومغناطي�صي (تستعمل في حياتك اليومية عدد كبير من االجهزة منها اجهزة الراديو) املذياع ( والتلفاز وغيرها الكثير حيث تدخل في عملها نوع من املوجات وهي جزء من طيف واسع املدى يسمى الطيف الكهرومغناطيسي الحظ الشكل)9-1(، والطيف الكهرومغناطيسي يتكون من موجات كهرومغناطيسية مرئية وغير مرئية والتي تسير بسرعة واحدة في الفراغ وهي مساوية لسرعة

الضوء في الفراغ ) c ( وتختلف فيما بينها في اطوالها املوجية و تردداتها وأن العالقة بني طولها املوجي ) λ ( و ترددها ) f ( هي :

حيث ان: c = 300000 km / s

وميكن تقسيم موجات الطيف الكهرومغناطيسي الى املناطق اآلتية:

اللون والطيف الكهرومغناطي�صي

Color and Electromagnetic Spectrum

Velocity of light in vacuum = wavelength × frequency

c = λ × f

سرعة الضوء في الفراغ = الطول املوجي × التردد

1�0

:Radio waves 1 -املوجات الراديوية

مجاالت في املوجات هذه تستثمر (والتلفاز )املذياع كالراديو عدة .)2-9( الشكل واالتصاالت.الحظ وهي موجات ذات اطوال موجية طويلة نسبيا حيث يتراوح مدى اطوالها املوجية )10000m(و )1cm ( تقريبا مابني

.

الشكل )9-1 ( ا لطيف الكهرومغناطيسي

الشكل )2-9 (

1�1

: Microwaves )2 - املوجات الدقيقة ) املايكروية

تستثمر في الهاتف احملمول)املوبايل( وفي االتصاالت والكشف الراديوي

وافران املوجة الدقيقة ) microw(حيث تؤمن

هذه االنواع من االفران عمليات الطبخ املنزلي بوقت قصير نسبيا وهي

موجات راديوية ذات طول موجي قصيرجدا حيث تتراوح اطوالها

املوجية تقريبا مابني ) 1cm - 100( الحظ الشكل

. )3-9(

فرن املوجة الدقيقة

هاتف محمول

الشكل )3-9 (

ovens

µm

الشبكة املعلوماتية الدولية

موزع السلكي

هاتف

املركز العام للسيطرة

شبكة معلومات هاتف خلويالهواتف اخللوية

حاسوب محمول

1�2

Infrared waves 3 - املوجات حتت احلمراء

للمفاصل الطبيعي العالج في تستثمر والكشف التصوير وفي والعضالت املستخدم بعد عن التحكم جهاز وفي باملوجات احيانا .وتسمى التلفاز في املوجية اطوالها مدى وتتراوح احلرارية تقريبا ما بني ) 100 - 1(

الحظ الشكل )4-9(

الشكل )4-9 (

متحسس االشعة فوق احلمراء

جهاز التحكم عن بعد

تستثمر في العالج الطبيعي

تستثمر في الكشف الليلي

تستثمر في الكشف في حالة الضباب

mµmµ

1�3

Visible light waves 4 - موجات ال�صوء املرئيوهو مدى ضيق من الطيف الكهرومغناطيسي التي تستطيع العني البشرية ان تكشفه وتتحسس الوانه السبعة و يتراوح مدى اطواله املوجية تقريبا ما بني ) 400 - 700(، و ميكن تعريف هذا املدى من طيف املوجات الكهرومغناطيسيه بإنه ذلك اجلزء من الطيف الذي ميكن أن يؤثر في العني مما يؤدي االحساس في رؤية األجسام ويبدأ مدى طيف الضوء املرئي باللون البنفسجى والذي ميتلك اقصر طول موجي حوالي )400 ( و ينتهى باللون األحمر والذي ميتلك اطول

طول موجي حوالي ) 700 ( الحظ الشكل )5-9 (.

ويكون تسلسل الوان طيف الضوء املرئي حسب الزيادة في طولها املوجي )تصاعديا( كاالتي:البنفسجي – النيلي - االزرق – االخضر - االصفر- البرتقالي – االحمر ،

الحظ اجلدول التالي :-جدول رقم )1 ( : مدى الطول املوجي

التقريبي لاللوان في منطقة طيف الضوء املرئي.

مدى الطول املوجي ) تقريبي( اللون

~ 420–400بنفسجي

~ 440–420نيلي

~ 490–440ازرق

~ 560–490أخضر

~ 590–560أصفر

~ 630–590برتقالي

~ 700–630أحمر

شكل )9-5 (الوان طيف الضوء املرئي

nm

nmnm

nm

1�4

ومن اجلدير بالذكر ان حساسية العني تكون دالة لالطوال املوجية للضوء املرئي

: Ultraviolet waves 5 - املوجات فوق البنف�صجية

حديثي حاضنات في تستثمر في وكذلك اخلدج الوالدة القابلية لها إذ التعقيم عمليات على قتل اجلراثيم.الحظ الشكل

)6-9(

تعد الشمس املصدر األهم النتاج ويتراوح األشعة هذه موجات تقريبا املوجية اطوالها مدى )100 – 400 مابني ) هو ملا مؤذ انواعها بعض وتعد موجود على سطح االرض )النوع

)B وقسم من النوع C الحظ الشكل )7-9(

حاضنة اخلدج

شكل )6-9 (

في مجال تعقيم املياه

االشعة فوق البنفسجية

شكل )7-9 (

االرض

nm

طبقة األوزون

1�5

إن التعرض الزائد لبعض انواع األشعة فوق البنفسجية قد يسبب امراضا مثل سرطان اجللد ولكن طبقة األوزون ) O3 ( وهي جزء من الغالف اجلوي الذي يحيط بالكرة األرضية تعمل على حماية االرض ومن عليها من احياء من تاثير هذه األشعة وان تآكل طبقة االوزون او استنزافها قد االرض سطح الى متزايدة بكميات البنفسجية فوق األشعة وأختراق فيها ثقب اوحدوث يسبب اضرارا صحية بالغة لألنسان لذا فان طبقة األوزون تعمل عمل مظلة واقية لألرض الحظ

الشكل )9-8( وهذه واحدة من افضال اهلل سبحانه تعالى ونعمه علينا .

شكل )8-9 (طبقة األوزون

هل تعلم :

ان من اسباب تآكل طبقة االوزون او ثقبها هي تأثير مخلفات الصناعة في العالم و مركبات الفلور والكلور مبركبات تسمى التي والكاربون )CFC )الكلوروفلوروكاربونواجهزة املكيفات في املستخدمة

التبريد .

طبقة األوزون

طبقة األوزون غير متأثرةطبقة األوزون متأثرة

1�6

: X-ray waves صعة ال�صينية� 6 - موجات االأ

تستثمر في مجال الطب اذ بوساطتها مثل األمراض بعض تشخيص يتم قرحة املعدة و حصاة الكلية ، وكذلك تشخيص كسور العظام وأمراض االسنان املفراس جهاز في تستثمر وكذلك

)CT-SCAN(الحظ الشكل)9-9(

كما يستعمل هذا النوع من االشعة في االمنية احلماية اجهزة في تفتيش خالل من مثال املطارات احلقائب الحظ الشكل )10-9(

فحص و تشخيص كسور العظام واالسنان

جهاز املفراس

شكل )9-9 (

احلقيبةشكل )10-9 (

1��

الضوء يستطيع ال التي املواد اختراق تستطيع نسبيا عالية طاقة ذات موجات وهي مابني تقريبا املوجية اطوالها مدى يتراوح حيث البشري اجلسم فيها مبا اختراقها املرئي

. )10-0.001nm(

: Gamma ray 7 - ا�صعة كاما

في االشعة من النوع هذا يستثمر األورام بعض ومعاجلة تشخيص تشخيص في وكذلك السرطانية الدرقية الحظ الغدة اورام ومعاجلة

الشكل )11-9(

وهي موجات ذات طاقة عالية جدا تنبعث من نوى الذرات ، وهي املوجات االقصر طوال في الطيف الكهرومغناطيسي ويتراوح مدى اطوالها املوجية تقريبا مابني )0.001nm( والى اقل

. )0.00001nm( من

شكل )11-9(

1��

:Mixing colors of light 9-2 ( مزج االلوان ال�صوئية (

باأللوان وسميت االزرق و األخضر و األحمر ثالثة هي األساسية واأللوان األساسية الحظ الشكل )9-12( ألنه ميكن احلصول من مزجهما بنسب مختلفة على جميع األلوان األخرى غير األساسية. وإذا مزجت )جمعت( هذه االلوان االساسية بنسب متساوية تكون اللون او الضوء االبيض )ضوء الشمس( ومن

الشكل )9-13( ميكن مالحظة عملية جمع االلوان االساسية.

يقصد باللون في الطيف على انه صفة الضوء التي تعتمد على تردد

املوجة الكهرومغناطيسية

ابيض

شكل )13-9(

اخضر + احمر = اصفر

اخضر + ازرق = فيروزياحمر + ازرق = ارجواني

شكل )12-9(االلوان االساسية

أحمر

أزرق

أخضر

1��

امللون والتلفاز امللون التصوير في االلوان تكون اساس تشكل الثالثة االساسية االلوان ان واحلاسبة االلكترونية، الحظ الشكل )14-9(.

ان أي لونني يتكون من مزجهما اللون االبيض يسميان باللونني املتممني . الحظ اجلدول التاليوالذي يبني األلوان األساسية واأللوان املتممة .

جدول رقم )2( األلوان األساسية وااللوان املتممةاللون املتمماللون االساسي

اصفرازرق

ارجوانياخضر

فيروزي*احمر

فمثال: ازرق + اصفر = ابيض

*الفيروزي هو لون بني االخضر املزرق واالزرق املخضر

االلوان االساسية

الشكل)9-14 ( احلاسبة االلكترونية

1�0

ن�صاط 1 : قر�س نيوتن

االدوات : قرص دائري من الكرتون ، الوان مختلفة، محرك صغير والذي يستخدم في االلعاب ،بطارية ،اسالك .

اخلطوات : لون القرص الدائري بالوان طيف الضوء املرئي

وحسب مامبني في الشكل املجاور . ثبت القرص من منتصفه على احملرك

اربط طرفي احملرك ببطارية بواسطة اسالك كهربائية ماذا تالحظ ؟

عند حركة القرص بسرعة مناسبة نراه بلون ابيض فسر ذلك...

ان مزج الوان طيف ال�صوء املرئي تعطي اللون االبي�س

: Mixing pigments 9-3( مزج اال�صبغة( تستعمل االصبغة في صناعة احلبر وفي دهانات اجلدران وفي الصور الزيتية الحظ الشكل

. )15-9(

الشكل)15-9 (

1�1

واالصبغة االساسية هي ثالث الصفراء واالرجواني والفيروزي ، الحظ الشكل )16-9( .

الشكل )9-16( : مزج االصبغةاالساسية.ومن هذا الشكل نستطيع حتديد لون املزيج الناجت من مزج أي صبغتني اساسيتني ، وعند مزج

االصبغة االساسية الثالث بنفس النسب كان الناجت اسود . subtraction اي ان مزج االصبغة هي عملية طرح

باستعمال الكتب في طباعة املستعملة الطباعية االلوان انتاج بانه ميكن هنا االشارة وجتدر احلبر االصفر واحلبر الفيروزي واحلبر االرجواني ، الحظ الشكل )17-9( .

شكل )9-17( : ميثل االلوان الطباعية املستعملة في طباعة الكتب.

ارجواني

فيروزي

اصفر

عند مزج صبغة فيروزي مع صبغة ازرق املزيج يبدو ارجواني سوف

اللون عند مزج صبغة صفراء مع يبدو سوف فيروزي صبغة

ارجواني املزيج أخضر اللون صبغة مزج عند سوف صفراء صبغة مع

يبدو املزيج أحمراللون أسود

في املستخدم احلبر الوان من ناجت الكتب تلوين االساسية االصبغة مزج واالرجواني االصفر (

والفيروزي( .

1�2

)9-4( مقدمة ب�صيطة لالمت�صا�س والنفاذ Simple Introduction for Absorption and Transmissio

قد تتسائل عزيزي الطالب : ما الذي يجعلنا نرى قبعة ما بيضاء والسبورة سوداء والقميص مثال احمر ؟

عند سقوط ضوء ابيض على القبعة العني الى تعكس فانها البيضاء التي بالنسب الطيف الوان جميع مما االبيض الضوء في عليها توجد يؤدي الى االحساس باللون االبيض،

الحظ الشكل )18-9( .

على ابيض ضوء سقوط وعند ازرق،فان وسروال احمر قميص القميص يبدو احمر والسروال يبدو ميتص االحمر القميص ألن ازرق جميع االلوان عدا لونه االحمر فانه بالنسبة الى ينعكس وكذلك احلال اللون االزرق للسروال االزرق الحظ

الشكل )19-9 (

الشكل)18-9 (

ضوء ابيض

جميع تعكس البيضاء القبعة الوان الطيف الشمسي

الشكل)19-9 (

ضوء ابيض

القميص يبدو احمر

السروال يبدو ازرق

1�3

السروال يبدو اسود

القميص يبدو احمرضوء احمر

الشكل )20-9 (

) اخلطوة الثانية ( ) اخلطوة االولى (

الشكل)21-9 (

قميص على أحمر ضوء سقط ولو يبدو األحمر القميص فان أحمر أحمرا أما عند سقوط الضوء األحمر السروال فان األزرق السروال على سوف ميتص اللون األحمر وال يعكس الشكل الحظ أسود، فيبدو شيئا

) 20-9(وعند سقوط ضوء الشمس على السبورة السوداء فانها متتص جميع االلوان وال تعكس منها

شيئا فتظهر سوداء.ن�صاط 2 :

امت�صا�س وانعكا�س االلوان

ادوات النشاط : مصدر ضوئي ابيض ، مصدر ضوئي ازرق ، مصدر ضوئي احمر،طماطة حمراء اللون

اخلطوات : - نسقط الضوء االبيض على الطماطة ، كيف يبدو لونها ؟

- نسقط الضوء االحمر على الطماطة ، كيف يبدو لونها االن ؟ - نسقط الضوء ااالزرق على الطماطة ، كيف يبدو لونها هذه املرة ؟

- قارن مالحظاتك مع الشكل )21-9 ( في اخلطوة االولى يبدو لونها احمر.

في اخلطوة الثانية يبدو لونها احمرا ايضا . في اخلطوة الثالثة تبدو سوداء.

) اخلطوة الثالثة (

1�4

ولكي نرى اللون احلقيقي جلسم يجب اختباره بضوء أبيض )يحتوي جميع األطوال املوجية املرئية( ففي ضوء الشمس تبدو األجسام بألوانها احلقيقية ولذلك انه من املألوف أن جسما يبدو

بلون معني بضوء مصباح كهربائي ولكنه يبدو بلون مختلف عندما يفحص بضوءالشمس .أما بالنسبة للجسم الشفاف امللون فيبدو بالنسبة للضوء النافذ منه ، فالزجاجة اخلضراء تنفذ

اللون األخضر

)9-5(االج�صام ال�صفافة و املعتمة لل�صوء : Transparent and Opaque Objects

ميكن تقسيم املواد بالنسبة لسماحها للضوء باملرور خاللها ) شفافيتها( الى ثالثة أنواع :-

تق�صيم املواد بالن�صبة اىل �صفافيتها

1 - اج�صام معتمة هي االجسام التي التسمح للضوء بالنفوذ خاللها فال ترى االجسام الواقعة خلفها مثل

اخلشب واملعادن

2 - اج�صام �صفافةالقسم االعظم التي تسمح مبرور هي االجسام خلفها الواقعة االجسام فترى خاللها الضوء من

بوضوح مثل الهواء والزجاج الرقيق املصقول.

3 - اج�صام �صبه �صفافةهي االجسام التي تسمح مبرور قسم قليل من الضوء

خاللها ومتتص وتعكس الباقي من الضوء الساقط عليها لذلك النرى االجسام الواقعة خلفها بوضوح

كالزجاج احملبب .

ا�صئلة الف�صل

1: اختر اجلواب الصحيح لكل مما يأتي :)1( موجات أشعة كاما هي موجات:

)a( ميكانيكية طولية. )b( ميكانيكية مستعرضة. )c( كهرومغناطيسية. )d( جميع االحتماالت السابقة.

)2( يعد اخلشب جسما : )a( معتم . )b( شفاف .

)c( شبه شفاف . )d( جميع االحتماالت السابقة .

)3( في مدى طيف الضوء املرئي، فان اللون الذي ميتلك أطول طول موجة هو: )a( البنفسجي. )b( األحمر. )c( األخضر. )d( األزرق.

)4( اذا مزجت صبغه صفراء مع صبغة فيروزي فان املزيج يبدو: )a( اخضر اللون )b( ازرق اللون

)c( احمراللون )d( برتقالي اللون

2: ضع عالمة )✓( أمام العبارة الصحيحة وعالمة )×( أمام العبارة اخلاطئة لكل مما يأتي. )1( في ضوء الشمس تبدو األجسام بألوانها غير احلقيقية. )2( موجات االشعة السينية هي موجات كهرومغناطيسية )3( ان اللون املتمم للون األساسي األخضر هو األرجواني.

)4( عند سقوط ضوء الشمس على السبورة السوداء فانها تعكس جميع األلوان وال متتص منها شيئا فتظهر سوداء.

)5( عند جمع األلوان األساسية بنسب متساوية يتكون اللون البرتقالي .

1�5

kHzkm/s

m

3: أمأل الفراغات اآلتية:)1( أي لونني يتكون من مزجها اللون ......... يسميان باللونني املتتامني.

)2( في مدى طيف الضوء املرئي فأن اللون ........... ميتلك اقصر طول موجة.هي خلفها الواقعة األجسام ترى فال خاللها بالنفوذ للضوء تسمح ال التي األجسام )3(

..............)4( املوجات األقصر طوال في الطيف الكهرومغناطيسي هي موجات ...................

4: اذكر األلوان األساسية و االصبغة االساسية؟

5: اضيئت وردة بضوء ابيض فبدت حمراء اللون بينما تبدو الوردة نفسها سوداء لو اضيئت بضوء ازرق ما تعليل ذلك؟

6: ما اسم املوجات التي تسمى احيانا باملوجات احلرارية ؟

7: اذكر استعماال مفيدا واحدا لكل من: )a( املوجات الراديوية . )b( املوجات الدقيقة.

)c( املوجات فوق البنفسجية. )d( موجات األشعة السينية.

8: رتب تسلسل الوان الطيف للضوء املرئي حسب الزيادة في الطول املوجي .

9 : ما السبب لرؤيتنا وردة بيضاء اللون عندما ينظر اليها في ضوء الشمس؟

10 : ماذا نعني بقولنا )أن طبقة األوزون تعمل عمل مظلة واقية لالرض ( .

11: اذا علمت ان تردد موجة كهرومغناطيسية يساوي) 1250 ( وسرعة الضوء في الفراغ تساوي ) 300000 ( فما هو طولها املوجي؟

الية منطقة في الطيف الكهرومغناطيسي تعود هذه املوجة؟ ج / 240

1�6

- الفصل االول القياس ............. 18-4

احلركة ................... 42-19 - الفصل الثاني

الصوت .................... 68-43 - الفصل الثالث

الشغل والطاقة ............... 92-69 - الفصل الرابع

قوانني نيوتن في احلركة ............ 111-92 - الفصبل اخلامس

الضوء وانعكاس الضوء .............134-112 - الفصل السادس

انكسار الضوء ...................... 149-135 - الفصل السابع

العدسات الرقيقة .................. 165-150 -الفصل الثامن

اللون والطيف الكهرومغناطيسي ......186-166 - الفصل التاسع

الفهر�صت

مت بحمده