jump to navigation

نشاط عملي في عمل نماذج الى طبقات باطن الكرة الارضية نوفمبر 20, 2009

Posted by 26102009firas in Uncategorized.
trackback

About these ads

تعليقات»

1. رااشد ســلطاان بن سيفاان - نوفمبر 23, 2009

الاسلاام عليكم اخواني الطلااب واستاذنا الكريم

شيئ جميل انا نقووم بفعل انشطة عملية ونها فكرة جميلة

26102009firas - نوفمبر 24, 2009

تعيش ودوم راشد

2. احمد عصام - ديسمبر 10, 2009

السلام عليكم

نشاط مميز وجميل
اعجبني النشاط
شكرا

3. abdulrahman al suwaidi - ديسمبر 10, 2009

السلام عليكم و رحمة الله

بس بغيت استفسر عن امتحان العلوم التقويم الثاني متى الاماتحان ؟؟؟

الصف:7/5

4. abdulrahman al suwaidi - ديسمبر 13, 2009

استاذ يمكن ما امتحن امتحان العلوم

ولد عمتي اليوم اتوفى و بروح العين اسبوع و برجع

7/5

5. عيسى وحيد حبيب - ديسمبر 24, 2009

السلام عليكم ورحمةالله وبركاته استاذي الفاضل فراس سعدون اريد أن اعلم كيف

استطيع أن انزل فيديو أو صور على البرنامج.

وشكرا جزيلا

26102009firas - ديسمبر 27, 2009

اشلونك يا عيسى

sdfgh - ديسمبر 14, 2012

اقول اتحدى الي يجاوب عليه يأخذ هديه
كيف يمكن لقوة سحبب وقوة دفع ان تساهما في تحريك صفيحه في آن واحد

6. حمد محمد صالح - ديسمبر 26, 2009

السلام عليكم ورحمةالله وبركاته استاذي الفاضل فراس سعدون مشكور ياستاذي على الرحله التعليميه وشكرا جزيلا

26102009firas - ديسمبر 27, 2009

هله حمد عساك ابخير

7. شباب قراين 2 - ديسمبر 27, 2009

صور..

8. سعيد - ديسمبر 27, 2009

ستاذ كيف احط صور

9. عمران مظفر أحمد الزرعوني - ديسمبر 29, 2009

الأنشطه شيء . حقيقه ترا أمام عينك أما الدراسة ترا في التلفاز النشاط غير لاتراه مثل مأنت تراه أمامك وستادنا كل نشاط أتمنا نعمله في الصف

10. عمر علي الغزال 5/7 - ديسمبر 29, 2009

تنشأ البراكين على أعماق تحت القشرة الأرضية ( فى أعلى غلاف المانتل) نتيجة عوامل ارتفاع الضغط ودرجة الحرارة على تلك الأعماق وتنصهر الصخور فتقل كثافتها وتسهل حركتها فتندفع الصهارة الى الأعلى مذيبة لصخور القشرة فى طريقها حتى تصل الى سطح الأرض على شكل حمم ملتهبة فتكون البراكين ( وهى الجبال المميزة الشكل) وانسيابات اللآبة( التى تصبح حرات عنما تتجمد وتتحول الى صخور).

تكون حواف صفائح صخر القشرة الأرضية المتجهة نحو بعضها البعض سلاسل جبال وحدوث الزلازل أولا نتيجة التصادم بينها وتقلص مساحة سطح الأرض من جهة ( مثال جبال الهيمالايا فى أسيا والروكيز فى أمريكا الشمالية والأنديز فى أمريكا الجنوبية) ثم تنزلق الصفيحة الأقل صلابة الى الأسفل وينتج عن ذلك تكون أحزمة براكين وزلازل متوافقة نظرا لتولد كمية هائلة من الضغط والحرارة فيستمر حدوث الزلازل نتيجة الاحتكاك ثم تحدث البراكين نتيجة ذوبان الصخور فى الأعماق …… كما تتكون البراكين على حواف الصفائح الصخرية المتباعدة عن بعضها وميلاد مساحات جديدة من سطح الأرض من الجهة الأخرى ( مثال سلاسل الجبال البركانية فى أواسط قيعان المحيطات)

وتتجمد المواد البركانية السائلة بسرعة نتيجة للفرق الكبير بين درجة حرارتها ودرجة حرارة سطح الأرض (أو قيعان المحيطات) وهكذا تتكون الصخور النارية السطحية بعكس الصخور النارية التحت سطحية والتى تتجمد ببطء نسبى وتتميز هذه النوعية من الصخور بتكون بلورات معدنية كبيرة نوعا ما ( مثل صخور الجرانيت)

26102009firas - ديسمبر 29, 2009

ماشاء الله عليك يا عمر والله شئ جميل جدا

11. عبد الله محمد - ديسمبر 30, 2009

لأنشطة شي مفيد ومسلي ويزيد من معلوماتنا

12. عمران ابراهيم - يناير 3, 2010

القوارع الإلهية (زلازل براكين أعاصير خسف مسخ طاعون..) بشر تحولوا لحجارة حقيقية بالصور

كتبهاوليد برجاس ، في 10 أكتوبر 2008 الساعة: 21:46 م

الحمد لله والصلاة والسلام على رسول الله

القوار ع الإلهية

إعداد الفقير إلى الله/ أبو مسلم وليد برجاس
لا إله إلا الله الواحد الأحد … قاصم الجبارين ومهلك الظالمين وجامع الناس ليوم الدين
إن ما نشاهده من هذه الآيات الكونية من زلازل وبراكين وأعاصير ومصائب لهي آية من آيات الله تجعل المؤمن متصلاً بالله ذاكراً له شاكرا لنعمه مستجيرا من بطشه ونقمته وسخطه
قال تعالى : ( أَفَأَمِنَ أَهْلُ الْقُرَى أَنْ يَأْتِيَهُمْ بَأْسُنَا بَيَاتًا وَهُمْ نَائِمُونَ أَوَأَمِنَ أَهْلُ الْقُرَى أَنْ يَأْتِيَهُمْ بَأْسُنَا ضُحًى وَهُمْ يَلْعَبُونَ أَفَأَمِنُوا مَكْرَ اللَّهِ فَلَا يَأْمَنُ مَكْرَ اللَّهِ إِلَّا الْقَوْمُ الْخَاسِرُونَ )
79-99الأعراف
تلك النذر والآيات من جند الله، لم تستطع أعتى الدول بقوتها وتقدمها العلمي والتكنولوجي أن تقف أمام قوة الجبار سبحانه والذي يسير الكون بحوله وقوته كيف يشاء

فكانت تلك القوارع الإلهية ابتلاء للصالحين وعقوبة للطغاة الجبارين وعظة وتذكرة للناجين.
قال رسول الله صلى الله عليه وسلم: (إن الناس إذا رأوا المنكر فلم يغيروه أوشك الله أن يعمهم بعقابه)

وقال الله تعالى: وَإِذَا أَرَدْنَا أَن نُّهْلِكَ قَرْيَةً أَمَرْنَا مُتْرَفِيهَا فَفَسَقُواْ فِيهَا فَحَقَّ عَلَيْهَا الْقَوْلُ فَدَمَّرْنَاهَا تَدْمِيراً [الإسراء:16]،
قال ابن القيم – رحمه الله: (وقد يأذن الله سبحانه للأرض في بعض الأحيان بالتنفس فتحدث فيها الزلازل العظام ، فيحدث من ذلك لعباده الخوف والخشية ، والإنابة والإقلاع عن المعاصي والتضرع إلى الله سبحانه ، والندم كما قال بعض السلف – وقد زلزلت الأرض- : (إن ربكم يستعتبكم) .
سنة الله غالبة
إن الله سبحانه وتعالى حكيم عليم فيما يقضيه ويقدره ، حكيم عليم فيما شرعه وأمر به وهو سبحانه يخلق ما يشاء من الآيات ، ويقدرها تخويفا لعباده وتذكيرا لهم بما يجب عليهم من حقه وتحذيرا لهم من الشرك به ومخالفة أمره كما قال الله سبحانه : ( وَمَا نُرْسِلُ بِالْآيَاتِ إِلَّا تَخْوِيفًا )
ومن سنن الله الكونية ، أنَّ من نازعه الكبرياء والعظمة قصمه الله وأهلكه ، ومن تسلَّط على العباد بالظلم أعاد الله عليه عاقبة ظلمه ، والعدل أساس الملك والممالك
قال الله تعالى: وَكَمْ أَهْلَكْنَا مِنَ الْقُرُونِ مِن بَعْدِ نُوحٍ وَكَفَى بِرَبِّكَ بِذُنُوبِ عِبَادِهِ خَبِيرَاً بَصِيراً [الإسراء:17].
المؤمن مرهف الحس

الأصل في المؤمن أن يكون مرهف الحس لمثل هذه الأحوال المخيفة والأمور المهيبة .
وكان من هدي النبي صلى الله عليه وسلم إذا هبت الريح الشديدة عرف ذلك في وجهه وحين ينعقد الغمام في السماء ويكون السحاب ركاماً بعضه فوق بعض ترى النبي صلى الله عليه وسلم يُقبل ويدبر ويدخل البيت ويخرج والهم يعلو محياه , فتقول عائشة مالك: يا رسول الله !
فيقول : ما يؤمنني أن يكون عذاباً ؟ إن قوماً رأوا ذلك فقالوا: هذا عارضٌ ممطرنا .
فقال الله : (بل هو ما استعجلتم به ريح فيها عذاب أليم }حتى إذا نزل المطر سُرِّي عنه صلى الله عليه وسلم
قال تعالى فى شأن الغافلين: (وَكَأَيِّن مِّن آيَةٍ فِي السَّمَاوَاتِ وَالأَرْضِ يَمُرُّونَ عَلَيْهَا وَهُمْ عَنْهَا مُعْرِضُونَ * وَمَا يُؤْمِنُ أَكْثَرُهُمْ بِاللّهِ إِلاَّ وَهُم مشركون* أَفَأَمِنُواْ أَن تَأْتِيَهُمْ غَاشِيَةٌ مِّنْ عَذَابِ اللّهِ أَو تَأْتِيَهُمُ السَّاعَةُ بَغْتَةً وَهُمْ لاَ يَشْعُرُونَ [يوسف:105-107].
سبحان من يمهل ولا يهمل
لا يعني أن أقواماً لم يصبها شيء من القوارع الإلهية أنها على خير، كلا ، ولكن الله يمهل حتى يعتبر الناس ولا يهمل، والعقوبات الربانية تختلف فقد يكون زلزالاً وقد يكون حروباً
وقد يكون تدهوراً اقتصاديا كما حدث مؤخرا فى انهيارالاقتصاد الربوى لكثير من الدول ، وقد يكون غير ذلك.

فما أحلم الله على العصاة وقد ناصبوه بالحرب معرضين عن تهديد الله لمن يتعامل بالربا (فَإِنْ لَمْ تَفْعَلُوا فَأْذَنُوا بِحَرْبٍ مِنَ اللَّهِ وَرَسُولِهِ ).
ماذا ننتظر بعد ان انتشر الربا والزنا وشربت الخمور والمسكرات وأدمنت المخدرات، كثر أكل الحرام وتنوعت الحيل شهادات باطلة وأيمان فاجرة وخصومات ظالمة، ارتفعت أصوات المعازف والمزامير وفشت رذائل الأخلاق ومستقبح العادات ، حورب الدين وأهله وسيم الدعاة والمصلحون أشد العذاب والنكال وكرّم الفجرة والخونة وأرباب المعاصى من الفنانين والراقصات كثر الكفر والفسوق وقل الشكر وإرجاع الحقوق، كذب وتزوير للحقائق ، زنا ولواط ، منع الخير إلى غير ذلك من الذنوب والآثام التي تؤذن بعذاب الله وعقابه وكان حقا على الله أن يعاقب من فعل بعض هذه المنكرات فكيف بها جميعا.
قال تعالى ظهر الفساد في البر والبحر بما كسبت أيدي الناس ليذيقهم بعض الذي عملوا لعلهم يرجعون)41 الروم
وقال تعالى) أَفَأَمِنَ الَّذِينَ مَكَرُوا السَّيِّئَاتِ أَنْ يَخْسِفَ اللَّهُ بِهِمُالْأَرْضَ أَوْ يَأْتِيَهُمُ الْعَذَابُ مِنْ حَيْثُ لا يَشْعُرُونَ أَوْيَأْخُذَهُمْ فِي تَقَلُّبِهِمْ فَمَا هُمْ بِمُعْجِزِينَ)) (النحل:46,45) .
لولا الذين له ورد يصلونا *** وآخـرون له سـرا يصـومونا.
لدكدكت أرضكم من تحتكم سحرا *** لأنكم قوم سوء ما تطيعونا.
غار الله فى سمائه
فى مسند أحمد عن عمر بن الخطاب رضي الله عنه أن النبي صلى الله عليه وسلم قال:
(ليس من ليلة إلا والبحر يشرف فيها ثلاث مرات على الأرض يستأذن الله في أن ينفضح عليهم – أي: على العصاة – فيكفه الله عز وجل”
غار البحر و تمعر ولكنه مأمور.
إن بلاداً من بلاد الله الواسعة، كانت قائمة شاخصة، فظلم سكانها أنفسهم، فحل بهم أمر الله وسنته (وَكَمْ أَهْلَكْنَا مِن قَرْيَةٍ بَطِرَتْ مَعِيشَتَهَا فَتِلْكَ مَسَـاكِنُهُمْ لَمْ تُسْكَن مّن بَعْدِهِمْ إِلاَّ قَلِيلاً وَكُنَّا نَحْنُ الْوارِثِينَ } [القصص:58].
لقد عمّ قومَ نوح الغرقُ، وأهلكت عاداً الريحُ العقيم، وأخذت ثمودَ الصيحةُ، وقلبت على قوم لوط ديارهم، فجعل الله عاليها سافلها، وأمطر عليها حجارة من سجيل،
يقول الله تعالى ( فَكُلاًّ أَخَذْنَا بِذَنبِهِ فَمِنْهُم مَّن أَرْسَلْنَا عَلَيْهِ حَاصِباً وَمِنْهُمْ مَّنْ أَخَذَتْهُ الصَّيْحَةُ وَمِنْهُمْ مَّنْ خَسَفْنَا بِهِ الأرْضَ وَمِنْهُمْ مَّنْ أَغْرَقْنَا وَمَا كَانَ اللَّهُ لِيَظْلِمَهُمْ وَلَـكِن كَانُواْ أَنفُسَهُمْ يَظْلِمُونَ} [العنكبوت:40]
تلكم الذنوب، وتلكم عواقبها وما هي من الظالمين ببعيد، ما ظهرت المعاصي في ديار إلا أهلكتها،

ولا فشت في أمة إلا أذلتها، ولا تخلخلت في دولة إلا أسقطتها.

ما ذنب النساء والأطفال ؟!
في الصحيحين عن أمّ المؤمنين عائشة ـ رضي الله عنها ـ قالت: قال رسول الله ـ صلّى الله عليه وسلّم ـ : يغزو جيش الكعبة؛ فإذا كانوا ببيداء من الأرض يخسف بأوّلهم وآخرهم”، قالت: قلت يا رسول الله، كيف يخسف بأوّلهم وآخرهم وفيهم أسواقهم، ومن ليس منهم؟!، قال: ” يخسف بأوّلهم وآخرهم، ثمّ يبعثون على نيّاتهم“.

وفي حديث آخر قالت إحدى أمّهات المؤمنين: أنهلك وفينا الصالحون؟! قال: ” نعم، إذا كثر الخبث ). ولعلّ هذا هو السرّ في الأمر بالهجرة من ديار الكفر والفجور إلى دار الإسلام.
ما سبب القوارع الإلهية ؟
ما زالت نذر الله تعالى على عباده تتابع تترا بذنوبهم ومعاصيهم قال تعالى : (( وَمَا أَصَابَكُمْ مِنْ مُصِيبَةٍ فَبِمَا كَسَبَتْ أَيْدِيكُمْ وَيَعْفُو عَنْ كَثِيرٍ))
و ليس بين أحد وبين الله نسب.
وذكر الإمام أحمد عن صفية قالت : ( زلزلت المدينة على عهد عمر فقال : أيها الناس ، ما هذا ؟ ما أسرع ما أحدثتم . لئن عادت لا تجدوني فيها .
و ذكر ابن أبي الدنيا عن أنس بن مالك : ( أنه دخل على عائشة هو ورجل آخر ، فقال لها الرجل : يا أم المؤمنين حدثينا عن الزلزلة ؟ فقالت : إذا استباحوا الزنا ، وشربوا الخمور ، وضربوا بالمعازف ، غار الله عز وجل في سمائه ، فقال للأرض : تزلزلي بهم ، فإن تابوا ونزعوا ، وإلا أهدمها عليهم ، قال : يا أم المؤمنين ، أعذابا لهم ؟ قالت : بل موعظة ورحمة للمؤمنين ، ونكالاً وعذاباً وسخطاً على الكافرين ..)

وقال رسول الله صلى الله عليه وسلم : ( إذا اتخذ الفيء دولا ، والأمانة مغنما ، والزكاة مغرما ، وتعلم لغير الدين ، وأطاع الرجل امرأته ، وعق أمه ، وأدنى صديقه ، وأقصى أباه ، وظهرت الأصوات في المساجد ، وساد القبيلة فاسقهم ، وكان زعيم القوم أرذلهم ، وأكرم الرجل مخافة شره ، وظهرت القينات والمعازف ، وشربت الخمور ، ولعن آخر هذه الأمة أولها فليرتقبوا عند ذلك ريحا حمراء وزلزلة وخسفا ومسخا وقذفا وآيات تتابع كنظام بال قطع سلكه فتتابع ) رواه الترمذي
وعن عبد الله بن عمررضي الله عنهما قال:أقبل علينا رسول الله صلى الله عليه وسلم فقال: يا معشر المهاجرين،خمس إذا ابتليتم بهن وأعوذ بالله أن تدركوهن: لم تظهرالفاحشة في قوم قط حتى يعلنوا بها إلا فشا فيهم الطاعون والأوجاع التي لم تكن مضت في أسلافهم الذين مضوا، ولم ينقصوا المكيال والميزان إلا أخذوا بالسنين وشدة المؤونة وجور السلطان عليهم،ولم يمنعوازكاة أموالهم إلامنعوا القطر من السماء ولولا البهائم لم يمطروا… ولم ينقضوا عهد الله وعهد رسوله إلا سَلط الله عليهم عدوا من غيرهم فأخذوا بعض ماكان في أيديهم ..وما لم تحكم أئمتهم بكتاب الله عز وجل ويتحروا فيما أنزل الله إلا جعل الله بأسهم بينهم))رواه ابن ماجه وحسنه الألباني
يا مخطئاً ما أجهلك *** عصيت ربـاً عدَّلك .
وأقدرك وأمهلك *** عجل وبـادر أملك .
واختم بخير عملك *** ونــاد رباً فضلك .
لبيك إن الحمد لك *** والملك لا شريك لك

التفسير المادى للقوارع الإلهية
تأبى نفوس أعرضت عن الله تعالى أن تأخذ هذه الزلازل والأعاصير آية وعبرة وتنسب هذه الكوارث إلى ظواهر طبيعية ولها أسباب معروفة ولا علاقة لها بأفعال الناس ومعاصيهم ويقولون كما قال من سار على دربهم ممن سبقهم : (( قَدْ مَسَّ آبَاءَنَا الضَّرَّاءُ وَالسَّرَّاءُ )) فيعتبرون ذلك حالة طبيعية وليست عقوبة إلهية ، مما يجعلهم يتمادون في غيهم وفجورهم فلا يتوبون ولا هم يذكرون.
ومنهم من فسر خسف قارون بأنه قد ابتنى بيته على فوهة بركان ميت !
بل ومنهم من يقلب الحقائق، ويرتزق من ورائها؛فقد كان أحد الشعراء في العهد المملوكي في مصر
بعد أن أصابها زلزال جاء إلى الحاكم، فقال متملقاً ببيت من الشعر:
ما زُلْزِلت مصرُ من كيدٍ أُريد بها *** لكنها رقصت من عدلكم طرباً !!
عندما تكون المصائب نعمة
لك الحمد إن الرزايا عطايا *** وإن المصيباتِ بعضُ الكرم
1- تكون المصائب نعمة وتنقلب المحنة منحة حين يستفاد منها في توجيه الناس للعودة إلى الله واستدراك أيامهم بالتوبة
قال تعالى فلولا كانت قرية آمنت فنفعها إيمانها إلا قوم يونس لما آمنوا كشفنا عنهم عذاب الخزى فى الحياة الدنيا ومتعناهم إلى حين)98يونس
2 – كما تكون نعمة إذا سلطها الله على الظالمين ممن بغوا على عباد الله فتذكر الغافلين بقدرته سبحانه على الظالمين وتؤنس الموحدين بلطف الله بهم ونصره لهم، فصارت منّة ومدعاة لفرحهم وسرورهم ،انظر حين جاءت الريح العظيمة وشتت الأحزاب في غزوة الخندق ، قال تعالى : (يَا أَيُّهَا الَّذِينَ آمَنُوا اذْكُرُوا نِعْمَةَ اللَّهِ عَلَيْكُمْ إِذْ جَاءَتْكُمْ جُنُودٌ فَأَرْسَلْنَا عَلَيْهِمْ رِيحاً وَجُنُوداً لَمْ تَرَوْهَا وَكَانَ اللَّهُ بِمَا تَعْمَلُونَ بَصِيراً) [الأحزاب:9]
بومباى

فى يوم 24 أغسطس 79 ميلاديا كانت تلك المدينة الإيطالية على موعد مع جند الله البركان فسيوفيوس
عدد سكانها مائتا ألف نسمة يعيشون عيشة آمنة مطمنة فرحين بما لديهم ،
وكان بالمدينة شبكة مياه داخل البيوت وحمامات عامة وشوارع مرصوفة بالحجارة وكان بها ميناء بحرى متطور
وكان بها مسارح وأسواق
أغرقوا فى الشهوات وعبدوا الفروج وكفروا بالله ولم يعبأوا بغضب الجبار.
حتى أتاهم حتفهم ضحى وهم يلعبون ، فتسمروا مكانهم وحولهم التراب البركانى إلى تماثيل بشرية حقيقية متحجرة عثر منها على حوالى 2,000 جثة .
وكثير منهم سحق تحت الصخور المتساقطة التى أسقطت أسقف المبانى الآن هى مزار سياحى !! وما تغنى الآيات والنذر عن قوم لا يؤمنون
تسونامى
أكثر من مائتي ألف قتيل هم ضحايا الزلزال المدمّر الذي ضرب جنوب شرق آسيا !
إنّ الله لا يظلم الناس شيئاً، ولكنّ الناس أنفسهم يظلمون.. لقد كان جزء كبير من المناطق الآسيويةالمنكوبة منتجعات للسياحية الجنسية يأوي إليها السياح من كلّ مكان، فيتعرّون ويرقصون ويغنّون ويسكرون ويعربدون..
، فلعلّ الله ـ عزّ وجلّ ـ غار في سمائه، فقال للأرض تزلزلي.”..
وإن الله ليغار وغيرة الله أن تؤتى محارمه”
وفي الوقت الذي محت أمواج ” تسونامي” مدن بأكملها في جنوب شرقي آسيا، وقفت المساجد شامخة آية من حفظ الله لها.
عاقبة الطغيان الأمريكى

جمعت أمريكا الأسباب الكونية لسقوط الدول فقد تخلَّت أمريكا عن الحق والعدل
كما جمعت ألوان الفساد الداخلي من انتشار الجريمة ، وشيوع الفواحش ونشرها واستمرائها ، وتشريعها بالقوانين ، وعملت كالذي عمله قوم لوط وأفحش ، وجمعت ذنوب الأمم السابقة وزادت على كل أمة منها ، ولو نظرتَ في تاريخ الأمم السابقة وجدتَ أنَّها لم تسقط ولم تزل إلاَّ بعد انتشار الفواحش والذنوب.
* حسبك أن تعرف أن 11 ألف شاذ تزوجوا في كاليفورنيا فقط في أربعة أشهرمن هذا العام2008
ناهيك عن انتشار مطاعم تقدم اللحوم البشرية وتعلن عن ذلك جهارا نهارا !!!
وأما الظلم فحدّث ولا حرج ، فلم يعرف التاريخ المعاصر أظلم من أمريكا ولا أطغى ،يكفى أن الأرض التى تقلهم كان عليها 200مليون هندى أحمر قام الأمريكان بإبادتهم.!!
* ما جرى للولايات المتحدة هذه الأيام تثبيت لقلوب الموحدين والمظلومين من شعوب أمتنا الإسلامية واستجابة لدعاء المسلمين الذين رموا بسهامهم أمريكا وتطمين لهم بأن الله ناصرهم على عدوهم, ومنتقم لهم ممن ظلمهم فإن الله ليملى للظالم حتى إذا أخذه لم يفلته . ((وَكَذَلِكَ أَخْذُ رَبِّكَ إِذَا أَخَذَ الْقُرَى وَهِيَ ظَالِمَةٌ إِنَّ أَخْذَهُ أَلِيمٌ شَدِيدٌ)) (هود:102) .
* ما أصاب أمريكا هو قدر كوني وعقوبة من الله ؛ لطغيانها, وعصيانها, وجبروتها, وظلمها, وبعدها عن الله جلّ وعزَّ.. والجزاء من جنس العمل
كم أسروا فى جوانتنامو من إخواننا المسلمين ليمارسوا عليهم ما لم يخطر على قلب بشر من الذلة والإهانة!
كم أهانوا القران وهددوا بضرب كعبتنا بسلاحكم النووي واستهزأوا بنبينا !
فعاقبهم الله بتفجير ديسكفري وتدمير قاعدة دييغوغارسيا بتسونامي وغلاء البترول وإعصار كاترينا و ريتا وغوستاف وأخيرا السقوط المدوى لبورصتهم التجارية واقتصادهم فهل تريدون المزيد ؟.
قال تعالى :: ( وَلا يَزَالُ الَّذِينَ كَفَرُوا تُصِيبُهُمْ بِمَا صَنَعُواقَارِعَةٌ أَوْ تَحُلُّ قَرِيباً مِنْ دَارِهِمْ حَتَّى يَأْتِيَ وَعْدُ اللَّهِإِنَّ اللَّهَ لا يُخْلِفُ الْمِيعَادَ”[الرعد: من الآية31
* مدينة نيو اورلينز تعتبر من تعتبر من اخطر المدن الامريكية التى تتميز بانتشار بيوت الدعارة وانتشار المخدرات وانتشار الجرائم بشكل مخيف - .
يقصدها الكثير من الشواذ جنسيا وغيرهم للاحتفال بـ "ماردي قراس" وفي طوال مدة الاحتفال فيه تتعرى النساء وكذلك الرجال و يقام فيها الاستعراضات وكأنهم حيوانات
وَسَيَعْلَمُ الَّذِينَ ظَلَمُوا أَيَّ مُنْقَلَبٍ يَنْقَلِبُونَ
قارون.. عبرة

قال تعالى (إِنَّ قَارُونَ كَانَ مِنْ قَوْمِ مُوسَى فَبَغَى عَلَيْهِمْ...إلى قوله: ( فَخَسَفْنَا بِهِ وَبِدَارِهِ الْأَرْضَ.) ) [القصص:76-83] فإذا كان قارون خُسف به وبداره الأرض بسبب بغيه, , مع أنه لم يبلغ من البغي والفساد ما بلغته أمريكا بطغيانها, وجبروتها, وخبثها
فلا نامت أعين الجبناء والمهزومين ومرضى القلوب، الذين يفسدون في الأرض ولا يصلحون.
اعتز قارون في دنياه من سفه *** وكان من خمرها يا قوم ذا تيها
يبيت ليلته سهران منشغلا في *** أمرأمواله في الهم يفديها
وفي النهار لقد كانت مصيبته*** تحز في قلبه حزا فيخفيها
فما استقامت له الدنيا ولا قبلت*** منه الوداد ولم ترحم مجيبيها
وهذه الدارلاتغررك زهرتها *** فعن قريب ترى معجبك ذاويها
فاربأ بنفسك لايخدعك لامعها *** من الزخارف واحذر من دواهيها
خداعة لم تدم يوما على أحد *** ولا استقرت على حال لياليها
لاتأسفن على الدنيا وما فيها *** فالموت لاشك يفنينا ويفنيها
من كان همه الدنيا ليجمعها *** فسوف يوما عى رغم يخليها
لاتشبع النفس من دنيا تجمعها *** وبلغة من قوام العيش تكفيها
فانظر وفكر فكم غرت ذوي طيش*** وكم أصابت بسهم الموت أهليها
النفس تطمع في الدنيا وقد علمت*** أن السلامة منها ترك مافيها
لا دار للمرء بعد الموت يسكنها*** إلا التى كان قبل الموت يبنيها
فمن بناها بخير طاب مسكنه *** ومن بناها بشر خاب بانيها
اعمل لدارالبقا رضوان خازنها *** الجار أحمد والرحمن بانيها
التنبؤ بالقوارع الإلهية !!

13. حمدمحمدصالح لزمل الكربي - يناير 3, 2010

السلام عليكم ورحمة الله وبركاتهاستاذي الفاضل فراس سعدون لقد ادخلنى استاذ كمبيوتر موقعك وشكرا جزيلا

14. عمران ابراهيم - أبريل 11, 2010

http://www.khayma.com/mtwan/chemecals2.htm

الحالات المادة …؟

15. حمد محمد الكربي 7/4 - أبريل 20, 2010

مشكور على الموقع

16. حمد محمد الكربي 7/4 - أبريل 20, 2010

انا علي الصف 7/2

17. ,¸¸,ّ¤؛°`°؛¤ أحمد إبراهيم عبدالله 7-6 ¤؛°`° - مايو 16, 2010

التعامل مع الطلاب
كان جميل

18. مانع سعيدمحمدحمدان الثامن/6 - مايو 17, 2010

أدولف ألويس هتلر ((بالألمانية: Adolf Hitler) 20 أبريل 1889 – 30 أبريل 1945) سياسي ألماني نازي، ولد في النمسا، وكان زعيم حزب العمال الألماني الاشتراكي الوطني والمعروف للعامة باسم الحزب النازي. تولى أدولف هتلر حكم ألمانيا في الفترة ما بين عامي 1933 و1945 حيث شغل منصب مستشار الدولة (بالألمانية: Reichskanzler) في الفترة ما بين عامي 1933 و1945، والفوهرر (بالألمانية: Führer) في الفترة ما بين عامي 1934 و1945. واختارته مجلة تايم واحدًا من بين مائة شخصية تركت أكبر الأثر في تاريخ البشرية في القرن العشرين.[1] وباعتباره واحدًا من المحاربين القدامى الذين تقلدوا الأوسمة تقديرًا لجهودهم في الحرب العالمية الأولى بجانب ألمانيا، انضم هتلر إلى الحزب النازي في عام 1920 وأصبح زعيمًا له في عام 1921. وبعد سجنه إثر محاولة انقلاب فاشلة قام بها في عام 1923، استطاع هتلر أن يحصل على تأييد الجماهير بتشجيعه لأفكار تأييد القومية ومعاداة السامية ومعاداة الشيوعية والكاريزما (أو الجاذبية) التي يتمتع بها في إلقاء الخطب وفي الدعاية. في عام 1933، تم تعيينه مستشارًا للبلاد حيث عمل على إرساء دعائم نظام تحكمه نزعة شمولية وديكتاتورية وفاشية. وانتهج هتلر سياسة خارجية لها هدف معلن وهو الاستيلاء على ما أسماه بالمجال الحيوي (بالألمانية: Lebensraum) (ويُقصد به السيطرة على مناطق معينة لتأمين الوجود لألمانيا النازية وضمان رخائها الاقتصادي) وتوجيه موارد الدولة نحو تحقيق هذاالهدف. وقد قامت قوة الدفاع التي أعاد بنائها بغزو بولندا في عام 1939 مما أدى إلى اندلاع أوروبا بنار الحرب العالمية الثانية.

19. مانع سعيدمحمدحمدان الثامن/6 - مايو 17, 2010

سلام عليكم انا مانع سعيد محمد الدرمكي احب اقولكم اني احب استاذ فراس واقوله ياستاذ تمنالك توفيق ونجاح من كل قلبي ياستاذ والله العظيم مانسى معروفك ياستاذ مخلص

26102009firas - مايو 19, 2010

تسلم يا مانع على شعورك الطيب والله يا مانع انته وصالح ومحمد وعبدلله وباقي الطيبين ماحسيتكم يوم من الايام طلاب اعدادي كنت احسكم طلاب جامعة على ادبكم ورجولتكم سلامي الى اهليتكم الاعزاء وقولوا لهم نعم ماربيتم

20. مانع سعيدمحمدحمدان الثامن/6 - مايو 17, 2010

هداء من طالب مانع سعيد الى الاستاذ الفاضل فراس سعدون

سيري يا دجله ووصل سلامي …. من زاخو لبغداد وللبصرة عمامي…..
محلى العراق والأمل قدامي……. يلا سمعوني الدبكه العراقية …… يلا سمعوني الدبكه العراقية

سيري يا دجله ووصل سلامي …. من زاخو لبغداد وللبصرة عمامي …..
محلى العراق والأمل قدامي……. يلا سمعوني الدبكه العراقية …… يلا سمعوني الدبكه العراقية
يلا سمعوني الدبكه العراقية

هي… هي ..هي.. هي ..هي… هي ..هي ..

نقول يا وطن يا غالي علينا ….. مثلك يا عراق لا والله ما لقينا ……

نقول يا وطن يا غالي علينا ….. مثلك يا عراق لا والله ما لقينا ……

أنتا وطنا وأنت خير علينا….. حيو العراق وكل العراقية …… حيو العراق وكل العراقية

سيري يا دجله ووصل سلامي …. من زاخو لبغداد وللبصرة عمامي…..
محلى العراق والأمل قدامي……. يلا سمعوني الدبكه العراقية …… يلا سمعوني الدبكه العراقية

هي… هي ..هي.. هي ..هي… هي ..هي ..

حيو الرمادي والدهاكي فلوجه تكريت وسامراء موصل والكوفة ……. حيو الرمادي والدهاكي فلوجه تكريت وسامراء موصل والكوفة

حله وكربلاء وميسان المعمورة جنا وكركوك ويا الناصرية……… حله وكربلاء وميسان المعمورة جنا وكركوك ويا الناصرية………

سيري يا دجله ووصل سلامي …. من زاخو لبغداد وللبصرة عمامي…..
محلى العراق والأمل قدامي……. يلا سمعوني الدبكه العراقية …… يلا سمعوني الدبكه العراقية

يا دجله ووصل سلامي………. هي… هي ..هي.. هي ..هي… هي ..هي ..

يلا .. هي… هي ..هي.. هي ..هي… هي ..هي

نقول يا وطن يا غالي علينا ….. مثلك يا عراق لا والله ما لقينا ……

21. راشد سليمان خميس سعيد سيف الشارجي - يناير 12, 2011

Folding
الطي:انثناء طبقات الصخربسبب الاجهاد.
Fault
الصدع:كسرفي الصخر تنزلق على امتداده الكتلتان الصخريتان الناشئتان عنه,الواحدة على الا خري.
Compression
الانضغاط:الاجهادالناتج عن قوى تضغط على جسم ما.
Tension
الشد:الاجهادالناتج عندما تعمل قوى غلي استطالة جسم ما.
Divergent Boundary
الحدود المتباعدة:الحدودبين صفيحتين تكتونيتين تتباعدان.
Transform Boundary
الحدود الناقلة:الحدودبين صفحتيتكتونيتن تنز لقان افقيا وتجاوز احداهما الأخرى.
convergent boundary
الحدود المتصادمة:الحدود التى تتشكل نتيجة تصادم صفيحتين من الغلاف الصخري الصلب.

22. راشد بدر صالح-من الصف السابع / 1 - يناير 12, 2011

/ Fault الصدع :- تسمى كتلة القشرة الارضية على جانبي الصدع الكتلة الصدعية.
Folding/ الطي:- انثناء طبقات الصخر بسبب الاجهاد.
Tension/ الشد:- الاجهاد الناتج عندما تعمل قوى على استطالة جسم ما.
Compression/ الانظغاط:- الاجهاد الناتج عن قوى تضغط على جسم ما.
Convergent boundary/ الحدود المتصادمة:- الحدود التي تتشكل نتيجة تصادم صفيحتين من الغلاف الصخري الصلب.
Divergent boundry/ الحدود المتباعدة:- الحدود بين صفيحتين تكتونيتين تتباعدا.
Transform boundary/ الحدود المتصادمة:- الحدود بين صفيحتين تكتونيتين تنزلقان افقيا و تجاوز احداهما الاخراز

23. احمد محمد طارش سالم الكعبي - يناير 16, 2011

1. عقاب الله لللأقوام الظالمة ….
قوم نوح :غضب الله منهم وأرسل عليهم الطوفان الهادر والبحر الهائج والمطر المنهمر فتفجرت الأرض عيوناً فغرق قوم نوح .

قوم عاد : أهلكوا بريح صرصرعاتية سبع ليالي وثمانية أيام حسوماً وأصبحوا كأعجاز نخل خاوية .

قوم ثمود : أرسل الله عليهم الصيحة حتى قطعت قلوبهم .

قوم لوط : قلبت عليهم الأرض فجعل الله عاليها سافلها وأمطر عليهم حجارة من نار .

قوم شعيب: أرسل الله لهم سحاب العذاب تمطر على رؤوسهم ناراً تلظى .

قوم موسى : أغرقوا في البحر .

قارون : خسف الله بقارون وبداره وماله والأرض .

فرعون : غرق هو وجنوده في البحر .

26102009firas - يناير 16, 2011

هله احمد وتسلم على المشاركة الحلوة

احمد محمد طارش سالم الكعبي - يناير 19, 2011

هلا استاذ فراس

24. محمد أحمد - فبراير 21, 2012

بحر

يطلق على أي تجمع كبير للمياه المالحة يتصل بالمحيط أو على البحيرات المالحة غير المتصلة ببحار أو محيطات أخرىكبحر قزوين والبحر الميت كما يعد مصطلح البحر مسمى عاما لكل تجمع لابحري أكبر من الخور وأصغر من المحيط. كان العرب قديما يستخدمون مصطلح بحر على أي تجمع للماء الكثير مالحا كان أو عذبا ولم يستخدموا كلمة محيط فقد كانوا يطلقون على المحيط الأطلسي مسمى بحر الظلمات.

الحياة في البحار

يشغل البحر مساحة من سطح الأرض أكبر مما تشغله اليابسة وهو موطن للملايين من الكائنات وتعيش في البحر حيوانات و نباتات من مختلف الاشكال و الالوان و الاحجام ، و حيوانات البحر ونباتاته هامة جدا بالنسبة للانسان كمصدر للطعام فهناك من حيوانات البحر مثل السرطان و الجراد و الاسماك و العديد من انواع الاسماك الصدفية ما يمكننا تناولة كطعام .

بين البحر والمحيط

الفرق بين البحر والمحيط يعتمد على عدة عوامل، وهي الحجم، طبيعة السواحل، عمق القاع، درجة ملوحة المياه.
بالنسبة لمساحة البحر فهي أصغر من المحيط ، وعمق البحر لايزيد عن 2000 متر، ومن الفوارق الأساسية بين البحر والمحيط أن البحر يكون
عبارة عن مساحة محاطة باليابسة بنسب واشكال مختلفة، كما تتميز البحار عن المحيطات بوجود تنوع بيولوجي فيها أكبر من التنوع المتوفر في المحيطات.
الاختلاف في عمق البحر والمحيط يجعل البحر أكثر تأثرا بكثير من الظواهر الطبيعية أهمها ظاهرة المد والجزر، كما يجعلها شديدة التأثر
بظاهرة الاحتباس الحراري.

حركة البحر
حركة البحر عبارة عن مد و جزر. كما يوجد تيارات بحرية ايضا ولها اثرها فى حركة المياه.
ويلاحظ تاثيرالقمر علي حركتي المد والجزر
حالة البحر
في علم المحيطات والبحار هي طبيعة سطح جسم مائي كبير في وقت ومكان معين. تتميز حالة البحر بإحصائيات، بما فيها إرتفاع الأمواج، وفترتها وقوتها. تتغير حالة البحر مع تغير الوقت، وذلك بسبب تغير في حالة الرياح والأمواج الطويلة.يتم تقييم حالة البحر من قبل مراقب ذات خبرة، أو من قبل أجهزة متطورة مثل عوامات الطقس، أو رادارات الأمواج أو السواتل. لأن هناك متغيرات كثيرة جدا تأثر على حالة البحر تستخدم مقاييس مبسطة تقريبية ولكن موجزة عن الحالة، وذلك لكي يدون في سجلات السفن وما شبه ذلك من سجلات.
تم عمل مقاييس لوصف حالة البحر من قبل المنظمة العالمية للأرصاد الجوية التابعة للأمم المتحدة والتي تستخدم حول العالم
شاطىء البحر

هناك مثلا في مصر توجد شواطئ لأربع بحار البحر المتوسط,البحر الاحمر,بحيرة قارون ،خليج السويس.قسم من شاطئ البحر المتوسط والاحمر تمتلكه مؤسسات مختلفة أما بحيرة قارون فهي كبيرة وتوجد في قلب الصحراء.لذا ففي أيام الصيف عندما يؤم الشواطئ الكثير من الناس للسياحة ولقضاء الوقت تكتظ هذه الشواطئ.من المهم أن نعرف كيف نحافظ على هذه الشواطئ.سلامتها و نظافتها,تتلوث شواطئ البلاد بدون إنقطاع مما يقذف البحر للشاطئ و بما يلقيه الناس على الشاطئ أو ما يبقونه.تقوم الهيئات المسؤولة المناسبة بتحمل معظم مسؤولية النظافة بأن تزيل التلوثات الكبيرة اما التلوث الذي يسببه الناس فأمر يهمنا كلنا ويمكن منعه.

النباتات البحرية

تتكون الحياة النباتية للشاطىء اساسا من انواع مختلفة من الطحالب ، وهناك نوعان من الطحالب – الطحالب التي تجرفها التيارات و الطحالب الثابتة ، والنوع الاول صغير الحجم جدا و اغلبة يتكون من خلية واحدة ولكنها تستطيع ان تنمو مثل اي نبات تخر ، اما النوع الثاني الطحالب الثابتة او طحالب البحر فهي كبيرة الحجم من الوان متعددة .
وتعتبر الطحالب أكثر النباتات أهمية لانها تزود الملايين من حيوانات البحر بما تحتاج إليه من طعام كما تصلح ايضا غذاء للإنسان.
قائمة بحار العالم
• البحر المتوسط
• البحر الميت : وهو أخفض بقعة في العالم، وأشد البحار ملوحةً.
• البحر الأحمر
• خليج عدن
• الخليج العربي
• خليج عمان
• بحر العرب
• خليج البنغال
• خليج تايلند
• بحر جاوة
• بحر أندامان
• بحر إيجة
• البحر الأسود
وأيضا
1. البحرالابيض
2. البحر الاحمر
3. البحرالادرياتيكي (الادرياني)
4. البحر الاسود
5. البحر الاصفر
6. البحر الايرلندي
7. البحر الايوني
8. بحر آرال
9. بحر أزرف
10. بحر امندس
11. بحر اوخوتسك
12. بحر ايجه
13. بحر بارانتس
14. بحر بفان
15. بحر باندا
16. بحر البلطيق
17. بحر بيللنكوشسن
18. بحر بيرنك
19. بحر بيفور
20. بحر التيراني
21. بحر تسمانيا تيمور
22. بحر خليج البنغال
23. بحر الخليج العربي
24. بحر خليج المكسيك
25. بحر خليج هندسون
26. بحر روس
27. بحر سيبيريا
28. بحر الشمال
29. بحر الصين الجنوبي
30. بحر الصين الشمالي
31. بحر العرب
32. بحر قزوين
33. بحر كارا
34. بحر الكاريبي
35. بحر كورال
36. بحر لابتيف
37. بحر الليغوري
38. بحر المتوسط
39. بحر مرمرة
40. بحر الميت
41. بحرويدل
42. بحر اليابان
البحر الأبيض المتوسط

البحر المتوسط – منظر من جزيرة طريفة الإسبانية إلى جبال الريف على الساحل المغربي.

البحر الأبيض المتوسط أو البحر المتوسط بحر يقع إلى الغرب من آسيا وإلى الشمال من أفريقيا وإلى الجنوب من أوروبا. ويغطي مساحة تقدر بحوالي 2.5 مليون كم2 أو 965,000 ميل مربع. و بذلك يكون أكبر البحار في العالم ، يتصلبالمحيط الاطلسي عن طريق مضيق جبل طارق، ويتصل بالبحر الاسود عن طريق مضيق الدردنيل، و بالبحر الاحمر عن طريق قناة السويس.
ويعتبر هذا البحر من أهم الممرات لتجار العصور الغابرة التي سهلت التجارة وتبادل الثقافات بين الحضارات المختلفة. و خاصة بين شعوب المنطقة المحيطة به مثل بلاد ما بين النهرين، المصريين، الفينيقيين، القرطاجيين (فينيقيو قرطاج) ، الإغريق، شعوب شرق البحر المتوسط، الرومان والحضارات المغاربية. ان تاريخ البحر المتوسط هو موطئ ضروري و مهم لفهم أصل وتطور المحتمعات المعاصرة.
و يقسم الجغرافيين البحر الابيض المتوسط إلى ضفتين شرقية و غربية يبتدا حدودها بين مضيق صقلية بين إيطاليا و تونس.

التسمية

صورة البحر المتوسط من الفضاء ، من ناسا

عرف البحر المتوسط بعدة أسماء خلال التاريخ فعلى سبيل المثال كان الرومان يسمونه “مارِه نوسترُم” أي “بحرنا” (بحر الروم). في اللغات الأوروبية يسمى البحر ب”المتوسط” لأنه موجود بين ثلاث قارات. الكتاب المقدس يسميه بـ”البحر الكبير” أما بالعبرية الحديثة فيسمى ب”هايام هاتيخون” أي “البحر الأوسط”. ويطلق عليه الأتراك “أكدينز” التي تعني البحر الأبيض وذلك لكثرة زبد أمواجه. كان اسمه لدى العرب قديما البحر الشّـَامِيّ أو البحر الرُّومِيّ، في حين كان يسمّى الحوض الغربي للبحر الأبيض المتوسط بحر المغرب ويبدو أن الاسم العربي المعاصر هو مزيج الاسم التركي مع الاسم الأوروبي…

التاريخ

كان لتاريخ البحر المتوسط تأثير عظيم على تاريخ الشعوب المطلة عليه. فهو سهل التجارة بين هذه الشعوب، وكان السبيل نحو بناء المستعمارات، وشاهدا على الكثير من الحروب. كما كان من أساسيات الحياة لما قدمه من طعام عن طريق صيد الاسماك على غابر الأزمان.

جغرافيته وطقسه

بتصل البحر المتوسط بالمحيط ألأطلسي من جهته الغربية عن طريق مضيق جبل طارق. ومن جهة الشرق يتصل ببحر مرمرة عن طريق مضيق الدردنيل وبالبحر الأسود عن طريق مضيق البوسفور. ويعتبر بحر مرمرة امتداداً وجزءً من البحر الأبيض المتوسط. ويتصل بالبحر الأحمر في الجنوب عن طريق قناة السويس….
من أهم جزره من الجهة الشرقية: قبرص، كريت، رودوس، لسبوس، شيوس، كيفالونيا، كورفو. وفي وسطه فجزر: سردينيا، كورسيكا، صقلية ومالطا و جربا. أما في الناحية الغربية فجزر ايبيزا، مايوركا و مينوركا ;.
طقسه متوسطي حار ورطب صيفا وممطر شتاءً. من أهم مزروعات المناطق المحيطة به الزيتون، العنب، الليمون، الدراق والفلين.

خصائصه العلمية

ان المدوالجزر في البحر المتوسط محدودة وذلك بسبب احاطته بالأرض من معظم النواحي. من مزاياه ان لونه أزرق داكن لازواردي.
نسبة تبخر مياه البحر المتوسط أعلى من نسبة الأمطار التي تهطل عليه و من تغذيته بالمياه من ناحية الأنهار. وهذا يؤثر على حركة تيارات المياه بشكل كبير. نسبة التبخر أعلى في الناحية الشرقية من البحر عنها من الناحية الغربية مما يزيد نسبة الملوحة في الجهة الشرقية. ومما يدفع المياه الباردة وقليلة الملوحة من الأطلس باتجاه الشرق عن طريق جبل طارق. وبتحركها للشرق تصبح اسخن وذات ملوحة أعلى فتغوص للأعماق ناحية المشرق لتعود مرة ثانية إلى ناحية الغرب باتجاه الأطلسي.

الدول المطلة عليه
• أفريقيا (من الغرب إلى الشرق):المغرب،الجزائر،تونس،ليبيا،مصر.
• آسيا(من الشمال إلى الجنوب):
• تركيا، سوريا، لبنان، السلطة الوطنية الفلسطينية قطاع غزة
• أوروبا(من الشرق إلى الغرب):
• اليونان، ألبانيا، الجبل الأسود، البوسنة و الهرسك، كرواتيا، سلوفينيا، إيطاليا، موناكو، فرنسا، إسبانيا، جبل طارق.
وفيه الدول التالية كجُزر:
• شمال قبرص التركية
• قبرص
• مالطا
مدن البحر المتوسط

من المدن العربية المنتشرة على البحر المتوسط طنجة,القصر الصغير,مارتيل,سبتة,الحسيمة,مليلية,الناظور في المغرب و اللاذقيةوطرطوس في سوريا، طرابلس الشام وبيروت في لبنان. الاسكندريةومرسى مطروحوبورسعيدودمياط في مصر وطربلس في ليبيا، و تونس وصفاقس في تونس، وعنابة والجزائر و وهران في الجزائر . من المدن الاوربية ملقة وبرشلونة في إسبانيا، مرسيليا ونيس في فرنسا، البندقية ونابولي في إيطاليا، سالونيك في اليونان ومرسين واسكندرون في تركيا. تشكل معظم المدن السابقة موانيء تجارية هامة في البلدان التي تقع فيها، حيث تختلف طاقة الميناء على استيعاب وتفريغ السفن الكبيرة بختلف الدولة والمدينة. تعتبر غالبية المدن السابقة ذات طابع سياحي وتاريخي كما في الاسكندرية و اللاذقية و طرطوس و سالونيك و البندقية. حيث امتزجت الحضارات بين الشرق والغرب وشكلت تلك المدن جسرا للامتداد والتواصل بيان حضارات الدول المختلفة والتي تعاقبت على حكم العالم القديم بدءا بالفينيقين مرورا بالرمان والاغريق. ولا تزال آثار تلك المدن شاهدا حيا على ذلك.

الجغرافيا السياسية

في كتاب ” الجغرافيا السياسية للبحر المتوسط” يتحدث “” ييف لاكوست” عن خصوصية البحر المتوسط ، يرى إنه دول محيطة به تشكل صفات مشتركة،علاقات متبادلة وصراعات تاريخية. أصبح البحر المتوسط معروف دوليا بسبب أسباب سياسية بالغة الأهمية إذ شكل المتوسط مركزا لصدام الحضارات.

التلوث

يعد البحر المتوسط أكثر بحار العالم تلوثا و يتلقى وحده حوالى نصف ما تتلقيه بقية المسطحات المائية من ملوثات صناعية و ذلك لكثرة المدن الصناعية على ساحله مثل الاسكندرية و حيفا و بنغازى و برشلونة و اثينا و مرسيليا كما أنه يتصل ببقية مسطحات العالم عن طريق مضيق جبل طارق الذي يمتاز بضيقه فلا تتجدد مياهه الا كل 80 عام.
يخسر البحر المتوسط مياههُ حالياً بمعدل الثلث ، مقابل ثلثان تأتي من المضيق و من قناة السويس و من الأنهار التي تصب في البحر مثل نهر النيل. و تزيد نسبة الجفاف بسبب انحسار المنطقة الفاصلة بين القارتين في مضيق جبل طارق. أغلب المياه تأتي لهذا البحر عن طريق المضيق. الجدير بالذكر ، أن البحر قد نضبت (جفت) مياهه في فترة من الفترات، و قد إلتصقت القارة الإفريقية بالقارة الأوروبية من جهة المضيق و لم يعد مايزود البحر بالمياه ، و أصبحت منطقة البحر المتوسط عبارة عن صحراء ممتدة بين القارتين ، و دليل هذه النظرية أنه قد تم وجود عظام لجمال و فيلة في قاع البحر بالقرب من جزيرة صقليةالإيطالية

يتبع
لبحر الميت

البحر الميت

صورة البحر الميت من السواتل الفضائية

البحر الميت هو بحيرة يعتبر سطحها أعمق نقطة في العالم على اليابسة حيث يقع على عمق 417م تحت سطح البحر بحسب قياسات عام 2003. وتقع ما بين الأردن،وفلسطين (حاليا الضفة الغربية و إسرائيل). وله عبر التاريخ ذكر في جميع الحضارات التي سكنت حوله، وكلها تنعته بصورة أو بأخرى بصفات تعود إلى شدة ملوحته أو خلوه من الكائنات المائية.

تغذيته

مصدر مياهه الأساسي من نهر الأردن الذي يصب فيه من جهة الشمال وتأتيه شرقاً كميات بسيطة من المياه مصدرها وادي زرقاء ماعين ومن نهر الموجب وغرباً من عين جدي.

تسميته وتكوينه

وقد أطلق على هذه البحيرة اسم «البحر الميت» بسبب كونها شديدة الملوحة، فهي تقارب عشرة أضعاف ملوحة المحيطات، وتتغير هذه الاعتمادا على العمق. كما لا تعيش فيه الكائنات المدربيه بالرغم من وجود بعض أنواع البكتيرياوالفطريات الدقيقة فيه. يقع البحر الميت في منخفض عميق يشكل جزء من الشق السوري الأفريقي، وحسب نظرية الجيولوجي البروفيسور ليو يهودا بيكارد كان في الماضي جزءا من بحيرة واسعة حلوة المياه امتدت على منطقة غور الأردن ومرج بن عامر وصبت في البحر الأبيض المتوسط. وحسب هذه النظرية أسفرت التغييرات في علوّ الأرض قبل مليوني عام تقريبا إلى انقطاع الوصلة بين تلك البحيرة والبحر الأبيض المتوسط، وإلى تضيق البحيرة إلى بحيرة طبريا، نهر الأردن والبحر الميت. فأدى حصر مياه البحر الميت، وتبخر الماء إلى زيادة نسبة الأملاح فيه.
يبلغ طول البحر الميت 79 كيلومترا (48 ميلا) وعرضه خمسة عشر كيلومترا وسبعمائة متر أما انخفاض سطحه عن سطح البحر الأبيض المتوسط فيبلغ 417م. وتبلغ مساحة البحر الميت الإجمالية حوالي 945 كيلومتراً مربعاً. وأما أعمق عمق له فيبلغ 401 متراً ويقسمه شبه جزيرة اللسان إلى شطرين غير متساويين فالشطر الجنوبي هو مستنقع مالح ويبلغ عمقه من 6 إلى 8 أمتار.

منطقة سياحية وعلاجية

يعتبر البحر الميت من مناطق السياحة العلاجية الأكثر نشاطا في المنطقة حيث يقال أن الأملاح الموجودة به تشفي كثيرا من الأمراض الجلدية مثل الصدفية والحساسيات الجلدية المتنوعة، فعندما يلتقي ماء البحر بصخور الشاطئ فإنها تصطبغ بلون الثلج من جراء الأملاح المتجمعة على صخور الساحل، وايضا يعتبر من المراكز الإقتصادية التي تبنى عليها كثير من الصناعات مثل مصانع الملح ومصانع المستحضرات التجميلية والعلاجية. وقد أقيمت الكثير من المنتجعات على كلا شاطئيه الشرقي والغربي. وقد رشح ليكون أحد عجائب الدنيا الطبيعية في نطاق البحيرات.

مخاطر تهدده

كارثة زوال البحر الميت
الفرق بين عامي 1960و2007

يتهدد البحر الميت بالزوال بسبب انخفاض كميات الماء التي تصب فيه، إذ ان شفط المياه من نهر اليرموك ونهر الأردن من قبل إسرائيل والأردن، قلل بشكل حاد كميات المياه التي تصل إلى البحر الميت مما يهدده بالجفاف. ومن المشاريع المقترحة لإنقاذ البحر الميت تبرز خطة شق قناة من البحر الأحمر أو البحر الأبيض المتوسط لتسييل المياه المالحة إلى البحر الميت، ولكن هذا المشروع مختلف عليه بسبب خشية الخبراء من تداعيات غير متوقعة قد تكون له على البيئة وعلى تركيبة مياه البحر الميت، وبسبب تكاليفه الهائلة.
البحر الأحمر
البحر الأحمر و كان يسمى قديماً بـ (بحر القلزم) ، وهو مسطح مائي يقع بين السواحل الغربية لشبه الجزيرة العربية وأفريقيا. تطل عليه كل من السعودية ومصر والسودان واليمن والأردن وإسرائيل وإيريتريا وجيبوتي. موقعه استراتيجي لحركة النقل البحرية إذ يتصل من الجنوب بالمحيط عن طريق مضيق باب المندب ويمتد شمالا حتى يصل إلي شبه جزيرة سيناء وهناك يتفرع إلى خليج العقبة وخليج السويس الذي يؤدي إلى قناة السويس. يبلغ طول هذا البحر 1900 كم ويصل عرضه في بعض المناطق إلى 300 كم. أعمق نقطة في البحر الأحمر تصل إلى 2500 م ومعدل انخفاضه هو 500 م. مساحة البحر الأحمر 450000 كم2. يعد البحر الأحمر موطنا لأكثر من 1000 كائن حي لافقاري و 200 نوع من المرجان.

البحر الأحمر والدول المطلة عليه
معلومات عامة

السمك الذهبي عند سواحل دهب
• الطول : 1900 كم
• أقصى عرض : ~ 306 إلى 354 كم ، مصوع ، (أريتريا)
• أقل عرض : ~ 26 إلى 29 كم ، مضيق باب المندب ، (اليمن)
• معدل العرض : ~ 280 كم.
• معدل العمق : ~ 490 م.
• أعمق نقطة : ~ 2850 م.
• مجموع مساحة السطح : 438 * 103 – 450 * 103 كم2.
• الحجم : 215 * 103 – 251 * 103 كم3.
تقريباً 40 % من البحر الأحمر تعتبر مناطق ضحلة (قليلة الإنخفاض) لا يتعدى إرتفاعها 100 م ، بينما 25 % من البحر الأحمر يصل عمقه إلى 50 م ، و حوالي 15 % من البحر الأحمر يزيد عمقه عن 1000 م.
عبر البحر

مركب عسكري روسي يحمل صواريخ موجهة في البحر الأحمر

البحر الأحمر ممر مائي مهم يصل حوض البحر الأبيض المتوسط عبر قناة السويس وخليج السويس بالمحيط الهندي عبر باب المندب. وتمر عبره الكثير من السفن البحرية لمختلف الأغراض المدنية والعسكرية كما مرت وتمر منه الكثير من الناقلات والسفن قديماً وحديثاً لعمليات الأبحاث خصوصاً تلك التي تتعلق بطبيعة البحر، ومنها :
• أرابيا فيلكس (1761-1767)
• فيتياس (1886-1889)
• فالديفيا (1898-1894)
• بولا (1897-1898) جنوب البحر الأحمر (1895-1896) – شمال البحر الأحمر
• أميراغيلو ماغناغهاي (1923-1924)
• سنيليوس (1929–1930)
• ماباهايس (1933-1934) و (1934-1935)
• الباتروس (1948)
• مانيهيني (1849 و 1952)
• كاليبسو (1955)
• أتلانتس و فيما (1958)
• كزاريفا (1961)
• ميتيور (1961)
• غلومر تشالنجر (1971)
• سونّي (1997)
• ميتيور (1999
مدن وقرى ومنتجعات البحر الأحمر

منتجعات البحر الأحمر – الغردقة

منتجعات البحر الأحمر – شرم الشيخ

منتجعات البحر الأحمر – العقبة

منتجعات البحر الأحمر – مرسى علم

يعرف البحر الأحمر بمناطق الغوص الخلابة الموجودة في أعماقه مثل راس محمد وإلفنستون والجزيرة الصخرية في مصر و شعب رومي في السودان وخليج أبحر في السعودية
مدن البحر الميت
الأردن العقبة
السعودية جدةينبع القنفذة ضباء الوجه الليث جيزان حقل رابغ مدينة الملك عبد الله الاقتصادية املج
اليمن الحديدةكمران المخا
مصرطابا السويس سفاجا شرم الشيخ الغردقة مرسى علم
السودان بور سودان
إريتريا اسمارا عصب
يتبع

أذنبــــــــــــتُ كــــــــــل ذنـــوب لســـتُ أًنكـرها *وقـــــــد رجـــــــوتك يــــا ذا المــــنّ تغفـرهـــــا *أرجــــــوك تغفــرهـا فـي الحشـــــر يا ســــندي*إذا كنــــت يـــا أملـــــى فـي الأرض تســــترهــــــا .
________________________________________
آخر تعديل بواسطة الليث محمد عمر ، 27 05 2009 الساعة 02:53 AM.

#3
27 05 2009, 04:06 AM
الليث محمد عمر
عضو تاريخ التسجيل: Jan 2007
المشاركات: 3,041

خليج عدن
يقع في المحيط الهندي بين الساحل الجنوبي للجزيرة العربية -اليمن تحديدا- والصومال في القارة الأفريقية. يتصل خليج عدن بالبحر الأحمر من جهة الشمال الغربي عن طريق مضيق باب المندب، وهو ممر مائي لناقلات النفط القادمة منالخليج العربي.
يحوي الخليج على العديد من أنواع الأسماك والمرجان والعديد من الكائنات الأخرى ويعود هذا التنوع إلى قلة تلوث مياه الخليج. أهم المدن الواقعة على الخليج مدينة عدن اليمنية ومدينتا بربرةوبوساسو الصوماليتين.
يتأثر خليج عدن بشكل كبير بالمياه الباردة القادمة إليه خلال الرياح الموسمية الجنوبية الغربية والشمالية الشرقية ويتسم بمناخ تسوده الطاقة بشكل كبير. وهذه الأمور تفرض قيوداً على تطور الشعاب المرجانية، وبالتالي فإن 5% فقط من ساحل اليمن على خليج عدن يحتوي على الشعاب المرجانية. ونجد أن المنحدرات الصخرية التي تتنوع بين الممتدة على رمال المنطقة الساحلية والممتدة قرب المنطقة الساحلية على طول السهول الساحلية تسيطر على الساحل. وتشكل بعض الشواطئ الرملية، مثل رأس شرمة وضبة الشهر في اليمن، مواقع تعشيش كبرى للسلاحف الخضراء في المنطقة. ولا يعرف الكثير عن الموارد الساحلية والبحرية في ساحل الصومال على خليج عدن مع أن الزيارات الأخيرة كشفت عن عودة شعاب مرجانية وأشجار استوائية كانت موجودة في السابق.

خريطة لخليج عدن يعود تاريخها لعام 1860 م

خليج عُمان
يقع على منفذ الخليج العربي ويتوسط سلطنة عمان و مضيق هرمز ويجاور خليج عمان خور فكانوالفجيرة وكلباء.

خليج عُمان

الخليج العربي

معلومات أساسيةالموقع: جنوب غرب أسيا
المصدر الأولي : بحر العرب
الدول المطلة: السعودية، العراق ، الإمارات،الكويت،عمان، قطر، البحرين، إيران اقصى طول: 989 كم اقصى عرض: 56 كم المساحة: 251,000متوسط العمق: 50 متر اقصى عمق: 90 متر الخليج العربي (بالفارسية: خليج فارس،بالتركية:Basra Körfezi أي خليج البصرة هو امتداد هامشي ضحل لبحر العرب يقع بين شبه الجزيرة العربية وجنوب غرب إيران.
تبلغ مساحة الخليج حوالى 241,000 كم² وطوله حوالى 990 كم، ويتراوح عرضه بين حد أقصى حوالى 340 كم (210 م) إلى حد أدنى من 55 كم (35 م) في مضيق هرمز وتطل عليه 7 دول عربية.
يحد الخيج من الشمال والشرق إيران؛ بينما تحده من الجنوب الشرقي والجنوب كل من عُمان والإمارات العربية المتحدة، وتحده من الجنوب الغربي والغرب كل من المملكة العربية السعودية وقطر، وتقع كل من الكويت والعراق على أطرافه الشمال غربية، بينما تقع البحرين ضمن مياه الخليج الغربية شمال قطر.

التسمية
: الخلاف على اسم الخليج العربي.
يسميه العرب الخليج العربي بينما تطلق عليه إيران اسم خليج فارس ونقل بالتواتر عند الغرب باسم الخليج الفارسي على الرغم من كون اغلب سواحله يستوطنها العرب على الضفتين.
وتستعمل الأمم المتحدة في محاضر مؤتمراتها ومراسلاتها باللغة العربية الخليج العربي فيما تستعمل الدول العربية تسمية الخليج العربي، يستعمل باقي العالم تسمية الخليج الفارسي التي تخلط أحياناً مع تسمية الخليج العربي وتستعمل تركيا اسم خليج البصرة.

جغرافية الخليج

تتميز السواحل العربية على الضفاف الغربية للخليج العربي بسواحله السهليه بستثناء منطقة قاعدة شبه جزيرة قطر وأقصى جنوب مضيق هرمز، حيث تتشكل شبه جزيرة مسندم، معظم الشاطئ العربي مكون من شواطئ رملية، مع العديد من الجزر الساحلية الصغيرة التي يضم بعضها البحيرات داخلية.
بينما يختلف الساحل الشرقي في الجانب الإيراني بتركيبته الجبلية، مع وجود كثيف للمنحدرات؛ وفي حالة وجود الشواطئ فهي ضيقة جدا لاتشكل إلا شقا ساحليا رفيعا في حالة تواجدها وتكبر قليلا لدى مصادفتها مصبات الأنهار الصغيرة على حدود الخليج. السهل الساحلي يتوسع شمالا في منطقة بوشهر ضمن إيران، ليتحد بعد ذلك مع سهول دلتا أنهار دجلة والفرات والكارون الواسعة.
تعد مياه الخليج غير عميقة نسبياً، إذ يبلغ أقصى عمق فيها 360 قدماً. فمياهه لايرتفع بها الموج، وبالرغم من ارتفاع درجة حرارته وارتفاع نسبة الرطوبة في مناخه، فنادراً مايتعرض لعواصف أو دوامات هوائية، ولذلك فهو يوفر بيئة بحرية ملائمة للملاحة البحرية.
مياه الخليج ضحلة، ونادراً ماتتجاوز عمق 90م (حوالى 300 قدم)، قد تصل في مناطق قليلة جدا إلى أعماق تزيد على 110 أمتار (360 قدم) وذلك في مدخله وفي الأماكن المعزولة في الجزء الجنوبى الشرقى. الخليج غير متماثل بشكل ملحوظ، سواء من ناحية الشكل أو من ناحية العمق، حيث أعمق المياه تقع على طول الساحل الإيراني ومعظم مناطقة يبلغ عمقها مايقارب 35م (120 قدم)، يوجد العديد من الجزر به وهي بمعظمها قبب ملحية وتراكمات من المرجان وحطام الهياكل العظمية للحيوانات البحرية الدقيقة.

الجزر

يحوي الخليج على أكثر من 130 جزيرة أكبرها جزيرة قشم الإيرانية التي يستطونها عرب إيران ثم جزيرة بوبيان الكويتية وتبلغ مساحتها 863 كم2، ثم تأتي بعدها جزيرة البحرين وتلبغ 620 كم2.

الموارد

مثل الخليج مورداً هاماً للمدن الساحلية على ضفتيه حيث كان يستخرج اللؤلؤ منه ويصدر إلى الهند ثم يجلب منه البضائع التجارية.
حالياً بالإضافة إلى الثروة السمكية توجد أبار وحقول نفطية وغازية تتقاسمها الدول الثمان المطلة عليه.

التلوث

التلوث النفطي

بعد حرب الخليج أصبحت مياه الخليج و خاصة المياه الكويتيه منطقة كارثة ايكولوجية ، فالمنطقة بشكل عام ، تعاني من تدهور خطير في نوعية الهواء ، الموارد البحرية ، والتربة. فخلال الحرب ، سكبت بحيرات ضخمة من النفط ضمن رمال الصحراء ، وملايين اللتر من النفط تدفقت إلى الخليج ، هذه المادة التي تهدد كلا من الحياة البرية و البحرية ز مناطق مصائد الاسماك. آبار النفط التي أشعل بها النيران أدت إلى صنع غيمة من السناج الذي غطى معظم المنطقة مما أدى اضرار بيئية قد لا يمكن اصلاحها.
أكبر كمية انسكاب نفطي كان نتيجة للحرب. فخلال حرب الخليج في 1991، قامت القوات العراقية بتدمير ثماني ناقلات النفط كما دمرت العديد من محطات النفط على الشاطئ في الكويت . تم سكب أكثر من 910 مليون لتر (240 مليون غالون) في الخليج ( و هو رقم قياسي للمنطقة). بشكل عام غرق حوالي 80 سفينة إلى قاع الخليج أثناء حرب الخليج ، هذه السفن حملت الكثير من النفط والذخائر. البقع النفطية تُظهر أسوأ تأثيراتها عند وصولها إلى الخط الساحلي. فالنفط في منطقة المياه الساحليه يقتل الحياة التي تعيش ضمن منطقة المد الجزر و يؤذي الطيور والثدييات البحرية عن طريق التسبب في إفقاد الريش والفراء ممانعتها و عزلها الطبيعي للماء، وهو ما يؤدي إلى غرق الحيوانات بسبب وزن الماء الذي حمله الريش أو يموت بسبب البرد بسبب انخفاض حرارة أجسامها بسبب وصول الماء إلى الجلد متخطيا الفراء أو الريش. وبالاضافة إلى ذلك ، يمكن لهذه الحيوانات أن تمرض أو تتسمم عندما تلتهم النفط و هي تنظف ريشها من النفط.

التلوث الحراري

التغيرات البسيطة في درجات الحرارة المياه يمكن أن تدفع الاسماك وغيرها من الأنواع التي كانت تعيش ضمن منطقة إلى مغادرتها، واجتذاب أنواع الأخرى. التلوث الحراري يمكن أن يسرع العمليات البيولوجية في النباتات والحيوانات و بلتالي يتم استنزاف مستويات الأوكسجين في الماء و بالتالي موت الحياة ضمن المنطقة بسبب نقص الأكسجين. في عام 1999 يقدر موت ما بين 400 إلى 500 طن خارج من السمك في الخليج ، وهي مشكلة تعود إلى نقص الأكسجين في المياه ونمو phytoplanktons.

مطالبات تعويضات التلوث

قدمت الأبحاث في جامعة برادفورد ، الفرصة لايران بالمطالبة بما يقارب 130 مليون دولار أمريكي الخليج بدلا الأضرار التي حدثت عام 1991 لمصائد الأسماك و الثروة السمكيه والاحياء البحرية لديها إذ قام قسم الجغرافيا وعلوم البيئة في الجامعة باجراء اختبارات على أكثر من 240 عينة من النفط ، والرواسب والحياة البحرية.و تم مطابقة النفط الخام من الكويت مع بقايا النفط في الاسماك وغيرها من الاحياء البحرية.

المناخ

مناخ الخليج غير مريح، فدرجات حرارة مرتفعة، على الرغم أن الشتاء قد يكون باردا جدا في أقصى شمال غربي أطرافه. هطول الأمطار النادرة نسبيا يحدث بشكل زخات قوية بين شهري نوفمبر وأبريل وهي أكثف كلما أتجهنا شمالا، الرطوبة عالية، القليل من السحاب يظهر في الشتاء ويندر في الصيف.
العواصف الرعديه والضباب نادر، ولكن العواصف الترابية (الطوز) تحدث كثيرا في فصل الصيف، الريح تهب في الغالب من الشمال والشمال الغربي خلال الصيف، ونادرا ماتكون قوية والأندر حصول العواصف صيفا، العواصف وهطول الأمطار الشديد شائع في الخريف، وسرعة الرياح وقتها قد تصل أحيانا إلى 150 كم(95م) في الساعة في أقل من 5 دقائق. التسخين القوي وارتفاع حرارة الأراضي المحاذيه للسواحل تؤدي إلى نسيم بر وبحر قوي جدا في الصباح وبعد ذلك في فترة بعد الظهر والمساء.

الحياة البحرية

التركيب الكيميائي

الخليج بمعظم مسطحه لايتلقى سوى رواسب بسيطة من الأنهار على الجانب الشرقي بينما يضخ في جزئه الشمال غربي كميات هائله من الطمي من دجلة،الفرات،والكارون. يصل تدفق هذه الأنهار ذروته في الربيع وأوائل الصيف، عند ذوبان الثلوج في الجبال؛ منتجا كوارث فيضانية أحيانا في منطقة شط العرب. يوجد بعض الجداول والأنهار على الساحل الإيراني جنوب بوشهر، ولكن في المقابل لاوجود لأي تدفقات مياه عذبة من جهة شبه الجزيرة العربية، والتي بدورها تمد الخليج بكميات ضخمة من الغبار، والرمل (الكوارتز)، وذلك بسبب الرياح الشمالية الغربية السائدة في المناطق الصحراويه المحيطة.
العديد من العمليات البيولوجية، الكيمياء حيويه، والكيميائية تؤدي إلى إنتاج قدر كبير من كربونات الكالسيوم على شكل حطام عظمي هيكلي وغرامة الطين (طين دقيق) والتي بدورها تختلط مع الرواسب التي تأتي من البر. قاع المناطق الأعمق المتاخمة للساحل الإيراني ومحيط دلتا دجلة والفرات مبطنة بطين رمادي أخضر غني جدا بكربونات الكالسيوم. بينما القاع الضحل في المناطق إلى الجنوب الغربي مغطى برمال ذات لون أبيض أو رمادي وغرامة طين الكربونات. تصخر القاع في كثير من المناطق بسبب ترسب كربونات الكالسيوم القادم مع المياه الحارة المالحة، معظم هذه الرواسب تشكل عاملا رئيسيا بتكوين الجزر الساحليه.
المياه العذبة المتدفقة إلى الخليج قليلة نسبيا وهي في معظمها من دجلة والفرات والكارون. درجة حرارة المياه السطحية تتراوح بين 24 إلى 32 درجة مئويه (75 إلى 90 فهرنهايت) في مضيق هرمز، بينما تصل إلى مدى بين 16 إلى 32 درجة مئويه (60 إلى 90 فهرنهايت) في أقصى الشمال الغربي، درجات الحرارة المرتفعة هذه وانخفاض تدفق المياه العذبة تؤدي إلى زيادة معدل البخر في المياه؛ أي معدلات تملح عالية، تتراوح بين 37 إلى 38 جزء في الألف في مدخل الخليج إلى مايقدر بحوالي 38 إلى 41 جزء في الألف في أقصى الشمال الغربى. حرارة أعلى ومعدلات تملح أضخم أكبر يمكن ملاحظتها في منطقة الخلجان الداخلية على الشاطئ العربي.

التيارات والمد والجزر

يختلف معدل المد والجزر إلى نحو 1،2 إلى 1،5 متر (4 إلى 5 أقدام) في المنطقة المحيطة بشبه جزيرة قطر ويرتفع المعدل إلى 3،0 إلى 3،4 متر (10 إلى 11 أقدام) في الشمال الغربي وإلى 2،7 إلى 3،0 متر (9 إلى 10 أقدام) في أقصى الجنوب الشرقي. عندما تكون الرياح قوية على الشاطئ، ولاسيما في جنوب الخليج، يمكن لمستوى المياه الساحليه أن يرتفع بمقدار يصل إلى 2.4 متر (8 أقدام)، ممايتسبب في فيضانات واسعة ضمن السبخات المنخفضة. تيارات المد والجزر قوية عند مدخل الخليج، بسرعة قد تصل إلى 8 كم (5 أميال) / ساعة. وباستثناء المناطق بين الجزر أو في مصبات الأنهار ومداخل البحيرات الشاطئية، يندر أن تتجاوز 3 كم للساعة الواحدة (واحد إلى 2 ميل/ساعة). في بعض الأوقات قد تؤثر الرياح على التيارات المحلية ممايؤدي إلى عكس اتجاهها.
نادرا مايتجاوز ارتفاع الموج الثلاث أمتار (10 أقدام) كأقصى ارتفاع في جنوب الخليج. ارتفاع المستوى العام بسبب المحيط الهندي لايظهر إلا في المياه عند مدخل الخليج؛ عندما يحدث تعارض مع اتجاه الريح وينتج عن ذلك اضطرابات ودومات مائية.
نمط حركة المياه العام في الخليج هو الحركة بعكس عقرب الساعة ويتميز بحركة ذات طابع رأسي، فالمياه السطحيه، وعند دخولها من المحيط الهندي، تخضع للتبخر، وبالتالي تصبح أكثر كثافه وتغرق ضمن جسم الخليج لتخرج، عند عودتها من الدوران في الخليج، من مضيق هرمز إلى المحيط الهندي كتيارات ماء عميقة أسفل تيارات الماء السطحية التي تدخل جسم الخليج.

تاريخ

كان الخليج العربي والبحر الأحمر من طرق التجارة الأساسية لكثير من الحركة التجارية والتبادلات الحضارية فيما بين الحضارات الكبري في الشرق. وكانت حضارة مابين النهرين (بين نهري دجلة والفرات)، قد قامت في أقصى الشمال الغربي من الخليج العربي. وكانت مياه الخليج في العصور القديمة أعمق كثيرا مما هي عليه اليوم، وبانحسار المياه شيئاً فشيئاً ظهرت أرض خصبة غنية بالرسوبيات، مماجعل المنطقة مصدر جذب للاستيطان. وكانت منطقة الخليج العربي ملتقى الحضارات والثقافات القديمة، على مر التاريخ لأنها كانت تقع بأقصى الهلال الخصيب وهو الأرض الخضراء التي تمتد من المنطقة بأقصى شمال الخليج مشَكلّة نصف دائرة حتى شمال غرب هذه المنطقة لتمتد إلى دلتا نهر النيل. وفي منطقة الإمارات العربية وعُمان، تم العثور على آثار تدل على وجود مستوطنات سكانية يعود تاريخها إلى سبعة آلاف سنة. وفي هذه المستوطنات تم اكتشاف قطع متميزة من الفخار الأسود من منطقة عبيد (مادة) بالعراق،ممايدل أن التجارة عبر مناطق الخليج المختلفة كانت نشطة.
وكان أبناء وادي الرافدين وجيرانهم من الحضارات المختلفة يتاجرون عبر الخليج والمحيط الهندي وبحر العرب منذ عصور قديمة، وعلى الرغم من وفرة المنتجات الزراعية في منطقة الرافدين ظلوا بحاجة للحصول علي المعادن والخشب والحجارة، فأنطلقوا بقواربهم عبر النهر ليصلوا لمياه الخليج بحثاً عن هذه الموارد عن طريق تجارة أكثر ربحا. ولقد ذكرت وثائق السومريين التاريخية المكتوبة التي تعود إلى ثلاثة آلاف سنة ق.م. أنهم كانوا يصلون لمنطقة منطقةميجان (عمان)(انظر : عمان) لجلب النحاس في الجنوب الشرقي من شبه الجزيرة العربية. ومنذ ألفي عام ق.م. وبعد حضارة ميجان ورد اسم دلمون في البحرين في السجلات التاريخية بوصفها مركز تبادل تجاري بين الرافدين وميجان وملوحة؛ (اسم أطلقه الأكاديون على منطقة وادي السند)، وعثر هناك على آثار تشتمل على أختام تشير إلى المنطقة التي وردت منها البضائع.
ووصل أبناء وادي الرافدين بقواربهم المجهزة ملاحيا إلى وادي السند، وكان السومريون يصنعون قواربهم من قصب (الغاب). كما أن بحارة ميجان كانوا أيضا يسيطرون علي التجارة مابين الرافدين والهند عبر الخليج في القرن الثالث ق.م. وكذلك كان أهل دلمون على ساحل الخليج والمدن القريبة من الساحل كأم النار ودلما على ساحل أبو ظبي وفيلكا في الكويت. ومما سهل التجارة شق طريق عام 3500ق.م. يمتد من شمال الخليج لربطه بالبحر المتوسط. السلع التجارية التي كان الخليجيون قديما يتاجرون فيها، ومنها الأعشاب والتوابل واللبان والمر والأقمشة والجواهر والأحجار الكريمة والسيراميك والساج والأرز والمعادن كالنحاس، الذي كان يجلب من ميجَن.
وعرف الخليج بوصفه مصدراً أساسياً لتجارة اللؤلؤ، فقلة عمق مياه الخليج مكَنت الغواصين من الوصول إلى عمق البحر لاستخراج محاره منذ أزمان بعيدة. وفي القرن السادس ق.م. أنشأ الأخمينيون إمبراطوريتهم التي امتدت في أوجها إلى جميع أرجاء الشرق الأدنى، من وادي السند إلى ليبيا، وشمالاً حتى مقدونيا. وتمكنوا من السيطرة على جميع الطرق التجارية المؤدية إلى البحر الأبيض المتوسط عبر البر والبحر؛ وقام ملوكهم بإعادة بناء الطريق من منطقة السوس في إيران إلى سارديز بالقرب من أفسس وسميرنا. وكان لاحتلال الرومان لمصر أثر كبير في منع العرب من العمل وسطاء تجاريين حيث سيطر الرومان على طرق التجارة عبر البحر الأحمر وكانوا على دراية وكفاءة عاليتين في مهارات الإبحار.
كما سيطروا على الطريق البحري المؤدي إلى الهند، وفي هذا الوقت من سيطرة الرومان، عملت كثير من الحضارات في آسيا وأفريقيا وأوروبا على إقامة علاقات حميمة معهم. وبحلول القرن الأول الميلادي ظهرت إشارات ودلائل إلى وجود تجار عرب وهنود يقطنون مصر وأوروبا، كما أن هنالك دلائل أثرية لمستعمرات تجارية رومانية في شبه القارة الهندية. ولقد تم العثور على كميات كبيرة من الزجاج الروماني في إدور في إمارة أم القيوين. وعلى الرغم من سيطرة الرومان على طريق البحر الأحمر، إلا أن الطرق البحرية وطرق الخليج كانت تحت سيطرة حضارة أخرى تمركزت في جنوب غرب آسيا، ألا وهي الحضارة البارثية التي ساهمت بشكل كبير في إثراء الحضارة الرومانية، وهذا ما دفع الرومان إلى توسيع نطاق إمبراطوريتهم، لتمتد جنوباً فتغزو بلاد الرافدين وبلاد المشرق للسيطرة على جميع الطرق التجارية المؤدية إلى البحر الأبيض المتوسط.
ولقد استمر الاتصال بالعالم الخارجي واتسع نطاقه، ففي سنة 166م أرسل الإمبراطور الروماني ماركوس أوريليوس من مستعمرته في الخليج مبعوثاً إلى الصين، وباكتشاف أسرار رياح المحيط الهندي الموسمية في القرن الأول الميلادي تابع العرب ممارسة تجارتهم. وقد شهدت القرون التالية نزاعات بين أبناء المتوسط وحضارات جنوب غرب آسيا، ومع ذلك استطاع عرب شبه الجزيرة العربية أن يظلوا حياديين إزاء النزاع القائم، وقد استمروا بالتجارة مرسلين قوافلهم وسفنهم إلى الموانئ، والمراكز التجارية على الجانبين، ولقد ورد وصف للسفن التي كانوا يستخدمونها في كتابات الكاتب البيزنطي بروكوبيوس، قال فيه: “إن جميع القوارب التي كانت تأتي من الهند على هذا البحر لم تكن كغيرها من القوارب، إذ إنه لم يتم طليها بالقطران ولا بأية مادة أخرى، بل كان يتم ربط ألواح الخشب ببعضها بعضاً بوساطة مسامير حديدية كبيرة، تنفذ من لوح إلى آخر وكذلك يتم شد هذه الألواح بحبال لزيادة ترابطها”.
ومن المحتمل أنها كانت تبنى بالطريقة نفسها منذ قرون بعيدة. ولقد تم العثور على قلادة قديمة في تل أبرق في أم القيوين في الإمارات يعود تاريخها إلى 300 ق.م ويظهر عليها رسم واضح يمثل قارباً بخلفية مربعة ومقدمة متقوسة حادة وفوقه شراع، ومن الواضح أن هذا الشراع مطابق إلى حد بعيد للشراع العربي، وتقدم هذه القلادة أقدم وصف للشراع المثلث، الذي يسمى الشراع اللاتيني.
ومع مجيء الإسلام في القرن السابع الميلادي، تغيرت ملامح الخليج وكذلك المنطقة المجاورة بشكل كبير، وابتداءً من هذه الحقبة أصبحت الدولة الإسلامية تسيطر على الطرق التجارية عبر الخليج والبحر الأحمر، وعلى الطرق البرية عبرالأناضول.
وفي منتصف القرن الثامن الميلادي اتسعت الدولة الإسلامية من جبال البيرنيه في شبه الجزيرة الأيبيرية وصولاً إلى نهر السند، وخلال سبعمائة سنة تلت انتشر الإسلام غربًا وشرقًا وأصبح المحيط الهندي البحيرة الإسلامية، ولقد سيطر التجار العرب على التجارة وعلى البضائع القادمة من الشرق وخاصة التوابل، وبقي الوضع على ماهو عليه حتى القرن الخامس عشر الميلادي، حين أبحر فاسكو دي جاما حول أفريقيا فاتحاً بذلك طريقاً تجارياً جديداً للممالك الأوروبية، ليدخل البحارة العرب في منافسة مع البحارة الأوروبيين، وباتساع نشاطاتهم التجارية أصبح البحارة العرب أكثر علماً بجغرافيا العالم، وصاروا قادرين على تقديم خرائط أكثر دقة لوصف العالم المعروف آنذاك، وكانوا ينقلون معهم في رحلاتهم الجغرافيين والرحالة، وهم بدورهم سجلوا ملاحظاتهم ووصفهم للأماكن التي قاموا بزيارتها. وفي القرن العاشر الميلادي كتب أحد الرحالة البغداديين وهو ابن حوقل واصفاً الخليج أن مياهه صافية تشف عما تحتها، وأنه يمكن للمرء أن يرى الحجارة البيضاء في القعر، ولقد ذكر كذلك أنه كان هناك الكثير من اللؤلؤ والمرجان وكذلك كان هناك الكثير من الجزر التي يقطنها الناس. ولقد قدم جغرافي آخر، وهو المقدسي وصفاً للبحارة الذين كان يرتحل معهم حول سواحل شبه الجزيرة العربية: “كنت قد رحلت بصحبة رجال ولدوا وترعرعوا في البحر، وكان لديهم كامل المعرفة عنه وعن مراسيه وعن رياحه وجزره، ولقد أمطرتهم بعدد كبير من الأسئلة عن البحر وخصائصه الطبيعية وحدوده، ولقد رأيت لديهم أدلة بحرية يقومون بدراستها ومراجعتها، متبعين إرشاداتها بثقة وحماس”.
وربما يكون ابن بطوطة الرحالة العربي المولود في طنجة، أكثر الرحالة شهرة وأكثرهم ترحلاً، وقد استطاع في رحلاته مابين 1325 – 1353م أن يترحل عبر مساحة كبيرة وصلت إلى (75000 ميل) ووصل إلى أبعد مايمكن في ذلك الوقت حيث الصين. وفي أحد كتاباته يصف رحلة عبر الخليج العربي وسواحل شبه الجزيرة العربية بقوله: “أبحرنا من قلوة إلى ظفار، حيث كانت الخيول الأصيلة تصدر من هناك إلى الهند، وهذا السفر استغرقنا شهراً وكان مصحوباً بريح محببة”.
وعن طريق عدد هائل من القوارب تبحر في المحيط الهندي كان العرب يلتقون بأقرانهم من التجار الهنود وتجار (مالي) والصين، وكانوا يتبادلون نظاماً تجارياً ثقافياً في أغلب الأحيان كان يخلو من النزاعات وبذلك تم توطيد الاتصال بين هذه الثقافات. وقد أبحر التجار العرب بشكل منتظم إلى الصين، وفي بداية القرن الخامس عشر أرسل الصينيون أساطيلهم التجارية في رحلات بحرية متعددة، شملت الخليج العربي وإفريقيا الشرقية، وقد ذكر ابن حبيب في القرن العاشر الميلاديدبا بوصفها واحداً من أهم الأسواق العربية يؤمها التجار من الهند والسند والصين، إضافة إلى أناس من الشرق والغرب.
يتبع

أذنبــــــــــــتُ كــــــــــل ذنـــوب لســـتُ أًنكـرها *وقـــــــد رجـــــــوتك يــــا ذا المــــنّ تغفـرهـــــا *أرجــــــوك تغفــرهـا فـي الحشـــــر يا ســــندي*إذا كنــــت يـــا أملـــــى فـي الأرض تســــترهــــــا .

#4
27 05 2009, 04:14 AM
الليث محمد عمر
عضو تاريخ التسجيل: Jan 2007
المشاركات: 3,041

بحر العرب
هو جزء من المحيط الهندي يقع بين سواحل الجزيرة العربية وشبه الجزيرة الهندية. تحده إيران و باكستان من الشمال.شبه القارة الهندية من الشرق وشبة الجزيرة العربية والقرن الافريقى من الغرب.

صورة لبحر العرب

أكبر عرض لبحر العرب هو 2,400 كيلومتر تقريبا وأقصى عمق له 4,6 كيلو متر تقريبا. أنهر أندوس والمعروف كذلك بنهر سندهو، نامادا، وتابتي تصب مباشرة في هذا البحر.الخليج العربي والبحر الأحمر ومن أشهر الجبال التى تطل عليه الجبل الاخضر في عمان و جبال غات الغربية في الهند.
الدول المطلة على بحر العرب هي الهند،إيران،عُمان،باكستان،اليمن،الإمارات العربية المتحدة،الصومال و المالديف. ومن المدن التي تطل على هذا البحر مدينة ممباي في الهند و كراتشي في باكستان و صور في عمان والمكلا في اليمن وميركا في الصومال.

خليج البنغال
هو الخليج الذي يشكل الجزء الشمالي الشرقي من المحيط الهندي، وهو ذو شكل مثلثي يحده من الشرق شبه جزيرة الملايو ومن الغرب الهند. وعلى الحافة الشمالية من الخليج تقع منطقة البنغال ، والتي تضم ولاية البنغال الغربية الهندية ودولة بنغلاديش. أقصى شرق الخليج يصل لجزيرة سريلانكا و الأقليم الهندي الاتحادي لجزر أندمان ونيكابور.
يحتل خليج البنغال مساحة تقدر بـ 2.172.000 كم2، تحده الهند وسريلانكا في الغرب، بنغلاديش من الشمال، ميانمار والجزء الشمالي من تايلندا من الشرق. وتمتد حدوده الجنوبية بخط وهمي من رأس دوندرا في أقصى جنوب سريلانكاإلى أقصى شمال جزيرة سومطرة.
تصب في الخليج العديد من الأنهار الآسيوية مثل الغانج، براهمابوترا، إيراوادي، غودافاري، ماهانادي، كريشنا و كاوفيري. ومن أهم موانئ خليج البنغال ميناء يانغون، ميناء كالكوتا، ميناء كودالور، ميناء كاكينادا، ميناء ماشليباتنام، ميناء مادراس، ميناء باراديب و ميناء فيشاكاباتنام.

خليج البنغال

خليج تايلند
هو خليج يقع في جنوب شرق آسيا، تحيط به كل من تايلندوفيتنام وكمبوديا وماليزيا. يتفرع الخليج من بحر الصين الجنوبي ويتفرع منه في شماله خليج بانكوك الذي يصب فيه نهر تشاو بارايا، قرب العاصمة التايلندية بانكوك. تصل مساحة الخليج لحوالي 320 ألف كيلومترا مربعا. تكثر فيه الكائنات المرجانية، كما يعد مصدرا للغاز الطبيعي والنفط.
خليج تايلند من المسطحات المائية قليلة العمق، فلا يزيد عمق أعمق مناطقه عن 80 متر مع متوسط عمق يقدر بحوالي 45 متر. بسبب وجود عدد لا بأس به من الأنهار التي تصب في هذا الخليج فإن نسبة ملوحته منخفضة نسبيا.

خليج تايلند

يتبع

أذنبــــــــــــتُ كــــــــــل ذنـــوب لســـتُ أًنكـرها *وقـــــــد رجـــــــوتك يــــا ذا المــــنّ تغفـرهـــــا *أرجــــــوك تغفــرهـا فـي الحشـــــر يا ســــندي*إذا كنــــت يـــا أملـــــى فـي الأرض تســــترهــــــا .

#5
27 05 2009, 04:24 AM
الليث محمد عمر
عضو تاريخ التسجيل: Jan 2007
المشاركات: 3,041

بحر أندامان

موقع بحر
هو مسطح مائي مالح يقع جنوب شرقي خليج البنجال، وجنوبي ميانمار وغربي تايلند وإلى الشرق من جزر أندامان، ويعد جزءًا من المحيط الهندي. يبلغ طوله 1200 كم تقريبًا وعرضه حوالي 650 كم وتصل مساحته إلى 797,700 كم مربعا. متوسط عمقه هو 870 م بينما أعمق منطقة فيه تصل إلى 3,777 م تحت سطح الماء.
في أجزائه الجنوبية الشرقية، يضيق بحر أندامان ليكون ما يعرف باسم مضيق ملقّا الذي يفصل جزيرة سومطرة عن شبه جزيرة المالاي.
تتواجد في هذا البحر جزيرتان بركانيتان، إحداها تحوي بركانا نشطًا.
بحر إيجة

صورة فضائية لبحر إيجة
(باليونانية:Αιγαίον Πέλαγος) هو أحد أفرع البحر المتوسط طوله 643.5 كم وعرضه 322 كم، يقع بين شبه الجزيرة اليونانية والأناضول، يتصل بالبحر الأسود وبحر مرمرة عن طريق مضيقي البوسفور والدردنيل، وتطل عليهتركيا واليونان.
وإسمه القديم ارخيبلاجو ويطلق الآن على جزره العديدة التي تشمل ايوبويا، سبورادس الشمالية ،سبورادس الجنوبية، سايكلادسودوديكانس.
ولدت ال

25. محمد أحمد - فبراير 26, 2012

الأمــــــــــــــواج :

حينما يضطرب سطح البحر تنشأ الأمواج . واهم مايميز حركة الموجه انه حينما تمر على سطح الماء بسرعه معينه , فان المياه نفسها تعلو وتنخفض

في حركه متسقه منتظمه . وهناك ارتباط بين طول الموجه وقوتها وعمق المياه وهو يقاس بعمليات حسابيه تفسر الأختلاف في اتجاه او خط سير
الأمواج التي تنشأ في مياه عميقه , وحين تصل الى مياه ضحله . وتنشأ الأمواج عاده من هبوب الرياح والعواصف , فمعظم الأمواج ناتجه عن تأثير
حركة الرياح على الماء . غير ان الأمواج قد تنشأ بتأثير حركات المد والجزر . كما تنشأ ايضا من تأثير الزلازل والبراكين في قاع المحيط . ونظام سير
الأمواج في البحار والمحيطات نظام مضطرب , فهو خليط من الأمواج في شكل مجموعات او سلاسل , تختلط ببعضها في تناسق وتسابق
وتلاحق مستمر .
وتتباين الجموعات الموجيه بحسب مكان نشأتها . وطريقة تلك النشأه وبحسب سرعتها واتجاه حركتها . فبعض المجموعات تنشأ لتموت , وبعضها
يقطع مسافات هائله , قد يصل بعدها الى السواحل عاليا فيحدث التخريب والتدمير .
ولكل موجه ارتفاع يقاس من قاعها الى قمتها ولها طول يعبر عنه بالمسافه بين قمتها وقمة الموجه التاليه لها اما مدة الموجه فهو تعبير يقصد به
الفتره الزومنيه بين لحظتي مرور قمتيين متتاليتين بنقطه معينه .
وهذه المقاييس متغيره وغير ثابته وتربط بعمق المياه وبحركة الرياح . وجدير بالذكر ان كتلة المياه لاتتحرك ولا تنتقل مع الموجه , ولكن الذي
ينتقل هو الطاقه الدافعه . فجزئيات الماء في مسار دائري او بيضاوي يتعامد على خط مرور الموجه , ثم تعود قريبا جدا من مكانها الأصلي . ولو
تحركت كتل الماء مع الأمواج بالفعل لأصبحت الملاحه البحريه مستحيله ولتعذرت السكني بجوار السواحل البحريه .
ويمكن تمثيل حركة الموجه بقطعه من الفلين تطفو فوق مياه متماوجه فأنها تعلو وتنخفض مع الموج , ولكنها لتكاد تغير موضعها مالم تجرفها بالفعل
رياح او تيار مائي . وشبيه بذلك تمايل سنابل القمح , وتموجها مع الريح .
وتنشأ أكبر الامواج في المحيطات لاتساع المجال الذي يعبر عنه بطول الإمتداد وهو المسافة التي يقطعها الامواج مدفوهة برياح دائمة الهبوب في اتجاه
واحد دون ان يعترضها عائق .وكلما كبر الامواج كلما ازداد ارتفاعها . فامتداد الامواج الضخمة في المحيطات التي تدفعها رياح تصل في سرعتها
سرعة العواصف . يصل الى نحو 1000 كيلو متر . فالامواج الضخمة لا يمكن ان تنشأ في بحر ضيق او خليج .

العلاقه بين الرياح وحركة الأمواج :

حينما تهب ريح ذات قوه معلومه لفتره او لمسافه غير محدوده على سطح المياه تنشأ امواج لها ارتفاع ومده معينه , والى ان يصل كل اقصاه
يمكن تقرير ماياتي :
1 – بالنسبه لرياح ذات قوه معينه يزداد ارتفاع الموجه مع ازدياد المسافه التي هبت عليها الرياح .
2 – كلما ازدادت فترة هبوب الرياح بقوه معلومه , ازدادت سرعة حركة الأمواج , وبالتالي تزداد فترات الأمواج وارتفاعاتها .
3 – بالنسبه لرياح تهب على مسافه معلومه , نجد ان كلما اشتد هبوبها فان ارتفاع الأمواج يزداد .
4 – بالنسبه لرياح تهب على مسافه معلومه نجد ان كلما اشتد هبوبها تعظم قوة الأمواج , وبالتدريج تزداد مددها وارتفاعاتها .

مضاعفــات الأمــواج :

تعمل المياه الضحله والأرصفه الصخريه والجزر الساحليه عند فتحات الخلجان على اضمحلال الأمواج . فالأمواج الطويله التي تندفع من عرض المحيط
نحو السواحل الشماليه لولايات انجلترا الجديده بالولايات المتحده , قلما تصل اليها بكامل عنفوانها , اذ يستهلك قسم كبير من طاقتها اثناء مرورها
بالشطوط الصخريه والتلال البحريه والجزر المتاخمه للسواحل , وتعمل الشعاب المرجانيه ايضا على استنفاذ طاقة الأمواج , حيث تتكسر عليها فتصل
الى السواحل الضعيفه , وقد لا تصلها اطلاقا .
ويعمل الجليد والثلج المتساقط والأمطار على تهدئة قوة الأمواج , وقد تقضي عليها . فالأمواج تتكسر على حواف الجليد , كما تعمل بلوراته عل تخفيف
حدتها , وهطول المطر المفاجئ يستنفذ طاقة الموج العالي . وللزيوت ايضا تأثير مهدئ للأمواج المتحركه في عرض البحر . وتستعين بها السفن
بألقائها في الموج الثائر في حالت الطوارئ .

قــدرة الأمــواج :

تتحرك الأمواج في المسطحات المائيه الجنوبيه حركه حره , فهي لاتتكسر على السواحل , وانما تدور حول الأرض , وهي تفوق امواج المسطحات
المائيه الأخرى في طولها واتساع قممها ولكنها ليست اكثر الأمواج ارتفاعا . ويبلغ اقصى ارتفاع تبلغه الأمواج نحو ( 5 , 7 ) متر 25 قدما
ولكن ارتفاع امواج العواصف قد يصل الى ضعف ذلك الرقم .

وأقصلى رقم سجل لارتفاع الأمواج بلغ ( 6, 33 ) مترا 112 قدما . ولكن ذلك نادر الحدوث .

ولكي نتصور مقدار قدرة الأمواج الضخمه نذكر انها استطاعت ان تحطم حاجز الأمواج عند ( ويك ) على ساحل اسكتلندا , وان ترفع كتله من الصخر
والخرسانه تبلغ زنتها 1350 طنا , وذلك في عاصفه ثارت في شهر ديسمبر سنة ( 1877 ) ميلادي وبعد مرور خمسة اعوام هبت عاصفه اخرى
استطاعت امواجها ان تكتسح الحاجز الجديد الذي بلغ زنته ( 2600 ) طنا .

والأمواج عامل هام من عوامل النحت والأرساب , فهي تحطم السواحل وتنحت في تكويناتها وتعمل على تآكلها وتكون الكهوف والمغارات البحريه
وتنتزع كميات كبيره من رمال الشواطئ كما انها قد ترسب مكونه حاجزا او جزيره صغيره .

الأمــواج الزلزاليــه :

يطلق اسم الأمواج المديه على نوعين متباينين من الأمواج ليس لأحدهما صله بحركات المد والنوع الأول ينشأ عن الزلازل التي تحدث في قاع
المحيط , والثاني تسببه الرياح الشديده او العواصف العاتيه .

وتنشأ معظم الأمواج الزلزاليه البحريه التي يطلق عليها تسونامي في الأخاديد والأحواض البحريه العميقه . ففي اخاديد اتكاما وألوشيان واليابان
نشأت امواج اطاحت بحياة الكثيرين من البشر . فمثل هذه الأخاديد تحتل من قاع المحيط مكانا ضعيفا غير ثابت يصيبه الأختلال وعدم الأتزان ,مما
يولد الكثير من الزلازل التي تسبب الأمواج الثائره الكبيره , التي تخرب المنشآت الساحليه .

وقد تعرضت سواحل كثيره لدمار تلك الأمواج التسوناميه خلال فترات التاريخ منها بعض سواحل البحر المتوسط الشرقي , وسواحل شبه جزيرة
ايبريا وسواحل غرب امريكا الجنوبيه , وسواحل اليابان وجزر هاواي . وقد تعرضت الأخيره في ابريل سنة ( 1846 ) لتلك الأمواج التسوناميه
المدمره فأحدثت في سواحلها التخريب والتدمير .

وقد حدث الزلزال في اخدود الوشيان الذي يبعد عن جزر هاواي بحوالي 3700 كيلو متر فنشأت عنه امواج هائله بلغ طول الموجه بين كل
قمتين متتاليتين حوال 145 كيلو متر ووصلت الأمواج الى جزر هاواي في سرعه مذهله بلغت نحو 750 كيلو متر وقد تعاون المختصون في
الزلازل والأمواج والمد في وضع نظام لحماية جزر هاواي , وذلك بأنشاء شبكه من محطات التنبؤ موزعه في المحيط الهادي ,
لتحذير سكان الجزر من أخطار تلك الأمواج المدمـره .
نشر بتاريخ 03-11-2008

26. محمد أحمد - مارس 5, 2012

هذه المقالة عن الذرة… في العلوم. لتصفح عناوين مشابهة، انظر ذرة (توضيح).
ذرة

شكل ذرة الهيليوم
وتظهر فيها النواة وفيها 2 بروتون
باللون الأحمر، و 2 نيترون باللون الأخضر ،
وسحابة تمثل ،,,,,توقع مكان 2 إلكترون

التعريف
هي أصغر جزء لأى عنصر كيميائي

الخواص

الكتلة: الكتلة الذرية

الشحنة: صفرC

القطر: 10pmإلى 100pm

الذرة هي أصغر جزء من العنصر الكيميائي الذي يحتفظ بالخصائص الكيميائية لذلك العنصر. يرجع أصل الكلمة الإنجليزية (بالإنجليزية: Atom) إلى الكلمة الإغريقية أتوموس، وتعني غير القابل للانقسام؛ إذ كان يعتقد أنه ليس ثمة ما هو أصغر من الذرة. تتكون الذرة من سحابة من الشحنات السالبة (الإلكترونات) تحوم حول نواة موجبة الشحنة صغيرة جدا في الوسط. تتكون النواة الموجبة هذه من بروتونات موجبة الشحنة، ونيوترونات متعادلة. الذرة هي أصغر جزء من العنصر يمكن أن يتميز به عن بقية العناصر؛ إذ كلما غصنا أكثر في المادة لنلاقي البنى الأصغر لن يعود هناك فرق بين عنصر وآخر. فمثلاً، لا فرق بين بروتون في ذرة حديد وبروتون آخر في ذرة يورانيوم مثلاً، أو ذرة أي عنصر آخر. الذرة، بما تحمله من خصائص؛ عدد بروتوناتها، كتلتها، توزيعها الإلكتروني…، تصنع الفروقات بين العناصر المختلفة، وبين الصور المختلفة للعنصر نفسه (المسماة بالنظائر)، وحتى بين كون هذا العنصر قادراً على خوض تفاعل كيميائي ما أم لا.
ظل تركيب الذرة وما يجري في هذا العالم البالغ الصغر، ظل وما زال يشغل العلماء ويدفعهم إلى اكتشاف المزيد. ومن هنا أخذت تظهر فروع جديدة في العلم حاملة معها مبادئها ونظرياتها الخاصة بها، بدءاً بمبدأ عدم التأكد (اللاثقة)، مروراً بنظريات التوحيد الكبرى، وانتهاءً بنظرية الأوتار الفائقة.

محتويات
[أخف]
• 1 النظرية الذرية
o 1.1 نموذج دالتون
o 1.2 نموذج فارادي
o 1.3 نموذج تومسون
o 1.4 نموذج رذرفورد
o 1.5 نموذج بور
o 1.6 النمـوذج الـذري الحديث
• 2 مكونات الذرة ونظرية الكم
• 3 الانشطار فيزياء الطاقة العالية
• 4 مكونات
o 4.1 الجسيمات ما تحت الذرية
o 4.2 خصائص
o 4.3 الخواص النووية
o 4.4 النماذج النواوية
 4.4.1 نموذج القطرة السائلة :
 4.4.1.1 طاقة الربط الحجمية:
 4.4.1.2 الطاقة السطحية:
 4.4.1.3 طاقة التنافر الكهربائي:
 4.4.1.4 طاقة الشفاعية:
• 5 طيف بالمر
• 6 حجم الذرة
• 7 العناصر والنظائر
• 8 التكافؤ والترابط
• 9 الذرات في الكون والكرة الأرضية
• 10 الذرة في الصناعة
• 11 الذرة في العلم
• 12 الذرة تاريخيا
o 12.1 النظريات التاريخية
o 12.2 أصل تسمية الذرة
• 13 مصادر

[عدل]النظرية الذرية
مقال تفصيلي :نظرية ذرية
النظرية الذرية تهتم بدراسة طبيعة المادة، وتنص على أن كل المواد تتكون من ذرات. -الاكتشافات اليونانية في عام 430 ق.م توصل الفيلسوف اليونانى (ديموقريطس) إلى مفهوم أو فكرة في كل الأشياء مصنوعة من ذرات أو بالمعنى الحرفى كل الأشياء مكونة من ذرات غير قابلة للانقسام. واعتقد هذا الفيلسوف أن كل الذرات متماثلة وصلبة وغير قابلة للانضغاط إلى جانب أنها غير قابلة للإنقسام ، وأن الذرات تتحرك بأعداد لا حصر لها في فضاء فارغ.وأن الاختلاف في الشكل والحجم الذرى يحدد الخصائص المختلفة لكل مادة. وطبقاً لفلسفة (ديموقريطس) فإن الذرات ليست المكون الأساسي للمواد فقط ولكنها تكون أيضاً خصائص النفس الإنسانية. فعلى سبيل المثال فإن الآلام تسببها “الذرات الشريرة” وذلك لأن هذه الذرات تكون على شكل (إبر) بينما يتكون اللون الفاتح من الذرات المسطحة ذات الملمس الناعم ، وقد اعتقد ديمقريطس واعتقد معه الناس أفكار هي بلا شك تثير تهكمنا الآن ولكنها كانت منذ قرون “العلم الذي لا يبارى”. إن النظرية اليونانية عن الذرة لها مدلول تاريخي وفلسفى بالغ الأهمية ، إلا أنها ليست ذات قيمة علمية، ذلك أنها لم تقم على أساس ملاحظة الطبيعة أو القياس أو الاختبارات أو التجارب.
[عدل]نموذج دالتون
وجاءت نظرية دالتون بشكل مختلف عما سبق ذلك كونها تعتمد على قوانين بقاء الكتلة والنسب الثابتة والتي اشتقت من العديد من الاستنتاجات المباشرة.
يمكن التعبير عن النظرية التي اقترحها بالاتي :
1. الأشياء (المواد) تتكون من العديد من الجسيمات الغير قابلة للتجزئة(ذرات) ذات حجم صغير جداً.
2. ذرات نفس العنصر متشابهة في الخواص (الشكل ، الحجم ، الكتلة)، وتختلف تماماً عن ذرات العناصر الأخرى.
3. يمكن لذرات العناصر المختلفة أن تتحد مع بعضها بنسب عددية بسيطة مكونة المواد.
4. الاتحاد الكيميائي عبارة تغيير في توزيع الذرات.
لقد أثبتت نظرية دالتون نجاحها من خلال تفسيرها لبعض الحقائق القائمة في ذلك الزمان كما انها استطاعت أيضا التنبؤ ببعض القوانين الغير مكتشفة :
اولاً : تتضمن هذه النظرية(قانون حفظ الكتلة) : حيث ان التفاعل الكيميائى لايفعل شيئا سوى اعادة توزيع الذرات ولم تفقد اي ذرة في هذة المنظومة وبالتالي تظل الكتلة ثابتة عند حدوث التفاعل الكيميائى.
ثانياً : تفسر هذه النظرية (قانون النسب الثابتة) : افترض دالتون ان مادة ما تتكون من عنصرين A و B. وان اي جزيئي من هذه المادة يتكون من ذرة واحدة من A وذرة واحدة من B يعرف الجزيء بأنه مجموعة ذرات مترابطة مع بعضها بقوة تسمح لها بالتصرف أو اعادة التنظيم كجسيم واحد. افترض أيضا ان كتلة الذرة A تكون ضعف كتلة الذرة B وبالتالى فان الذرة A تساهم بضعف الكتلة التي تساهم بها الذرة B في تكوين جزيء واحد من هذه المادة الامر الذي يعني ان نسبة كتلة الذرة Aالى الذرة B هي 2/1. في مركب الماء نسبة الهيدروجين إلى الأكسجين دائماً ثابتة 2.00g H /16.00g O=1.00g H / 8.00g O
ثالثاً : لقد تنبأت نظرية دالتون بقانون النسب المتضاعفة (قانون النسب المتعددة): عندما تتحدد ذرة ما مع أخرى وتشكل أكثر من مركب فإن نسبة الأوزان لتلك الذرة التي تتحد مع واحد جرام من الذرة الأخرى يجب أن يكون نسبة بسيطة. مثال: الأكسجين يتحد مع الكربون ويشكل أكثر من مركب (CO1 ، CO2)، وزن الأكسجين الذي يتحد مع واحد جرام من الكربون في المركبين هو 2.66g للمركب الأول و 1.33g للمركب الثاني ، نسبة هذه الأوزان هي : 2 = 2.66g 1 1.3 وكان دالتون أول من حسب أوزان ذرات عدد من العناصر.
[عدل]نموذج فارادي
توصّل فاراداي إلى أن الذرات تحتوي على جسيمات مكهربة تدعى إلكترونات وقام بتجارب تحليل أملاح إلا أنه لم يضع أي نموذج ذري
[عدل]نموذج تومسون

نموذج تومسون، الشحنة الموجبة موزعة بالتساوي على كل الحجم المشغول بالإلكترونات
في عام 1896م أجرى أبحاثاً حول أشعة الكاثود. وفي عام 30 أبريل 1897م، أدهش الأوساط العلمية بإعلانه عن أن الجسيمات المكونة لأشعة الكاثود هي أصغر حجماً بكثير من الذرات، وقد سميت هذه الجسيمات بالإلكترونات.
وفى عام 1897م أظهر اكتشاف الالكترون للعالم “طومسون” أن المفهوم القديم عن الذرة منذ ألفى عام، والذي ينطوى عليها على أنها جسيم غير قابل للإنقسام كان مفهوماً خاطئاً، كما أظهر أيضاً أن للذرة – في الواقع- ترتيب معقد غير أنهم لم يغيروا مصطلح “الذرة” أو الغير قابله للتجزئة إلى “اللا ذرة” وأدى اكتشاف “طومسون” عن الإليكترون ذو الشحنة السالبة إلى إثارة الإشكاليات النظرية لدى الفيزيائيين لأن الذرات ككل – تحمل شحنات كهربائية متعادلة فأين الشحنة الإيجابية التي تعادل شحنة الإلكترون.
وفى الفترة ما بين عامى (1903 – 1907) حاول – “طومسون” أن يحل هذا اللغز السابق ذكره عن طريق تكييف نموذج للذرة والتي اقترحها في المقام الأول “اللورد كيلفن” في عام 1902، وطبقاً لهذا النموذج والذي يشار إليه غالباً بنموذج “كرة معجونة وبها بعض حبوب الزبيب” فإن الذرة غالباً هنا عبارة عن كرة ذات شحنة موجبة متماثلة أما الشحنات السالبة فإنها منتشرة على الإلكترونات مثل الزبيب المدفون في كرة الزبيب.
وترجع أفضلية نظرية ” طومسون” عن الذرة في أنها ثابتة، فإذا لم توضع الإلكترونات في مكانها الصحيح فستحاول أن تعود إلى مواضعها الأصلية ثانية. وفى نموذج معاصر أيضاً نظر العلماء إلى الذرة على أنها مثل النظام الشمسى أو مثل كوكب “زحل” ذو حلقات من الإلكترونات محيطة بالشحنة الكهربية الإيجابية المركزة.
حيث توصل طومسون إلى ان
1. الذرة كرة مصمتة موجبة الشحنة.
2. تتخلل الالكترونات السالبة الذرة (كما تتخلل البذور ثمرة البرتقال).
3. الذرة متعادلة كهربائياً.
كان عمل طومسون يمثل تقدماً أساسياً في مجال الفهم العلمي لبنية الذرة مقترحاً نموذجاً عرف فيما بعد بنموذج طومسون. إن عمله هذا أعطى الكثير من البراهين العملية لكثير من النظريات التي وضعت حول البنية الذرية في عصره.
[عدل]نموذج رذرفورد
اكتشف رذرفورد من خلال تجاربه بأن الشحنة الموجبة للذرة تتركز في مركزها في نواة صغيرة مكثفة وتراصة وعلى أساس ذلك وضع نموذجه الذري الذي عرف بالنموذج النووي. افترض راذرفورد عام 1911م النموذج النووي للذرة معتبراً أن الذرة تتكون من كتلة صغيرة جداً وكثيفة جداً ذات شحنة موجبة تسمى النواة وتحتل مركز الذرة وتحتوي نواة الذرة على جميع البروتونات ولذا فان كتلة الذرة هي تعبير عن مجموع كتل البروتونات في نواتها (حيث أن قيمة كتل الإلكترونات صغيرة جداً…. فهي قيم مهملة). كما أن شحنة النواة الموجبة ترجع إلى تمركز البروتونات الموجبة بها. وتتوزع اليكترونات الذرة حول النواة بنفس الطريقة التي تتوزع بها الأجرام السماوية حول الشمس. وبما أن الذرة متعادلة لذا فعدد الاليكترونات السيارة يساوي لعدد البروتونات بالنواة.
قام العالم راذرفورد بإجراء بعض من ابرز التجارب للوصول إلى حقائق تركيب الذرة. وقد اعتمد في تجارية على استخدام جسيمات ألفا المنطلقة من مادة مشعة وفي اعتقاده أن المادة المشعة تطلق إشعاعاتها في كافة الاتجاهات وبلا حدود وهي تتكون من جسيمات ألفا (œ-particles) الموجبة الشحنة وجسيمات بيتا (ß-particles) السالبة الشحنة وأشعة جاما (y-rays) المتعادلة الشحنة. ويمكن اعتبار جسيمات ألفا تحمل على أنها ذرات للهليوم فقد منها إليكترونين ولذا فان جسيمات ألفا تحمل شحنتين موجبتين ولها كتلة تساوي أربعة مرات كتلة ذرة الهيدروجين. وقد ساعد “رذر فورد” على تنمية معرفتنا بالذرة ،عندما قام مع “هانز جيجر” بإجراء تجارب رقائق الذهب الشهيرة والتي أظهرت أن للذرة نواة صغيرة ولكنها تحتوى على كل الكتلة تقريباً. فقد قام بإطلاق جسيمات “ألفا” خلال الرقائق الذهبية ثم استقبلت هذه الجسيمات كومضات ضوئية.
لقد سمح راذرفورد بإطلاق حزمة رقيقة للغاية من جسيمات ألفا من مصدر مشع كعنصر البولونيوم بالمرور في اتجاه صفيحة معدنية رقيقة من الفضة أو الذهب ،وبعد اختراق تلك الجسيمات الصفيحة المعدنية استقبلها على لوح من كبرتيد الخارصين موضوع خلفها وكانت النتائج : قام روذرفورد عمليا بإطلاق جسيمات “ألفا” خلال الرقائق الذهبية تصل سماكة الرقيقة الذهبية الواحدة إلى حوالى 0.00004 سنتيمتر فقط، ثم استقبل هذه الجسيمات كومضات ضوئية على شاشة الاستقبال ومرت معظم الجزئيات مباشرة عبر الرقائق في حين انحرفت واحدة فقط من عشرين ألف جزئ (ألفا) إلى حوالى 45ْ م أو أكثر. هذه التجربة شكلت ثورة علمية في المفهوم الذري وقتها وكانت الطريقة الوحيدة لقبول واستيعاب نتائج هذه التجربة هي فيما استطاع روذرفورد تفسيره على أن كامل كتلة الذرة تقريبا مجتمعة في المركز وتمتلك هذه النواة حجما صغيراً جداً مقارنة بحجم الذرة الكلية وقد توصل روذرفورد نتيجة ذلك إلى القول ((من خلال التفكير والدراسة أدركت أن هذا الارتداد المتفرق هي نتيجة حتمية للتصادم الفردى فعندما قمت بالعد وجدت أنه من المستحيل أن أحصل على أى نتيجة ولهذا العدد الضخم، إلا إذا أخذت نظام يكون الجزء الأكبر من الكتلة من الذرة فيه مركزا بالنواة الدقيقة. وبعد كل هذا التحليل أستطيع القول بأننى قد توصلت إلى وجود ذرة ذات مركز دقيق جداً به أغلب الكتله ويحمل شحنة موجبة تعادل شحنة الإلكترون.)). إن الطريقة الوحيدة التي مكنت راذرفورد من تفسير نتائج تجربته المدهشة وقدرة الجسيمات على المرور والإنحراف ضمن الذرة هي الاستنتاجات بأن :
أولاً : وجود فراغ كبير في الذرة دليل على عدم الانحراف الكلي للجسيمات.
ثانياً : احتواء الذرة بعض الجسيمات الثقيلة والمشحونة بشحنات موجبة وبالتالي فإن اقتراب جسيمات ألفا من هذه الجسيمات الموجبة قد تسبب في تنافر بسيط معها ، وبالتالي كان سببا في انحراف بعض جسيمات ألفا.
ثالثاً: تمركز الجسيمات الموجبة الشحنة بالذرة في وسطها مما سبب الانحراف الكلى لجسيمات ألفا (قليلة العدد نظراً لصغر حجم الفراغ الذي تشغله النواة) المارة بمركز النواة. مما سبب الإنحراف الكبير لهذه الجسيمات.
نموذج الذرة التي توصل إليها روذرفورد (النموذج النووي):
1. الذرة تشبه المجموعة الشمسية (نواة مركزية يدور حولها على مسافات شاسعة الالكترونات سالبة الشحنة)
2. الذرة معظمها فراغ (لأن الذرة ليست مصمتة وحجم النواة صغير جدا بالنسبة لحجم الذرة)
3. تتركز كتلة الذرة في النواة (لأن كتلة الالكترونات صغيرة جدا مقارنة بكتلة مكونات النواة من البروتونات والنيوترونات)
4. يوجد بالذرة نوعان من الشحنة (شحنة موجبة بالنواة وشحنات سالبة على الالكترونات
5. الذرة متعادلة كهربيا لأن عدد الشحنات الموجبة (البروتونات) يساوي عدد الشحنات السالبة (الالكترونات)
6. تدور الالكترونات حول النواة في مدارات خاصة.
7. يرجع ثبات الذرة إلى وقوع الالكترونات تحت تأثير قوتين متضادتين في الاتجاه متساويتين في المقدار هما قوة جذب النواة للالكترونات وقوة الطرد المركزي الناشئة عن دوران الالكترونات حول النواة.
الإرتيابات في نموذج روذرفورد ……..النووي !
اولاً : الذرة ليست متزنة ميكانيكياً حيث أن النواة الموجبة تقوم بجذب الالكترونات السالبة وتلتحم وتتعادل بفرض أن الالكترونات سالبة. اذا كانت الالكترونات تدور حول النواة في مسار دائري تنشأ قوة مركزية تساوي (ك ع2 / نق) وبالتالي يتحرك الالكترون بتسارع مركزي ويكون مع النواة ثنائي متذبذب فيشع أمواجاً كهرومغناطيسية ويدور في مسار حلزوني إلى أن يسقط في النواة.
ثانياً : بما أن الالكترون يدور حول النواة ويكون معها زوجا متذبذباً اذاً الذرة تشع طيف مستمر متغير في التردد والطول الموجي وتتناقص طاقته تدريجيا وهذا يناقض مع التجارب العملية التي أثبتت أن الذرات تشع طيفاً خطياً له طول موجي محدد بدقــة.
[عدل]نموذج بور

Modèle de l’atome de Bohr : un modèle planétaire dans lequel les électrons ont des orbites définies
في عام 1913م اقترح الفيزيائي الدنماركي نيلز بور نموذجًا للذرة تنتظم فيه الإلكترونات في مدارات متوالية الاتساع حول نواة صغيرة تتكون من البروتونات والنيوترونات. ويقترح بور أن الإلكترونات تدور حول النواة في مسارات دائرية وبمدارات محددة ، وطالما أنها في مداراتها فإنها تمتلك طاقة محددة وثابتة ، وتفقد جزء من طاقتها على شكل إشعاع ضوئي عند الانتقال من مدار أبعد إلى مار أقرب عن النواة ، والعكس صحيح ، فعند إعطاء الإلكترون كمية من الطاقة كالتسخين مثلا ، عندئذ يمكن أن ينتقل من مدار أقرب إلى مدار أبعد عن النواة بسبب امتصاصه هذه الطاقة. واعتقد بور بأن العديد من خواص العنصر تعتمد على(عدد) الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي لذرة ذلك العنصر. ولقد ساعد نموذج بور للذرة على تفسير الكيفية التي تتفاعل بها الذرات مع الضوء والأشكال الأخرى للإشعاع. فقد افترض بور أن امتصاص وابتعاث (إطلاق) الضوء بوساطة الذرة يستلزم تغييرًا في وضع وطاقة الإلكترون فيقفز من مدار لآخر. وقد استطاع الكيميائيون الحصول على الكثير من المعلومات حول تركيب الجزيئات عن طريق قياس كمية الإشعاع التي تمتصها والتي تنبعث منها. افتراضات نيلز بور في نموذجه الذري : 1- الإلكترونات تدور حول النواة في مسارات دئرية الشكل وضمن مدارات محددة ولها طاقات ثابتة ومحددة. 2- كل مدار له طاقة محددة وثابتة يعبر عنها بأرقام صحيحة من 1-7 سميت بالأعداد الكمية الرئيسية. 3- لا يفقد الإلكترون طاقة ما دام في مداره وإذا صعد لمدار أعلى فإنه يكتسب طاقة تسمى طيف امتصاص. وإذا نزل لمدار أدنى فإنه يفقد طاقة ضوئية تسمى طيف إنبعاث.
[عدل]النمـوذج الـذري الحديث
تتكون الذرة من نواة تحتوي على الشحنة الموجبة (بروتونات) تتركز فيها معظم الكتلة محاطة بإلكترونات سالبة الشحنة تتحرك بسرعة كبيرة ولها خواص الموجات بموجب معادلة رياضية وموجودة في فراغ حول النواة يكون احتمال وجودها فيه أكثر من 90% تسمى المجالات الإلكترونية.
[عدل]مكونات الذرة ونظرية الكم
تتكون الذرة من سحابة من الشحنات السالبة (الإلكترونات) تحوم حول نواة موجبة الشحنة صغيرة جدا في الوسط. تتكون النواة الموجبة هذه من بروتونات موجبة الشحنة، ونيوترونات متعادلة. الذرة هي أصغر جزء من العنصر يمكن أن يتميز به عن بقية العناصر؛ إذ كلما غصنا أكثر في المادة لنلاقي البنى الأصغر لن يعود هناك فرق بين عنصر وآخر. فمثلاً، لا فرق بين بروتون في ذرة حديد وبروتون آخر في ذرة يورانيوم مثلاً، أو ذرة أي عنصر آخر. الذرة، بما تحمله من خصائص؛ عدد بروتوناتها، كتلتها، توزيعها الإلكتروني…، تصنع الفروقات بين العناصر المختلفة، وبين الصور المختلفة للعنصر نفسه (المسماة بالنظائر)، وحتى بين كون هذا العنصر قادراً على خوض تفاعل كيميائي ما أم لا. ظل تركيب الذرة وما يجري في هذا العالم البالغ الصغر، ظل وما زال يشغل العلماء ويدفعهم إلى اكتشاف المزيد. ومن هنا أخذت تظهر فروع جديدة في العلم حاملة معها مبادئها ونظرياتها الخاصة بها، بدءاً بمبدأ الشك (اللاثقة)، مروراً بنظريات التوحيد الكبرى، وانتهاءً بنظرية الأوتار الفائقة أكثر النظريات التي لاقت قبولا لتفسير تركيب الذرة هي النظرية الموجية. وهذا التصور مبني على تصور بوهر مع الأخذ في الاعتبار الاكتشافات الحديثة والتطويرات في ميكانيكا الكم. و التي تنص على :
1. تتكون الذرة من جسيمات تحت ذرية (البروتونات ،الإلكترونات ،النيوترونات.
2. مع العلم بأن معظم حجم الذرة يحتوى على فراغ.
3. في مركز الذرة توجد نواة موجبة الشحنة تتكون من البروتونات ،النيوترونات (ويعرفوا على أنهم نويات)
4. النواة أصغر 100,000 مرة من الذرة. فلو أننا تخيلنا أن الذرة بإتساع مطار هيثرو فإن النواة ستكون في حجم كرة الجولف
[[دالة الطول الموجي للمدار الإلكترونى للهيدروجين. عدد الكم الرئيسي على اليمين من كل صف وعدد الكم المغزلي موضح موجود على هيئة حرف في أعلى كل عمود.]]
1. معظم الفراغ الذري يتم شغله بالمدارات التي تحتوى على الإلكترونات في شكل إلكترونى محدد.
2. كل مدار يمكن أن يتسع لعدد 2 إلكترون ، محكومين بثلاث أرقام للكم ، عدد الكم الرئيسي ، عدد الكم الثانوي ، عدد الكم المغناطيسي.
3. كل إلكترون في أى من المدارات له قيمة واحدة لعدد الكم الرابع والذي يسمى عدد الكم المغناطيسي.
4. المدارات ليست ثابتة ومحددة في الإتجاه وإنما هي تمثل إحتمالية تواجد 2 إلكترون لهم نفس الثلاث أعداد الأولى للكم ، وتكون أخر حدود هذا المدار هو المناطق التي يقل تواجد الإلكترون فيها عن 90 %.
5. عند إنضمام الإلكترون إلى الذرة فإنها تشغل أقل مستويات الطاقة ، والذي تكون المدارات فيه قريبة للنواة (مستوى الطاقة الأول). وتكون الإلكترونات الموجودة في المدارات الخارجية (مدار التكافؤ) هي المسئولة عن الترابط بين الذرات. لمزيد من التفاصيل راجع “التكافؤ والترابط
[عدل]الانشطار فيزياء الطاقة العالية

Fission nucléaire
كان إنريكو فيرمي أول من قام بتصويب النيوترونات على اليورانيوم عام 1934 ولكنه لم ينجح في تفسير النتائج. وقام العالم الكيميائي الألماني أوتو هان وزميلته ليز مايتنر وزميلهما شتراسمان بتلك الأبحاث وقاموا بتحليل المواد الناتجة عن التفاعل. وكانت مفاجأة لم يستطيعوا أولا تفسيرها إذ أنهم وجدوا عناصر جديدة تكونت من خلال التفاعل. وكان أن أعادوا التجربة باستخدام يورانيوم عالى النقاوة، فكانت النتيجة هي ما وجدوه من قبل وتكوّن عنصر الباريوم. والباريوم عدده الذري تقريبا نصف العدد الذري لليورانيوم. كان ذلك عام 1938 وبعدها بدأت الحرب العالمية الثانية واضطرت ليزا مايتنر مغادرة ألمانيا نظرا لاضطهاد النازية لليهود. وسافرت ليزا إلى السويد حيث كان أحد أقربائها يعمل هناك وهو روبرت فريتش. وقصت عليه نتائج تجربة اليورانيوم.
وفي مطلع عام 1939 فطن أتوهان وشتراسمان إلى تفسير التفاعل الذي حدث وانه انشطار لنواة ذرة اليورانيوم وتكون الباريوم ونشر نتيجة ابحاثه في المجلة العلمية. وفي نقس الوقت استطاعت مايتنر بمساعدة فريتش على تفسير تجربة اليورانيوم بأنها انشطار نووي ن واستطاعا الإثنان تكملة التفسير بأنه من خلال أنقسام نواة اليورانيوم يحدث فقدا في الكتلة بين وزن اليورانيوم ووزن الباريوم والمنتجات الأخرى الناتجة عن الانقسام، وقدرا تلك الكتلة بأنها نحو 1/5 من كتلة البروتون، أي أن طاقة تقدر بنحو 200 MeV تتحرر من كل انقسام. وهي طاقة بالغة للغاية. وسافرا الأثنان بعد ذلك إلى الولايات المتحدة واجتمعا مع أينشتاين وقصا عليه نتيجة أبحاثهما.
وكانت مجموعة من العلماء تعمل في فرنسا تحت رئاسة فريدريك كوري زوج ماري كوري- مكتشفة البولونيوم – واكتشفوا أنه خلال انشطار نواة اليورانيوم ينطلق عدد من البيوترونات قدروه 5و3 في المتوسط إلا أنهم عدّلوا ذلك العدد إلى 6و2 نيوترونات في المتوسط لكل انشطار فيما بعد.
ولما عرف أينشتاين وزميله زيلارد بأمريكا نتائج مايتنر وفريتش بالإضافة إلي نتائج المجموعة الفرنسية عن النيوترونات المصاحبة للانشطار قام أينشتاين وزيلارد بتوجيه خطابا إلى الرئيس الأمريكي آنذاك روزفيلت يعرفوه بتلك النتائج العلمية الخطيرة والتحذير من إمكانية سعي الألمان باستغلال تلك المعلومات لصنع قنبلة ذرية يكون لها مفعولا فظيعا، خصوصا وأن الحرب قد بدأت في أوروبا بهجوم الألمان على بولندا. ووصل خطاب أينشتاين وزيلاد إلى الرئيس الأمريكي في يناير 1939.
[عدل]مكونات
[عدل]الجسيمات ما تحت الذرية
على الرغم من أن الذرة كلمة تدل أصلا على الجسيمات التي لا يمكن أن يقتطع من جسيمات أصغر ، في استخدام العلمية الحديثة تتكون الذرة من جسيمات تحت ذرية مختلفة. الجزيئات المكونة للذرة هي الإلكترون ، والبروتون والنيوترون الإلكترون هي ضخمة حتى الآن على الأقل من هذه الجسيمات في 9،11 × 10-31 كجم ، مع الشحنةالكهربائية السلبية بروتونات, ونيوترونات التي تتكون بدورها من الكواركات التي تعد أصغر جزء من المادة. عدد البورتونات في نواة الذرة يطلق عليه العدد الذري, ويحدد أي عنصر له هذه الذرة. فمثلاً النواة التي بها بروتون واحد (أي النواة الوحيدة التي يمكن أن لا يكون بها نيوترونات) من مكونات ذرة الهيدروجين, والتي بها 6 بروتونات, ترجع للعنصر كربون, أو التي بها 8 بروتونات أكسجين. يحدد عدد النيورتونات نظائر العنصر. عدد النيوترونات والبروتونات متناسب, وفى النويات الصغيرة يكونا تقريبا متساويين, بينما يكون في النويات الثقيلة عدد كبير من النيوترونات. والرقمان معا يحددا النيوكليد (أحد أنواع النويات). البروتونات والنيوترونات لهما تقريبا نفس الكتلة, ويكون عدد الكتلة مساويا لمجموعهما معا, والذي يساوي تقريبا الكتلة الذرية. وكتلة الإلكترونات صغيرة بالمقارنة بكتلة النواة.
نصف قطر النوكليون (نيترون أو بروتون) يساوي 1 fm (فيمتو متر = 10−15 m). بينما نصف قطر النواة, والذي يمكن أن يكون تقريبا الجذر التربيعي لعدد الكتلة مضروبا في 1.2 fm, أقل من 0.01% من قطر الذرة. وعلى هذا تكون كثافة النواة أكثر من (1012)تريليون مرة من الذرة ككل. ويكون لواحد مللي متر مكعب من مادة النواة, لو تم ضغطه, كتلة تبلغ 200,000 طن. النجم النيتروني يتكون من مثل هذا التصور.
وبالرغم من أن البروتونات الموجبة الشحنة يحدث بينها وبين بعضها تضاد كهرمغناطيسي, فإن المسافة بين النيوكلونات تكون صغيرة بدرجة كافية لأن يكون التجاذب القوي (والذي تكون أقوى من القوى الكهرمغناطيسية ولكن تقل بشدة مع بعد المسافة) غالب عليها. (وتكون قوى الجاذبية مهملة, لكونها أضعف 1036 من التضاد الكهرمغناطيسي).
[عدل]خصائص
[عدل]الخواص النووية
[عدل]النماذج النواوية
نحن بحاجة إلى الإجابة عن السؤال التالي :”ماذا يشبه التركيب الداخلي للنواة ؟” فتجارب التشتت تبين أن النواة ليست شيئا نقطيا بسيطة بل لها شحنة وكتلة موزعتين على حجمها لذلك فان النيوكلونات ما هي إلا حاملات لشحنة وكتلة يربطها نوع معين من التركيب الديناميكي.
[عدل]نموذج القطرة السائلة :
معاملة النيوكليونات كالجزيئات التي في قطرة من سائل، ففي 1936عام Bohrاقترح نموذجه قطرة السائل تتفاعل النيوكليونات بقوة مع بعضها البعض وتتعرض إلى تصادمات متكررة أثناء اهتزازها ضمن النواة، وتناظر حركة الهزهزة هذه حركة الاضطراب الحرارية للجزيئات في قطرة سائل. عنصر قائمة مرقّمة
[عدل]طاقة الربط الحجمية:
،و هذه تبين أن القوة النووية A〉50إن طاقة الترابط لكل نيوكليون تكون ثابتة تقريبا بالنسبة إلى على نيوكليون معين تكون بسبب القليل من اقرب الجيران فقط وليس بسبب كل نيوكليونات في النواة.إن طاقة الترابط الكلية للنواة تتناسب تناسبا طرديا مع А وبذلك تتناسب تناسب طردي Ev=av A : مع حجم النواة وتكون المساهمة إلى طاقة ترابط النواة بأكملها هي ثابت:av
[عدل]الطاقة السطحية:
البروتونات والنيوترونات الموجودة على سطح النواة(سطح الكرة)،اقل ارتباطا من الموجودة Es=-as Aداخل حجم الكرة⅔ ثابت معدل ثاني:as
[عدل]طاقة التنافر الكهربائي:
التنافر الكهروستاتيكي بين زوج من البروتونات في النواة يؤدي إلى نقصان الطاقة الرابطة الشغل اللازم لجلب بروتونات من اللانهاية إلى حيز الذي هو من ضمنER النووية،طاقة كولوم متناسبة مع2 / (1−Ζ)Ζ عدد الأزواج البروتونية لنواة ERحجم النواة لذلك تكون الطاقة تحتوي علىZ من البروتونات وتتناسب تناسب عكسي مع نصف قطر النواة R=RO.A⅓ 0R:نصف قطر نواة الهيدروجين ER=−aR Z(Z−1) A−⅓ طاقة كولوم هي كمية سالبة لأنها ناشئة عن قوة معيقة لاستقرار النواة طاقة اللاتناظر: تعبر عن رغبة النوى لان تكون Ν=Ζ إذا إن هذه الطاقة ستكون مساوية للصفر للنوى التي يتساوى فيها عدد البروتونات مع عدد النيوترونات ،ما عدا ذلك فهو موجب ويزداد بزيادة الحياد عن الشرط أعلاه ،أي كلما كان ابعد عن الشرط كلما كانت الكتلة أكبر وطاقة الربط اصغر А⋿=−aA (A−2Z)2/A
[عدل]طاقة الشفاعية:
إن الانوية أكثر استقرارا تحتوي عددا زوجيا من البروتونات والنيوترونات،وان اقلها استقرارا هي التي تحتوي عددا فرديا من البروتونات والنيوترونات كما هو مبين في الجدول التالي عدد الانوية المستقرة Ν Ζ А 166 زوجي زوجي زوجي 56 فردي زوجي فردي 51 زوجي فردي فردي 5* فردي فردي زوجي
Ep=ap A−½ زوجيان 0 〈Ν ،Ζ apفردي+زوجي 0 = فرديان 0〉Z ،N
الطاقة الكلية لترابط النواة في نموذج القطرة السائلة يكتب على الشكل: EL=−[av A−as A⅔−aR Z(Z−1)A−⅓−aA (A−2Z)2/A+ap A−½] إن تصور النواة كقطرة سائل متجانسة الشحنة وغير قابلة للانكباس ،هو من أكثر النماذج شمولا ، وتطبيقا وتفسيرا ،خصوصا لظاهرة الانشطار النووي ، يمكن تصورها اهتزاز قطرة سائل أو اعتبار أن هناك موجات تتحرك علي سطحها.
[عدل]طيف بالمر
- {{مقالة رئيسية مجموعة خطوط بالمر}}
- -

طيف الهيدروجين المرئي من مجموعة خطوط بالمر. الخط H-ألفا هو الخط البرتقالي إلى اليمين ويتبعه ثلاثة خطوط في نطاق الضوء المرئي. والخطوط إلى اليسار فهي من الأشعة فوق البنفسجية حيث طول موجاتها أقصر من 400 نانومتر.
- -

نموذج بور المبسط لذرة الهيدروجين. وتنشأ خطوط بالمر عندما يقفز الإلكترون ال1من أحد مستويات الطاقة العليا إلى مستوي الطاقة الثاني في الذرة. ويبين الشكل قفزة الإلكترون من مستوي الطاقة 3 إلى مستوي الطاقة 2 ، وعندما يفعل ذلك فإنه يصدر فوتونا يتبع الخط الطيفي H-ألفا ، وهو أول مجموعة خطوط بالمر. بالنسبة للهيدروجين يكون العدد الذري (Z = 1) ولهذا فينتج عن تلك الانتقال فوتونا له طول موجة 656 نانومتر ولونه أحمر.
- – يتكون الطيف المرئي للهيدروجين من أربعة أطوال للموجة تقاس بالنانومتر وهي : 410 نانومتر, 434 نانومتر ,و 486 نانومتر, و 656 نانومتر, وهي تعادل انبعاث فوتونات تصدرها الإلكترون عندما يهبط من مستوى طاقة عالية إلى مستوي طاقة أقل ، ويكون المستوى الأقل هو عدد كم رئيسي n = 2.
- [1]
- كما توجد لهذا الطيف عدد من الخطوط في نطاق الأشعة فوق البنفسجية ، تقل طول موجتها عن 400 نانومتر ولذلك فهي لا ترى بالعين ، وهي تنتمي أيضا لمجموعة بالمر.
[عدل]حجم الذرة
لا يمكن تحديد حجم الذرة بسهولة حيث أن المدارات الإلكترونية ليست ثابتة ويتغير حجمها بدوران الإلكترون فيها. ولكن بالنسبة للذرات التي تكون في شكل بلـّورات صلبة، يمكن تحديد المسافة بين نواتين متجاورتين وبالتالى يمكن عمل حساب تقديري لحجم الذرة. والذرات التي لا تشكل بلـّورات صلبة يتم استخدام تقنيات أخرى تتضمن حسابات تقديرية. فمثلا حجم ذرة الهيدروجين تم حسابها تقريبيا على أنه 1.2× 10−10 م. بالمقارنة بحجم البروتون وهو الجسيم الوحيد في نواة ذرة الهيدروجين 0.87× 10−15 م. وعلى هذا فإن النسبة بين حجم ذرة الهيدروجين وحجم نواتها تقريبا 100,000.وتتغير أحجام ذرات العناصر المختلفة، ويرجع ذلك لأن العناصر التي لها شحنات موجبة أكبر في نواتها تقوم بجذب إلكترونات بقوة أكبر ناحية النواة.
[عدل]العناصر والنظائر
كل عنصر، بمعنى ذرة كل عنصر، يحمل عدداً خاصاً به من البروتونات (يعرف بالعدد الذري)، وهذا العدد من البروتونات لا يشاركه به غيره من العناصر؛ فعنصر الصوديوم مثلاً يحمل أحد عشر بروتوناً، وفي حال قابلت عنصراً ما يحمل أحد عشر بروتوناً فكن على ثقة أنك أمام عنصر الصوديوم أو على الأقل أمام إحدى صوره.و تتشارك الذرات التي لها نفس العدد الذري في صفات فيزيائية كثيرة، وتتبع نفس السلوك في التفاعلات الكيميائية. ويتم ترتيب الأنواع المختلفة من العناصر في الجدول الدوري طبقا للزيادة في العدد الذري.
الكتلة الذرية بمفهومها البسيط هي مجموع كتل المكونات التي تحتويها الذرة؛ فهي تمثل مجموع كتل البروتونات والنيوترونات وكذلك الإلكترونات، لكن لأن كتلة الإلكترونات ضئيلة جداً فإنها تهمل، ويؤخذ بمجموع كتل البروتونات والنيوترونات.(من أجل تعريف الكتلة الذرية للعنصر انظر أدناه). تقاس الكتلة الذرية بوحدة الكتل الذرية amu (و.ك.ذ)، حيث تساوي كتلة البروتون 1 و.ك.ذ تقريباً، وكذا كتلة النيوترون. وبهذا بإمكاننا أن نقدر الكتلة الذرية لعنصر ما من خلال معرفتنا بعدد البروتونات (Z) وعدد النيوترونات (N) التي يتكون منها، وبمعرفة أن كتلة كل واحد من هذه الجسيمات النووية (النيوكليونات) تساوي وحدة كتلية ذرية واحدة، فإن كتلة الذرة تساوي مجموع أعداد البروتونات والنيوترونات مقدراً بوحدة الكتل الذرية.
مجموع أعداد البروتونات والنيوترونات يساوي عدد الكتلة (A). وهنا يمكننا أن نكتب العلاقة التالية: A = Z + N، حيث Z تشير إلى العدد الذري و N إلى عدد النيوترونات. قد يتواجد عنصر ما بصور مختلفة تسمى بالنظائر، إذ أنّ لكل نظير منها العدد الذري نفسه (أي أنها تمثل نفس العنصر)، لكنها تتفاوت في كتلها الذرية انطلاقا من الاختلاف في عدد النيوترونات فيما بينها. ولتمييز تلك النظائر فإنه يتم كتابة اسم العنصر متبوعامن 1 بروتون أيضا. ويكون الديتيريوم هذا العنصر والموجودة في الطبيعة.
[عدل]التكافؤ والترابط
تكون الذرات متعادلة كهربائياً عندما يكون عدد ما تحمله من شحنات موجبة (بروتونات) يساوي تماماً عدد ما تحويه من شحنات سالبة (إلكترونات). عندما تفقد الذرة أو تكسب الإلكترونات، فإنها تتحول إلى أيونات. عندما تكتسب الذرة الإلكترونات فإن شحنتها السالبة تفوق شحنتها الموجبة وبذا تتحول إلى أيون سالب لأن عدد الإلكترونات فيها أصبح أكثر من عدد البروتونات وعندما تفقد الذرة الإلكترونات، فإنها تتحول إلى أيون موجب لأن عدد البروتونات فيها أصبح أكثر من عدد الإلكترونات.
لا توجد الذرات في الطبيعة عادة بصورة حرة (باستثناء ذرات العناصر الخاملة)، وإنما توجد ضمن مركبات كيميائية متحدةً مع غيرها من الذرات سواء أكانت ذرات العنصر نفسه أو ذرات عناصر أخرى. فذرة الأكسجين مثلاً لا تتواجد عادة بصورة حرة، وإنما ترتبط أكسجين أخرى مكونة جزيء الأكسجين في الهواء الذي نستنشقه، وتتحد مع ذرتين من الهيدروجين مكونةً جزيء ماء، وهكذا.
سلوك الذرة الكيميائي يرجع في الأصل بصورة كبيرة للتفاعلات بين الإلكترونات. والإلكترونات الموجودة في الذرة تكون في شكل إلكترونى محدد ومتوقع. وتقع الإلكترونات في أغلفة طاقة معينة طبقا لبعد تلك الأغلفة عن النواة (راجع “التركيب الذري”). ويطلق على الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي إلكترونات التكافؤ، والتي لها تأثير كبير على السلوك الكيميائي للذرة. والإلكترونات الداخلية تلعب دور أبضا ولكنه ثانوى نظرا لتأثير الشحنة الموجبة الموجودة في نواة الذرة.
كل غلاف من أغلفة الطاقة يتم ترتيبها تصاعديا بدأ من أقرب الاغلفة للنواة والذي يرقم برقم 1 ويمكن لكل غلاف أن يمتلئ بعدد معين من الإلكترونات طبقا لعدد المستويات الفرعية ونوع المدارات التي يحتويها هذا الغلاف :
 الغلاف الأول : من 1 : 2 إلكترون – مستوى فرعى s – عدد 1 مدار.
 الغلاف الثاني : من 2 : 8 إلكترون – مستوى فرعى p, s – عدد 4 مدارات.
 الغلاف الثالث : من 3 : 18 إلكترون – مستوى فرعى d, p, s – عدد 9 مدارات.
 الغلاف الرابع : من 4 : 32 إلكترون – مستوى فرعى f d, p, s – عدد 16 مدار.
يمكن تحديد كثافة الإلكترونات لأى غلاف طبقاً للمعادلة : 2 n2 حيث ” n ” هي رقم الغلاف، (رقم الكم الرئيسي)وتقو الإلكترونات بملئ مستويات الطاقة القريبة من النواة أولا. ويكون الغلاف الأخير الذي به الإلكترونات هو غلاف التكافؤ حتى لو كان يحتوى على إلكترون واحد.
وتفسير شغل أغلفة الطاقة الداخلية أولا هو أن مستويات طاقة الإلكترونات في الأغلفة القريبة من النواة تكون أقل بكثير من مستويات طاقة الإلكترونات في الأغلفة الخارجية. وعلى هذا لإنه في حالة وجود غلاف طاقة داخلى غير ممتلئ، يقوم الإلكترون الموجود في الغلاف الخارجى بالتنقل بسرعة للغلاف الداخى (ويقوم بإخراج إشعاع مساوى لفرق الطاقة بين الغلافين).
تقوم الإلكترونات الموجودة في غلاف الطاقة الخارجى بالتحكم في سلوك الذرة عند عمل الروابط الكيميائية. ولذا فإن الذرات التي لها نفس عدد الإلكترونات في غلاف الطاقة الخارجي (إلكترونات التكافؤ) يتم وضعها في مجموعة واحدة في الجدول الدوري.المجموعة هي عبارة عن عامود في الجدول الدوري، وتكون المجموعة الأولي هي التي تحتوى على إلكترون واحد في غلاف الطاقة الخارجي، المجموعة الثانية تحتوي على 2 إلكترون، المجموعة الثالثة تحتوي على 3 إلكترونات، وهكذا. وكقاعدة عامة، كلما قلت عدد الإلكترونات في مستوى في غلاف تكافؤ الذرة كلما زاد نشاط الذرة وعلى هذا تكون فلزات المجموعة الأولى أكثر العناصر نشاطا وأكثرها سيزيوم، روبديوم، فرنسيوم.
وتكون الذرة أكثر استقرارا (أقل في الطاقة) عندما يكون غلاف التكافؤ ممتلئ. ويمكن الوصول لهذا عن طريق الآتي: يمكن للذرة المساهمة بالإلكترونات مع ذرات متجاورة (رابطة تساهمية). أو يمكن لها أن تزيل الإلكترونات من الذرات الأخرى (رابطة أيونية). عملية تحريك الإلكترونات بين الذرات تجعل الذرات مرتبطة معا، ويعرف هذا بالترابط الكيميائي وعن طريق هذا الترابط يتم بناء الجزيئات والمركبات الأيوينة. وتوجد خمس أنواع رئيسية للروابط :
 الرابطة الأيونية
 الرابطة التساهمية
 الرابطة التناسقية
 الرابطة الهيدروجينية
 الرابطة الفلزية
[عدل]الذرات في الكون والكرة الأرضية
باستخدام نظرية التضخم الكوني، فإن عدد الذرات في الكون يتراوح من 4×1078 إلى 6×1079 تقريبا. وبصفة عامة نظرا لأن الكون لا نهائي فإن عدد الذرات أيضا يمكن أن يكون لا نهائي. وهذا لا يتنافى مع العدد الذي تم حسابه نظرا لأن الكون الخاضع للدراسة يقع ضمن 14 مليار سنة ضوئية.
[عدل]الذرة في الصناعة
تقوم الذرة بدور غاية في الأهمية في الصناعة، يتضمن ذلك الصناعات النووية، علم المواد الصناعية، وأيضا في الصناعات الكيميائية.
[عدل]الذرة في العلم
ظلت الذرة محل أنظار تركيز العلماء لعقود. وكان للنظرية الذرية تأثير كبير على كثير من فروع العلم، مثل الفيزياء النووية، الطيف وكل فروع الكيمياء تقريبا. ويتم دراسة الذرة هذه الأيام في مجال ميكانيكا الكم والجسيمات تحت-الذرية.
و قد تمت دراسة الذرة بدون قصد مباشر في القرن 19 والقرن 20 وفى السنين الحالية، وبظهور تقنيات جديدة أصبحت دراسة الذرة أسهل وأدق. فعن استخدام الميكروسكوب الإلكتروني الذي تم اكتشافه في عام 1931 تم تصوير ذرات مفردة. كما تم استحداث طرق جديدة للتعرف على الذرات والمركبات. فمثلا يتم استخدام مطياف الكتلة لتحديد الذرات والمركبات. كما يتم استخدام جي سي إم إس ” كروماتوجرافى الغاز ومطياف الكتلة ” لمعرفة المواد. وأيضا التأكد من وجود ذرات أو جزيئات معينة عن طريق أشعة إكس كريستالوجرافى.
[عدل]الذرة تاريخيا
[عدل]النظريات التاريخية
قام كل من ديموقراطس وليسيوبوس، ” فلاسفة إغريق من القرن الخامس قبل الميلاد” بتقديم أول الافتراضات بخصوص الذرة. فقد إفترضا أن لكل ذرة شكل محدد مثل الحصوات الصغيرة، وهذا الشكل هو ما يحكم خواص تلك الذرة. وقام دالتون في القرن 19 بإثبات أن المادة تتكون من ذرات ولكنه لم يعرف شيئا عن تركيبها. وقد كان هذا الفرض مضاد لنظريةالانقسام اللانهائي، التي كانت تنص على أن المادة يمكن أن تنقسم دائما إلى أجزاء أصغر.
وخلال هذا الوقت، كانت الذرة تعتبر أنها أصغر جزء في المادة، وقد تغير هذا الفرض لاحقا إلى أن الذرة نفسها تتكون من جسيمات تحت الذرية وتم اكتشاف الإلكترون عن طريق تجربة طومسونوكانت عن أول الجسيمات التي يتم اكتشافها. وقد أدى ذلك لإثبات أن الذرة يمكن أن تنقسم. كما ساهمت اكتشافات راذرفورد في إثبات وجود النواة وأنها تحمل شحنة موجبة. وكل الدراسات الحديثة للذرة تأخذ في الاعتبار أن الذرة تتكون من جسيمات تحت ذرية.
ومنذ عهد ديموقراطس تم اقتراح نظرات عديدة لتركيب الذرة منها :
 نظرية البودينج
 نظرية الذرة المكعبة
 تصور بوهر
 التصور الموجي وهو التصور المقبول حاليا راجع تركيب الذرة.
وبينما تم إثبات خطأ نظرية ديموقراطس تماما، فإن كثير من النظريات الحديثة مبنية على أفكار مشابهه مثل الشكل والاهتزاز وهذه الأفكار تماثل خواص الجسيمات تحت الذرية.
[عدل]أصل تسمية الذرة
يرجع أصل كلمة الذرة إلى الكلمة الإغريقية أتوموس، وتعنى غير قابل للانقسام. وحتى القرن 19 حيث تم عرض تصور بوهر كان الاعتقاد السائد أن الذرات جسيمات دقيقة للغاية وغير قابلة للانقسام

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

الجدول الدوري للعناصر الكيميائية, والذي يعرف أيضا بـ (جدول مندلييف، الجدول الدوري للعناصر، أو فقط الجدول الدوري) وهو عرض جدولي للعناصر الكيميائية المعروفة. على الرغم من وجود جداول سبقت جدول مندلييف إلا أن بناء هذا الجدول يعزى بشكل عام إلى الكيميائي الروسي ديمتري مندليف, حيث قام في عام 1869 بترتيب العناصر بالاعتماد على السلوك (الدوري) للخصائص الكيميائية للعناصر، ثم قام هنري موزلي عام 1911 بإعادة ترتيب العناصر بحسب العدد الذري، أي عدد الإلكترونات الموجودة بكل عنصر. ومع مرور الوقت تم تعديل مخطط الجدول مرات عديدة، حيث أضيفت عناصر جديدة مكتشفة، كما أضيفت نماذج نظرية طورت لتفسير سلوك العناصر الكيميائية.
أصبح الجدول الدوري في عصرنا هذا معتمداً في جميع المناحي الأكاديمية الكيميائية، موفراً إطاراً مفيداً جداً لتصنيف وتنظيم ومقارنة جميع الأشكال المختلفة للخصائص الكيميائية. وللجدول الدوري تطبيقات متعددة وواسعة في الكيمياء والفيزياء وعلم الأحياء والهندسة خاصة الهندسة الكيميائية.
يحتوي الجدول الدوري الحالي على 117 عنصراً (إلى تاريخ تموز 2009) (العناصر 1-116 والعنصر 118).
محتويات
[أخف]
• 1 بنية الجدول الدوري
• 2 التصنيف
o 2.1 المجموعات
o 2.2 أرقام المجموعات
• 3 طرق أخرى لعرض الجدول الدوري
• 4 توضيح تركيب الجدول الدوري
• 5 تاريخ الجدول الدوري
• 6 جدول مندليف
• 7 النظرية الذرية
• 8 الجداول الحديثة
• 9 استعمالات الجدول
• 10 خواص العناصر
• 11 اقرأ أيضا

[عدل]بنية الجدول الدوري
المجموعة →
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

الدورة ↓

1
1
H
2
He

2
3
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne

3
11
Na
12
Mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar

4
19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr

5
37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe

6
55
Cs
56
Ba
*
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn

7
87
Fr
88
Ra
**
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Cn
113
Uut
114
Uuq
115
Uup
116
Uuh
117
Uus
118
Uuo

لانثينيدات *
57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu

أكتينيدات **
89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr

هذا الترتيب الشائع للجدول الدوري يفصل اللانثانيدات (lanthanoids) والأكتينيدات (actinoids) ( عناصر المستوى الفرعي f ) من العناصر الأخرى. والجدول الدوري العريض يضم عناصر المستوى الفرعي-f. الجدول الدوري الممتد يضيف الدورةالثامنة والتاسعة، و دمج عناصر المستوى الفرعي- f وإضافة عناصر المستوى الفرعي-g النظرية.

فئات العناصر في الجدول الدوري
فلزات
شبه فلزات
لا فلزات
مجهولة
الخصائص
الكيميائية
فلز قلوي
فلز قلوي ترابي
فلزات إنتقالية داخلية
فلز انتقالي
فلز بعد انتقالي
لا فلزت أخرى
هالوجين
غاز نبيل

لانثانيدات
أكتينيدات

ألوان الرقم الذري تظهر حالة المادة في الظروف القياسية ( صفر درجة مئوية و 1 atm ) :

صلبة سائلة غازات مجهولة
تبين الحدود الوجود بالطبيعية :
أولية
نظائر
اصطناعية

[عدل]التصنيف
[عدل]المجموعات
المجموعة هي العمود الرأسي في الجدول الدوري للعناصر. يوجد في الجدول 16 مجموعة في الجدول الدوري القياسي. العناصر الموجودة في كل مجموعة لها نفس تركيب غلاف التكافؤ من حيث عدد الإلكترونات, وهذا يعطى لهذه العناصر تشابها في الخواص.و 18 صف رأسى
[عدل]أرقام المجموعات
هناك ثلاثة أنظمة لترقيم المجموعات : الأول باستخدام الأرقام العربية، والثاني باستخدام الأرقام رومانية، والثالث عبارة عن مزج بين الأرقام الرومانية والحروف اللاتينية. وقد تم اختيار الترقيم العربي من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء والكيمياء التطبيقية. وقد تم تطوير هذا النظام المقترح من IUPAC ليحل محل الأرقام الرومانية حيث أنها قد تسبب الالتباس نظرا لأنها تستخدم نفس الأسماء لمعان مختلفة.
[عدل]طرق أخرى لعرض الجدول الدوري

نحت للجدول الدوري بشكله الدائري ويظهر في وسطه صورةمندليف في سلوفاكيا.
 الجدول الدوري القياسي، وهو مثل المعروض بالأعلى وبه المعلومات الأساسية عن العناصر.
 الجدول الدوري الرأسي والذي يحسن من القدرة على المتابعة أثناء التصفح في الشبكة المعلوماتية.
 الجدول الدوري الكبير وبه المعلومات الأساسية عن العناصر، وأسماء العناصر.
 الجدول الدوري الضخم وبه المعلومات الأساسية عن العناصر، وأسماء العناصر والكتل الذرية.
 الجدول الدوري العريض وبه عناصر المستوى الفرعي f بداخله وأيضا مجموعة اللانثينيدات والأكتينيدات.
 الجدول الدوري الممتد وبه أماكن العناصر حتى 116.
 الجدول الدوري موضحا التوزيع الإلكتروني.
 الجدول الدوري موضحا الخاصية الفلزية وألا فلزية.
 الجدول الدوري موضحا المستويات الفرعية.
 قائمة العناصر مرتبة بالاسم.
 قائمة العناصر مرتبة بالرمز.
 قائمة العناصر مرتبة بالعدد الذري.
 قائمة العناصر مرتبة بدرجة الغليان.
 قائمة العناصر مرتبة بدرجة الانصهار.
 قائمة العناصر مرتبة بالكثافة.
 قائمة العناصر مرتبة بالكتلة الذرية.
 *الجدول الدوري التفاعلي
 الجدول الحديث لأحمد حمدي عبد النبي عبد العال
[عدل]توضيح تركيب الجدول الدوري
عدد إلكترونات التكافؤ تحدد إلى أي دورة ينتمى العنصر. كل غلاف من أغلفة الطاقة في ذرات العناصر ينقسم إلى مستويات فرعية عديدة، والتي تمتلئ بزيادة الرقم الذري للعناصر طبقا للترتيب التالي :
1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p
8s 5g 6f 7d 8p

هذا الترتيب يماثل ترتيب الجدول الدوري. ونظرا

27. محمد أحمد محمد - أبريل 9, 2012

العنصر هو مادة كيميائية نقية تتكون من نوع واحد من الذرات التي تعرف بعددها الذري، الذي هو عدد البروتونات في النواة. هناك العديد من العناصر الشائعة مثل الذهب، الحديد، النحاس، الكربون، السيليكون، الزئبق، الصوديوم، الكالسيوم، الهيدروجين، النيتروجين، الكلور، النيون، والأوكسجين. في مايو 2011، حدد العلماء 118 عنصر معروف، كان الأخير هو ununoctium الذي اكتشف عام 2002. الجدير بالذكر أن من ضمن الـ 118 عنصر المعروفين، يوجد فقط 94 عنصر اكتشفوا في الطبيعية.
[عدل] قائمة بأسماء الـ 118 عنصر كيميائي معروف
قائمة العناصر
العدد الذري

الاسم الرمز
المجموعة
الدورة
التجمع
الحالة
الاكتشاف
الوصف
1 الهيدروجين
H 1 1 s غاز طبيعي لا فلز
2 الهيليوم
He 18 1 s غاز طبيعي غاز نبيل
3 الليثيوم
Li 1 2 s صلب طبيعي فلز قلوي
4 البريليوم
Be 2 2 s صلب طبيعي فلز قلوي
5 البورون
B 13 2 p صلب طبيعي شبه فلز
6 الكربون
C 14 2 p صلب طبيعي لا فلز
7 النيتروجين
N 15 2 p غاز طبيعي لا فلز
8 الأوكسجين
O 16 2 p غاز طبيعي لا فلز
9 الفلور
F 17 2 p غاز طبيعي هالوجيني
10 النيون
Ne 18 2 p غاز طبيعي غاز نبيل
11 الصوديوم
Na 1 3 s صلب طبيعي فلز قلوي
12 الماجنيسيوم
Mg 2 3 s صلب طبيعي فلز قلوي
13 االألمينيوم
Al 13 3 p صلب طبيعي فلز
14 السيليكون
Si 14 3 p صلب طبيعي شبه فلز
15 الفوسفور
P 15 3 p صلب طبيعي لا فلز
16 الكبريت
S 16 3 p صلب طبيعي لا فلز
17 الكلور
Cl 17 3 p غاز طبيعي هالوجيني
18 الأرجون
Ar 18 3 p غاز طبيعي غاز نبيل
19 البوتاسيوم
K 1 4 s صلب طبيعي فلز قلوي
20 الكالسيوم
Ca 2 4 s صلب طبيعي فلز قلوي
21 السكانديوم
Sc 3 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
22 التيتانيوم
Ti 4 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
23 الفانديوم
V 5 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
24 الكروم
Cr 6 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
25 الماجنيسيوم
Mn 7 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
26 الحديد
Fe 8 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
27 الكوبالت
Co 9 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
28 النيكل
Ni 10 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
29 النحاس
Cu 11 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
30 الزنك
Zn 12 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
31 الجاليوم
Ga 13 4 p صلب طبيعي فلز
32 جيرمانيوم
Ge 14 4 p صلب طبيعي شبه فلز
33 آرسنيك
As 15 4 p صلب طبيعي شبه فلز
34 سيلينيوم
Se 16 4 p صلب طبيعي لا فلز
35 البروم
Br 17 4 p سائل طبيعي هالوجيني
36 الكريبتون
Kr 18 4 p غاز طبيعي غاز نبيل
37 الروبيديوم
Rb 1 5 s صلب طبيعي فلز قلوي
38 السترونيوم
Sr 2 5 s صلب طبيعي فلز قلوي
39 الايتريوم
Y 3 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
40 الزيركينيوم
Zr 4 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
41 النيوبيوم
Nb 5 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
42 الموليبدينيوم
Mo 6 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
43 التيكنيتيوم
Tc 7 5 d صلب عابر / وقتي فلز انتقالي
44 الروثينيوم
Ru 8 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
45 الروديوم
Rh 9 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
46 الباليديوم
Pd 10 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
47 الفضة
Ag 11 5 d Solid طبيعي فلز انتقالي
48 الكادينيوم
Cd 12 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
49 الإنديوم
In 13 5 p صلب طبيعي فلز
50 Tin
Sn 14 5 p صلب طبيعي فلز
51 الأنتيموني
Sb 15 5 p صلب طبيعي شبه فلز
52 التيلورنيوم
Te 16 5 p صلب طبيعي شبه فلز
53 الأيودين
I 17 5 p صلب طبيعي هالوجيني
54 زينون
Xe 18 5 p غاز طبيعي غاز نبيل
55 سيزيوم
Cs 1 6 s صلب طبيعي فلز قلوي
56 باريوم
Ba 2 6 s صلب طبيعي فلز قلوي
57 لانثيوم
La 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
58 سيريوم
Ce 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
59 براسيديوميوم
Pr 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
60 نيوديميوم
Nd 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
61 بروميثيوم
Pm 3 6 f صلب عابر / وقتي Lanthanide
62 الساميريوم
Sm 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
63 يوروبيوم
Eu 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
64 جادولينيوم
Gd 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
65 تيربيوم
Tb 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
66 ديسبريسيوم
Dy 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
67 هولميوم
Ho 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
68 ايربيوم
Er 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
69 ثوليوم
Tm 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
70 Ytterbium
Yb 3 6 f Solid Primordial Lanthanide
71 Lutetium
Lu 3 6 d Solid Primordial Lanthanide
72 Hafnium
Hf 4 6 d Solid Primordial Transition metal
73 Tantalum
Ta 5 6 d Solid Primordial Transition metal
74 Tungsten
W 6 6 d Solid Primordial Transition metal
75 Rhenium
Re 7 6 d Solid Primordial Transition metal
76 Osmium
Os 8 6 d Solid Primordial Transition metal
77 Iridium
Ir 9 6 d Solid Primordial Transition metal
78 Platinum
Pt 10 6 d Solid Primordial Transition metal
79 Gold
Au 11 6 d Solid Primordial Transition metal
80 Mercury
Hg 12 6 d Liquid Primordial Transition metal
81 Thallium
Tl 13 6 p Solid Primordial Metal
82 Lead
Pb 14 6 p Solid Primordial Metal
83 Bismuth
Bi 15 6 p Solid Primordial Metal
84 Polonium
Po 16 6 p Solid Transient Metalloid
85 Astatine
At 17 6 p Solid Transient Halogen
86 Radon
Rn 18 6 p Gas Transient Noble gas
87 Francium
Fr 1 7 s Solid Transient Alkali metal
88 Radium
Ra 2 7 s Solid Transient Alkaline earth metal
89 Actinium
Ac 3 7 f Solid Transient Actinide
90 Thorium
Th 3 7 f Solid Primordial Actinide
91 Protactinium
Pa 3 7 f Solid Transient Actinide
92 Uranium
U 3 7 f Solid Primordial Actinide
93 Neptunium
Np 3 7 f Solid Transient Actinide
94 Plutonium
Pu 3 7 f Solid Primordial Actinide
95 Americium
Am 3 7 f Solid Synthetic Actinide
96 Curium
Cm 3 7 f Solid Synthetic Actinide
97 Berkelium
Bk 3 7 f Solid Synthetic Actinide
98 Californium
Cf 3 7 f Solid Synthetic Actinide
99 Einsteinium
Es 3 7 f Solid Synthetic Actinide
100 Fermium
Fm 3 7 f Solid Synthetic Actinide
101 Mendelevium
Md 3 7 f Solid Synthetic Actinide
102 Nobelium
No 3 7 f Solid Synthetic Actinide
103 Lawrencium
Lr 3 7 d Solid Synthetic Actinide
104 Rutherfordium
Rf 4 7 d Synthetic Transition metal
105 Dubnium
Db 5 7 d Synthetic Transition metal
106 Seaborgium
Sg 6 7 d Synthetic Transition metal
107 Bohrium
Bh 7 7 d Synthetic Transition metal
108 Hassium
Hs 8 7 d Synthetic Transition metal
109 Meitnerium
Mt 9 7 d Synthetic
110 Darmstadtium
Ds 10 7 d Synthetic
111 Roentgenium
Rg 11 7 d Synthetic
112 Copernicium
Cn 12 7 d Synthetic Transition metal
113 (Ununtrium)
Uut 13 7 p Synthetic
114 (Ununquadium)
Uuq 14 7 p Synthetic
115 (Ununpentium)
Uup 15 7 p Synthetic
116 (Ununhexium)
Uuh 16 7 p Synthetic
117 (Ununseptium)
Uus 17 7 p Synthetic
118 (Ununoctium)
Uuo 18 7 p Synthetic
نظرية ذرية
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
غير مفحوصة
اذهب إلى: تصفح, البحث
حتى نهاية القرن التاسع عشر كانت الذرة تعتبر ككرة صلبة صغيرة. عندما اكتشف طومسون الإلكترون عام 1897. فلقد كان العلماء بعرفون أن التيار الكهربائي لو مر في أنبوبة مفرغة, فيمكن رؤية تيارا نت مادة تتوهج. ولم يكن يعرف لها تفسيرا. فلاحظ طومسون أن التبار المتوهج الغامض يتجه للوح الكهربائي الموجب.فوجد أن التيار المتوعج مكون من جسيمات صغيرة وأجزاء من الذرات تحمل شحنات سالبة سميت بالإلكترونات. وكان ايوجين جولدشتين عام 1886 أن الذرات بها شحنات موجبة. وفي سنة 1999 كانت النظرية الذرية لرزرفوردعندما قال أن الذرة تتكون من قلب مكثف له شخنة موجبة من البروتونات protons حوله طوق من الإلكترونات السالبة تدور حول النواة.وفي سنة 1932اكتشف جيمس كادويك نوعا ثالثا من جسيمات الذرة أطلق عليه نيترونات. Neutrons. وأن النترونات تفقد تنافر البروتونات المتشابهة الشحتة الكهربائية بالنواة المتماسكة. والنترونات حجمها نفس حجم البروتونات بالنواة. والنترونات لاتحمل شحنات كهروبائية ،لأنها متعادلة الشحنات.والذرة متعادلة الشحنة لأن عدد البروتونات الموجبة يعادل عدد الإلكترونات السالبة داخل الذرة. وأصغر ذرة هي ذرة الهيدروجين. ومعظم الفراغ بالذرة فارغ. لأن الإلكترونات تدور في مدارات بعيدة نسبيا من النواة. وكل عنصر من العناصر المختلفة تتميز عن غبرها من العناصر بعدد ثابت من البروتونات ولكل ذرة عتصر ما، وزنها الذري الذي يعين حسب عدد البروتونات وعدد النترونات بنواتها. ويجب أن نعرف أن حجم الذرة ضئيل جدا. فذرة الهيدروجين قطرها (5 x 10–8 mm). فلو وضعنا 20 مليون ذرة هيدروجين, فستشكل جطا طوله واحد ملليمتر. وذرة الهيدروجين تتكون من بروتون واحد والكترون واحد. وذرة الهيليوم بها 2 بروتون يدور حولها 2الكترون. وبصفة عامة نجد أن كل ذرة لها قلب يسمي النواة a nucleus التي تشكل كتلة الذرة تقريبا، إلا أنها تشغل حيزا صغيرا من حجم الذرة نفسها.لأن معظم الذرة فراغ حول النواة. وبالنواة يوجد جسيمات أصغر هي البروتونات protons موجبة الشحنات والنترونات neutrons متعادلة الشحنات. ويدور بالفراغ حول النواة جسيمات خفبفة جدا تسمي الإلكترونات electrons.وكل عنصر بذرته عدد ثابت ومتشابه من البروتونات بالنواة. فعنصر الأكسجين بنواته 8 بروتونات. والنترونات لاتجمل شحنات كهروبائية ز وليس بالضرورة ذرة كل عنصر تحمل عددا ثابتا من البروتونات. فلو ذرات عنصر ما تحمل عددا مختلفا من الروتونات يطلق عليها نظائر مشعة isotopes من العنصر الواحد. والإلكترونات جسبمات سلبية الكهربائية ندور في الفراغ حول النواة. وكتلة الإلكترون تعادل 1/2000 كتلة البروتون أو النيترون. والتفاعل أو الإتحاد بين ذرات العناصر يتم بين ترابط الإلكترونات لتكوين الجزيئات أو المركبات الكيماوية. لهذا نجد العدد الذري لكل ذرة يدل علي عدد البروتونات بنواة ذرة العنصر.فالأكسجين عدده الذري 8. وهذا معناه أن ذرة الأكسجين تتكون من 8 بروتونات والرقم الذري للنحاس 29 وهذا معناه أن ذرة عنصر النحاس نواتها بها29 بروتون. وكتلة الذرة نجدها مجموع عدد البروتونات والنترونات بالنواة. لأن 99,99% من كتلة الذرة في النواة. فأمكن من خلال التعرف علي مكنونات الذرة علي تفسيرات للنماذج المتكررة بالجدول الدوري. فوجد العلماء أن العناصر في مجموعة واحدة من الجدول تمتلك نفس العدد من الإلكترونات الخارجية بمدارات الذرة.وكانت الجسيمات لم تكن قد اكتشفت عندما وضع العلماء الجداول الدورية الأولي. وحديثنا السابق كان حول الذرة المتعادلة الشحنات كهربائيا.لكن في الحقيقة الذرات يمكنها فقدان أو اكتساب الكترونات سالبة. لكن عدد البروتونات لايتغير بالنواة. فلو اكتسبت الذرة الكترونات تصبح الذرة سالبة الشحنة لأن عدد الإلكترونات تزيد علي عدد البروتونات بالنواة..ولو فقدت الذرة الكترونات تصبح الذرة موجبة الشحنة لأن عدد البروتونات بالنواة يزيد علي عدد الإلكترونات. وكل ذرة لها شجنة تسمي ايون an ion فالهيدروجين الموجب الشجنة يسمي ايون الهيدروجين الموجب وتوضع فوق رمزه علامة (+) ويكتب هكذا H+ ولو كان أيون ذرة الهيدروجين سالب الشحنة يكتب هكذا(H-) ولو كانت الذرة متعادلة تكتب بدون علامة(+ أو -) وتكتب الذرة هكذا(H).وفي الحالات الثلاثة للذرة نجد أن العدد الذري والوزن الذري ثابت. وفي النظائر isotopes للعنصر نجد أن عدد البروتونات يتغير حسب نظير العنصر. لهذا نجد أن نظير العنصر يتغير في الوزن الذري الذي هو مجموع عدد البروتونات والنترونات، وليس في العدد الذري الذي هو عدد البروتونات. فالنظير لعنصر نجده ثابتا في العدد الذري ومختلفا في الوزن الذري.فالهيدروجين عدده الذري 1 ووزنه الذري 1 والديتريم Deuterium نظير الهيدروجين نجد عدده الذري 1 ووزنه الذري 2.
محتويات
[أخف]
• 1 نظرية طومسون النووية
o 1.1 تجارب راذرفورد
• 2 نظرية دالتون الذرية
• 3 نظرية الكم لبلانك =

[عدل] نظرية طومسون النووية
افترض طومسون عام 1911 نموذجا نوويا للذرة وأساس هذا النموذج هو أن الذرة تتكون من جسيم صغير وثقيل ذو شحنة موجبة ويسمى النواة ويحتل مركز الذرة وتحتوي نواة الذرة على جميع البروتونات ولذا فان كتلة الذرة هي تعبير عن مجموع كتل البروتونات في نواتها (حيث أن قيمة كتل الاليكترونات صغيرة جدا أي قيم مهملة). كما أن شحنة النواة الموجبة ترجع إلى تمركز البروتونات الموجبة بها. وتتوزع اليكترونات الذرة حول النواة بنفس الطريقة التي تتوزع بها الأجرام السماوية حول الشمس. وبما أن الذرة متعادلة لذا فعدد الاليكترونات السيارة يساوي لعدد البروتونات بالنواة.
دلت دراسات اكس على أن قطر النواة يساوي 15-10متر بينما قطر الذرة يساوي 10-10 متر ولذا فقطر النواة يساوي تقريبا 1000/1 من قطر الذرة. فلو قدرات نواة ذرة الهيدروجين بحجم كرة تنس الطاولة فيمكن أن يبتعد عنها إليكترونها بثلاثة كيلومترات تقريبا. أغلب الفراغ المحيط بنواة الذرة خال من إي شيء سوى الاليكترونات المتناهية في الصغر كما ذكرنا مسبقا وبما أن هذه الاليكترونات تدور حول النواة بسرعة كبيرة جدا لذا فهي تغطي أغلب المساحة الواقعة حول النواة.
[عدل] تجارب راذرفورد
قام العالم راذرفورد بإجراء بعض من ابرز التجارب للوصول إلى حقائق تركيب الذرة. وقد اعتمد في تجارية على استخدام جسيمات ألفا المنطلقة من مادة مشعة وفي اعتقاده أن المادة المشعة تطلق إشعاعاتها في كافة الاتجاهات وبلا حدود وهي تتكون من جسيمات ألفا (œ-particles) الموجبة الشحنة وجسيمات بيتا (ß-particles) السالبة الشحنة وأشعة جاما (y-rays) المتعادلة الشحنة. ويمكن اعتبار جسيمات ألفا تحمل على أنها ذرات للهليوم فقد منها إليكترونين ولذا فان جسيمات ألفا تحمل شحنتين موجبتين ولها كتلة تساوي أربعة مرات كتلة ذرة الهيدروجين.
لقد سمح راذرفورد لحزمة رقيقة للغاية من جسيمات ألفا من مصدر مشع كعنصر البولونيوم بالمرور في اتجاه صفيحة معدنية رقيقة من الفضة أو الذهب لايتعدي سمكها4X10-7 متر وبعد اختراق تلك الجسيمات الصفيحة المعدنية استقبلها على لوح من كبرتيد الخارصين موضوع خلفها.
ولقد وجد بان معظم الجسيمات قد مرت خلال الصفيحة المعدنية دون أن تعاني أي انحراف ألا أن البعض منها قد انحرف عن مساره وبزوايا قد تصل إلى 90ْ أو أكبر من ذلك والبعض الآخر قد انعكس كليا مما يدل على أنها واجهت شيئا ما ضخما للغاية أي أنة مشحونا بنفس شحنتها.
أن الطريقة الوحيدة التي مكنت راذرفورد من تفسير واقعة مرور معظم الجسيمات بسهولة عبر الرقيقة والانحراف الذي عاناه البعض بزوايا كبيرة للغاية هي الاستنتاج بان :
أولا : عدم انحراف أغلب الجسيمات دليل على وجود فراغ كبير في الذرة.
ثانيا : انحراف بعض جسيمات ألفا انحرافا بسيطا يدل على احتواء الذرة بعض الجسيمات الثقيلة والمشحونة بشحنات موجبة وان جسيمات ألفا تكون قد اقترب منها مما يسبب في تنافر بسيط معها وبالتالي كان سببا في ذلك الانحراف
ثالثا: الانحراف الكبير الذي عانته القلة البسيطة من جسيمات ألفا سببة تمركز الجسيمات الموجبة الشحنة بالذرة في وسطها مما سبب الانحراف الكلى لجسيمات ألفا المارة بمركز النواة.
وشكرا
[عدل] نظرية دالتون الذرية
يعتبر الإنجليزي جون دالتون أول من أقترح نظرية الذرية للمادة في حوالي عام 1803م. أن مفهوم الذرة (غير قابلة للتجزئة) لم يبدأ مع دالتون ولكن مع علماء الاغريق قبل الميلاد والذين أوضحوا عدم إمكانية تقسيم المادة إلى الابد إلى اجزاء اصغر فاصغر وانه في نهاية المطاف يجب أن تكون هنالك جسيمات غير قابلة للتجزئة. لم تكن هذه الاقتراحات القديمة مبنية على نتائج تجارب علمية وإنما كانت ثمار تفكير عميق. تختلف نظرية دالتون عن ذلك كونها تعتمد على قوانين بقاء الكتلة والنسب الثابتة والتي اشتقت من العديد من الاستنتاجات المباشرة. يمكن التعبير عن النظرية التي اقترحها بالاتي :
1- تتكون المادة من العديد من الجسيمات الغير قابلة للتجزئة تسمى الذرات.
2- تتميز كل ذرات العنصر بنفس الخواص (الحجم، الشكل، الكتلة) والتي تختلف باختلاف العناصر.
3- يحدث التفاعل الكيميائي عند تبديل وضعية الذرات وتحويلها من منظومة لاخري.
لقد أثبتت نظرية دالتون نجاحها من خلال تفسيرها لبعض الحقائق القائمة في ذلك الزمان كما أنها استطاعت أيضا التنبؤ ببعض القوانين الغير مكتشفة :
اولا : تتضمن هذه النظرية قانون حفظ الكتلة حيث ان التفاعل الكيميائى لايفعل شيئا سوى اعادة توزيع الذرات ولم تفقد اي ذرة في هذة المنظومة وبالتالي تظل الكتلة ثابتة عند حدوث التفاعل الكيميائى.
ثانيا : تفسر هذه النظرية قانون النسب الثابتة. افترض ان مادة ما تتكون من عنصرين A و B. وان اي جزيئي من هذه المادة يتكون من ذرة واحدة منA وذرة واحدة من B يعرف الجزيئى بانة مجموعه ذرات مترابطة مع بعضها بقوة تسمح لها بالتصرف أو اعادة التنظيم كجسيم واحد. افترض أيضا ان كتلة الذرة A تكون ضعف كتلة الذرة B وبالتالى فان الذرة A تساهم بضعف الكتلة التي تساهم بها الذرة B في تكوين جزيئى واحد من هذه المادة الامر الذي يعني ان نسبة كتلة الذرة Aالى الذرة B هي 2/1.
اما إذا اخذنا مجموعة كبيرة من جزيئات هذة المادة فاننا نجد دائما ان عدد ذرات Aمتساويا لعدد ذرات B الامر الذي يعني انة بغض النظر عن حجم العينة فاننا دائما نحصل على نسبة كتلة Aالى B تساوي 2/1. بالمثل إذا فاعلنا A مع B لنحصل على هذا الجزيئى فنجد ان اي ذرة من A تتحد مع ذرة واحدة منB اما إذا خلطنا 100 ذرة من A مع 110 ذرة من B فنجد انة قد تبقت 10 ذرات من Bغير متفاعلة بعد اكتمال التفاعل.
ثالثا : لقد تنبأت نظرية دالتون بقانون النسب المتضاعفة الذي يقول : عند تكوين مركبين مختلفين من نفس العنصرين فان كتلتي أحد العنصرين اللتان تتفاعلان مع كتلة ثابتة من العنصر الاخر تكونان في شكل نسبة عددين بسيطين وصحيحين. قد يظهر هذا القانون وكانة أكثر تعقيدا من حقيقتة. دعنا نتحدث عن مركبين يتكونان من عنصري الأكسجين والكربون. إذا وجدنا في احدهما (أول اكسيد الكربون) ان 1.33 جم من الأكسجين متحدة مع 1.00 جم من الكربون بينما وجدنا في الاخر (ثاني اكسيد الكربون) ان 2.66 جم من الأكسجين متحدة مع 1.00 جم من الكربون فان نسبة كتلتي الأكسجين 2.66جم/1.33جم اللتان تتحدان مع كتلة ثابتة من الكربون 1.00 جم تكون في شكل عددين صحيحين :
تتفق هذه النسبة مع النظرية الذرية حيث ان أول أكسيد الكربون يحتوي على ذرة واحدة كربون تكون متحدة مع ذرة واحدة من الأكسجين بينما نجد ان ثاني اكسيد الكربون يحتوي ذرة كربون واحدة تكون متحدة مع ذرتين من الأكسجين. نسبة لان ثاني اكسيد الكربون ضعف ذرات الأكسجين المتحدة مع ذرة الكربون مثلما لأول أكسيد الكربون فان وزن الأكسجين في جزيئى ثاني اكسيد الكربون يجب أن يكون ضعف وزن الأكسجين في جزيئى أول اكسيد الكربون.
[تحرير] نظرية الكم لبلانك
2- تتميز كل ذرات العنصر بنفس الخواص (الحجم، الشكل، الكتلة) والتي تختلف باختلاف العناصر.
3- يحدث التفاعل الكيميائي عند تبديل وضعية الذرات وتحويلها من منظومة لاخري.
لقد أثبتت نظرية دالتون نجاحها من خلال تفسيرها لبعض الحقائق القائمة في ذلك الزمان كما أنها استطاعت أيضا التنبؤ ببعض القوانين الغير مكتشفة :
اولا : تتضمن هذه النظرية قانون حفظ الكتلة حيث ان التفاعل الكيميائى لايفعل شيئا سوى اعادة توزيع الذرات ولم تفقد اي ذرة في هذة المنظومة وبالتالي تظل الكتلة ثابتة عند حدوث التفاعل الكيميائى.
ثانيا : تفسر هذه النظرية قانون النسب الثابتة. افترض ان مادة ما تتكون من عنصرين A و B. وان اي جزيئي من هذه المادة يتكون من ذرة واحدة منA وذرة واحدة من B يعرف الجزيئى بانة مجموعه ذرات مترابطة مع بعضها بقوة تسمح لها بالتصرف أو اعادة التنظيم كجسيم واحد. افترض أيضا ان كتلة الذرة A تكون ضعف كتلة الذرة B وبالتالى فان الذرة A تساهم بضعف الكتلة التي تساهم بها الذرة B في تكوين جزيئى واحد من هذه المادة الامر الذي يعني ان نسبة كتلة الذرة Aالى الذرة B هي 2/1.
اما إذا اخذنا مجموعة كبيرة من جزيئات هذة المادة فاننا نجد دائما ان عدد ذرات Aمتساويا لعدد ذرات B الامر الذي يعني انة بغض النظر عن حجم العينة فاننا دائما نحصل على نسبة كتلة Aالى B تساوي 2/1. بالمثل إذا فاعلنا A مع B لنحصل على هذا الجزيئى فنجد ان اي ذرة من A تتحد مع ذرة واحدة منB اما إذا خلطنا 100 ذرة من A مع 110 ذرة من B فنجد انة قد تبقت 10 ذرات من Bغير متفاعلة بعد اكتمال التفاعل.
ثالثا : لقد تنبأت نظرية دالتون بقانون النسب المتضاعفة الذي يقول : عند تكوين مركبين مختلفين من نفس العنصرين فان كتلتي أحد العنصرين اللتان تتفاعلان مع كتلة ثابتة من العنصر الاخر تكونان في شكل نسبة عددين بسيطين وصحيحين. قد يظهر هذا القانون وكانة أكثر تعقيدا من حقيقتة. دعنا نتحدث عن مركبين يتكونان من عنصري الأكسجين والكربون. إذا وجدنا في احدهما (أول اكسيد الكربون) ان 1.33 جم من الأكسجين متحدة مع 1.00 جم من الكربون بينما وجدنا في الاخر (ثاني اكسيد الكربون) ان 2.66 جم من الأكسجين متحدة مع 1.00 جم من الكربون فان نسبة كتلتي الأكسجين 2.66جم/1.33جم اللتان تتحدان مع كتلة ثابتة من الكربون 1.00 جم تكون في شكل عددين صحيحين :
تتفق هذه النسبة مع النظرية الذرية حيث ان أول أكسيد الكربون يحتوي على ذرة واحدة كربون تكون متحدة مع ذرة واحدة من الأكسجين بينما نجد ان ثاني اكسيد الكربون يحتوي ذرة كربون واحدة تكون متحدة مع ذرتين من الأكسجين. نسبة لان ثاني اكسيد الكربون ضعف ذرات الأكسجين المتحدة مع ذرة الكربون مثلما لأول أكسيد الكربون فان وزن الأكسجين في جزيئى ثاني اكسيد الكربون يجب أن يكون ضعف وزن الأكسجين في جزيئى أول اكسيد الكربون.
[عدل] نظرية الكم لبلانك =
إذا سخنت الأجسام الصلبة لدرجات حرارة مختلفة فأنها تبعث شعاعا يغطي مدي واسعا من الأطوال الموجبة. وان التوهج الأحمر الباهت لسخان الكهربي والضوء الأبيض الناصح لمصباح التنجيستن تمثلان أشعة منبعثة من أجسام صلبة سخنت لدرجات حرارة مختلفة.
لقد أوضحت القياسات التي أخذت لهذة الأجسام الساخنة بان مقدار طاقة الشعاع المنبعثة منها يعتمد على طول ألموجي. ولقد لاقت محاولات إيجاد تفسير لهذه العلاقة بواسطة نظرية الموجات المعروفة وقوانين الديناميكا الحرارية نجاحا جزئيا. استطاعت احدي النظريات تفسير هذه العلاقة عند الأطوال الموجية القصيرة ولكنها فشلت عند الأطوال الموجية الطويلة. أما النظرية الاخري فنجحت عند الأطوال الموجية الطويلة ولكنها فشلة عند الأطوال الموجية القصيرة. ولقد أتضح من ذلك أن هنالك شيء أساسيا ماز ل مفقودا في قوانين الفيزياء الكلاسيكية.
كما استطاع بلانك في عام 1900 من حل هذه المعضلة بافتراض يختلف اختلافا كبيرا عن المفاهيم المقبولة في ذلك الزمان. لقد افترضت الفيزياء الكلاسيكية بان الذرات والجزيئات تستطيع أن تمتص أو تبعث أي قيم عشوائية من طاقة الشعاع.أما بلانك فقد قال بان الذرات والجزيئات تستطيع ان تمتص ان تبعث الطاقة في شكل قيم منفصلة فقط مثل الحزم الصغيرة. ولقد أعطي بلانك اسم الكم أو الفوتون لاصغر كمية من الطاقة يمكن امتصاصها أو انبعاثها من الشعاع الكهرومغناطيسية. وتتناسب طاقة الكم الواحد (E) تناسبا طرد يا مع تردد الشعاع (y).
يرمز لثابت التناسب في هذه العلاقة بالحرف h ويسمى بثابت بلاك والذي له قيمة تقدر بحوالي 6.626X 10-34 جول ثانية.
E = h υ
تقول نظرية الكم لبلانك بان الطاقة تنبعث دائما في شكل مضاعفات القيمة (hu) مثل
h υ، 2h υ، 3h υ
وليس في شكل
1.67hu،.498 hu
وعندما قدم بلانك نظرية لم يستطع تفسير لماذا يجب التعامل مع الطاقة في شكل كمات بهذة ألطريقه مبتدئا بهذا الافتراض، لم يجد بلانك صعوبة في توافق النتائج العملية لانبعاث الأشعة من الأجسام الساخنة مع نظرية الكم وعلى طول مدي الأطوال الموجبة.
أن فكرة كمومية الطاقة بهذه الطريقة تبدو غريبة في بداية الأمر ولكن لمفهوم التكم (quantization) أشباه كثيرة فمثلا كمية الشحنة الكهربية محددة حيث يمكن ان تكون هناك مضاعفات رقمية صحيحة من وحدة الشحنة الكهربية (e) أو شحنة إليكترون واحد. والمادة أيضا كمية حيث أن عدد الاليكترونات والبروتونات والنيترونات والذرات في أي عينة من المادة يجب أن تكون كلها أرقام صحيحة.

28. محمد أحمد محمد - أبريل 23, 2012

بحث عن خواص المادة وتغيراتها

خواص المادة هي سمات مميزة لكل مادة، وتعرف بأنها غير مقدارية (لا تختلف باختلاف مقدار المادة) ويمكن غالبا وصفها كميا، وذلك من خلال وحدات للقياس تمكننا من المقارنة بين المواد وترتيبها حسب كل خاصية مما يساعد في اختيار المادة حسب المواصفات المطلوبة.
وقد تكون خواص المادة رقما ثابتا وقد تتغير حسب متغير (مثل الحرارة) أو أكثر من متغير. وقد تتغير قيمة خواص المادة تبعا لاتجاه القياس وهو ما يعرف بـ تباينية الخواص. وبالنسبة للخواص التي تربط بين ظاهرتين طبيعيتين فهي تتغير بشكل خطي أو شبه خطي خلال مجال معين، فهي تعتبر قيمة ثابتة خلال هذا المجال.

خواص فيزيائية

خواص ميكانيكية

معامل يونج (بالإنجليزية: Young’s Modulus‏)
معامل المرونة النوعي (بالإنجليزية: Specific Modulus‏)
مقاومة الشد (بالإنجليزية: tensile strength‏)
مقاومة الانضغاط (بالإنجليزية: Compressive Strength‏)
مقاومة القص (بالإنجليزية: Shear Strength‏)
مقاومة الخضوع (بالإنجليزية: Yield Strength‏)
المطيلية (بالإنجليزية: Ductility‏)
قابلية الطرق (بالإنجليزية: Malleability‏)
الانفعال عند الانهيار (بالإنجليزية: Strain at failure‏)
مؤشر التصليد بالانفعال (بالإنجليزية: Strain hardening index‏)
الصلادة (بالإنجليزية: Hardness‏)
المتانة (بالإنجليزية: Toughness‏)
شدة احتمال الصدمة (بالإنجليزية: Impact Toughness‏)
نسبة بواسون (بالإنجليزية: Poisson’s ratio‏)
قابلية التصليد (للمعادن) (بالإنجليزية: Hardenability‏)
قابلية اللحام (بالإنجليزية: Weldability‏)
حد الكلال أو حد التعب (بالإنجليزية: Fatigue Limit‏)
الكثافة (بالإنجليزية: Densiy‏)
اللزوجة (بالإنجليزية: Vscosity‏)
النفاذية (بالإنجليزية: Permeability‏)
المسامية (بالإنجليزية: Porosity‏)
السرعة الانفجارية (بالإنجليزية: Explosive Velocity‏)
مؤشر السريان عند الانصهار (بالإنجليزية: Melt Flow Index‏)
الثوابت الكهرضغطية (بالإنجليزية: Piezoelectric constants‏)

خواص كهربية

الموصلية الكهربائية أو الناقلية الكهربائية (بالإنجليزية: Electrical Conductivity‏)
السماحية (بالإنجليزية: Permitivity‏)
ثابت العازل (بالإنجليزية: Dielectric Constant‏)
شدة العزل (بالإنجليزية: Dielectric Strength‏)
الثوابت الكهرضغطية (بالإنجليزية: Pieroelectric Constants‏)
معامل سيبيك (بالإنجليزية: Seebeck coefficient‏)

خواص حرارية

الموصلية الحرارية (بالإنجليزية: Thermal Conductivity‏)
معامل الانتشار (بالإنجليزية: Diffusivity‏)
معامل سيبيك (بالإنجليزية: Seebeck Coeffecient‏)
الانبعاثية (بالإنجليزية: Emissivity‏)
معامل التمدد الحراري (بالإنجليزية: Coeffecient of Thermal Expansion‏)
الحرارة النوعية (بالإنجليزية: Specific Heat‏)
حرارة التبخر (بالإنجليزية: Heat of Vaporization‏)
حرارة الانصهار (بالإنجليزية: Heat of Fusion‏)
تلقائية الاشتعال (بالإنجليزية: Pyrophoricity‏)
اشتعالية (بالإنجليزية: Flammability‏)
ضغط البخار (بالإنجليزية: Vapor Pressure‏)
درجة حرارة الاشتعال الذاتي (بالإنجليزية: Autoignition Temperature‏)
درجة الحرارة الحرجة (بالإنجليزية: Critical temperature‏)
درجة حرارة انتقال زجاجية (بالإنجليزية: Glass transition temperature‏)
مخطط اتزان الأطوار (بالإنجليزية: Phase diagram‏)
مخطط اتزان الأطوار الثنائي (بالإنجليزية: Binary phase diagrams‏)
نقطة التصلد الحرج (بالإنجليزية: Eutectic point‏)
نقطة انصهار (بالإنجليزية: Melting point‏)
خواص تصنيعية

خواص مغناطيسية
• مغناطيسية مسايرة
• مغناطيسية معاكسة
1. خواص ضوئية

خواص صوتية

معامل انكسار الصوت معامل امتصاص الصوت معاكل انعكاس الصوت
خواص إشعاعية

خواص ذرية

خواص بيولوجية

خواص بيئيةالمادة
و تغيراتها و تحولاتها و مكوناتها

المقدمة:
المادة هي كل ما له كتلة وكل ما يتكون منه الأجسام الفيزيائية، من غير حساب الطاقة لهذه الأجسام (بالرغم من أنها قد تغيير كتلة الجسم) , و قد تغير اعتقاد الانسان كثيرا عبر العصور حول هذا التركيب المادي من تقسيم الطبيعة الى أربعة عناصر اساسية الى اكتشاف العناصر الكيميائية الى اكتشاف الذرة فمكونات الذرة و الآن نتحدث عن الفرميونات الأولية . أما البوزونات بما فيها الفوتونات فلا يمكن اعتبارها مادة .

الموضوع:
يتكون الكون الطبيعى “الذى يشتمل على كائنات حيه” من مادة وطاقه وهما يعتبران اساس جميع الظواهر المحسوسة

تعريف المادة:
هى كل ما له حجم وكتلة ويشغل حيزا و تتحول المادة من حاله الى اخرى
ونلاحظ ان المادة عندما يحدث لها التغير يكون تغير كيميائى او تغير فيزيائى.

التغير الكيميائى:
هو التغير الذى يحدث فى تركيب المادة وينتج عنه مواد جديدة

والتغير الفيزيائى:
هو التغير الذى يحدث فى تركيب المادة ولاينتج عنه مواد جديدة اىيحدث فى مظهر المادة فقط وعند دراسة المادة وجدا انها اما ان تكون متجانسه او غير متجانس و تتكون المادة من وحدات بنائيه صغيرة وتسمى الجزيئات ومفردها الجزئ ويلاحظ ان الجزئ يتكون من وحدات بنائيه اصغر تسمى ذرات ويلاحظ ان جزيئات المادة الواحدة اذا كانت متجانسه تكون متشابه وجزيئات المادة اذا كانت غير متجانسه تكون غير متشابه.

(حالات المادة)

الحالة الصلبة:
تتميز المواد الصلبه بان لها شكل معين وحجم معين وتتحول المادة من الحاله الصلبه الى الحاله السائله وتسمى هذة العمليه بعملية الانصهار.
.
الحاله السائله:
وتتميز المواد السائله بانها تاخذ شكل الاناء ولها حجم معين وتتحول المادة من الحاله السائله الى الحاله الصلبه وتسمى هذة العمليه بعملية التجمد.

الحالة الغازية:
وتتميز المواد الغازيه بان ليس لها شكل معين ولا حجم معين وتتحول المادة من الحاله الغازيه الى الحاله السائله وتسمى هذة العمليه بعملية التكثيف اما عند تحول المادة من الحاله السائله الى الحاله الغازيه تسمى بعمليه التبخر.

(تحولات المادة)

الانصهار:
هو تحول المادة بالحرارة من الحاله الصلبه الى الحاله السائلة وتتميز المواد الصلبه بان قوة الترابط الجزيئية تكون كبيرة جدا والمسافات البينية تكون صغيرة جدا وتهتز الجزيئات في مكانها ولاتتحرك من مكانها لذلك تحتفظ المواد الصلبه بشكل ثابت وحجم ثابت وعند تسخين المادة الصلبة اى تزويد جزيئاتها بالحرارة فأنها تهتز بسرعة أكبر للتغلب على قوة التجاذب بين هذة الجزيئات بمساعدة الحرارة التي تكتسبها من التسخين وعند درجة حرارة معينه تسمى درجة الانصهار تتغلب الجزيئات على قوة التماسك بينها وتتحرك من مواضعها فتتحول المادة من الحالة الصلبة الى الحالة السائلة فيما يعرف بالانصهار..
التصعيد أو التبخر:
هو تحول المادة بالحرارة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وتتحرك جزيئات السائل حركه مستمرة ولكنها لا تبتعد كثيرا من بعضها ونلاحظ ان قوة الترابط الجزيئية في هذه الحاله صغيرة جدا

(الجزئ)
هــو وحــدة بنــاء المـــادة وهو اصغــر جزء من المـــادة يمكـــن ان يوجــد منفـــــردا ويظل محتفظـــــا بخـواص المــــادة وصفاتهــــا ونلاحـــــظ ان جزيئـات المـــــادة فى حالة حركـــــه مستمـــرة هذة الحركه أكبـــــر ما يمكــــن تكــــون فى حـالة المـــواد الغازيــــه ويتبعهــــا السوائل أما جزيئــــات المواد الصلبـــــه فحركتهــا قليله جدا فهــــى تهتز فى مكانهــــــا فقط بدون ان تنتقل إلى مكـــــان اخـــــر توجــــد مسافـــات بينيـه اى فراغـات بين جزيئــــات المادة وتكون كألاتى:-
المــواد الصلبـــه: تكون فيهــا المسافــــات البينيـه للجزيئـــات صغيرة جــدا

المواد السائلـــه: تكــون فيها المسافــات البينية للجزيئات متوسطة الحجم

الغــازات: تكـــون فيهــــا المسافـــات البينيــه للجزيئـــــات كبيــرة جـــــــدا

والجــزئ: يتكـــون من وحـــدة بنائيـــه اصغــــر منــــــه وتسمــــى الذرة ونلاحظ أن جـــزئ الأكسجين :يتكـــون من ارتبــــاط ذرتـــى اكســــجين وجــــزئ الهيـــــدروجين يتكـــــون من ارتبــــاط ذرتــــى هيــــدروجــــين وجــــزئ المـــــاء يتكــــون من ارتبــــاط ذرتـــــى هيدروجــــين مع ذرة اكســــجين وجــــزئ ملـــح الطعــــــام ويسميـــــه العلمـــــــــاء كلــــوريد الصوديــــــوم يتكــــــون مـــن ارتبــــــاط ذرة صوديــــــوم مـــــــــع ذرة كلـــــــــور.

(الـذرة)
(وحدة بناء المادة)

بناؤها ـ وزنها ـ أبعادها
مع فكرة عن الجدول الدّوري التضيف العناصر
لمندلييف

الذرة هي أصغر جزء في الكون وقد سميت باللغة الأجنبية Atom
أي الجزء الذي لا يتجزأ
وقد كان يظن في القديم أنها اصغر شيء وهي جزء واحد لكل العناصر
ولكن العلم الحديث وجهود العلماء التي بذلت في القرن الحالي استطاعا أن يصلا إلى تحديد أساسي جوهري لبنية الذرة .
فلقد وجدوا ان الذرة بتركيبها هي أقرب ما تكون للنظام الشمسي ،
فهي تتكون من الناحية المبدئية من ثلاثة أجزاء :
في المركز يتوضع البروتون وهو ذو شحنة ايجابية
ومعه النترون وهو ذو شحنة حيادية
وهناك في المدارات الخارجية تتوضع الالكترونات وهي ذات شحنة سلبية ،
وعدد البروتونات الموجودة في النواة تساوي عدد الاكترونات المتوضعة في المدارات الخارجية ،
وهكذا تتوازن الذرة من الناحية الكهربائية ،
وأما وزن الذرة فهو يتوقف بشكل أساسي على البروتون والنترون ، حيث يوازي النترون من ناحية الوزن البروتون ويشكل معه الوزن الأساسي للذرة .
ولقد وجد أن وزن البروتون هو1,6×10 ـ24 غرام ، أي أن الغرام الواحد من الناحية الوزنية يساوي مليون مليار مليار مرة ، أو بكلمة أخرى أن وزن البروتون هو جزء من مليون مليار مليار من الغرام على وجه التقريب ، والنترون ذو الشحنة الحيادية يقترب بالوزن من وزن البروتون ، ولذا يشكل مع البروتون كما ذكرنا وزن الذرة .
أما الاكترون فهو أخف من البروتون بكثير وان كان يعادله من ناحية الشحنة الكهربائية ، فوزن البروتون يساوي 1837 مرة وزن الالكترون ؛ ولذا فان الأخير ذو وزن صغير جداً إذا قيس بالبروتون ، وأما الشحنة الكهربائية للالكترون أو البروتون المتعادلين فهي تساوي 1,6 × 10 ـ19كولون ( وحدة من وحدات الشحنات الكهربية ) ، وأما من ناحية الأبعاد فالذرة تشبه شكلاً كروياً ، وقطرها ضئيل يعادل الانغستروم ( 10 ـ8 سم ) أي جزء من مائة مليون من السنتمتر ، ولكن العجيب يكمن في ان قطر النواة هو من رتبة 10 ـ12سم أي أصغر من قطر الذرة بـ 10 آلاف مرة ، بحيث لو اننا كبرنا على سبيل المثال ذرة الهيدرجين مليار مرة فان الذرة تصبح كرة يبلغ قطرها قدمين ، ولكن الكتلة الذرية أي النواة ستجتمع ( بروتونات ونترونات ) بشكل حبة الرمل في مركز الكرة والسبب في هذا يعود إلى الفراغ الهائل في تكوين الذرة ما بين البروتونات والالكترونات ، وهو كما ذكرنا ينوف على 10 آلاف مرة وهو في الحقيقة أمر يدعو إلى الدهشة والحيرة في أسرار الذرة وألغازها التي كشف القرن الحالي عنها .
ونضرب مثلاً على ذلك فنقول : لو أن عشرة ملايين ذرة اجتمع بعضها بجانب بعض ، فإنها تبلغ طولاً قدره مليمتر واحد فقط ،

والغريب هو فيما يسمى بعدد افوغادرو أو الذرة الغرامية فما هي يا ترى أعداد الذرات في غرام واحد من الهيدروجين مثلاً ؟ . يقول العلماء انهم توصلوا إلى حساب عدد الذرات الموجودة في غرام واحد من الهيدرجين بطرق متعددة ومعقدة ، وكلهم اتفقوا على رقم واحد هو 6,2 × 10 23أي إذا أردنا أن نسميه فنقول إن غراماً واحداً من الهيدرجين فيه 600 ألف مليار مليار ذرة ، وهو عدد يجعل الرأس يدور ويعجز عن التخيل والتصديق وخاصة إذا ضربنا هذا المثل : وهو لو اننا وضعنا هذه الذرات جانب بعضها بعضاً في خط مستقيم فكم سيكون طول الخط الذي ستشكله هذه الذرات من غرام واحد فقط من الهيدرجين ؟ إن هذا الخط سيكون بطول 400 ضعف عن الطول الممتد ما بين الشمس والارض والذي هو 93 مليون ميل لأن الخط هو 60 مليار من الكيلومترات وهو رقم محير فعلاً ..

29. محمد أحمد محمد - مايو 15, 2012

كهرباء
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح, البحث

البرق: أحد أبرز الظواهر الطبيعية التي تدل على الكهرباء.
الكهرباء اسم يشمل مجموعة متنوعة من الظواهر الناتجة عن وجود شحنة كهربائية وتدفقها. وتضم هذه الظواهر البرق والكهرباء الساكنة. ولكنها تحتوي على مفاهيم أقل شيوعًا مثل المجال الكهرومغناطيسي والحث الكهرومغناطيسي.
أما في الاستخدام العام، فمن المناسب استخدام كلمة “كهرباء” للإشارة إلى عدد من التأثيرات الفيزيائية. ولكن في الاستخدام العلمي، يعد المصطلح غامضًا. كما أن هذه المفاهيم المتعلقة به يُفضل تعريفها وفقًا لمصطلحات أكثر دقة كما يلي:
• الشحنة الكهربائية: عبارة عن خاصية لبعض الجسيمات دون الذرية تحدد التفاعلات الكهرومغناطيسية الخاصة بها. فالمادة المشحونة كهربيًا تتأثر بالمجالات الكهرومغناطيسية وتنتجها.
• التيار الكهربائي: عبارة عن تحرك أو تدفق الجسيمات المشحونة كهربائيًا، ويُقاس عادةً بالأمبير.
• المجال الكهربائي: عبارة عن تأثير تنتجه شحنة كهربائية في غيرها من الشحنات الموجودة بالقرب منها.
• الجهد الكهربائي: قدرة المجال الكهربائي على الشغل، ويُقاس عادةً بوحدة الفولت.
• الكهرومغناطيسية: عبارة عن التفاعل الأساسي الذي يحدث بين المجال المغناطيسي ووجود الشحنة الكهربائية وحركتها.
خضعت الظواهر الكهربائية للدراسة منذ القِدم، إلا أن علم الكهرباء لم يشهد أي تقدم حتى القرنين السابع عشر والثامن عشر. وعلى الرغم من ذلك، فقد ظلت التطبيقات العملية المتعلقة بالكهرباء قليلة العدد، ولم يتمكن المهندسون من تطبيق علم الكهرباء في الحقل الصناعي والاستخدامات السكنية إلا في أواخر القرن التاسع عشر. وقد أدى التقدم السريع في تكنولوجيا الكهرباء في ذلك الوقت إلى إحداث تغييرات في المجال الصناعي وفي المجتمع أيضًا. كما أن الاستعمالات المتعددة والمذهلة للكهرباء كمصدر من مصادر الطاقة أظهر إمكانية استخدامها في عدد لانهائي من التطبيقات مثل المواصلات والتدفئة والإضاءة والاتصالات والحساب. فأساس المجتمع الصناعي الحديث يعتمد على استخدام الطاقة الكهربائية، ويمكن التكهن بأن الاعتماد على الطاقة الكهربائية سيستمر في المستقبل.

الكهرباء لفظ فارسي مركب من کاه أي القش ومن رُبَای أي الجاذب، ومعناها جميعا جاذب القش؛ والمراد بكلمة کهربا في الفارسية هو الكهرمان المسمى بالعربية العنبر الأشهب، أما المقصود من كلمة الكهرباء في العربية فهو “جاذبية الكهرمان” والتي كانت تسمى بالعربية خاصية الكهرباء فحذفوا كلمة الخاصية واكتفوا بلفظ الكهرباء. وبذلك تحول من الفارسية إلى العربية من معنى الفاعل (الجاذب) إلى معنى الفاعلية (لجاذبية).
الكهرمان اسمه باليونانية الإيلقطرون[3] (معرب ἤλεκτρον إيلكترون أي ذو البريق، ومنه الإلكترون عند الفيزيائيين، وعليه تسمية الكهرباء في الفارسية برق)، واشتق منه اسم فاعليتيه فسمي إلكترسمس (ηλεκτρισμός) للدلالة على الكهرباء. أما باللاتينية فالكلمة للكهرباء هي إيلكترستاس (ēlectricitās)، وهي مشتقة من إيلكتركس (ēlectricus) أي شبيه الكهرمان.
[عدل] تاريخ

طاليس، أول باحث في الكهرباء.
مقالات تفصيلية :كمية الكهرباء و تاريخ الكهرومغنطيسية و تاريخ الهندسة الكهربائية
قبل معرفة الكهرباء بفترة طويلة، كان الناس على دراية بالصدمات التي يحدثها سمك الرعاش، وقد أشارت النصوص التي تركها قدماء المصريين، والتي يرجع تاريخها إلى سنة 2750 قبل الميلاد، إلى هذه الأسماك باسم “صاعقة النيل”، كما وصفوها بأنها حامية جميع الأسماك الأخرى. وبعد حوالي ألف عام، أشار إليها أيضًا الإغريق والرومان وعلماء الطبيعة والأطباء المسلمون.[4] ولقد أكد الكتّاب القدامى، مثل بليني الأكبر وسكريبونيس لارجوس على الإحساس بالتنميل الناتج عن الصدمات الكهربائية التي يحدثها سمك السلّور الصاعق وأنقليس الرعاد الكهربائي. كما اكتشف هؤلاء الكتّاب أن هذه الصدمات يمكن أن تنتقل عبر الأجسام الموصلة.[5] وبجميع الأحوال، ينسب أقدم وأقرب أسلوب لاكتشاف ماهية البرق والكهرباء الصادرة عن أي مصدر آخر إلى العرب الذين أطلقوا كلمة “رعد” العربية على الشعاع الكهربائي قبل القرن الخامس عشر. وقد كان معروفًا في الثقافات القديمة للدول المطلة على البحر الأبيض المتوسط أن هناك أجسامًا معينة مثل قضبان الكهرمان، يمكن حَكِّها بفرو قطة فتجذب الأجسام الخفيفة مثل الريش. وقد قام العالم والفيلسوف الإغريقي، طاليس الملطي، حوالي عام 600 قبل الميلاد بتسجيل مجموعة من الملاحظات تتعلق بالكهرباء الساكنة. وبعد هذه الملاحظات، توصل إلى أن الاحتكاك يحول الكهرمان إلى مادة مغناطيسية. وعلى عكس ذلك، لا تحتاج المعادن، مثل الماغنتيت المعروف باسم أكسيد الحديد الأسود، إلى عملية الاحتكاك حتى تكتسب صفة المغناطيسية.[6] إلا أن طاليس كان مخطئًا في اعتقاده بأن سبب الانجذاب هو التأثير المغناطيسي، فقد أثبتت الأبحاث العلمية فيما بعد وجود علاقة بين المغناطيسية والكهرباء. ووفقًا لإحدى النظريات المثيرة للجدل، فقد عرف البارثيون، إحدى شعوب بلاد فارس، عرفوا الطلاء الكهربائي، وفقًا لما أفادت المعلومات التي تحصلت من اكتشاف بطارية بغداد عام 1936. وعلى الرغم من أن هذه البطارية تشبه الخلية الجلفانية، فإنه من غير المؤكد ما إذا كانت ذات طبيعة كهربية أم لا.

بنيامين فرانكلين، أبرز العلماء والباحثين في مجال الكهرباء، حيث أجرى أبحاثًا شاملة حول هذا الموضوع في القرن الثامن عشر.
ظلت الكهرباء لا تعني أكثر من مجرد فضول فكري لآلاف السنين حتى عام 1600. ففي ذلك العام، أجرى الطبيب الإنجليزي ويليام جيلبرت دراسة دقيقة حول الكهرباء والمغناطيسية، وفرّق فيها بين تأثير حجر المغناطيس والكهرباء الساكنة التي تنتج عن احتكاك مادة الكهرمان.[6] وابتكر كلمة “electricus” وهي باللغة اللاتينية الجديدة (“من الكهرمان” أو “شبيه الكهرمان”، ومأخوذة من “ήλεκτρον” أي “إلكترون”، وهي المرادف اليوناني لكلمة “كهرمان”) للإشارة إلى خاصية جذب الأجسام الصغيرة بعد حكها. [7] أدى هذا الارتباط إلى إبراز الكلمتين “Electric” و”Electricity” اللتين ظهرتا لأول مرة في كتاب توماس براون “الأخطاء الشائعة” (باللاتينية: Pseudodoxia Epidemica) الذي صدر عام 1646.[8]

مايكل فاراداي، واضع أسس تقنية المحرك الكهربائي.
وقد قدم أوتو فون جيريك وروبرت بويل وستيفن جراي وسي إف ديو فاي المزيد من الأعمال. وأجرى بنيامين فرانكلين في القرن الثامن عشر أبحاثًا شاملة بشأن الكهرباء، حتى أنه اضطر إلى بيع ممتلكاته لتمويل أبحاثه. وقيل أنه في شهر حزيران/يونيو من سنة 1752، قام بربط مفتاح معدني أسفل خيط طائرة ورقية رطب وأطلق الطائرة في سماء تنذر بهبوب عاصفة. ثم لاحظ مجموعة متلاحقة من الشرارات تخرج من المفتاح إلى ظهر يده، الأمر الذي برهن على أن البرق ذو طبيعة كهربائية بالفعل. [9] نشر لودجي جالفاني عام 1791 اكتشافه الخاص بالكهرباء الحيوية الذي أظهر أن الكهرباء هي الوسيط الذي تقوم من خلاله الخلايا العصبية بنقل الإشارات إلى العضلات.[10]
وفي عام 1800، اخترع أليساندرو فولتا أول بطارية كهربائية وأطلق عليها اسم “البطارية الفولتية”. وكانت مصنوعة من طبقات متوالية من الزنك والنحاس. ولقد مَدّت هذه البطارية العلماء بمصدر للطاقة الكهربائية يمكن الاعتماد عليه أكثر من الماكينات الإلكتروستاتية [10] التي كانت تُستخدم من قبل. ويرجع الفضل في التعرّف على الكهرومغناطيسية، أي وحدة الظواهر الكهربية والمغناطيسية، إلى هانز كريستيان أورستد وأندريه-ماري أمبير في الفترة الممتدة بين عامي 1819 و1820، ثم اخترع مايكل فاراداي المحرك الكهربائي عام 1821. كما قام جورج أوم بتحليل الدائرة الكهربائية حسابيًا عام 1827.[10]
وعلى الرغم من أن أوائل القرن التاسع عشر شهدت تقدمًا سريعًا في علم الكهرباء، فإن أواخر القرن نفسه شهدت أعظم تقدم في مجال الهندسة الكهربائية. وتحولت الكهرباء من مجرد فضول علمي مُحير إلى أداة رئيسية لا غنى عنها في الحياة العصرية وأصبحت القوة الدافعة للثورة الصناعية الثانية. وكل ذلك تحقق بفضل بعض الأشخاص مثل نيقولا تسلا وتوماس إديسون وأوتو بلاثي وجورج ويستنغهاوس وإرنست ويرنر فون سيمنز وألكسندر جراهام بيل واللورد ويليام تومسون، بارون كلفن الأول.[11]
[عدل] مفاهيم شائعة
[عدل] الشحنة الكهربائية
مقالات تفصيلية :الشحنة الكهربائية و الكترون و بروتون و أيون
الشحنة الكهربائية عبارة عن خاصية موجودة في مجموعة معينة من الجسيمات دون الذرية، وهي سبب توليد القوة الكهرومغناطيسية فضلاً عن تفاعلها معها. وتعد القوة الكهرومغناطيسية واحدة من القوى الأساسية الأربعة في الطبيعة. وتنشأ الشحنة في الذرة التي يعد الإلكترون والبروتون أشهر حامليها. كما أنها عبارة عن كمية مخزنة، أو بمعنى آخر، أن الشحنة الكائنة داخل نظام معزول ستظل ثابتة بغض النظر عن أي تغييرات تحدث داخل هذا النظام ومن الممكن أن تنتقل الشحنة بين الأجسام داخل النظام، إما عن طريق الاتصال المباشر أو المرور من خلال مادة موصلة، مثل السلك.[12] ويشير مصطلح “الكهرباء الساكنة” إلى وجود (أو عدم توازن بين) شحنات على الجسم. وعادةً ما يحدث ذلك عندما يتم حك المواد المختلفة معًا فتنتقل الشحنة من مادة إلى أخرى.

تتسبب الشحنة الكهربائية الموجودة على المكشاف الكهربائي ذهبي الوريقات في تنافرهما بشكل واضح.
إن وجود شحنة كهربائية هو ما يولد القوة الكهرومغناطيسية: إذ أن الشحنات تدفع بعضها البعض بالقوة، وهذا التأثير كان معروفًا منذ قديم الزمن على الرغم من عدم فهمه.[13] فمن الممكن شحن كرة خفيفة الوزن معلقة بسلك عن طريق ملامستها لقضيب من الزجاج مشحون من خلال حَكِّه في قطعة من القماش. وفي حالة شحن كرة أخرى مماثلة بقضيب الزجاج نفسه، يُلاحظ أنها تتنافر مع الكرة الأولى؛ حيث إن الشحنة الكهربائية ستدفع الكرتين بعيدًا عن بعضهما البعض. كما تتنافر الكرتان المشحونتان عن طريق ملامستهما لقضيب من الكهرمان تم حَكِّه في قطعة من القماش. ومع ذلك، إذا تم شحن الكرة الأولى بقضيب الزجاج والثانية بقضيب الكهرمان، فستنجذبان إلى بعضهما البعض. وقد قام تشارلي أوجستين دو كولوم ببحث هذه الظواهر في القرن الثامن عشر وتوصل إلى أن الشحنة الكهربائية تظهر في شكلين متقابلين. وأدى هذا الاكتشاف إلى المسلمة المعروفة القائلة إن: “الشحنات الكهربائية المتشابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب”.[13]
إن القوة تعمل على الجسيمات المشحونة نفسها، ومن ثم تميل الشحنة إلى الانتشار بشكل متساوٍ قدر الإمكان على سطح موصل. سواء كانت تجاذب أم تنافر من خلال قانون كولوم الذي يكوّن علاقة بين القوة وحاصل ضرب الشحنات، وبين القوة والتربيع العكسي للمسافة بينها. أدى هذا الاكتشاف إلى البديهية الشهيرة: “قوة التنافر بين جسمين كرويين صغيرين مشحونين بالنوع نفسه من الكهرباء يتناسبان عكسيًا مع مربع المسافة بين مركزيهما”.[14] تعد القوة الكهرومغناطيسية قوية جدًا، وتحتل المرتبة الثانية فقط من حيث القوة في التفاعلات القوية.[15] ولكن بخلاف تلك القوة، يمتد تأثير الكهرومغناطيسية عبر جميع المسافات.[16] ومقارنةً بقوة الجاذبية الأكثر ضعفًا، فإن القوة الكهرومغناطيسية التي تدفع إلكترونين بعيدًا عن بعضهما أكبر من قوة التجاذب التثاقلي التي تجذبهما معًا بحوالي 1042 مرة.[17]
تتقابل الشحنة الكهربائية الموجودة على الإلكترونات والبروتونات، ولذلك يوصف مقدار الشحنة بأنه سالب أو موجب. وقد جرت العادة على اعتبار الشحنة التي تحملها الإلكترونات سالبة والتي تحملها البروتونات موجبة. وبدأت هذه العادة مع أعمال بنيامين فرانكلين. [18] يُرمز إلى مقدار الشحنة عادةً بالرمز “Q” ويُعبر عنه بوحدة الكولوم.[19] ويحمل كل إلكترون الشحنة نفسها والتي تساوي تقريبًا -1.6022×10−19 كولوم. ويحمل البروتون شحنة متعادلة ومتقابلة، تساوي +1.6022×10−19 كولوم. ولا تنحصر الشحنة الكهربائية في المادة فقط، بل توجد كذلك في المادة المضادة. فكل جسيم مضاد يحمل شحنة متعادلة ومتقابلة مع الجسيم المماثل له.[20]
بالإضافة إلى ذلك، من الممكن قياس الشحنة الكهربائية بعدة وسائل، مثل المكشاف الكهربي ذهبي الوريقات والذي يحتوي على شريطين رقيقين من أوراق الذهب متدليين في إناء زجاجي فيبتعدان عن بعضهما البعض عندما يشحنان، وتعتمد زاوية ابتعادهما على كمية الشحنة. وعلى الرغم من أن استخدام هذا المكشاف مستمر حتى الآن في التجارب الإيضاحية داخل الفصول الدراسية، فإن الإلكترومتر الإلكتروني قد حل محله.[21]
[عدل] التيار الكهربائي
مقال تفصيلي :تيار كهربائي
تُعرف حركة الشحنة الكهربائية باسم التيار الكهربائي الذي تقاس شدته عادةً بوحدة الأمبير. ويتكون التيار الكهربائي من أية جسيمات مشحونة ومتحركة. وتعد الإلكترونات الأكثر شيوعًا بين هذه الجسيمات، ولكن أي شحنة متحركة يمكنها أن تكون تيارًا. ووفقًا لما هو متعارف عليه، فإن التيار الموجب يُعَرّف بأنه التيار المتدفق في الاتجاه نفسه الذي تتدفق فيه أية شحنة موجبة يحملها؛ أو أنه التيار المتدفق من أقصى طرف موجب في الدائرة الكهربائية إلى أقصى طرف سالب. ويُطلق على هذا النوع من التيارات اسم التيار الاصطلاحي. وبالتالي، تعد حركة الإلكترونات السالبة حول الدائرة الكهربائية ـ وهي أحد أشهر أشكال التيار الكهربائي ـ موجبة في الاتجاه المقابل لاتجاه الإلكترونات.[22] ومع ذلك، فإنه وفقًا للظروف المحيطة يمكن أن يتكون التيار الكهربائي من تدفق الجسيمات المشحونة (الجسيم المشحون) في أيٍّ من الاتجاهين أو حتى في كلا الاتجاهين في وقت واحد. ويشيع استخدام المصطلحين السالب والموجب لتبسيط هذه الحالة.

يقدم القوس الكهربائي دليلاً فعالاً على التيار الكهربائي.
علاوةً على ذلك، يُطلق على العملية التي يمر فيها التيار الكهربائي خلال أحد المواد “التوصيل الكهربائي”. وتختلف طبيعة التوصيل الكهربائي عن طبيعة الجسيمات المشحونة والمادة التي يمر من خلالها. ومن أمثلة التيارات الكهربائية: التوصيل الفلزي الذي تتدفق فيه الإلكترونات خلال موصل مثل الفلز. بالإضافة إلى ذلك، هناك التحليل الكهربائي الذي تتدفق فيه الأيونات (وهي عبارة عن ذرات مشحونة) خلال السوائل. في حين تتحرك الجسيمات نفسها ببطء تام، ليصل متوسط سرعة الانسياق أحيانًا إلى أجزاء من المليمتر في الثانية،[21] فإن المجال الكهربائي الذي تتدفق فيه هذه الجسيمات ينتشر في حد ذاته بسرعة مقاربة لسرعة الضوء، مما يسمح للإشارات الكهربائية بالمرور بسرعة خلال الأسلاك.[23] يؤدي التيار الكهربائي إلى حدوث عدة تأثيرات ملحوظة ـ كانت تعتبر في الماضي الوسيلة التي يدرك بها الأفراد وجود تيار كهربائي. وقد اكتشف ويليام نيكلسون وأنطوني كارلايل عام 1800 أن بإمكان التيار الكهربائي تحليل الماء من بطارية فولتية، وتُعرف هذه العملية الآن باسم التحليل الكهربائي. وقام مايكل فاراداي بعمل دراسات موسعة في اكتشاف نيكلسون وكارلايل بشكل كبير عام 1833.[24] ويسبب التيار المار من خلال مقاومة نوعًا من التدفئة في المكان المحيط، وهو تأثير كان جيمس بريسكوت قد بحثه حسابيًا عام 1840. ومن أهم الاكتشافات الخاصة بالتيار الكهربائي كان ما توصل إليه هانز كريستيان أورستد بمحض الصدفة عام 1820 عندما كان يحضر إحدى محاضراته. حيث وجد أن التيار الكهربائي في أحد الأسلاك يشوش حركة إبرة البوصلة المغناطيسية،[25] كما اكتشف الكهرومغناطيسية، وهي عبارة عن تفاعل أساسي يحدث بين الكهرباء والمغناطيسات.
يوصف التيار الكهربائي عادةً، في التطبيقات الهندسية وفي المنازل، بأنه إما تيار مستمر أو تيار متردد. ويشير هذان المصطلحان إلى الكيفية التي يتغير بها التيار الكهربائي من حيث الزمن. فالتيار المستمر، الذي يتم إنتاجه من البطارية على سبيل المثال واللازم لتشغيل معظم الأجهزة الإلكترونية يتدفق في اتجاه واحد من الطرف الموجب للدائرة الكهربائية إلى الطرف السالب منها.[26] وفي حالة قيام الإلكترونات بنقل أو حمل هذا التيار المتدفق، وهو الأمر الأكثر شيوعًا، فإنها ستمر في الاتجاه المعاكس. أما التيار المتردد فهو أي تيار ينعكس اتجاهه بشكل متكرر. وغالبًا ما يأخذ هذا التيار شكل موجة جيبية.[27] وبالتالي، يتذبذب التيار المتردد ذهابًا وإيابًا داخل الموصل دون أن تتحرك الشحنة الكهربائية لأي مسافة على مدار الوقت. وتبلغ قيمة متوسط الفترة الزمنية التي يستغرقها التيار المتردد صفرًا. إلا أنه يقوم بتوصيل الطاقة في اتجاه واحد وهو الأول ثم يعكس. ويتأثر التيار المتردد بالخصائص الكهربائية التي يصعب ملاحظتها في حالة الاستقرار التي يتمتع بها التيار المستمر. ومن أمثلة هذه الخصائص: المحاثة والسعة.[28] ومع ذلك، تزيد أهمية هذه الخصائص عندما تتعرض مجموعة من الدوائر الكهربائية لتراوح مؤقت في التيار، مثلما يحدث عند تزويدها بالطاقة لأول مرة.
[عدل] المجال الكهربائي
مقالات تفصيلية :حقل كهربائي و كهروستاتيكا و كهرباء ساكنة
تَحَدّث مايكل فاراداي عن مفهوم المجال الكهربائي، فقال أنه ينشأ من خلال جسم مشحون في الحيز المحيط به، ويُحْدث قوة على أيٍّ من الشحنات الأخرى داخل المجال. ويعمل المجال الكهربائي بين شحنتين بالطريقة نفسها التي يعمل بها مجال الجاذبية بين كتلتين (كتلة). كما يتمدد المجال الكهربائي، مثله في ذلك مثل مجال الجاذبية، إلى ما لا نهاية ويظهر علاقة تربيع عكسي مع المسافة،[16] ومع ذلك، يوجد اختلاف مهم بينهما:
إذ تعمل الجاذبية دائمًا على عنصر الجذب، فتجذب كتلتين نحو بعضهما البعض. بينما قد يتسبب المجال الكهربائي في جذب الجسيمات أو تنافرها. وبما أن الأجسام كبيرة الحجم، مثل الكواكب، لا تحمل عادةً أي صافي شحنة، فإن المجال الكهربائي عن بُعد يساوي صفر. وبالتالي، تعد الجاذبية القوة الغالبة في الكون، على الرغم من ضعفها مقارنةً بالقوى الأخرى.[17]

خطوط المجال المنبعثة من شحنة موجبة فوق موصل مستوي.
بشكل عام، يختلف الحيز الذي يشغله المجال الكهربائي،[29] وتُعرّف شدته في أي نقطة على أنها القوة (لكل وحدة شحنة) التي تشعر بها شحنة ثابتة ومهملة إذا وضعت عند هذه النقطة.[30] ويجب أن تكون الشحنة التصورية، التي يطلق عليها اسم “شحنة اختبار” شديدة الصغر حتى تمنع مجالها الكهربائي من التشويش على المجال الرئيسي. كما ينبغي أن تكون ثابتة حتى تمنع تأثير المجالات المغناطيسية (المجال المغناطيسي). وبما أن المجال الكهربائي يتم تعريفه من منطلق القوة، وبما أن القوة تعتبر متجهًا، يُستخلص من ذلك أن المجال الكهربائي متجه أيضًا وله مقدار واتجاه. وبشكل أدق، يعد المجال الكهربائي مجالاً متجهيًا.[30]
فضلاً عن ذلك، يطلق على دراسة المجالات الكهربائية التي تُحْدثها الشحنات الثابتة اسم الكهرباء الساكنة. ويمكن تصوير المجال الكهربائي من خلال مجموعة من الخطوط التخيلية التي يكون اتجاهها في أي نقطة هو نفسه اتجاه المجال. ويعتبر فاراداي أوّل من قدّم هذا المفهوم.[31] ولا يزال مصطلح “خطوط القوة” الذي وضعه فاراداي مستعملاً في بعض الأحيان. وتعتبر خطوط المجال بمثابة المسارات التي تُحْدِثها شحنة موجبة؛ لأنها اضطرت للتحرك داخل هذا المجال. ومع ذلك، تعد هذه الخطوط مفهومًا تخيليًا ليس له وجود مادي. ويتخلل المجال الحيز الواقع بين الخطوط.[31] وأما خطوط المجال المنبعثة من الشحنات الثابتة فتتمتع بعدة خصائص رئيسية. الخاصية الأولى هي أنها تنشأ عند الشحنات الموجبة وتنتهي عند الشحنات السالبة، والخاصية الثانية هي وجوب دخولها أي موصل جيد بزوايا قائمة. أما الخاصية الثالثة فهي أنها لا تتقاطع ولا تطوق نفسها.[32]
إن أي جسم موصل أجوف يحمل كل شحناته الكهربائية على سطحه الخارجي. وبناءً على ذلك، فالمجال الكهربائي يساوي صفر في جميع الأماكن الموجودة داخل الجسم.[33] وهذه هي قاعدة التشغيل الرئيسية التي يعتمد عليها قفص فاراداي، وهو عبارة عن هيكل فلزي موصل يعزل ما بداخله عن المؤثرات الكهربية الخارجية. تزيد أهمية الكهرباء الساكنة بشكل خاص عند تصميم عناصر المعدات ذات الجهد العالي. ويوجد حد معين تنتهي عنده شدة المجال الكهربائي التي يمكن مقاومتها بأي وسيط. وبخلاف ذلك، يحدث الانهيار الكهربائي ويسبب القوس الكهربائي وميضًا عابرًا بين الأجزاء المشحونة. فعلى سبيل المثال، يسير الهواء في مسار منحني عبر الفجوات الصغيرة التي تتجاوز عندها شدة المجال الكهربي 30 كيلو فولت لكل سنتيمتر. وفي الفجوات الأكبر، تضعف شدة الانهيار الكهربائي، حيث تصل إلى كيلو فولت لكل سنتيمتر على الأرجح.[34] وأوضح ظاهرة طبيعية تدل على هذا الأمر هي البرق؛ إذ أنه يحدث عندما تنفصل الشحنات الكهربائية في السحاب بفعل الأعمدة الهوائية المرتفعة وعندما تقوم الشحنات برفع المجال الكهربائي في الهواء أكثر مما تحتمل. ومن الممكن أن يزيد الجهد الكهربائي في إحدى سحب البرق الكبيرة حتى يصل إلى 100 ميجا فولت وربما يقوم بتفريغ كمية هائلة من الطاقة قد تصل إلى 250 كيلواط في الساعة.[35]
تتأثر شدة المجال بدرجة كبيرة بالأجسام الموصلة المجاورة، وتزداد شدته خاصةً عندما يضطر إلى الانحناء حول أجسام مدببة الأطراف. ويتم استخدام هذا المبدأ في مانعة الصواعق. وهي عبارة عن عمود معدني ذي طرف مدبب يعمل على امتصاص التيار الكهربائي الناتج من الصواعق، بدلاً من نزوله على المبنى الذي يحميه.[36]
[عدل] فرق الجهد الكهربائي
مقالات تفصيلية :كمون كهربائي و الجهد

زوج من بطاريات AA، تدل العلامة + على قطبية فروق الجهد الكهربي بين طرفي البطارية.
يرتبط مفهوم الجهد الكهربائي ارتباطًا وثيقًا بالمجال الكهربائي. فالشحنة الصغيرة الموجودة داخل المجال الكهربائي تواجه قوة، ويتطلب نقل هذه الشحنة إلى تلك النقطة المضادة للقوة بعض الشغل. ويتم تعريف الجهد الكهربائي في أي مرحلة على أنه الطاقة اللازمة لجلب وحدة شحنة الاختبار ببطء من بُعد لا نهائي إلى هذه النقطة. ويُقاس الجهد الكهربائي عادةً بوحدة الفولت. والفولت الواحد عبارة عن الجهد الذي يجب أن يستهلكه جول من الشغل لجلب كولوم من الشحنة الكهربائية اللانهائية.[37] وعلى الرغم من أن تعريف الجهد الكهربائي تصوري، فإنه يتضمن جانبًا عمليًا بسيطًا. ويعتبر المفهوم الأكثر أهمية هو فرق الجهد الكهربائي، ويُعَرّف بأنه الطاقة اللازمة لتحريك وحدة شحنة بين نقطتين محددتين. ويتمتع المجال الكهربائي بخاصية مميزة، وهي أنه “محافظ” ـ الأمر الذي يعني أن المسار الذي تتخذه شحنة الاختبار ليست مهما: فكل المسارات بين نقطتين محددتين تستهلك مقدار الطاقة نفسه. وبالتالي، يمكن تحديد قيمة مميزة لفرق الجهد.[37] ويُعرف الفولت بأنه وحدة لقياس ووصف فرق الجهد الكهربائي، حتى أن مصطلح الجهد الكهربائي يزيد استخدامه اليومي بصورة كبيرة.
وفيما يتعلق بالأغراض العملية، من المفيد أن تُحدد نقطة إسناد مشتركة يتم من خلالها التعبير عن الجهود ومقارنتها. وفي حين أن هذا الأمر قد يكون لا نهائيًا، فإن الإسناد الأكثر إفادةً هو كوكب الأرض نفسه الذي يفترض البعض أن جهده لا يتغير في أي مكان. ويطلق على نقطة الإسناد هذه عادةً اسم الأرضي (يطلق عليه باللهجة البريطانية “Earth” وبالأمريكية “Ground”). ويفترض أن الأرض مصدر لا نهائي من كميات متساوية من الشحنات الموجبة والسالبة. وبالتالي، فهي غير مشحونة كهربائيًا وغير قابلة لإعادة للشحن. الجهد الكهربائي عبارة عن كمية سُلَّميّة أو قياسية أي أن له مقدار فقط ولا اتجاه له. ومن الممكن اعتباره مشابهًا للارتفاع: فكما يسقط الجسم الحر عند ارتفاعات مختلفة بفعل الجاذبية، تسقط كذلك الشحنة الكهربائية عند جهود مختلفة بفعل المجال الكهربائي.[38]
وكما تظهر الخرائط المجسمة لخطوط الكفاف التي تبين النقاط المتساوية في الارتفاع، من الممكن رسم مجموعة من الخطوط التي تبين نقاط الجهود الكهربائية المتساوية (والمعروفة باسم تساوي الكمون) حول جسم مشحون ساكنيًا. فهذه الخطوط تمر عبر جميع خطوط القوة بزوايا قائمة. كما يجب أن تمتد بشكل متوازي لسطح الموصل وإلا أدى ذلك إلى إنتاج قوة على حوامل الشحنة ولما أصبح المجال ساكنًا. كان يتم تعريف المجال الكهربائي على أنه القوة المبذولة لكل وحدة شحنة، إلا أن مفهوم الجهد الكهربائي سمح بوضع تعريف مرادف أكثر إفادة ألا وهو أن المجال الكهربائي هو تدرج موضعي للجهد الكهربائي. وعادةً ما يتم التعبير عنه بوحدة الفولت لكل متر، واتجاه متجه المجال الكهربائي عبارة عن خط لأكبر تدرج للجهد وهو الخط الذي تكون فيه خطوط تساوي الجهد قريبة من بعضها البعض.[21]
[عدل] كهرومغناطيسية
مقال تفصيلي :كهرومغناطيسية

دوائر المجال المغناطيسي حول تيار كهربائي.
دلل اكتشاف أورستد عام 1821 بوجود مجال مغناطيسي حول جميع جوانب السلك الحامل للتيار الكهربائبي، دلل على وجود علاقة مباشرة بين الكهرباء والمغناطيسية. فضلاً عن ذلك، بدا التفاعل مختلفًا عن قوة الجاذبية والقوة الكهربائية الساكنة، وهما قوتا الطبيعة اللتان تم اكتشافهما بعد ذلك.[25] والقوة الواقعة على إبرة البوصلة لم توجهها نحو السلك الحامل للتيار الكهربائي ولا بعيدًا عنه، ولكنها كانت تعمل نحو الزوايا القائمة بالنسبة لها. وفيما يلي كلمات أورستد التي اتسمت بقليل من الغموض: “إن التعارض الكهربائي يعمل بطريقة دوارة”. كما اعتمدت القوة على اتجاه التيار، فإذا انعكس التدفق، انعكست القوة كذلك. في واقع الأمر،[39] لم يستوعب أورستد اكتشافه استيعابًا كاملاً، لكنه لاحظ أن التأثير كان متبادلاً أو عكسيًا، بمعنى أن التيار يبذل قوة على المغناطيس والمجال المغناطيسي يبذل قوة على التيار. وقد بحث أندريه ماري آمبير بشكل أعمق في هذه الظاهرة واكتشف أن السلكين المتوازيين الذين يحملان التيار الكهربائي يبذلان قوة على بعضهما البعض: بمعنى أن السلكين الموصلين للتيار الكهربائي في الاتجاه نفسه ينجذبان لبعضهما البعض، بينما يتنافر السلكان اللذان يحملان التيار في اتجاهات متقابلة. ويتوسط المجال المغناطيسي الذي ينتجه كل تيار هذا التفاعل الذي يُمثل أساس التعريف الدولي لوحدة الأمبير.[40]

يستخدم المحرك الكهربائي تأثيرًا مهمًا يتعلق بالكهرومغناطيسية: ألا وهو أن التيار الكهربائي المار خلال مجال مغناطيسي يتعرض لقوة في الزوايا القائمة لكل من المجال والتيار.
تُعتبر العلاقة بين المجالات المغناطيسية والتيارات الكهربائية علاقة في غاية الأهمية؛ حيث إنها أدت إلى اختراع مايكل فاراداي للمحرك الكهربائي عام 1821. إذ يتكون محرك فاراداي، وهو محرك أحادي القطب، من مغناطيس دائم موضوع داخل حوض من الزئبق. وقد تم توصيل تيار كهربائي داخل سلك متدلي من مرتكز فوق المغناطيس ومغموس في الزئبق. ويبذل المغناطيس قوة مماسية على السلك مما يجعله يدور حول المغناطيس طوال فترة سريان التيار الكهربائي.[41] كشفت التجربة التي أجراها فاراداي عام 1831 أن السلك الذي يتحرك بشكل عمودي نحو مجال مغناطيسي يحدث فرق جهد بين طرفيه. كما سمح له التحليل الإضافي لهذه العملية، المعروفة باسم الحث الكهرومغناطيسي، بوضع المبدأ المعروف الآن باسم قانون فاراداي للحث المغناطيسي. وينص هذا القانون على أن فرق الجهد المحثوث داخل دائرة مقفلة يتناسب مع معدل تغير التدفق المغناطيسي خلال الدائرة. وقد تمكن فاراداي من خلال استخدام هذا الاكتشاف من اختراع أول مولّد كهربائي عام 1831. وفي هذا المولّد قام فاراداي بتحويل الطاقة الحركيّة لقرص نحاسي دوار إلى طاقة كهربائية. وعلى الرغم من عدم كفاءة[41] قرص فاراداي وقصوره كمولّد عملي، فإنه أظهر إمكانية توليد قدرة كهربائية باستخدام المغناطيسية. ولقد استفاد من أعقبه من أعماله استفادة كبيرة. كشفت أعمال كل من فاراداي وأمبير عن أن المجال المغناطيسي المتفاوت في الزمن يعمل كمصدر للمجال الكهربائي، وأن المجال الكهربائي المتغير في الزمن يعمل كمصدر للمجال المغناطيسي. ولذلك، عند تغير زمن أيٍّ من المجالين، يُستحث مجال الآخر بالضرورة.[42] وتتمتع هذه الظاهرة بخصائص الموجة ويُشار إليها عادةً باسم الموجة الكهرومغناطيسية. وقد قام جيمس كليرك ماكسويل بتحليل الموجات الكهرومغناطيسية من الناحية النظرية عام 1864. كما طور ماكسويل مجموعة من المعادلات التي قد تصف بوضوح العلاقة المتبادلة بين المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي والشحنة الكهربائية والتيار الكهربائي. وبالإضافة إلى ذلك، تمكن من إثبات أن هذه الموجة ستسير بالضرورة بسرعة الضوء، وبالتالي فإن الضوء نفسه يعد شكلاً من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي. وتعتبر قوانين ماكسويل التي تعمل على الربط بين الضوء والمجالات والشحنة الكهربائية أحد أعظم إنجازات الفيزياء النظرية.[42]
[عدل] الدوائر الكهربائية
مقال تفصيلي :دائرة كهربائية

دائرة كهربائية أساسية. مُصدر الجهد الكهربائي على الجانب الأيسر يدفع التيار الكهربائي حول الدائرة، فيوصل الطاقة الكهربائية في المقاومة. ويعود التيار من المقاوم إلى المصدر ويكمل الدائرة الكهربائية.
الدائرة الكهربائية عبارة عن ترابط بين المكونات الكهربائية، وتهدف عادةً إلى القيام ببعض المهام المفيدة مع مسار العودة بهدف تمكين الشحنة من الرجوع إلى مصدرها. إن مكونات الدائرة الكهربائية تأخذ أشكالاً عدة، وقد تتضمن هذه الأشكال عناصر مثل المقاومات (المقاوم) والمكثفات (المكثف) والمفاتيح (المفتاح) والمحولات (المحول) والإلكترونيات. وتشمل الدوائر الإلكترونية (الدئرة الكهربائية) مكونات نشطة (مكون نشط)، وتكون عادةً أشباه موصلات (شبه موصل) وتظهر بشكل لا خطي، مما يتطلب تحليلاً معقدًا. أما أبسط المكونات الكهربائية فهي التي توصف بأنها سلبية وخطية. فبينما تقوم هذه المكونات بتخزين الطاقة بشكل مؤقت، فإنها لا تحتوي على مصادر للطاقة. كما أنها تصدر استجابات خطية للمثيرات.[43]
يُحتمل أن المقاوم هو أبسط العناصر السلبية في الدائرة الكهربائية. وكما يوحي اسمه، فهو يقاوم التيار الكهربائي الذي يمر من خلاله ويبدد طاقته الحرارية. والمقاومة هي نتيجة لحركة الشحنة الكهربائية خلال الموصل. فعلى سبيل المثال، ترجع المقاومة في المعادن أساسًا إلى تصادم الإلكترونات بالأيونات. ويعتبر قانون أوم القانون الأساسي لنظرية الدائرة الكهربائية. وينص هذا القانون على أن التيار المار خلال مقاومة في موصل يتناسب طرديًا مع فرق الجهد بين طرفيه. ومقاومة معظم المواد تعد ثابتة نسبيًا على اختلاف درجات الحرارة والتيارات الكهربائية. والمواد التي ينطبق عليها هذه الشروط توصف بأنها “أومية”. ولقد أُطلق اسم أوم، وهو وحدة قياس المقاومة، نسبة إلى واضعه جورج أوم ويرمز له بالحرف اليوناني “Ω”. إن الرمز “1 Ω” يشير إلى المقاومة التي ستنتج فرق جهد يساوي واحد فولت استجابة لتيار يساوي واحد أمبير.[43]
أما المكثف فعبارة عن جهاز يقوم بتخزين الشحنة الكهربائية، وبالتالي تخزين طاقة كهربائية في المجال الناتج عن هذه العملية. ومن الناحية التصورية، يتكون المكثف من لوحين موصلين تفصل بينهما طبقة رقيقة عازلة. ومن الناحية العملية، يتم لف رقائق معدنية رقيقة معًا مما يزيد من سُمْك منطقة السطح من حيث وحدة حجم والسعة. ووحدة السعة هي الفاراد، وسُميت باسم مايكل فاراداي ويرمز إليها بالرمز “F”، والفاراد الواحد يساوي السعة التي تنشأ عن فرق الجهد البالغ واحد فولت عندما يقوم بتخزين شحنة تساوي واحد كولوم. والمكثف الموصَّل بمورد الجهد الكهربائي يتسبب مبدئيًا في مرور تيار كهربائي؛ حيث إنه يجمع الشحنة الكهربائية. ومع ذلك، يضمحل التيار الكهربائي بمرور الوقت كلما امتلأ المكثف الكهربائي ويصل بالتدريج إلى الصفر. ولذلك، لا يسمح المكثف بمرور تيار في حالة الاستقرار، بل يعوقه.[43]
فضلاً عن ذلك، يعتبر ملف الحث بمثابة موصل، عادةً ما يكون ملف من السلك، يقوم بتخزين الطاقة في المجال المغناطيسي استجابةً للتيار المار به. وعندما يتغير التيار، يتغير المجال المغناطيسي بالتبعية ويحث الجهد الكهربائي بين طرفي الموصل. والجهد المستحث يتناسب مع المعدل الزمني للتغيير في التيار الكهربائي. أما ثابت التناسب فيطلق عليه اسم المحاثة. ووحدة المحاثة هي “هنري”، تيمنًا بجوزيف هنري الذي عاصر فاراداي. وواحد هنري يساوي المحاثة التي تحث فرق الجهد البالغ واحد فولت في حالة تغير التيار المار به بمعدل واحد أمبير لكل ثانية.[43] وتنعكس طريقة عمل ملف الحث في بعض الأحيان على طريقة عمل المكثف، بمعنى أنه يسمح بمرور تيار غير متغير بسهولة ويسر، ولكنه يقاوم مرور التيار سريع التغير.
[عدل] الإنتاج والاستخدامات
[عدل] توليد الكهرباء
مقالات تفصيلية :توليد الكهرباء و نقل الكهرباء و توزيع الكهرباء

تتمتع طاقة الرياح بأهمية متزايدة في العديد من الدول.
إن التجارب التي أجراها طاليس باستخدام قضبان الكهرمان كانت أولى الدراسات التي أجريت على عملية إنتاج الطاقة الكهربائية. وعلى الرغم من أن هذه الطريقة، المعروفة الآن باسم تأثير كهرباء الاحتكاك، قادرة على رفع الأجسام الخفيفة وكذلك توليد الشرارات، فإنها غير فعالة على الإطلاق.[44] ولم يتم التوصل لمصدر كهربائي فعال إلا بعد اختراع البطارية الفولتية في القرن الثامن عشر. وهذه البطارية وكذلك الطراز الأحدث منها ألا وهو البطارية الكهربائية، تخزن الطاقة بشكل كيميائي وتجعلها متاحة للاستخدام في شكل طاقة كهربائية.[44] وتتميز البطارية بتعدد استخداماتها وتعد مصدرًا شائعًا وقويًا للطاقة ويصلح استخدامها في العديد من التطبيقات. إلا أن قدرتها على تخزين الطاقة محدودة، وبمجرد تفريغ الطاقة المخزنة، يجب التخلص من البطارية أو إعادة شحنها. وبالنسبة للاحتياجات الضخمة من الطاقة الكهربائية، فينبغي توليدها وتحويلها بكميات كبيرة. عادةً ما تولد الطاقة الكهربائية عن طريق المولدات الحركيّة الكهربائية التي يديرها البخار المنتج من احتراق الوقود الحفري أو الحرارة الناتجة عن التفاعلات النووية. كما تولد الطاقة من مصادر أخرى مثل الطاقة الحركية المستخلصة من الرياح أو الماء المتدفق. ولا تتشابه هذه المولدات مع المولد الذي اخترعه فاراداي عام 1831 وهو عبارة عن مولد أحادي القطب. ولكن لا يزال الاعتماد قائمًا على مبدئه الكهرومغناطيسي القائل إن الموصل الذي يتصل بمجال مغناطيسي متغير يحث فرق جهد عبر طرفيه.[45] إن اختراع المحول في أواخر القرن التاسع عشر جعل بالإمكان توليد الكهرباء من محطات توليد مركزية عن طريق الاستفادة من وفورات الحجم، ونقل هذه الكهرباء عبر الدول بكفاءة متزايدة.[46][47]
وبما أنه من الصعب تخزين الطاقة الكهربائية بكميات كبيرة تكفي لتلبية الاحتياجات على المستوى القومي، ينبغي أن يكون الإنتاج بقدر الاحتياج في جميع الأوقات.[46] وهذا الأمر يتطلب أن تتحرى المرافق الكهربائية الدقة في توقعاتها بشأن احتياجاتها الكهربائية وتحافظ على التنسيق المستمر مع محطات توليد الكهرباء. وهناك مقدار معين من عملية التوليد يجب أن يكون احتياطيًا حتى يقلل صدمات الشبكة الكهربائية التي تحدث بسبب الاضطرابات والفواقد التي يتعذر اجتنابها. وفي واقع الأمر، فإن الطلب على الطاقة الكهربائية يتزايد بسرعة كبيرة كلما زاد تقدم الدولة ونما اقتصادها. وقد كشفت الولايات المتحدة عن تزايد الطلب على الكهرباء بنسبة 12% كل عام على مدار الثلاثة عقود الأولى من القرن العشرين،[48] وهو معدل نمو تشعر به الآن الاقتصادات الناشئة، مثل الهند أو الصين.[49][50] ومن الناحية التاريخية، زاد معدل نمو الطلب على الطاقة الكهربائية عن صور الطاقة الأخرى. لقد أدت بعض المخاوف البيئية المتعلقة بتوليد الكهرباء إلى التركيز بشكل متزايد على التوليد من مصادر متجددة، وخاصةً الطاقة المائية وطاقة الرياح. وعلى الرغم من استمرار الجدل حول التأثير البيئي للوسائل المختلفة لإنتاج الطاقة، فإن الصورة النهائية لها نظيفة نسبيًا.[51]
[عدل] الاستخدامات

يعمل مصباح الإضاءة، وهو أحد التطبيقات الأولى على الكهرباء، عن طريق التسخين بحرارة جول: فالتيار المار خلال المقاومة يولد الحرارة.
إن الكهرباء صورة مرنة جدًا من صور الطاقة، فهي تلائم عددًا كبيرًا ومتزايدًا من الاستخدامات.[52] وقد كان لاختراع مصباح الإضاءة المتوهج على يد توماس أديسون في السبعينات من القرن التاسع عشر الفضل في أن تصبح الإضاءة واحدةً من أولى التطبيقات المتوفرة من الطاقة الكهربائية. على الرغم من مخاطر الكهرباء، فإن الاستعاضة بها عن اللهب المكشوف للإضاءة المعتمدة على الغاز قللت كثيرًا من مخاطر الحريق داخل البيوت والمصانع.[53] وقد تم إنشاء مرافق عامة في العديد من المدن لتستهدف سوق الإضاءة الكهربائية الآخذ في الازدهار. علاوةً على ذلك، كان لتأثير التسخين بحرارة جول المستخدم في مصباح الإضاءة أثرًا مباشرًا في مجال التدفئة الكهربائية. ومع أن هذا التأثير متعدد الاستعمالات ويمكن التحكم فيه، يرى البعض أنه مضيعة للوقت؛ حيث إن معظم عمليات التوليد الكهربائي يلزمها بالفعل إنتاج الحرارة في إحدى محطات توليد الكهرباء.[54] ولقد سنت عدة دول، مثل الدنمارك، قانونًا يحد أو يمنع من استخدام التدفئة الكهربائية في المباني الجديدة.[55] ومع ذلك، تعد الكهرباء، إلى حد كبير، مصدرًا عمليًا للطاقة يمكن استخدامه في عمليات التبريد،[56] حيث إن تكييف الهواء يمثل أحد القطاعات التي تزيد احتياجاتها للطاقة ـ وهي متطلبات تضطر دائمًا مرافق الكهرباء إلى تلبيتها.[57]
تستخدم الكهرباء في الاتصال عن بُعد. وفي الواقع، كان التلغراف الكهربائي، الذي ابتكره ويليام كوك وتشارلز ويتستون عام 1837، من أوائل تطبيقات الكهرباء في هذا المجال. ومع وضع أول نظام تلغراف عابر للقارات، ثم عبر المحيط الأطلسي، في الستينات من القرن التاسع عشر، سهلت الكهرباء وسائل الاتصال فأصبحت لا تستغرق سوى دقائق معدودة في جميع أنحاء العالم. وعلى الرغم من أن تكنولوجيا الألياف البصرية والاتصال عبر الأقمار الصناعية قد شغلت حصة في سوق نظم الاتصالات، ولكن ما زالت الكهرباء جزءًا أساسيًا من هذه العملية. فضلاً عن ذلك، تظهر تأثيرات الكهرومغناطيسية بوضوح في المحرك الكهربائي الذي يعد وسيلة نظيفة وفعالة للقدرة المحركة. ويسهل تزويد المحرك الثابت، مثل الرافعة، بمصدر للإمداد بالقدرة. أما المحرك الذي يتحرك مع تطبيقه، مثل السيارة الكهربائية، فيجب أن يحمل معه مصدرًا للقدرة كالبطارية، أو يجمع شحنة كهربائية مستمدة من تماس انزلاقي مثل البانتوجراف، مما يضع قيودًا على مداه أو أدائه.[58] هذا وتستخدم الأجهزة الإلكترونية المقحل، الذي يعد من أهم الاختراعات في القرن العشرين. كما أنه وحدة بناء أساسية تدخل في تكوين جميع الدوائر الكهربائية الحديثة. وقد تحتوي الدائرة المتكاملة الحديثة على مليارات من أجهزة المقحل صغيرة الحجم في محيط لا يتجاوز بعض السنتيمترات المربعة.[59]
[عدل] الكهرباء والعالم الطبيعي
[عدل] التأثيرات الفيزيولوجية
مقال تفصيلي :صدمة كهربائية
يتسبب تعرض جسم الإنسان لجهد كهربائي في سريان تيار كهربائي عبر الأنسجة. وعلى الرغم من أن العلاقة بين الجهد والتيار الكهربائي لا خطية، فإنه كلما زاد الجهد الكهربائي، اشتد التيار.[60] وبداية الإدراك الحسي لهذا الأمر يختلف باختلاف تردد المصدر ومسار التيار. ولكنه يتراوح ما بين 0.1 مللي أمبير إلى 1 مللي أمبير فيما يختص بكهرباء تردد الموصلات الرئيسية. ومع ذلك من الممكن الكشف عن تيار كهربائي منخفض تصل شدته إلى ميكروأمبير على أنه تأثير الاهتزازات الكهربائية في ظل ظروف معينة.[61] وفي حالة ارتفاع التيار الكهربائي بنسبة كافية، فإنه يتسبب في حدوث تقلص عضلي وارتجاف القلب وحروق في الأنسجة.[60] كما أن غياب أي علامة مرئية تدل على أن أحد الموصلات مشحون كهربيًا يجعل من الكهرباء خطرًا بالغًا. ومن الممكن أن يكون الألم الناجم عن الصدمة الكهربائية شديدًا، مما يؤدي في بعض الأحيان إلى تحول الكهرباء لوسيلة تعذيب. ويطلق على الوفاة التي تنتج عن صدمة كهربائية اسم الصعق الكهربائي. فضلاً عن ذلك، يعد الصعق الكهربائي وسيلة من وسائل تنفيذ الأحكام القضائية في بعض الدول، على الرغم من ندرة استخدامه في الآونة الأخيرة.[62]
[عدل] الظواهر الكهربائية في الطبيعة

الأنقليس الرعاد (Electrophorus electricus).
إن الكهرباء ليست اختراعًا من اختراعات الإنسان. والدليل على ذلك هو إمكانية ملاحظتها في صور متعددة في الطبيعة، وأبرز هذه الدلائل هو البرق. وعدد كبير من التفاعلات المألوفة والبسيطة، مثل اللمس أو الاحتكاك أو الربط الكيميائي، يحدث نتيجة للتفاعلات بين المجالات الكهربائية على المقياس الذري. ويعتقد البعض أن المجال المغناطيسي لكوكب الأرض ينشأ عن التيارات الدوارة في مركز الأرض والتي تعد مولدًا كهربيًا طبيعيًا.[63] بعض البلورات، مثل المرو أو حتى السكر، تولد فرقًا في الجهد على أسطحها عندما تتعرض لضغط خارجي.[64] وتعرف هذه الظاهرة باسم الكهرضغطية، وهي مأخوذة من الكلمة اليونانية “πιέζειν” وتعني “يضغط”. وقد اكتشف هذه الظاهرة بيير كوري وجاك كوري عام 1880. ويعد هذا التأثير متبادلاً؛ فعندما تتعرض مادة كهرضغطية لمجال كهربائي، يحدث تغيير بسيط في الأبعاد الفيزيائية.[64] بالإضافة إلى ذلك، تستطيع بعض الكائنات الحية، مثل أسماك القرش، الكشف عن التغييرات التي تحدث في المجالات الكهربائية والاستجابة لها، ويعرف ذلك باسم “الاستشعار الكهربائي”.[65] بينما تتمتع بعض الكائنات الحية الأخرى بما يطلق عليه “القدرة على التفريغ الكهربائي” ـ أي أنها تولد جهودًا كهربائية بنفسها كوسيلة لافتراس غيرها من الكائنات أو كسلاح دفاعي لها.[5] ويعتبر الأنقليس الرعاد أشهر مثال على ذلك حيث بوسعه اكتشاف فريسته أو صعقها من خلال تفريغ جهود كهربائية عالية تتولد من خلايا عضلية معدلة تسمى الخلايا الكهربائية. وتقوم الحيوانات جميعها بإرسال المعلومات على امتداد أغشية الخلايا وذلك مع نبضات مشحونة كهربائيًا تسمى جهود الفعل (جهد الفعل) وهي الموجة المتشكلة من التفريغ الكهربائي التي تنتقل من منطقة إلى أخرى مجاوة لها على طول الغشاء الخلوي لأي خلية حية. ووظيفة هذه الجهود تتضمن الاتصال بين الخلايا العصبية والعضلات عن طريق النظام العصبي.[66] تخفز الصدمة الكهربائية هذا النظام، وتتسبب في تقلص العضلات.[67] كما أن جهود الفعل مسئولة عن تنسيق الأنشطة في مجموعة معينة من النباتات والثدييات.
[عدل] المفهوم الثقافي للكهرباء قديمًا
لم تكن الكهرباء تشغل جزءًا رئيسيًا من الحياة اليومية للعديد من الأفراد في القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، حتى في الدول الصناعية في العالم الغربي. وبناءً على ذلك، صورت الثقافة الشعبية الكهرباء في هذا الوقت على أنها قوة غامضة وشبه سحرية، وقادرة على قتل الأحياء وإحياء الموتى، أو بتعبير آخر، فهي تستطيع تغيير قوانين الطبيعة.[68] ويظهر هذا الموقف تجاه الكهرباء في الرواية التي كتبتها ماري شيلي بعنوان فرانكنشتاين سنة 1819، وكانت أولى الروايات التي وضعت الصورة المكررة التي تصور عالمًا مجنونًا يقوم بإحياء كائن من رقع من القماش بالقدرة الكهربائية.
علاوةً على ذلك، ومع اعتياد العامة على الكهرباء كقوام الحياة في الثورة الصناعية الثانية، كانت استخداماتها تنصب غالبًا على الجانب الإيجابي،[69] مثل العاملين في مجال الكهرباء الذين “يكونون قاب قوسين أو أدنى من الموت وهم يقطعون الأسلاك الكهربائية ويصلحونها” كما ورد في قصيدة “أبناء مارثا” (بالإنجليزية: The Sons of Martha) للكاتب روديارد كبلينج التي ألّفها عام 1907[69] وقد برزت جميع أنواع السيارات التي تعمل باستخدام الطاقة الكهربائية بشكل كبير في قصص المغامرات، مثل روايات الكاتب الفرنسي “جول فيرن” أو سلسلة روايات بطل الخيال العلمي “توم سويفت”.[69] وقد كان العامة ينظرون إلى كبار الأساتذة في مجال الكهرباء، سواء كانوا أشخاصًا من الواقع أم من وحي الخيال، بما فيهم العلماء مثل توماس إديسون أو تشارلز شتاينمتز أو نيقولا تسلا على أنهم يتمتعون بقدرات تشبه قدرات السحرة.[69]
أما والآن بعد أن صارت الكهرباء أمرًا عاديًا وتقليديًا، وأساسيًا في الحياة اليومية منذ النصف الثاني من القرن العشرين، فلم يعد الأمر يلفت نظر الناس إلا عند توقف الكهرباء عن التدفق،[69] وهو حدث يساوي كارثة بالنسبة

30. محمد أحمد محمد - مايو 20, 2012

الصوت (بالإنكليزية: Sound) هو تردد آلي، أو موجة قادرة على التحرك في عدة أوساط مادية مثل الأجسام الصلبة، السوائل، والغازات،ولاتنتشر في الفراغ, وباستطاعة الكائن الحي تحسسه عن طريق عضو خا ص يسمى الأذن. من منظور علم الأحياء فالصوت هو إشارة تحتوي على نغمة أو عدة نغمات تصدر من الكائن الحي الذي يملك العضو الباعث للصوت، تستعمل كوسيلة اتصال بينه وبين كائن آخر من جنسه أو من جنس آخر، يعبر من خلالها عما يريد قوله أو فعله بوعي أو بغير وعي مسبق، ويسمى الأحساس الذي تسببه تلك الذبذبات بحاسة السمع وتقدر سرعة الصوت في وسط هوائي عادي ب 340 متر في الثانية أو 1026 كم في الساعة. تتعلق سرعة الصوت بعامل الصلابة وكثافة المادة التي يتحرك فيها الصوت.
• الصوت هو اهتزاز ميكانيكي للوسط، الصوت ليس موجة بل الموجة هي إحدى الاشكال (نماذج الانتشار) التي يبرز ويتميزبها الصوت وكمثال على نماذج أخرى: التيارات الصوتية والتدفق الصوتي
• هنالك عوامل أخرى تؤثر على انتشار الصوت وسرعته كطبيعة المادة (اللزوجة، تأثرها بالمجال المغناطيسي)

[عدل] موجات طولية وموجات عرضية ا

عدد من موجات جيبية ذات ترددات مختلفة ; الموجات السفلى لها تردد أعلى من الموجات العليا في الشكل. المحور الأفقي يمثل الزمن.
ينتشر الصوت في الغازات والبلازما وفي السوائل على هيئة موجات طولية ، وتسمى عند الفيزيائيين موجات ضغطية. أما في المواد الصلبة فينتشر الصوت فيها كموجات طولية وأيضا موجات عرضية. وتتكون موجات الصوت الطولية من تتابع لطبقات يعلو فيها الضغط وطبقات يقل فيها الضغط عن الضغط المتوازن المعتاد متتابعة. أما الموجات العرضية في المواد الصلبة فهي موجات متتابعة من إجهاد جزي عرضي ، يكون عموديا على اتجاه انتشار الصوت.
وفي موجات الصوت تنزاح جزيئات الوسط دوريا وتهتز ، ولكنها لا تنتقل مع الصوت. وتنتقل الطاقة المحمولة مع الصوت كطاقة حركة لاهتزازات الوسط.
[عدل] التعريف الفيزيائي
من وجهة نظر الفيزياء فالصوت هو موجة. وتكون الموجة في السوائل والغازات موجة طولية وهي كذلك أيضا في الهواء. أما في المواد الصلبة فينتشر الصوت في موجات عرضية. وتحرك الموجات جزيئات الوسط (غالبا الهواء) حول حالة وسطية وتنتشر بسرعة خاصة ، ويرمز لسرعة الصوت c.وتنقل الموجات طاقة صوتية. ولا ينتشر الصوت في الفراغ.
وتعتمد سرعة الصوت على الوسط الذي ينقلها. وتبلغ سرعة الصوت في الهواء 343 متر في الثانية عند درجة حرارة 20 درجة مئوية و 1407 متر /ثانية في الماء عند درجة الصفر المئوي.
يمكن حساب طول الموجة الصوتية من تردد الموجة f وسرعة الصوت c بواسطة المعادلة:

وفي العادة تكون اختلافات في الضغط أو في الكثافة سببا في تغير سرعتها. ويتضح هذا عندما نتصور مستوي لضغط الصوت يقدر ب 130 dBديسيبل. وهذ يبلغ درجة تألم أذن الإنسان ، ويمثل به الضغط الجوي العادي : يبلغ الضغط الجوي للهواء الساكن 101325 باسكال ، في حين أن مستوي ضغط صوت قدره 130 dB له قيمة فعلية لضغط الصوت p تبلغ 63 باسكال فقط.
[عدل] خصائص الموجات الصوتية
يعتبر الصوت أحد الظواهر الهامة التي يستعملها الإنسان والحيوان للتخطيط والتفاهم عن طريق حاسة السمع (الاذن) التي يتم بواسطتها تحويل الصوت من موجات صوتية إلى أشارات كهربائية عن طريق الاذن والمخ والتي تتحول إلى معلومات مفهومة وتشمل هذه الظواهر جميع الاصوات على اختلاف مصادرها ووسائلها.
مثلا سماع الاصوات من الآلات الموسيقية وتعدد وسائل الاتصالات المسموعة التي تعتمد على تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى وتطور الأجهزة الصوتية التي تأخد أشكالا متعددة في تطبيقاتها الحديثة في مجالات الطب والصناعة والزراعة وغيرها تجعل العلماء والمهتمين بهذا المجال يكثفون الجهد لفهم الظواهر الموجية من حيث مصادرها وكيفية حدوثها وطرق انتشارها والعوامل التي تتحكم فيها ومدى الاستفادة منها.
إذا لاحظنا بعناية الطرق التي يحدث بها الصوت نجد أنه لابد من بدل شغل في كل حالة.الموسيقى يبذل شغلا لتحريك أوتار الآلة الموسيقية كما أن الصوت الناتج عندما تصفق يديك لتشجيع فريقا رياضيا مثلا يأتي من بذل شغل وهذا الشغل المبذول بواسطة اليدين يسبب اضطرابا في الهواء المحيط منحولا إلى طاقة صوتية تتشكل على شكل موجات منتظمة عليه فإن الصوت صورة من صور الطاقة إذا استقبلتها الأذن يحدث الاحساس بالسمع.
و تعتبر دراسة “الصوت” من المواضيع المهمة حيث تستخدم هذه الدراسات في ابحاث الطيران والفضاء والطاقة المتجددة والطاقة النووية والابحاث الطبية.
و يمكن توليد الصوت بوسائل ميكانيكية أو حرارية. وتستخدم الوسائل الحرارية في بناء المبردات الصوتية الحرارية وكذلك في عمليات الكشف عن الماء الموجود في النفط
[عدل] تصنيفات الموجات الصوتية
تصنف الموجات الصوتية طبقا لتردداتها كما يلي:
[عدل] الموجات المسموعة
هي تلك الموجات التي تقع تردداتها بين 20 هرتز و 20.000 هرتز ، وتمثل الصوت المسموع بواسطة الأذن البشرية العادية. حيث أن الحد الأدنى لتردد الصوت التي تحس بها الأذن البشرية الطبيعية هو 20 هيرتز تقريبا بينما الحد الأعلى هو 20 الف هرتز ، وينخفض هذا المدى عند كبار السن إلى حوالي 12.000 هرتز. وأقصى درجات الاحساس بالصوت لأذن بشرية عادية يقع في المدى بين 5000 هيرتز و8000 هيرتز والذي يشمل ذبذبات الحروف الهجائية. وكما هو معروف يمكن أحداث الموجات السمعية عن طريق الاحبال الصوتية في الإنسان والآلات الموسيقية سواء الوترية أو النحاسية أو الأنبوبية وغيرها من الآلات الأخرى.
[عدل] الموجات الفوق سمعية
هي الموجات التي تزيد تردداتها على 20 الف هيرتز والتي تقع خارج نطاق حاسة الاذن البشرية. وهذا النوع من الموجات ما زال موضع بحث واهتمام مكثف نظرا للتطبيقات المهمة التي تمس مجالات عديدة في الصناعة والطب وغيرهما. وقد أصبح بالإمكان إنتاج موجات فوق صوتية تزيد تردداتها على 1000000 هيرتز ولاتختلف هذه الموجات من حيث الخواص عن الموجات الصوتية الاخــرى إلا أنه نظرا لقصر طول موجاتها فإنه بالإمكان تنتقل على هيئة أشعة دقيقة عالية الطاقة.
[عدل] الموجات تحت السمعية
هي الموجات الصوتية التي يقل ترددها عن 20 هيرتز ولاتستطيع الاذن البشرية الاحساس بها واهم مصدر لها هو الحركة الاهتزازية والانزلاقية لطبقات القشرة الأرضية وما ينتج عنها من زلازل وبراكين وعليه انها مهمة جدا في رصد الزلازل وتتبع نشاط البراكين. وتستطيع بعض الحيونات الاحساس بالزلازل قبل حدوثها بسببها
[عدل] سرعة الصوت
مقال تفصيلي :سرعة الصوت
تختلف سرعة الصوت حسب نوع الوسط الذي تنتشر فيه الموجات الصوتية و درجة الحرارة فتكون أعلى في المواد الصلبة وأقل في السوائل وأقل بكثير في الغازات. وبالنسبة لانتشار الصوت في الهواء فيعتمد على الضغط ، أي أن سرعة الصوت تقل بالارتفاع عن سطح الأرض. فمثلا سرعة الصوت في الهواء عند درجة الصفر المئوي هي 331.1 م/ث وتزداد هذه السرعة بارتفاع درجة الحرارة. تقدر سرعة الصوت في الماء بـ1450 م/ث عند الدرجة القياسية (15 درجة مئوية). وتتراوح هذه السرعة في المواد الصلبة بين 3000 و 6000 متر/ثانية فهي مثلا 5100 م/ث للحديد والألمنيوم و3560 م/ث للنحاس وتبلغ 5200 متر في الثانية في الزجاج.
[عدل] مستوى ضغط الصوت
ضغط الصوت هو الفرق – بالنبة إلى وسط معين – بين متوسط الضغط الموضعي والضغط في موجة الصوت. يؤخد متوسط مربع هذا الفرق (أي مربع الانحراف عن ضغط التوازن) عادة بالنسبة إلى الزمن / أو المكان ، ثم يحسب منه الجزر التربيعي فينتج جذر متوسط التربيعات.
وعلى سبيل المثال ، 1 باسكال متوسط جزر التربيع لضغط الصوت (94 دي بي) في الجو معناه أن الضغط الفعلي في موجة الصوت تهتز بين (1 ضغط جوي باسكال) و(1 ضغط جوي باسكال), أي بين 101323.6 و 101326.4 باسكال. مثل هذا الفرق الطفيف في الضغط الجوي عند تردد صوتي يؤثر على للأذن كصوت يصم وقد يتسبب في إفساد السمع كما يُرى من الجدول أدناه.
وتستطيع الأذن البشرية سماع الصوت في نطاق واسع من المطالات ، وغالبا ما يقاس ضغط الصوت بواسطة مستوي لوغاريتمي للقياس decibel ديسيبل. ويُعرف مستوى ضغط الصوت ورمزه Lp بالمعادلة :

حيث:
p جذر متوسط التربيعات لضغط الصوت ،
و ضغط الصوت العياري.
وتعرف ضغوط الصوت العياريية عادة طبقا للنظام العياري الوطني الأمريكي ANSI S1.1-1994 من 20 ميكرو باسكال في الهواء و 1 ميكرو باسكال µPa في الماء. وبدون ذكر النظام العياري لضغط الصوت فلا تعبر قيمة بالديسيبل عن مستوى ضغط الصوت.
ونظرا لأن الأذن البشرية ليس لها استشعار مستوي لترددات الصوت فإن ضغط الصوت عادة ما يوازن بالتردد بحيث يطابق المستوى المقاس عمليا مستوي السمع بالتقريب.
وقامت المفوضية الدولية للتكنولوجيا الكهربائية IEC بتعريف عدة نظم للموازنة. منها الموازنة A-weighting وهي تحاول تمثيل استجابة الأذن البشرية لشوشرة ، والموازنة من النوع A توازن مستويات ضغط الصوت يرمز لها دي بي إيه dBA. وتستخدم موازنة نوع C لقياس مستويات قممية عالية.
[عدل] تصنيف الصوت تبعا للتردد
بحسب التردد يصنف الصوت إلى الأنواع :
• تحت الصوتية ، وهي أقل من 16 هرتز وهي غير مسموعة للأذن البشرية حيث التردد منخفض جدا ،
• نطاق السمع , وهو يمتد من 16 هرتز إلى نحو 20.000 هرتز ، وهي أصوات مسموعة للبشر ،
• فوق صوتية ، بين 20.000 هرتز إلى 6و1 جيجا هرتز (6و1 مليار ذبذبة في الثانية) ، وهي غير مسموعة للبشر ، حيث ترددها عالي.
• صوتية فائقة ، موجات صوتية ترددها أكبر من 1 مليار هرتز (1 مليار ذبذبة/ثانية) ، وهذة قد لا تنتشر.
الموجات الصوتية

تنشأ موجات الصوت من اهتزاز الأجسام وكما نعلم فالنغمات الموسيقية التي تستمع إليها من الكمان او البيانو أو من آلة العود تنشأ من اهتزاز الأوتار المشدودة لهذه الآلات وتصل إلينا خلال الهواء وعندما يتكلم الإنسان فإن الصوت ينشأ من اهتزاز الاحبال الصوتية للحنجرة .
وتنتقل موجات الصوت خلال الغازات والسوائل والأجسام الصلبة كذلك .
وعندم اقتراب قطار من محطة فإنه يمكننا أن نستمع لاهتزاز قضبان القطار قبل أن نتمكن من مشاهدة القطار أثناء قدومه ، فالمادة الصلبة للقضبان هي التي تحمل صوت القطار والذي ينتقل صوته إلينا عبر الـــهواء.

طبيعة الصوت :

اذا أسقطت حجرا صغيرا في بركة ساكنه ستشاهد سلسلة من الامواج تنتقل مبتعدة عن النقطة التي لامس فيها الحجر سطح الماء ، كذلك ينتقل الصوت في موجات عندما يتحرك خلال الهواء او اي وسط آخر وتنتج الموجات من جسم مهتز .
ففي حالة حركة الجسم المهتز الى الخارج يحدث ضغط على الوسط المحيط به فتنتج منطقة ضغط .
وعندما يتحرك الجسم بعد ذلك للداخل يتمدد الوسط في الحيز الذي كان يشغله الجسم وتمسى منطقة التمدد هذه تخلخلا ، وباستمرار تحرك الجسم الى الداخل والخارج تنتقل سلسلة من الضغوط والتخلخلات بعيدا عنه وتتكون الموجات الصوتية من هذه الضغوط والتخلخلات .

التردد وطبقة الصوت :

يسمى عدد الضغوط والتخلخلات التي ينتجها الجسم المهتز في كل ثانية تردد الموجات.
وكلما ازدادت سرعة اهتزاز الجسم ارتفعت قيمة تردده.
ويستخدم العلماء وحدة الهرتز لقياس التردد ويساوى الهرتز الواحد اهتزازه وواحدة كل ثانية .

الطول الموجي :

الطول الموجي هي المسافة بين اي نقطة على موجة والنقطة التي تقابلها في الموجة الثانية
يسمع معظم الناس الاصوات التي يتراوح ترددها بين 20 و 20.000 هرتزة ويستطيع الوطواط والكلب وأنواع أخرى من الحيوانات سماع أصوات ترددات اعلى بكثير من 20.000 هرتز .
والاصوات المختلفة لها ايضا ترددات مختلفة على سبيل المثال تردد صلصلة المفاتيح يتراوح بين 700 و 15.000 هرتز .

سرعة موجات الصوت :
حيث ان اهتزاز جزيئات الهواء يكون في نفس اتجاه الموجه ، لذلك فإن موجات الصوت يطلق عليها بالموجات الطولية .
وعند إلقاء حجر في الماء ينتج موجات وتتحرك جزيئات الماء الاعلى بينما تتحرك الموجة أفقيا في اتجاه سطح الماء.
وبمعنى آخر فإن الموجات التي تتحرك عموديا على اتجاه تذبذب الجزيئات تعرف بالموجة المستعرضة وموجات الماء هي مثال للموجات المستعرضة وكذلك موجات الضوء والراديو.

وينتقل الصوت خلال اي شيء وكل شئ فيما عدا الفراغ وهذا ببساطة يرجع إلى أن جزيئات المادة أيا كانت قادرة على امرار الاهتزازات عبرها ، وبعض المواد يمكنها نقل الموجات الصوتية بصورة أفضل من غيرها .
ولا تعتمد سرعة الصوت على ضغط الهواء فسرعة الصوت فوق قمة جبل حيث الضغط منخفض هي نفسها سرعة الصوت عند أسفل الجبل ( ضغط جوي معتاد ) وحيث أن سرعة موجات الضوء تبلغ 300.000كم/ث أي انها اكبر بكثير من سرعة الصوت ، لذلك فالإنسان يمكنه أن يرى البرق وبعدها بلحظات يستطيع أن يسمع صوت الرعد .

الاصوات تحت الماء :

تزود السفن بأجهزة تمكنها من كشف أي جسم تحتها مثل الغواصة وكذلك يمكنها تحديد عمق هذه الغواصة وذلك بإرسال موجات ( نبضات ) صوتية داخل الماء فإذا ما صادفت هذه الموجات جسما فإنها تنعكس عند اصطدامها به وبمعرفة الوقت الذي تستغرقه النبضة منذ خروجها من السفينة وحتى رجوعها اليها وبمعرفة سرعة الصوت في الماء ( حوالي 1500م/ث أي حوالي اربعة اضعاف سرعة الصوت في الماء ) يمكن تحتدي بعد الجسم الذي انعكست عنه الموجات ( النبضات ) الصوتية ويطلق على هذه الاجهزة بأجهزة تحديد الابعاد بالصدى – جهاز السونار-
وتستخدم سفن صيد الاسماك هذه الاجهزة لتحديد تجمعات الاسماك وكميتها وعمقها حتى تسهل عملية الصيد .

خواص الصوت :
1- مقام الصوت :
يمكن تمييز صوت الأطفال عند لعبهم بواسطة من هم أكبر منهم سنا والذين يفترض أن أصواتهم ذات مقام صوت أعلى من الأطفال ويعتمد مقام الصوت على التردد .
اذا مقام النغمة المسموعة يعتمد على تذبذبها أو ترددها فمثلا نجد ان نغمة صوت ذو مقام عالٍ مثل الصادر عن صراخ الاطفال ذات تردد عالٍ .
ونجد ان الصفارة لها تردد يبلغ حوالي 1000هرتز/ث .
ونغمة صوت ذو مقام منخفض مثل ذلك الصوت الفظ ( الاجش ) لها تردد منخفض حوالي 100 ذبذبه / ث .
وقد خلق الله سبحانه وتعالى أذن الانسان بحيث يمكنها استقبال أصوات بترددات تصل الى 20000ذبذة /ث وما يزيد عن هذا لا يسمعه الانسان الا ان بعض الحيوانات مثل الكلاب والقطط لها اصوات بترددات تفوق هذا الرقم الكبير .
2- ارتفاع الصوت وشدته :
اذا ما اردنا تعلية الصوت في جهاز الراديو فجأ نجد ان الجسميات الصغيرة والقريبة من الجهاز تبدأ في التطاير بتأثير علو الصوت ، وذلك لان الطاقة الصادرة من المستقبل والحال هكذا تكون عاليه عن ذي قبل فنقول ان شدة الصوت أو ارتفاعه قد ازدادت وعلى ذلك فإن ارتفاع الصوت يعتمد على سعة الموجة
وعموما فإنه كلما زادت كتلة الهواء المهتز كلما كان الصوت أعلى واشد فنجد أن سماعة التليفون يمكننا ان نسمع بها بوضع اذا ما قربناها للآذان وذلك يرجع الى أن الجزء المعدني الدائري بداخل السماعة له مساحة صغيرة مما يؤدى الى اهتزاز كمية الهواء الملاصقة لهه المساحة فيكون الصوت أشد كلما اقتربنا منها .
في حين ان سماعة الراديو او التليفزيون يمكننا ان نسمع منها صوتا أعلى واشد وذلك يرجع الى ان السماعة المخروطية الشكل لها مساحة سطح كبيرة نسبيا مما يؤدي الى اهتزاز كمية الهواء اكبر

الخاتمة :
الصوت
إن الصوت يحيط بنا طوال الوقت ، فقد نصحو في الصباح الباكر على جرس ساعة التنبيه أو على شقشقة العصافير ، وخلال اليوم نسمع الى كل انواع الاصوات مثل صلصة أواني المطبخ وازيز حركة المرور وأصوات الناس عندما نتهيأ للنوم ليلا قد نسمع نقيق الضفادع أو حفيف الرياح .
أن كل صوت من هذه الاصوات تحدثه اهتزازت جسم ماء فعندما يعتز الجسم فإنه يجعل الهواء المحيط به يهتز تنتشر الاهتزازات في كل الاتجاه مبتعدة عن المصدر وعندما تدخل الاهتزازات آذاننا تنتقل الى الدماغ الذي بترجمتها الى اصوات .

أتمنى ان أكون قد استطعت ان اسهب في الحديث عن موضوع الصوت ، كما اتمنى ان اكون قد وفقت فيه.

31. محمد أحمد محمد - مايو 20, 2012

طاقة شمسية
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح, البحث

الإشعاع الشمسي
الطاقة المتجدّدة

طاقة حيوية
كتلة حيوية
طاقة حرارية أرضية
طاقة مائية
طاقة شمسية
طاقة المد والجزر
طاقة موجية
طاقة ريحية

الطاقة الشمسية هي الضوء المنبعث والحرارة الناتجان عن الشمس اللذان قام الإنسان بتسخيرهما لمصلحته منذ العصور القديمة باستخدام مجموعة من وسائل التكنولوجيا التي تتطور باستمرار.تُعزى معظم مصادر الطاقة المتجددة المتوافرة على سطح الأرض إلى الإشعاعات الشمسية بالإضافة إلى مصادر الطاقة الثانوية، مثل طاقة الرياح وطاقة الأمواج والطاقة الكهرومائية والكتلة الحيوية.. من الأهمية هنا أن نذكر أنه لم يتم استخدام سوى جزء صغير من الطاقة الشمسية المتوافرة في حياتنا. يتم توليد طاقة كهربية من الطاقة الشمسية بواسطة محركات حرارية أو محولات فولتوضوئية.وبمجرد أن يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية، فإن براعة الإنسان هي فقط التي تقوم بالتحكم في استخداماتها.ومن التطبيقات التي تتم باستخدام الطاقة الشمسية نظم التسخين والتبريد خلال التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، والماء الصالح للشرب خلال التقطير والتطهير، واستغلال ضوء النهار، والماء الساخن، والطاقة الحرارية في الطهو، ودرجات الحرارة المرتفعة في أغراض صناعية. تتسم وسائل التكنولوجيا التي تعتمد الطاقة الشمسية بشكل عام بأنها إما أن تكون نظم طاقة شمسية سلبية أو نظم طاقة شمسية إيجابية وفقًا للطريقة التي يتم استغلال وتحويل وتوزيع ضوء الشمس من خلالها.وتشمل التقنيات التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية الإيجابية استخدام اللوحات الفولتوضوئية والمجمع الحراري الشمسي، مع المعدات الميكانيكية والكهربية، لتحويل ضوء الشمس إلى مصادر أخرى مفيدة للطاقة.هذا، في حين تتضمن التقنيات التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية السلبية توجيه أحد المباني ناحية الشمس واختيار المواد ذات الكتلة الحرارية المناسبة أو خصائص تشتيت الأشعة الضوئية، وتصميم المساحات التي تعمل على تدوير الهواء بصورة طبيعية.

[عدل] حجم الطاقة الشمسية القادمة إلى الأرض
مقالات تفصيلية :تشمس و شعاع الشمس

يصل إلى سطح الأرض حوالي نصف كمية الطاقة الشمسية القادمة إليه من الشمس
يستقبل كوكب الأرض 174 بيتا واط من الإشعاعات الشمسية القادمة إليه (الإشعاع الشمسي) عند طبقة الغلاف الجوي العليا.[1] وينعكس ما يقرب من 30% من هذه الإشعاعات عائدة إلى الفضاء بينما تُمتص النسبة الباقية بواسطة السحب والمحيطات والكتل الأرضية. ينتشر معظم طيف الضوء الشمسي الموجود على سطح الأرض عبر المدى المرئي وبالقرب من مدى الأشعة تحت الحمراء بالإضافة إلى انتشار جزء صغير منه بالقرب من مدى الأشعة فوق البنفسجية.[2] تمتص مسطحات اليابسة والمحيطات والغلاف الجوي الإشعاعات الشمسية، ويؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارتها. يرتفع الهواء الساخن الذي يحتوي على بخار الماء الصاعد من المحيطات مسبباً دوران الهواء الجوي أو انتقال الحرارة بخاصية الحمل في اتجاه رأسي. وعندما يرتفع الهواء إلى قمم المرتفعات، حيث تنخفض درجة الحرارة، يتكثف بخار الماء في صورة سحب تمطر على سطح الأرض، ومن ثم تتم دورة الماء في الكون. تزيد الحرارة الكامنة لعملية تكثف الماء من انتقال الحرارة بخاصية الحمل، مما يؤدي إلى حدوث بعض الظواهر الجوية، مثل الرياح والأعاصير والأعاصير المضادة. [3] وتعمل أطياف ضوء الشمس التي تمتصها المحيطات وتحتفظ بها الكتل الأرضية على أن تصبح درجة حرارة سطح الأرض في المتوسط 14 درجة مئوية.[4] ومن خلال عملية التمثيل الضوئي الذي تقوم به النباتات الخضراء، يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، مما يؤدي إلى إنتاج الطعام والأخشاب والكتل الحيوية التي يُستخرج منها الوقود الحفري.
يصل إجمالي الطاقة الشمسية التي يقوم الغلاف الجوي والمحيطات والكتل الأرضية بامتصاصها إلى حوالي 3.850.000 كونتليون جولفي العام.[5][6]وفي عام 2002، زادت كمية الطاقة التي يتم امتصاصها في ساعة واحدة عن كمية الطاقة التي تم استخدامها في العالم في عام واحد.[11][12]يستهلك التمثيل الضوئي حوالي 3.000 كونتليون جول من الطاقة الشمسية في العام في تكوين الكتل الحيوية.[8]تكون كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى سطح الأرض كبيرة للغاية، لدرجة أنها تصل في العام الواحد إلى حوالي ضعف ما سيتم الحصول عليه من مصادر الطاقة الموجودة على الأرض مجتمعة معًا، كالفحم والبترول والغاز الطبيعي واليورانيوم الذي يتم استخراجه من باطن الأرض.[13]سوف يظهر في الجدول الخاص بمصادر الطاقة أن الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أو طاقة الكتلة الحيوية ستكون كافية لتوفير كل احتياجاتنا من الطاقة، ولكن الاستخدام المتزايد لطاقة الكتلة الحيوية له تأثير سلبيعلى الاحتباس الحراري وزيادة أسعار الغذاء بصورة ملحوظة بسبب استغلال الغابات والمحاصيل في إنتاج الوقود الحيوي.[14]لقد أثارت طاقة الرياح والطاقة الشمسية موضوعات أخرى، باعتبار أنها من مصادر الطاقة المتجددة.
[عدل] تطبيقات على استخدام الطاقة الشمسية

يتطلب متوسط الإشعاع الشمسي الذي يوضح مساحة اليابس (كنقاط سوداء صغيرة) تصنيف الفائض من الطاقة الأساسية في العالم من ضمن الطاقة الكهربية التي تولدها الطاقة الشمسية.18 تريليون وات يساوي 568 كونتليون جول في السنة. يقدر الإشعاع الشمسي بالنسبة لمعظم الناس بما يتراوح من 150 إلى 300 وات / متر مربع، أو 3.5 إلى 7.0 كيلو وات ساعة للمتر المربع في اليوم.
تشير الطاقة الشمسية بصورة أساسية إلى استخدام الإشعاعات الشمسيةفي أغراض عملية. على أية حال، تستمد كل مصادر الطاقة المتجددة، باستثناء طاقة المد والجزروطاقة الحرارة الأرضية، طاقتها من الشمس.
تتسم التقنية التي تعتمد على الطاقة الشمسية بشكل عام بأنها إما أن تكون سلبية أو إيجابية وفقًا للطريقة التي يتم استغلال وتحويل وتوزيع ضوء الشمس من خلالها. وتشمل تقنية الطاقة الشمسية الإيجابية استخدام اللوحات الفولتوضوئية والمضخات والمراوح في تحويل ضوء الشمس إلى مصادر أخرى مفيدة للطاقة. هذا، في حين تتضمن تقنية الطاقة الشمسية السلبية عمليات اختيار مواد ذات خصائص حرارية مناسبة وتصميم الأماكن التي تسمح بدوران الهواء بصورة طبيعية واختيار أماكن مناسبة للمباني بحيث تواجه الشمس. تتسم تقنيات الطاقة الشمسية الإيجابية بإنتاج كمية وفيرة من الطاقة، لذا فهي تعد من المصادر الثانوية لإنتاج الطاقة بكميات وفيرة، بينما تعتبر تقنيات الطاقة الشمسية السلبية وسيلة لتقليل الحاجة إلى المصادر البديلة. وبالتالي فهي تعتبر مصادر ثانوية لسد الحاجة إلى كميات زائدة من الطاقة
[عدل] التخطيط المدني والمعماري

حازت جامعة دارمشتات للتكنولوجيا على المركز الأول في مسابقة “سولار دكثلون” بين الجامعات التي نظمت في مقاطعة واشنطن عن تصميم منزل يعمل بالطاقة الشمسية السلبية والذي صمم خصيصًا مناسبًا للمناخ الرطب الحار شبه الاستوائي.
لقد أثر ضوء الشمس على تصميم المباني منذ بداية التاريخ المعماري.[15][15] ولقد تم استخدام وسائل التخطيط المدني والمعماري المتطورة التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية لأول مرة بواسطة اليونانيين والصينيين الذين قاموا بإنشاء مبانيهم بحيث تكون لناحية الجنوب للحصول على الضوء والدفء.[16][17] من الخصائص الشائعة للتخطيط المعماري الذي يعتمد على تقنية الطاقة الشمسية السلبية إنشاء المباني بحيث تكون ناحية الشمس معدل الضغط (نسبة مساحة سطح منخفض إلى حجمه) والتظليل الانتقائي (أجزاء من الأبنية متدلية) والكتلة الحرارية. عندما تتوفر هذه الخصائص بحيث تتناسب مع البيئة والمناخ المحلي، فمن الممكن أن تنتج عنها أماكن جيدة الإضاءة ذات مدى متوسط من درجات الحرارة. ويعتبر منزل الفيلسوف اليوناني سقراط الذي يسمى “ميجارون” مثالاً نموذجيًا للتصميمات المعمارية التي تعتمد على تقنيات الطاقة الشمسية السلبية. تستخدم التطبيقات الحديثة الخاصة بالتصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية بتصميمات يتم تنفيذها على الكمبيوتر بحيث تجمع بين نظم التهوية والتدفئة والإضاءة الشمسية في تصميم واحد لاستغلال الطاقة الشمسية ويكون متكاملاً.[18] من الممكن أن تعوض المعدات التي تعتمد على الطاقة الشمسية الإيجابية، مثل المضخات والمراوح والنوافذ المتحركة، سلبيات التصميمات وتحسن من أداء النظام. الجزر الحرارية الحضرية (Urban Heat Islands) هي مناطق يعيش فيها الإنسان وتكون درجة حرارتها أعلى من درجة حرارة البيئة المحيطة بها. وتُعزى درجات الحرارة المرتفعة في هذه الجزر إلى الامتصاص المتزايد لضوء الشمس بواسطة المكونات التي تميز المناطق الحضرية، مثل الخرسانة والأسفلت، والتي تكون ذات قدرة أقل على عكس الضوء وسعة حرارية أعلى من تلك الموجودة في البيئة الطبيعية. ومن الطرق المباشرة لمعادلة تأثير الجزر الحرارية طلاء المباني والطرق باللون الأبيض وزراعة النباتات. وباستخدام هذه الطرق، أوضح البرنامج النظري الذي يحمل عنوان “نحو مجتمعات معتدلة المناخ” الذي نُظم في لوس أنجلوس أن درجات الحرارة في المدن يمكن أن تنخفض بحوالي 3 درجات مئوية بتكلفة تقدر بواحد مليار دولار أمريكي، كما أعطى البرنامج تقديرًا لإجمالي الأرباح السنوية التي يمكن تحقيقها من جراء خفض درجات الحرارة؛ حيث تقدر هذه الأرباح بحوالي 530 مليون دولار أمريكي ناتجة عن خفض تكاليف استخدام أجهزة تكييف الهواء وتوفير نفقات الدولة الخاصة بالرعاية الصحية.[19]
[عدل] زراعة النباتات والبساتين

تساعد الصوبات الزجاجية مثل تلك الموجودة في بلدة ويستلاند في هولندا على زراعة الخضروات والفواكة والزهور.
مقالات تفصيلية :زراعة و علم البستنة و دفيئة زجاجية
يسعى المعنيون بتنمية الزراعة وتطويرها إلى زيادة قدر الاستفادة من الطاقة الشمسية بهدف زيادة معدل إنتاجية النباتات المزروعة. فبعض التقنيات التي تتمثل في تنظيم مواسم الزراعة حسب أوقات العام وتعديل اتجاه صفوف النباتات المزروعة وتنظيم الارتفاعات بين الصفوف وخلط أصناف نباتية مختلفة يمكن أن تحسن من إنتاجية المحصول.[20][21][22]بينما يعتبر ضوء الشمس مصدرًا وفيرًا من مصادر الطاقة، فهناك آراء تلقي بالضوء على أهمية الطاقة الشمسية بالنسبة للزراعة. في المواسم التي كانت المحاصيل التي تنمو فيها قصيرة خلال العصر الجليدي القصير، زرع الفلاحون الإنجليزيونوالفرنسيون مجموعات من أشجار فاكهة طويلة لزيادة كمية الطاقة الشمسية التي يتم تجميعها إلى الحد الأقصى. تعمل هذه الأشجار ككتل حرارية، كما أنها تزيد من معدل نضج الفاكهة عن طريق الاحتفاظ بالفاكهة في وسط دافئ. قديمًا كان يتم بناء هذه الأشجار عمودية على الأرض وفي مواجهة الجنوب، ولكن بمرور الوقت، تم إنشاؤها مائلة لاستغلال ضوء الشمس على خير وجه. وفي عام 1699، اقترح “نيكولاس فاشيو دي دويليير”استخدام أحد الآلات التي من الممكن أن تدور على محوربحيث تتبع أشعة الشمس.[16][23]تشمل تطبيقات الطاقة الشمسية في مجال الزراعة، بغض النظر عن زراعة المحاصيل، استخدامها في إدارة ماكينات ضخ الماء وتجفيف المحاصيل وتفريخ الدجاج وتجفيف السماد العضوي للدجاج.[24][25][26][26]وفي العصر الحديث، تم استخدام الطاقة المتولدة بواسطة اللوحات الشمسية في عمل عصائر الفاكهة.[27]
وتقوم الصوب الزجاجية بتحويل ضوء الشمس إلى حرارة، مما يؤدي إلى إمكانية زراعة جميع المحاصيل على مدار العام وزراعة (في بيئة مغلفة) أنواع من المحاصيل والنباتات لا يمكن لها أن تنمو في المناخ المحلي. تم استخدام الصوب الزجاجية البدائية لأول مرة في العصر الروماني لزراعة الخيار حتى يمكن توفيره على مدار العام بأكمله للإمبراطور الروماني “تيبريوس”.[16][28] ولقد تم بناء أول صوبة زجاجية حديثة لأول مرة في أوروبا في القرن السادس عشر من أجل الاحتفاظ بالنباتات الغريبة التي كان يتم جلبها من خارج البلاد بعد فحصها.[16][29] من الجدير بالذكر أن الصوب الزجاجية ظلت تعتبر جزءًا مهمًا من زراعة البساتين حتى وقتنا الحالي، وقد تم استخدام المواد البلاستيكية الشفافة أيضًا في الأنفاق المتشعبة وأغطية صفوف النباتات المزروعة للهدف نفسه.
[عدل] الإضاءة الشمسية

يرجع استخدام بعض التطبيقات القائمة على الاستفادة من ضوء النهار مثل وجود فتحة كبيرة في منتصف الأسقف العالية كالتي توجد في معبد بانثيون في روما إلى العصور الوسطى.
يعتبر استخدام ضوء الشمس الطبيعي من أنواع الإضاءة الأكثر استخدامًا على مر العصور. وقد عرف الرومانيون حقهم في الاستفادة من الضوءمنذ القرن السادس الميلادي، كما سار الدستور الإنجليزي على المنوال نفسه مؤيدًا ذلك بإصدار قانون التقادم لعام 1832.[30][31]وفي القرن العشرين أصبحت الإضاءة باستخدام الوسائل الصناعية المصدر الرئيسي للإضاءة الداخلية، ولكن ظلت التقنيات التي تعتمد على استغلال ضوء النهار ومحطات الإضاءةالهجينة التي تعتمد على ضوء الشمس وغيره من طرق تقليل معدل استهلاك الطاقة.
تقوم نظم الإضاءة التي تقوم على ضوء النهار بتجميع وتوزيع ضوء الشمس لتوفير الإضاءة الداخلية. هذا، وتقوم وسائل التكنولوجيا التي تعتمد على الطاقة الشمسية السلبية بصورة مباشرة بتعويض استخدام الطاقة عن طريق استخدام الإضاءة الصناعية بدلاً منها، كما تقوم بتعويض بصورة غير مباشرة استخدام الطاقة غير الشمسية عن طريق تقليل الحاجة إلى تكييف الهواء.[32][32] يقدم استخدام الإضاءة الطبيعة أيضًا فوائد عضوية ونفسية بالمقارنة بالإضاءة الصناعية، وذلك على الرغم من صعوبة تحديد هذه الفوائد بالضبط. ذلك، حيث تشتمل تصميمات الإضاءة التي تعتمد على ضوء النهار على اختيار دقيق لأنواع النوافذ وحجمها واتجاهها، كما قد يتم الأخذ في الاعتبار وسائل التظليل الخارجي. وتتضمن التطبيقات الفردية من هذا النوع من الإضاءة الطبيعة وجود أسقف مسننة ونوافذ علوية للإضاءة وتثبيت أرفف على النوافذ لتوزيع الإضاءة وفتحات إضاءة في أعلى السقف وأنابيب ضوئية. قد يمكن تضمين هذه التطبيقات في تصاميم موجودة بالفعل، ولكنها تكون أكثر فاعلية عندما يتم دمجها في تصميم شامل يعتمد على الطاقة الشمسية بحيث يهتم ببعض العوامل مثل سطوع الضوء وتدفق الحرارة والاستغلال الجيد للوقت. عندما يتم تنفيذ هذه التطبيقات بصورة سليمة، فمن الممكن أن يتم تقليل حجم الطاقة اللازمة للإضاءة بنسبة 25%.[33] تعتبر نظم الإضاءة الشمسية الهجينة من سبل استغلال الطاقة الشمسية الإيجابية في الإضاءة الداخلية. تقوم هذه النظم بتجميع ضوء الشمس باستخدام مرايا عاكسة متحركة تبعًا لحركة الشمس، كما تتضمن أليافًا ضوئية لنقل الضوء إلى داخل المبنى لزيادة الإضاءة العادية. وفي التطبيقات التي يتم الاستعانة بها في المباني ذات الطابق الواحد، تكون هذه النظم قادرة على نقل 50% من ضوء الشمس المباشر الذي يتم استقباله.[34] تعتبر الإضاءة المستمدة من الشمس التي يتم اختزانها في أثناء النهار واستخدامها في الإضاءة في الليل من الأشياء المألوفة رؤيتها على طول الطرق وممرات المشاه.[بحاجة لمصدر] وعلى الرغم من أنه يتم استغلال ضوء النهار كإحدى طرق استخدام ضوء الشمس في توفير الطاقة، فإنه يتم الحد من الأبحاث الحديثة التي يتم إجراؤها، حيث أوضحت بعض النتائج العكسية: فهناك عدد من الدراسات التي أوضحت أن هذه الطريقة ينتج عنها توفير للطاقة، بيد أن هناك الكثير من الدراسات التي أظهرت أن هذه الطريقة ليس لها أي أثر على معدل استهلاك الطاقة، بل وقد تؤدي أيضًا إلى حدوث فقد في الطاقة، ولا سيما عندما يتم أخذ استهلاك البنزين في الحسبان. يتأثر معدل استهلاك الكهرباء بصورة كبيرة بالناحية الجغرافية والمناخية والجوانب الاقتصادية، مما يزيد من صعوبة استنباط نتائج عامة من دراسات فردية.[35]
[عدل] حرارة الشمس
مقال تفصيلي :طاقة شمسية حرارية
من الممكن أن يتم استخدام التقنيات التي تعتمد على استغلال حرارة الشمس في تسخين الماء وتدفئة وتبريد الأماكن وعملية توليد حرارة.[36]
[عدل] تسخين الماء
تستخدم نظم التسخين التي تعمل بالطاقة الشمسية ضوء الشمس في تسخين الماء. ففي المنخفضات الجغرافية التي تقع (تحت 40 درجة)، يمكن أن يتم توفير ما يتراوح من 60 إلى 70% من الماء الساخن المستخدم في المنازل بدرجات حرارة ترتفع إلى 60 درجة مئوية بواسطة نظم التسخين التي تعمل بالطاقة الشمسية.[37] ويعتبر من أكثر أنواع سخانات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية الأنابيب المفرغة (44%) والألواح المستوية المصقولة (34%) التي تستخدم بصفة عامة لتسخين الماء في المنازل، وكذلك الألواح البلاستيكية غير المصقولة (21%) التي تستخدم بصفة رئيسية في تدفئة مياه حمامات السباحة.[38] بالنسبة لعام 2007، كان إجمالي سعة نظم تسخين الماء التي تعمل بالطاقة الشمسية حوالي 154 جيجا وات.[39]
[عدل] التدفئة والتبريد والتهوية

معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الشمسية #1، بني في عام 1939، وتستخدم لتخزين الحرارة الموسمية لأغراض التدفئة وتسخين الماء على مدار السنة.
في الولايات المتحدة الأمريكية، تحتل نظم التدفئة والتبريد والتكييفنسبة 30% (4.65 كونتليون جول) من الطاقة المستخدمة في أماكن العمل وحوالي 50% (10.1 كونتليون جول) من الطاقة المستخدمة في المباني السكنية.[40]يمكن استخدام تقنيات نظم التدفئة والتبريد والتهوية التي تعتمد على الطاقة الشمسية لتعويض قدر من هذه الطاقة.
يُقصد بالكتلة الحرارية أية مادة يمكن استخدامها لتخزين الحرارة – الحرارة المنبعثة من الشمس إذا كنا نخص الطاقة الشمسية بالذكر. وتشتمل هذه المواد على الحجارة والأسمنت والماء. ومن الناحية التاريخية، لقد تم استخدام هذه المواد في المناطق ذات المناخ الجاف أو المناخ المعتدل الدافئ للاحتفاظ ببرودة المباني في فترات النهار عن طريق امتصاص الطاقة الشمسية في أثناء النهار وإطلاق الحرارة المخزنة في الأجواء الباردة في فترات الليل. على أية حال، يمكن استخدام هذه المواد أيضًا في المناطق الباردة بشكل متوسط للاحتفاظ بالدفء فيها. ويتوقف حجم ومكان الخامات المستخدمة في تخزين حرارة الشمس على عدة عوامل، مثل الظروف المناخية والإضاءة في فترات النهار والظل. وعندما يتم تضمين هذه المواد في التصميمات، تعمل الكتلة الحرارية على الحفاظ على درجة حرارة المكان في مدى مناسب وتقلل من الحاجة إلى وسائل إضافية للتدفئة أو التبريد.[41][42] تعتبر المدخنة التي تعمل بالطاقة الشمسية (أو المدخنة الحرارية، في هذا السياق) إحدى نظم التهوية التي تعمل بالطاقة الشمسية السلبية والتي تتألف من عمود رأسي متصل بداخل المبنى وخارجه. فعندما ترتفع درجة حرارة المدخنة، فإن الهواء الموجود داخل المبنى يتم تسخينه لذلك ينتج عنه تيار هواء صاعد يرتفع لأعلى ويحل محله هواء بارد. يمكن أن يتم تحسين نتائج المدخنة عن طريق استخدام مواد ذات كتلة حرارية وأسطح مصقولة بطريقة تحاكي كيفية عمل الصوب الزجاجية.[بحاجة لمصدر] تم استخدام النباتات والأشجار النفضية كوسيلة للتحكم في نظم التدفئة والتبريد التي تعمل بالطاقة الشمسية. فعندما تمت زراعة هذه النباتات على الناحية الجنوبية من أحد المباني، قامت أوراقها بتوفير الظل للمكان في أثناء فصل الصيف، بينما سمحت الأغصان غير المورقة لضوء الشمس بالدخول في المبنى في أثناء فصل الشتاء.[41][43] ونظرًا لأن الأشجار غير المورقة تقوم بحجب من 1/3 إلى 1/2 الإشعاعات الشمسية الساقطة، فهناك توازن بين فوائد الظل في فصل الصيف والطرف المناظر له والمتمثل في الافتقار إلى التدفئة في فصل الشتاء.[44][45] وبالنسبة للمناخ الذي تزيد فيه درجات التدفئة بصورة ملحوظة، لا ينبغي أن تتم زراعة الأشجار النفضية على الناحية الجنوبية من المبنى لأنها ستؤثر على الطاقة الشمسية المتاحة في فصل الشتاء. على أية حال، تمكن زراعة مثل هذه الأشجار على الناحيتين الشرقية والغربية من المبنى لتوفير قدر من الظل في فصل الصيف دون التأثير بشكل ملحوظ على الطاقة الشمسية التي يتم الحصول عليها في فصل الشتاء.[44][46]
[عدل] معالجة الماء

تطبيق تكنولوجيا تطهير الماء بالطاقة الشمسية في إندونيسيا
يُستخدم التقطير الشمسي لجعل الماءالمالح والماء الغث صالحًا للشرب. وأول من استخدم هذا الأسلوب علماء الكيمياء العرب في القرن السادس عشر.[47][47] هذا، وقد تم تأسيس أول مشروع تقطير شمسي ضخم في عام 1872 في مدينة “لاس ساليناس” الشيلية المتخصصة في التعدين.[48][48] ويستطيع المصنع الذي تبلغ منطقة تجميع الطاقة الشمسية الموجودة به 4.700 متر مربع إنتاج ما يصل إلى 22.700 لتر ماء نقي يوميًا لمدة 40 عامًا.[48] ومن أنواع التصميمات الفردية لأجهزة التقطير الشمسي الأجهزة ذات السطح المنحدر المفرد والمزدوج (التي تشبه الصوبة الزجاجية) والأجهزة الرأسية والمخروطية وذات الألواح الماصة العكسية ومتعددة التأثير. ومن الممكن أن تعمل هذه الأجهزة في أوضاع “Active” أي نشط و”Passive” أي غير نشط و”Hybrid” أي مختلط. وتُعد أجهزة التقطير ذات السطح المنحدر المزدوج الأقل تكلفة ويمكن استخدامها في الأغراض المنزلية، بينما تُستخدم الأجهزة متعددة التأثير في التطبيقات واسعة النطاق. تعتمد عملية تطهير الماء باستخدام الطاقة الشمسية على تعريض زجاجات بلاستيكية من ترفتالات البولي إثيلين مملوءة بالماء الجاري تطهيره لضوء الشمس لعدة ساعات.[49] وتختلف مدة تعريضها للشمس على حالة الجو؛ من 6 ساعات كحد أدنى إلى يومين في أسوأ الظروف الجوية.[50] وتنصح منظمة الصحة العالمية بالقيام بعملية تطهير الماء باستخدام الطاقة الشمسية كأسلوب بسيط لمعالجة الماء في المنازل والتخزين الآمن لها.[51] ومن الجدير بالذكر أن أكثر من 2 مليون شخص في البلاد النامية يستخدمون عملية تطهير الماء باستخدام الطاقة الشمسية لمعالجة ماء الشرب العادية المستخدمة يوميًا.

محطة معالجة ماء الصرف الصحي تعمل بالطاقة الشمسية على نطاق صغير
يمكن استخدام الطاقة الشمسية مع برك الماء الراكد لمعالجة الماء المتسخدون استخدام مواد كيميائية أو كهرباء. ومن المميزات البيئية الأخرى لهذا الأسلوب أن الطحالبتنمو في مثل هذه البرك وتستهلك ثاني أكسيد الكربونفي عملية البناء الضوئي.[52][53]
علاوة على ذلك، يتم استخدام الطاقة الشمسية أيضًا في إزالة السموم من الماء الملوث بواسطة التحلل الضوئي.[بحاجة لمصدر]ولكن تكاليف هذه العملية محل نقاش وجدل.
[عدل] الطهو بالطاقة الشمسية
إن الطباخ الشمسي عبارة عن جهاز يستخدم ضوء الشمس في الطهو والتجفيف والبسترة. وتنقسم أنواعه إلى ثلاث فئات: صناديق تحبس الحرارة ومواقد مكثفات منحنية (بارابولاكس) ومواقد مسطحة على شكل ألواح.[54] وأبسط الأنواع هو الصناديق الحابسة للحرارة – وتم إنشاء أول جهاز بواسطة “حورس دي سوسير” في عام 1767.[16][55] وتتكون صناديق الطهو الحابسة للحرارة بشكل أساسي من وعاء معزول وغطاء شفاف. ويمكن استخدامه بشكل فعال في الظروف الجوية السيئة؛ حيث ترتفع درجة حرارته بشكل كبير لتصل إلى ما يتراوح بين 90 و150 درجة مئوية.[56]، أما بالنسبة لمواقد الطهو المسطحة على شكل ألواح، فإنها تتكون من لوح عاكس لتوجيه أشعة الشمس إلى الوعاء المعزول، وينتج عنها درجة حرارة مرتفعة تصل إلى درجات مشابهة لتلك التي تصل إليها صناديق الطهو الحابسة للحرارة. أما المواقد المكثفات المنحنية (بارابولاكس)، فيحتوي على أدوات ذات أشكال هندسية عديدة (طبق ووعاء ومرايا Fresnel) التي تعمل على تجميع أشعة الشمس وتركيزها على وعاء الطهو. وينتج عن هذا النوع من المواقد درجة حرارة مرتفعة تصل إلى 315 درجة مئوية وأكثر، ولكنها تحتاج إلى ضوء مباشر لكي تعمل بشكل سليم ويجب أن يتم تغيير وضعها بحيث تكون مواجهة للشمس.[57] أما بالنسبة للوعاء المجمع للطاقة الشمسية، فهو عبارة عن وسيلة لتركيز أشعة الشمس تم استخدامها في المطبخ الشمسي في “أوروفيل” في الهند، حيث تم استخدام عاكس كروي الشكل ثابت يركز الضوء على طول خط عمودي على السطح الداخلي للكرة، وهناك نظام تحكم بالكمبيوتر يعمل على تحريك وعاء الاستقبال ليتقاطع مع هذا الخط. وينتج البخار في وعاء الاستقبال بدرجات حرارة تصل إلى 150 درجة مئوية ثم يُستخدم بعد ذلك في عمليات التسخين في الطهو.[58] قام “ولفجانج سكيفلر” باختراع عاكس في عام 1986، والذي يُستخدم في العديد من المطابخ التي تعمل بالطاقة الشمسية. ويتكون عاكس “سكيفلر” من طبق ذي قطع مكافئ ومرن يجمع بين صفات الوعاء وأجهزة التركيز البرجية. ويستخدم التعقب القطبي لمتابعة الحركة اليومية للشمس ويتم تعديل زاوية انحناء العاكس تبعًا لاختلاف المواسم والفصول ووفقًا لزاوية سقوط ضوء الشمس. من الممكن أن ترتفع درجة حرارة هذا العاكس لتصل إلى ما يتراوح بين 450 و650 درجة مئوية كما أن لها نقطة بؤرية ثابتة والتي تسهل من عملية الطهو.[59] ويوجد أكبر عاكس “سكيفلر” في العالم في مدينة “راجاستان” في الهند، ويستطيع طهو ما يزيد عن 35.000 وجبة في اليوم.[60] وفي عام 2008، كان قد تم إنشاء ما يزيد عن 2.000 جهاز طهو “سكيفلر” ضخم في كل أنحاء العالم.[61]
[عدل] المتطلبات الحرارية
إن وسائل تركيز الطاقة الشمسية، مثل وحدة التجميع الشمسي على شكل قطع مكافئ والوعاء والعاكس “سكيفلر”، من الممكن أن توفر معالجة حرارية للأغراض الصناعية والتجارية. وقد كان أول نظام تجاري هو “سولار توتال انيرجي بروجكت” في شيناندو في ولاية جورجيا في الولايات المتحدة الأمريكية، حيث تم استخدام 114 وحدة تجميع شمسي على شكل قطع مكافئ، واستطاعوا توفير 50% من متطلبات عملية المعالجة الحرارية والمتطلبات الكهربائية ومتطلبات تكييف الهواء لأحد مصانع الملابس. هذا، وقد وفر جهاز استهلاك الطاقة لإنتاج الحرارة أو الكهرباء والمتصل بالشبكة 400 كيلو وات من الكهرباء بالإضافة إلى طاقة حرارية في صورة بخار قدره 401 كيلو وات ومياه مبردة قدرها 468 كيلو وات، كما كانت له القدرة على تخزين الحرارة لمدة ساعة واحدة كحد أقصى.[62] من ناحية أخرى، فإن برك التبخير عبارة عن برك ضحلة تعمل على تركيز المواد الصلبة المذابة خلال عملية التبخر. وتُستخدم هذه البرك للحصول على الملح من ماء البحر، ويُعد ذلك من أقدم الاستخدامات للطاقة الشمسية. أما الاستخدامات الحديثة لها، فتتمثل في زيادة تركيز المحاليل الملحية المستخدمة في عملية التعدين بالترشيح وإزالة المواد الصلبة المذابة من الأبخرة.[63] تعمل أحبال الغسيل والمناشر المتنقلة والحوامل على تجفيف الملابس من خلال التبخير بواسطة الرياح وضوء الشمس دون استهلاك الكهرباء أو الغاز الحيوي. وفي عدد من الولايات الأمريكية، هناك بعض القوانين التي تحمي حق تجفيف الملابس.[64] إن حوائط التجميع بالارتشاح غير المصقولة عبارة عن حوائط مثقبة تواجه الشمس وتُستخدم في تسخين الهواء المستخدم في التهوية مسبقًا. ومن الممكن أن ترفع هذه الحوائط من درجة حرارة الهواء الداخل إلى 22 درجة مئوية بينما ترفع درجة حرارة الهواء الخارج إلى ما يتراوح بين 45 و60 درجة مئوية.[65] ومن الجدير بالذكر أن الفترة القصيرة لعمل حوائط التجميع بالارتشاح (من 3 إلى 12 سنة) تجعلها بديلاً مؤثرًا على التكلفة بشكل أكبر من نظم التجميع المصقولة. وفي عام 2003، كان قد تم تركيب أكثر من 80 نظام ملحق بها مساحة للمجمع تبلغ 35.000 متر مربع في كل أنحاء العالم، منها حائط تجميع تبلغ مساحته 860 متر مربع في كوستاريكالتجفيف حبوب القهوة، وحائط تجميع تبلغ مساحته 1.300 متر مربع في كويمباتور في الهند لتجفيف نبات القطيفة.
[عدل] توليد الكهرباء
يمكن تحويل ضوء الشمس المباشر إلى كهرباء باستخدام محولات فولتوضوئية (PV) وعملية تركيز الطاقة الشمسية (CSP) والعديد من الأساليب التجريبية الأخرى. وتُستخدم المحولات الفولتوضوئية بشكل أساسي لإمداد الأجهزة الصغيرة والمتوسطة بالكهرباء، بدءًا من الآلة الحاسبة التي يتم تشغيلها بواسطة خلية شمسية واحدة إلى المنازل التي لا تحتوي على شبكة كهرباء والتي يتم إمدادها بالكهرباء بواسطة مجموعة من الخلايا الفولتوضوئية. وكان يتم توليد الكهرباء على نطاق واسع بواسطة محطات تركيز الأشعة الشمسية، ولكن الآن أصبحت محطات المصفوفات الضوئية الجهدية التي تنتج كمية كبيرة من الكهرباء مثل محطات “إس إي جي إس” أكثر شيوعًا. وفي عام 2007 أصبحت محطة الطاقة التي تنتج الكهرباء بقدرة 14 ميجاواط الموجودة في كلارك كاونتي في نيفادا، وكذلك المحطة التي تعمل بقدرة 20 ميجاواط في بينيكساما في إسبانيا أوضح سمتين على الاتجاه نحو إنشاء محطات طاقة شمسية جهدية عملاقة في الولايات المتحدة وأوروبا.[66]
وكمصدر طاقة متجدد، تتطلب الطاقة الشمسية مصدرا داعما، والذي يمكن أن يتمثل في طاقة ريحية بشكل جزئي. ويتم عادةً الحصول على هذا الدعم من البطاريات، ولكن الأجهزة عادةً ما تستخدم طاقة كهرومائية التي يتم تخزينها عن طريق الضخ. ويقوم معهد تكنولوجيا توليد الطاقة الشمسية في جامعة كاسل باختبار محطة طاقة افتراضية متصلة بنظام لتخزين الطاقة، حيث يمكن توليد الطاقة من الطاقة الشمسية أو طاقة الرياحأو الغاز العضوي والطاقة الكهرومائية التي يتم تخزينها عن طريق الضخ، لتوفير طاقة كافية للاستخدام بشكل مستمر؛ بحيث يعتمد المشروع على مصادر متجددة فقط.[67]
[عدل] استخدامات الطاقة الشمسية
إن البركة الشمسية عبارة عن بركة من المياه المالحة (غالبًا ما يتراوح عمقها بين 1 و2 متر) تعمل على تجميع وتخزين الطاقة الشمسية. وكان أول من طرح فكرة البرك الشمسية الدكتور “رودولف بلوك” في عام 1948 بعد أن قرأ تقارير حول بحيرة في المجر ترتفع فيها درجة الحرارة كلما اتجهنا إلى الأعماق. نتج ذلك عن الأملاح الموجودة في ماء البحيرة، والتي أدت إلى زيادة الكثافة ومنع تيارات الحمل الحراري. وتم عمل نموذج أولي في عام 1958 على شاطئ البحر الميت بالقرب من مدينة القدس.[68][69] كانت هذه البركة تتكون من طبقات من المياه تتدرج درجة ملوحتها من محلول ملحي ضعيف في الأعلى إلى محلول ملحي قوي في الأسفل. وكانت هذه البركة الشمسية تتسم بإمكانية رفع درجة حرارة طبقاتها السفلية إلى 90 درجة مئوية كما تتمتع بالقدرة على توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية بنسبة 2%. تقوم الأجهزة الكهربائية الحرارية أو الفولتوضوئية بتحويل الفرق في درجة الحرارة بين المواد المختلفة إلى تيار كهربي. في البداية، تم استخدام هذا الأسلوب لتخزين الطاقة الشمسية بواسطة أحد رواد هذه الصناعة “موتشوت” في القرن التاسع عشر، [70] ثم عادت الأجهزة الكهربائية الحرارية إلى الظهور في الاتحاد السوفييتي خلال ثلاثينيات القرن العشرين. وتحت إشراف العالم السوفييتي “أبرام لوف” تم استخدام نظام تركيز لتوليد الكهرباء باستخدام الأجهزة الكهربائية الحرارية لتوليد طاقة لإدارة محرك قدرته 1 قدرة حصانية.[68][71] بعد ذلك، تم استخدام مولدات الكهرباء الحرارية في برنامج الفضاء الأمريكي كأسلوب لتحويل الطاقة لإمداد مهمات فضائية لمسافات بعيدة بما يلزمها من طاقة، مثل مهمات كاسيني وجاليليو وفايكينج. وعملت الأبحاث الخاصة في هذا المجال على زيادة كفاءة هذه الأجهزة من 7-8% إلى 15-20%.[72][72] كما يمكن توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية وذلك باستخدام نظام المرايا الخاص والذي استخدم في إسبانيا لتوليد الكهرباء وذلك باستخدام قوة اشعة الشمس على تبخير المياه والاستفاده من البخار بتوليد التيار الكهربائي.
[عدل] التفاعلات الكيميائية الشمسية
إن التفاعلات الكيميائية الشمسية تستخدم الطاقة الشمسية لإنتاج تفاعلات كيميائية. وتعتبر هذه التفاعلات الكيميائية مصدرًا بديلاً للطاقة التي كان من الممكن أن تأتي من مصدر آخر، ومن الممكن أن تحول الطاقة الشمسية إلى وقود قابل للتخزين والنقل. ويمكن تقسيم التفاعلات الكيميائية التي تدخل فيها الطاقة الشمسية إلى تفاعلات كيميائية حرارية وتفاعلات كيميائية ضوئية.[73][74] تُعد تقنيات إنتاج الهيدروجين من أهم المجالات المتعلقة بالتفاعلات الكيميائية الشمسية منذ سبعينيات القرن العشرين. وبعيدًا عن التحليل الكهربائي الناتج عن الخلايا الفولتوضوئية أو الكيميائية الضوئية، تم اكتشاف العديد من التفاعلات الكيميائية الحرارية أيضًا. وإحدى هذه الطرق تتمثل في استخدام أجهزة التركيز في شطر الماء إلى أكسجين وهيدروجين في درجات حرارة عالية جدًا (تتراوح من 2300 إلى 2600 درجة مئوية).[75][76] كما أن هناك أسلوب آخر يستخدم الحرارة الناتجة عن أجهزة تركيز الطاقة الشمسية لإعادة تشكيل الأبخرة الناتجة عن الغاز الطبيعي، مما يزيد من النسبة الكلية للهيدروجين مقارنةً بأساليب إعادة التشكيل العادية.[77][78] أما بالنسبة للدورات الكيميائية الحرارية التي تتسم بتفكيك وإعادة تكوين المواد المتفاعلة الداخلة في التفاعل، فإنها تُعتبر وسيلة أخرى لإنتاج الهيدروجين. إن عملية تحليل أكسيد الزنك باستخدام الطاقة الشمسية والتي تحت التطوير في معهد ويزمان للبحث العلمي تستخدم فرن شمسي جهده 1 ميجا وات لتحليل وتفكيك أكسيد الزنك في درجات حرارة أعلى من 1200 درجة مئوية. ويعمل هذا التفاعل الأولي على إنتاج زنك نقي، والذي يمكنه أن يتفاعل بعد ذلك مع الماء لإنتاج الهيدروجين.[79] تتمثل تقنية معامل “سانديا” في مشروع “صن شاين للبترول” في استخدام درجات الحرارة العالية الناتجة عن تركيز أشعة الشمس مع مادة حفازة مثل الزركونيوم أو مركب الفريت لتحليل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الجو إلى أكسجين وأول أكسيد الكربون. بعد ذلك، يمكن استخدام أول أكسيد الكربون لتكوين الوقود العادي، مثل الميثانول والجازولين ووقود الطائرات.[80] إن الجهاز الكهربائي الضوئي عبارة عن بطارية يعمل المحلول الموجود بها (أو ما يحل مكانه) كوسط كيميائي غني بالطاقة عند إضاءة البطارية. وهذه المركبات الوسيطة الغنية بالطاقة يمكن أن يتم تخزينها لكي تتفاعل بعد ذلك مع أقطاب الخلية لإنتاج جهد كهربي. وتُعتبر الخلية الكيميائية المكونة من ثيونين الفريت مثالاً على هذه التقنية.[73][81] تتكون الخلايا الكيميائية الكهربية الضوئية من شبه موصل، غالبًا ما يكون ثاني أكسيد التيتانيوم أو أحد مركبات التيتانات، مغمور في محلول إليكتروليتي.عندما يسري تيار كهربي ويضيء شبه الموصل ينشأ فرق جهد كهربي. وهناك نوعان من الخلايا الكيميائية الكهربية الضوئية: يتمثل النوع الأول في الخلايا الكهربية الضوئية التي تحول الضوء إلى كهرباء، بينما يتمثل النوع الثاني في الخلايا الكيميائية الضوئية التي تستخدم الضوء في إنتاج تفاعلات كيميائية مثل التحليل الكهربي.[73][73]
[عدل] سيارات تعمل بالطاقة الشمسية
مقالات تفصيلية :سيارة شمسية و سباقات السيارات العاملة بالطاقة الشمسية

تستضيف أستراليا سباق وورلد سولار تشالنج حيث ستشترك السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية مثل سباق نوانا3 ويتكون من 60 مرحلة بدءًا من داروين إلى أديلايدا
لقد كان اختراع سيارة تعمل بالطاقة الشمسية من أهم الأهداف في مجال الهندسة منذ ثمانينيات القرن العشرين. ويقام مرتين سنويًا سباق “وورلد سولار تشالنج” للسيارات، السباق العالمي للسيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية، حيث تلتقي فرق من الجامعات والمؤسسات وتتنافس على قطع مسافة 3.021 كيلومتر (1.877 ميل) عبر أستراليا من “داروين” إلى أديلايد. في عام 1987، عندما تم تأسيس هذا السباق، كان متوسط سرعة السيارة الفائزة يبلغ 67 كيلومتر في الساعة (42 ميل في الساعة)، وفي عام 2007، زاد متوسط سرعة السيارة الفائزة إلى 90.87 كيلومتر في الساعة (56.46 mph)90.87 كيلومتر في الساعة (56.46 ميل في الساعة).[82] فإن سباقي “نورث أمريكان سولار تشالنج” و”ساوث أفريكان سولار تشالنج” مشابهان للسباق الأول، والذين يعكسان مدى الاهتمام العالمي بتصميم وتطوير سيارات تعمل بالطاقة الشمسية.[83][84] هناك بعض السيارات التي تستخدم ألواح الطاقة الشمسية للحصول على المزيد من الطاقة، لتستخدمها على سبيل المثال لتكييف الهواء والحفاظ على جو معتدل داخل السيارة، مما يقلل من استهلاك الوقود.[85][86]
تم إنشاء أول قارب يعمل بالطاقة الشمسية في إنجلترا في عام 1975.[87]وفي عام 1995، بدأت قوارب المسافرين التي تحتوي على اللوحات الفولتوضوئية في الظهور، والتي تُستخدم الآن بشكل شائع.[88]أما في عام 1996، كان القارب “كينيتشي هوري”هو أول قارب يعمل بالطاقة الشمسية يعبر المحيط الهادي، بينما كان القارب “صن 21 كاتماران”هو أول قارب يعمل بالطاقة الشمسية يعبر المحيط الأطلنطي في شتاء 2006-2007.[89]كما أنه من المخطط الإبحار حول العالم باستخدام قارب يعمل بالطاقة الشمسية في عام 2010.[90]

قامت طائرة هليوس غير مزودة بطاقم عمل بشري وتعمل بالطاقة الشمسية برحلة طيران.
في عام 1974، تعتبر “صن رايز 2″، وهي طائرة غير مزودة بطاقم عمل بشري، أول طائرة بالطاقة الشمسية تقوم برحلة طيران. وفي التاسع والعشرين من أبريل عام 1979، تعتبر “سولار رايزر” أول طائرة تقوم بأول رحلة باستخدام الطاقة الشمسية، مع التحكم فيها بشكل كامل ووجود طاقم عمل كامل ووصلت إلى ارتفاع 40 قدم (12 م)40 قدم (12 متر). وفي عام 1980، كانت “ذي جوسمار بنجوين” أول طائرة تقوم برحلات سابقة من نوعها بواسطة طيار باستخدام الطاقة الفولتوضوئية فقط. تبع ذلك سريعًا قيام طائرة “سولار تشالنجر” بعبور القناة الإنجليزية في شهر يوليو عام 1981. وفي عام 1990، قام “إيريك رايموند” بـ 21 رحلة من كاليفورنيا إلى كارولينا الشمالية باستخدام طائرة تعمل بالطاقة الشمسية. بعد ذلك، [91] من التطورات مما أدى إلى ظهور مرة أخرى طائرات غير مزودة بطاقم عمل بشري وتعمل بالطاقة الشمسية؛ حيث تتمثل أول عودة لهذه الطائرات في “باثفايندر” عام 1997، ثم توالى بعد ذلك العديد من التصميمات الأخرى، وأهمها طائرة “هليوس” التي سجلت رقمًا قياسيًا في الارتفاع في الجو بالنسبة لطائرة لا تدفعها الصواريخ، حيث وصل ارتفاعها إلى 29.524 متر (96.860 قدم) في عام 29,524 مترs (96,860 قدم)2001. وتُعد الطائرة [92]“زيفاير” [92]آخر الطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية والتي سجلت أرقامًا قياسية، ولقد قامت بتطويرها شركة “بي إيه إي”؛ حيث طارت لمدة 54 ساعة في الجو في عام 2007. ومن المتوقع أن تكون هناك رحلات تستمر لمدة شهر في الجو في عام 2010.[73] أما بالنسبة للمنطاد الشمسي، فهو عبارة عن منطاد أسود مملوء بهواء عادي وعندما تشرق أشعة الشمس على المنطاد، يسخن الهواء الموجود داخله ويتمدد مما يؤدي إلى وجود قوة دافعة لأعلى، مثل المنطاد المملوء بالهواء الذي يتم تسخينه صناعيًا. وبعض المناطيد الشمسية تكون كبيرة بدرجة كافية تسمح بحمل الإنسان، ولكن يقتصر استخدامها على محلات الأدوات الترفيهية لأن نسبة مساحة سطحها إلى وزن الحمل الصافي تكون عالية نسبيًا.[93] أما السفن التي تعمل بالطاقة الشمسية، فإنها شكل من أشكال سفن الفضاء التي يتم دفعها باستخدام مرايا رقيقة للاستفادة من ضغط الطاقة المشعة الناتجة عن الشمس. وعلى العكس من الصواريخ، فإن السفن التي تعمل بالطاقة الشمسية لا تحتاج إمدادها بالوقود. وعلى الرغم من أن قوة الدفع لأعلى ضعيفة بالمقارنة بتلك التي تخص الصواريخ، فإن السفينة تستمر في الصعود طوال فترة إشراق الشمس عليها ويمكن أن تحقق سرعات عالية في الفضاء.[94] تجدر الإشارة إلى أن المناطيد المزودة بمحرك والتي تصل لارتفاعات عالية عبارة عن طائرة غير مزودة بطاقم عمل بشري وتستمر في الطيران لمدة طويلة كما أن وزنها أخف من وزن الهواء وتستخدم غاز الهليوم لرفعها وخلايا شمسية ذات طبقة رقيقة لإمدادها بالطاقة. وعقدت قسم القذف الصاروخي في وزارة الدفاع الأمريكية اتفاقية مع شركة “لوكهيد مارتن” لمقاولات التسليح الأمريكية لإنشاء طائرة تصل لارتفاعات عالية لتعزيز نظام الدفاع بالصواريخ الباليستية. وتُعتبر هذه المناطيد المزودة بمحرك أفضل من الطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية نظرًا لأنها لا تحتاج إلى استمرار إمدادها بالطاقة لكي تظل محلقة في الهواء، كما أن مساحة كبيرة من سطحها الخارجي يكون معرضًا بشكل كبير للشمس.
[عدل] أساليب تخزين الطاقة

يولد نظام “سولار تو” لتخزين الطاقة الحرارية على توليد كهرباء أثناءطقس ملبد بالغيوم وفي أثناء فترات الليل
بالطبع، لا يمكن الحصول على الطاقة الشمسية خلال الليل. ومن ثم، يُعد تخزين الطاقة أمرًا ضروريًا لأن أنظمة الطاقة الحديثة تحتاج إلى مصدر طاقة متاح طوال الوقت.[95][96]
إن نظم الكتل الحرارية تستطيع تخزين الطاقة الشمسية في صورة حرارة في درجات حرارة مفيدة للأغراض المنزلية سواءً بشكل يومي أو على مدار الموسم. وتستخدم أجهزة تخزين الحرارة بشكل عام المواد المتاحة بالفعل ذات سعة حرارية نوعية عالية، مثل الماء والتراب والأحجار. وتستطيع الأجهزة جيدة الصنع أن تقلل توقعات الطلب القصوى من الطاقة وتحول مدة الاستخدام إلى الاستخدام في غير ساعات الذروة وتقلل من متطلبات التسخين والتبريد الكلية.[44][48][97] تُعد المواد متغيرة الطور مثل شمع البارافين وملح جلوبر من مصادر تخزين الطاقة الحرارية أيضًا. وهذه المواد تكون غير مكلفة وجاهزة للاستخدام ويمكنها الوصول إلى درجات حرارة مفيدة للأغراض المنزلية (64 درجة مئوية تقريبًا). وكان فندق “دوفر هاوس” في مدينة “دوفر” في ماساتشوستس أول من استخدم جهاز تخزين حرارة يعمل بملح جلوبر في عام 1948.[16][98] يمكن تخزين الطاقة الشمسية بدرجات حرارة عالية جدًا باستخدام الأملاح المذابة. وتُعد الأملاح وسيلة فعالة للتخزين لأنها منخفضة التكلفة ولها سعة حرارية نوعية عالية ويمكن أن تجعل درجة الحرارة تصل إلى درجات مناسبة لتلك الخاصة بأجهزة تخزين الطاقة العادية. وقد استخدم مشروع “سولار تو” هذا الأسلوب لتخزين الطاقة، مما سمح له بتخزين 1.44 تريليون جول في خزان سعته 68 متر مكعب بكفاءة تخزين سنوية نسبتها 99%.[99] من المعتاد أن تستخدم الأجهزة الفولتوضوئية غير المتصلة بالشبكة البطاريات القابلة للشحن لتخزين الكهرباء الزائدة. وبواسطة الأجهزة المتصلة بالشبكة، يمكن إرسال الكهرباء الزائدة إلى شبكة النقل. وبرامج قياس الشبكة تمنح هذه الأجهزة بيان بكمية الكهرباء التي تقوم بتوصيلها إلى الشبكة. وهذا البيان يكون معادلاً للكهرباء التي توفرها الشبكة عندما لا يستطيع الجهاز تلبية الاحتياجات الكهربائية، باستخدام الشبكة كوسيلة تخزين فعالة.[100] إن الطاقة الكهرومائية التي يتم تخزينها عن طريق الضخ تعمل على تخزين الطاقة في صورة ماء يتم ضخه عندما يكون هناك مصدر للطاقة من خزان قليل الارتفاع إلى خزان مرتفع. ويتم استعادة الطاقة عندما تكون هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة عن طريق تحرير الماء لتجري خلال مولد طاقة كهربي مائي.[101]
[عدل] التطوير والتوزيع والاقتصاد

مصنع نيليس لتوليد الكهرباء باستغلال الطاقة الشمسية، وهي أكبر محطة للقوى الفولتوضوئية في أمريكا الشمالية
بدءًا بالاستخدام المتزايد للفحمالذي تزامن مع الثورة الصناعية، تحول استهلاك الطاقة بشكل ثابت من الخشب والكتل الحيوية إلى الوقود الحفري. ونتج التطور المبكر لتقنيات استخدام الطاقة الشمسية، والذي بدأ في ستينيات القرن التاسع عشر، عن توقع احتمالية ندرة الفحم في وقت قريب. ومع ذلك، فقد أصبح تطور تقنيات استخدام الطاقة الشمسية أبطء في بدايات القرن العشرين نظرًا لازدياد استخدام الفحم والبترولولوفرته ورخص ثمنه.[16][102]
أدى حظر استخدام النفط في عام 1973 وأزمة الطاقة التي حدثت في عام 1979 إلى إعادة تنظيم سياسات استهلاك الطاقة حول العالم وإعادة الاهتمام مجددًا بتطوير تقنيات استخدام الطاقة الشمسية.[16][103][104].[105] وقد ركزت استراتيجيات توزيع الطاقة على البرامج المحفزة مثل برنامج “استخدام الطاقة الفولتوضوئية الفيدرالي” في الولايات المتحدة الأمريكية وبرنامج “صن شاين” في اليابان. كذلك، ومن مظاهر الجهود التي بذلت أيضًا إنشاء أماكن ومعامل للبحث العلمي في الولايات المتحدة الأمريكية (معامل SERI والمعروفة حاليًا بالمعامل القومية لمصادر الطاقة المتجددة) وفي اليابان (NEDO)وفي ألمانيا (معهد فرانهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية ISE)[106] بدأت سخانات الماء التجارية التي تعمل بالطاقة الشمسية في الظهور في الولايات المتحدة الأمريكية في تسعينيات القرن التاسع عشر.[16][107] وشهدت هذه الأجهزة استخدامًا متزايدًا حتى عشرينيات القرن العشرين، ولكن تم استبدالها بالتدريج بوقود تسخين أرخص ثمنًا وأكثر فاعلية.[16][108] وكما هو الحال بالنسبة للأجهزة التي تعم

32. محمد أحمد محمد - مايو 27, 2012

طاقة نووية
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى:

انشطار نووي، أو التفاعل التسلسلي : يصطدم نيوترون بنواة ذرة U235، فتنقسم منتجة من 2 – 3 نيوترونات، وتصطدم تلك النيترونات بأنوية ذرات يورانيوم أخرى منتجة من 2 – 3 نيوترونات (الكرات الصغيرة الخضراء في الشكل)، وهكذا تتزايد تزايدًا كبيرًا في جزء من الثانية. يصاحب هذا الانقسام انطلاق طاقة حرارية كبيرة، لأن انقسام نواة ذرة اليورانيوم-235، يكون مصحوبًا بانطلاق طاقة قدرها 200 ميجا إلكترون فولت.

اندماج نووي.
الطاقة النووية هي الطاقة التي يتم توليدها عن طريق التحكم في تفاعلات انشطار أو اندماج الأنوية الذرية. تستغل هذه الطاقة في محطات توليد الكهرباء النووية، لتسخين الماء لإنتاج بخار الماء الذي يستخدم بعد ذلك لإنتاج الكهرباء.
في 2009، شكلت نسبة الكهرباء المنتجة من الطاقة النووية بحوالي 13-14 % من إجمالي الطاقة الكهربية المنتجة في العالم.[1] كما تعمل الآن أكثر من 150 غوّاصة بالطاقة النووية.
العلماء ينظرون إلى الطاقة النووية كمصدر حقيقي لا ينضب للطاقة. ومما يثير المعارضة حول مستقبل الطاقة النووية هو التكاليف العالية لبناء المفاعلات، ومخاوف العامة المتعلقة بالسلامة، وصعوبة التخلص الآمن من المخلفات عالية الإشعاع. بالنسبة إلى التكلفة فهي عالية نسبيا من حيث بناء المفاعل ولكن تلك التكاليف تعوض بمرور الوقت حيث أن الوقود النووي رخيص نسبيا. وأما بالنسبة إلى المخاوف المذكورة فهي تُستغل من الأحزاب السياسية في الانتخابات بين مؤيدين ومعارضين بغرض الحصول على مقاعد كثيرة في البرلمانات. وقد تقدمت الصناعات النووية كثيرا بحيث أن لديها الاستعدادات لحل مسائل سلامة تشغيل المفاعلات والتخلص السليم من النفايات المشعة.

[عدل] تأثير الإشعاع على الكائنات
يتسبب الاشعاع النووي عند الجرعات الإشعاعية الكبيرة في تشوهات وإعاقات تصعب معالجتها وقد يصل تأثيرها إلى حد موت من يصاب بها. ويؤثر الإشعاع النووي مباشرة على مكونات الخلايا الحية نتيجة تفاعلات لا علاقة لها بالتفاعلات الطبيعية في الخلية. وحجم الجرعة المؤثرة يختلف حسب نوعية الكائن الحي فهناك حشرات تموت عندما تمتص أجسامها طاقة نووية تصل فقط 20 جراي (وحدة)ْ (1 جراي == جول لكل كيلو جرام من الجسم المعرض للإشعاع النووي Gray == J/kg)، وحشرات لا تموت إلا عندما تصل الجرعة إلى حوالي 3000 جرَايْ (ضعف الجرعة السابقة 150 مرة). تأثر الثدييات يبدأ عند جرعة لا تزيد عن 2 جْراي، والفيروسات تتحمل جرعة تصل 200 جراي أي ضعف الجرعة المؤثرة على الثدييات 100 مرة.
وكمية النفايات المشعة نتيجة الانشطار النووي بمحطات إنتاج الكهرباء بالمفاعلات النووية محدودة مقارنة بكمية النفايات بالمحطات الحرارية التي تعمل بالطاقة الأحفورية كالنفط أو الفحم. فالنفايات النووية تصل 3 ميليجرام لكل كيلو واط ساعة (3 mg/kWh) مقابل حوالي 700 جرام ثاني أكسيد الكربون لكل كيلو واط ساعة بالمحطات الحرارية العادية لكن هذه الكمية الصغيرة جدا من الإشعاع النووي قد تكون قاتلة أو قد تتسبب في عاهات وتشوهات لا علاج لها. لهذا فإن جميع الدول التي تستخدم الطاقة النووية لإنتاج الطاقة الكهربائية تعمل على التخلص من تلك النفايات المشعة بدفنها في الطبقات الجيولوجية العميقة تحت سطح الأرض بعيدا عن الناس، وقد تستمر فاعلية الإشعاعات لقرون بل لآلاف السنين حتي يخمد هذا الإشعاع أو يصل إلى مستوى يعادل الإشعاع الطبيعي. لهذا يحاول العلماء حاليا ً توليد الطاقة النووية عن طريق الاندماج النووي بدلا من الانشطار النووي الذي تنشطر فيه ذرات اليورانيوم وتعطي بروتونات ونيوترونات وجسيمات دقيقة، تـُحول حركتها إلى حرارة في ماء التبريد ومن بخاره المرتفع الضغط تـُولد الطاقة الكهربائية. ومشكلة توليد الكهرباء من المفاعلات النووية تتمثل في النفايات المشعة التي تسفر عن العملية. وهذه النفايات ضارة بالبشر وهذا ما جعل العلماء يسعون للحصول علي الطاقة عن طربق تقنبة الاندماج النووي التي تجري حاليا في الشمس والتي تسفر عن نفايات مشعة قليلة.
[عدل] محطات الطاقة النووية
تعتبر محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحرارية البخارية، حيث تقوم بتوليد البخار بالحرارة التي تتولد في فرن المفاعل. الفرق في محطات الطاقة النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد الفرن الذري الذي يحتاج إلى جدار عازل وواق من الإشعاع الذري وهو يتكون من طبقة من الآجر الناري وطبقة من المياه وطبقة من الحديد الصلب ثم طبقة من الأسمنت تصل إلى سمك مترين وذلك لحماية العاملين في المحطة والبيئة المحيطة من التلوث بالإشعاعات الذرية.

مفاعل نووي يعمل بالماء المضغوط
والمفاعل النووي تتولد فيه الحرارة نتيجة انشطار ذرات اليورانيوم بضربات النيوترونات. وتستغل هذه الطاقة الحرارية الهائلة في غليان المياه في المراجل وتحويلها إلى بخار ذات ضغط عال ودرجة حرارة نحو 480 درجة مئويـة. ثم يسلط هذا البخار ذو الضغط المرتفع (نحو 380 ضغط جوي) على زعانف توربينات بخارية صممت ليقوم البخار السريع بتدوير محور التوربينات وبذلك تتحول الطاقة البخارية إلى طاقة ميكانيكية على محور هذه التوربينات. ويُربط محور التوربين مع محور المولد الكهربائي فيدور محور المولد الكهربائي (ALTERNATOR)بنفس السرعة فتتولد على طرفي الجزء الثابت من المولد الطاقة الكهربائية.
كانت أول محطة توليد نووية في العالم نفذت في عام 1954 وكانت في الاتحاد السوفيتي بطاقة 5 ميجا واط. عندما توصل العلماء إلى تحرير الطاقة النووية من بعض العناصر كاليورانيوم والبلوتونيوم. فوقود المفاعلات النووية اليورانيوم المخصب بكمية تكفي لحدوث تفاعل انشطاري تسلسلي يستمر من تلقاء ذاته. ويوضع الوقود في شكل حزم من قضبان اليورانيوم طويلة داخل قلب المفاعل الذي هو عبارة عن غلاية كبيرة مضغوطة شديدة العزل ذات جدار سميك (نحو 25 سنتيمتر من الفولاذ). ويتم الانشطار النووي بها لتوليد حرارة لتسخين المياه وتكوين البخار عال الضغط، الذي يدير زعانف التوربينات التي تتصل بمولدات كهربائية. ويتم ضبط معدل تشغيل المفاعل عن طريق إدخال قضبان تحكم في قلب المفاعل من مادة الكادميوم التي تمتص النيوترونات الزائدة. فكلما تم تقليل عدد النيوترونات في المفاعل كلما بطء معدل انشطار أنوية اليورانيوم.
وكان أول مفاعل نووي قد أقيم عام 1944 في هانفورد بأمريكا لآنتاج مواد الأسلحة النووية وكان وقوده اليورانيوم الطبيعي. وكانت المادة المهدئة لسرعة النيوترونات ليست الماء وإنما الجرافيت ،فكان ينتج البلوتونيوم لاستخدامة في صناعة القنابل الذرية. ولم تكن الطافة المتولدة من المفاعل تُستغل. ثم بُنيت أنواع مختلفة من المفاعلات في كل أنحاء العالم لتوليد الطاقة الكهربائية. وتختلف في نوع الوقود والمبردات والمهدئات. وفي أمريكا يستعمل الوقود النووي في شكل أكسيد اليورانيوم المخصب حتي 3% باليورانيوم-235 والمهدئ والمبرد من الماء النقي. وهذا النوع من المفاعلات يطلق عليها مفاعلات الماء الخفيف (أي الماء العادي).
[عدل] تخصيب اليورانيوم

إنتاج الطاقة العالمي بين 1980 – 2030
International Energy Outlook 2007, EIA.]]
اليورانيوم هو المادة الخام الأساسية للمشروعات النووية المدنية والعسكرية. ويستخلص من طبقات قريبة من سطح الأرض أو عن طريق التعدين من باطن الأرض. ورغم أن مادة اليورانيوم توجد بشكل طبيعي في أنحاء العالم، لكن القليل منه فقط يوجد بشكل مركز كخام. وحينما تنشطر ذرات معينة من اليورانيوم في تسلسل تفاعلي بسمي بالانشطار النووي.، ويحدث ببطء في المنشآت النووية، وبسرعة هائلة في حالة تفجير سلاح نووي. وينجم عن ذلك انطلاق للطاقة وفي الحالتين يتعين التحكم في الانشطار تحكما بالغا. ويكون الانشطار النووي في أفضل حالاته حينما يتم استخدام النظائر من اليورانيوم-235 (أو البلوتونيوم 239)، والمقصود بالنظائر هي الذرات ذات نفس الرقم الذري ولكن بعدد مختلف من النيوترونات. ويعرف اليورانيوم-235 بـالنظير الانشطاري لميله للانشطار محدثا تفاعلا تسلسليا، يطلق الطاقة في صورة حرارية. وحينما تنشطر نواة ذرة من اليورانيوم-235 فإنها تطلق نيوترونين أو ثلاث نيوترونات. وحينما تتواجد إلى جانبها ذرات أخرى من اليورانيوم-235 تصتدم بها تلك النيوترونات مما يؤدي لانشطار الذرات الأخرى، وبالتالي تنطلق نيوترونات أخرى. ولا يحدث التفاعل النووي إلا إذا توافر ما يكفي من ذرات اليورانيوم-235 بما يسمح بأن تستمر هذه العملية كتفاعل متسلسل يتواصل من تلقاء نفسه. أو ما يعرف بـالكتلة الحرجة. غير أن كل ألف ذرة من اليورانيوم الطبيعي تضم سبع ذرات فقط من اليورانيوم-235 القادرة على الانقسام. بينما تكون الذرات الأخرى الـ993 من اليورانيوم الأكثر كثافة ورقمه الذري يورانيوم-238 فلا تتميز بخاصية الانقسام عند امتصاصها للنيوترون. ومفاعلات الماء الخفيف Light Water Reactors هي نوع من المفاعلات الانشطارية النووية The Nuclear Fission Reactors التي تستعمل في الولايات المتحدة الأمريكية وإنجلترا واليابان وفرنسا وألمانيا والصين وكندا وبلجيكا لتوليد القوي الكهربائية وتستخدم الماء العادي كوسيط في اتسخين الماء وتحويله إلى بخار عالي الضغط لتشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء من المولدات. وهذا يتطلب تخصيب وقود اليورانيوم الخام Uranium Fuel Enrichment.
ويحتوي اليورانيوم الطبيعي على نسبة 0،7 % من يورانيوم-235 وهو نظير ينشطر، وأما 99،3% الباقية فهي يورانيوم-238 لا ينشطر. واليورانيوم الطبيعي يخصب بحيث يصبح به من 2,5 – 0و4 % يورانيوم-235 القابل للانشطار فيكون صالحا للاستخدام في مفاعلات الماء الخفيف التي تعمل ب الولايات المتحدة الأمريكية وبلاد عديدة أخرى مثل اليابان وفرنسا وإنجلترا وألمانيا وغيرهم، بينما مفاعلات الماء الثقيل The Heavy Waterالتي تعمل في كندا تستخدم اليورانيوم الطبيعي.
وفي حالة التخصيب يتطلب تزويد المفاعل النووي ب 30 طن من اليورانيوم المخصب إلى درجة 5و3 % لإمداد مفاعل واحد بالوقود النووي لمدة عام إذا كان يعمل بقدرة 1000 ميجاوات. وعملية تخصيب اليورانيوم Uranium Enrichment تتم بتخلل مادة هكسافلوريد اليورانيوم Uranium Hexaflourideالغازية وراء حاجز من مادة مسامية فتزيد نسبة اليورانيوم-235 في اليورانيوم من 7و0 % إلى نحو 5و3 %. وذلك لأن نفاذية اليورانيوم-235 في الحاجز المسامي تكون أعلى من نفاذية النظير يورانيوم-238 الأثقل منه، وبتكرار عملية النفاذية خلال حواجز متتالية مرات كثيرة ترتفع نسبة اليورانيوم-235 من 7و0% إلى 5و3 % ويصبح بذلك صالحا للاستخدام في المفاعلات النووية التي تعمل بالماء العادي، مثل مفاعل الماء المغلي.
كما يمكن فصل مادة اليورانيوم-235 الخفيفة نسبيا بطريقة أخرى عن يورانيوم-238 بواسطة آلات الطرد المركزي، وها ما تتبعه إيران في الوقت الحاضر. ووقود اليورانيوم اللازم للمفاعلات الانشطارية لا يصنع قنبلة ذرية لأن القنبلة تحتاج تخصيب أكثر يصل إلى 90% يورانيوم-235 لكي يتم تفاعل متسلسل سريع وقت الانفجار.
واليورانيوم والبلوتونيوم المخصبان بنسبة مرتفعة جدا يستخدمان في صنع القنابل النووية. لأن اليورانيوم المرتفع الخصوبة به نسبة عالية من اليورانيوم-235 الغير مستقر والمركز صناعيا (المخصب). والبلوتونيوم Plutonium يصنع نتيجة معالجة وقود اليورانيوم في المفاعلات الذرية أثناء عملها حيث تقوم بعض ذرات اليورانيوم (حوالي 1% من كمية اليورانيوم) بامتصاص نيترون neutron لإنتاج عنصر جديد هو البلوتونيوم الذي يستخلص بطرق كيميائية. ولصنع التفجير النووي يدمج اليورانيوم أو البلوتونيوم المخصبان بطريقة معينة بمتفجرات تقليدية تعمل على تكون كتلة الحرجة. وهذا الدمج يعمل على تكثيف المادة النووية آنيا فينتج التفاعل المتسلسل وينتج الانفجار النووي المدمر.
ويمكن تخصيب اليورانيوم بعدة طرق. ففي برنامج تصنيع الأسلحة النووية بأمريكا يتبع طريقة الانتشار الغازي the Gaseous Diffusion Method أو النفاذية الغازية باستغلال النفاذية المختلفة لكل من يورانيوم-235 ويورانيوم-238 في المواد. يتم ذلك بتحويل اليورانيوم الطبيعي (نسبة يورانيوم-235 فيه 7و0 % فقط) إلي غاز هكسافلوريد اليورانيوم Uranium Hexafluoride ثم يضخ خلال حاجز مسامي يسمح لذرات يورانيوم-235 بالمرور خلاله بسرعة أكبر من سرعة نفاذية بقية ذرات اليورانيوم، وبتكرار هذه العملية في عدة دورات يرتفع تركيز اليورانيوم-235 إلى نحو 90 % فيصلح لصنع الأسلحة النووية، وهذا ما اتبعته الولايات المتحدة الأمريكية خلال الحرب العالمية الثانية]] لصنع قنبل هيروشيما. إما الصين وفرنسا وبريطانيا والإتحاد السوفيتي فقد لجؤا إلي طريقة تخصيب اليورانيوم بطريقة الطرد المركزي لغاز هكسافلوريد اليورانيوم بسرعة عالية بدلا من طريقة الانتشار الغازي، وهذا ما تتبعته إيران حاليا لتخصيب اليورانيوم. وطبقا لهذه الطريقة يحول اليورانيوم الطبيعي إلى غاز هكسافلوريد اليورانيوم بالتسخين ثم يدخل في آلة طرد مركزي تدور بسرعة كبيرة. وبتاثير قوة الطرد المركزي تتجه ذرات اليورانيوم الأثقل يورانيوم-238 إلى حافة أسطوانة الطرد المركزي، بينما تبقى ذرات اليورانيوم-235 (الأخف) في وسط الأسطوانة، ويتركز اليورانيوم-235 في وسط الأسطوانة فيـُسحب ويُفصل. وتستخدم هذه الطريقة لتخصيب اليورانيوم أيضا في الهند وباكستان وإيران وكوريا الشمالية، وهي تختصر الطاقة المستخدمة للتخصيب عن طريقة النفاذية الغازية.
وهناك طريقة التدفق النفاث المتبعة في جنوب أفريقيا وطريقة الفصل للنظير بالكهرومغناطيسية التي كان العراق يتبعها قبل حرب الخليج عام 1991. ويمكن استعمال طريقة التخصيب بالليزر لفصل اليورانيوم بتحويل المعدن إلى بخار وبتسليط أشعة الليزر عليه فتثير ذرات اليورانيوم-235 والتي تتجمع وتتركز بالتأثير الإلكتروستاتيكي، وهذه التجربة تمت في كوريا الجنوبية عام 2000 سرا.
[عدل] أنواع المفاعلات

صورة مفاعل نووي للأبحاث العلمية وتُري فيه قضبان اليورانيوم وقضبان التحكم

صورة مفاعل إيكاتا باليابان
يطلق علي مفاعلات الانشطار النووي The nuclear fission reactors في الولايات المتحدة الأمريكية مفاعلات الماء الخفيف”light water reactors” ومنها مفاعل الماء المغلي ومفاعل الماء المضغوط وهي منتشرة كثيرا في العالم الغربي وفي اليابان وكوريا، وهي تحتلف عن مفاعلات الماء الثقيل “heavy water reactors” التي تستخدم في كندا. والماء الخفيف هو الماء العادي الذي يستخدم في قلب المفاعل مع وحدات الوقود النووي كوسيط لتهدئة moderator سرعة النيوترونات، حيث يحتاج انشطار نواة ذرة اليورانيوم-235 أن تصدمها نيوترونات بطيئة وليست سريعة. ما يعمل الماء في نفس الوقت كمبرد وناقل للحرارة حيث يتحول في المفاعل إلى بخار ذو ضغط عالي. ويحدث ذلك في غلاية أو خزان كبير يسمى خزان الضغط للمفاعل وهو في شكل أسطواني رأسي، يبلغ قطرها 5 مترات بارتفاع 8 متر ذات جدار من الحديد الصلب بسمك 25 سنتيمتر. ويحتوي خزان الضغط وحدات الوقود النووي المخصب غاطسة في الماء وكذلك قضبان من مادة تمتص النيوترونات مثل سبيكة الصلب والبور أو الكادميوم، يمكن بواسطتها ضبط سير التفاعل النووي أو إيقافه. يُنتج التفاعل النووي طاقة حرارية كبيرة فيسخن الماء في خزان الضغط ويتحول إلى بخار ذو ضغط عالي. يرتفع ضغط البخار في خزان الضغط إلى نحو 350 ضغط جوي ويكون في درجة حرارة نحو 450 درجة مئوية. يوجه هذا البخار عن طريق أنابيب ضخمة ليدير زعانف التوربينات التي تدير بدورها مولدات القوي الكهربائية. بذلك تتحول الطاقة النووية إلى طاقة حرارية ثم إلى طاقة حركة التوربين إلى طاقة كهربائية لإدارة المصانع وإنارة البيوت.
واستعمال الماء العادي يتطلب تخصيب وقود اليورانيوم لدرجة بين 5و2 % إلى 5و3 % باليورانيوم-235، وكلا النوعين من المفاعلات اللذان يعملان بالماء الخفيف هما مفاعل الماء المضغوط (Pressurized water reactor (PWR وتتم فيه دورتين (دورة أولية ودورة ثانوية) للماء والبخار من خزان الضغط إلى التوربنات ويفصلهما مبادلات للحرارة فيكون بخار تشغيل التوربينات معزولا عن دورة الخزان. والنوع الثاني من مفاعلات الماء العادي تسمى مفاعل الماء المغلي (Boiling water reactor (BWR. يستخدم مفاعل الماء المغلي دورة واحدة للماء والبخار من خزان الضغط إلى التوربينات ثم إلى خزان الضغط.
ويطلق علي مفاعلات الانشطار النووي في كندا مفاعلات الماء الثقيل حيث يعمل الماء الثقيل كوسيط بالمفاعل ويقوم الديوتيريوم deuterium، وهو الإيدروجين الثقيل الموجود في الماء الثقيل بتقليل سرعة النيترونات في التفاعل الانشطاري المتسلسل.وهذا النوع من المفاعلات لايتطلب وقود يورانيوم مخصب بل طبيعي ويطلق علي هذه المفاعلات الكندية مفاعلات كاندو CANDU.
• كما هناك نوع من المفاعلات النووية تعمل بدون ماءالتبريد، ويستخدم فيها غاز الهيليوم كوسط لخفض سرعة النيوترونات وكناقل للحرارة في نفس الوقت. من مميزات هذا النوع من المفاعلات الذرية أنها يمكن أن تعمل باليورانيوم الطبيعي أو الثوريوم وهو عنصر نووي توجد خاماته الأولية في كثير من البلاد. علاوة على ذلك فإن مفاعل الثوريوم يعمل في درجات حرارة عالية تصل إلى 900 درجة مئوية، ولهذا يتمتع بكفاءة حرارية عالية. كما يمكن استغلال تلك الحرارة العالية مباشرة في بعض الإنتاجات الصناعية التي تتطلب درجات حرارة عالية. وقد طـُور هذا النوع من المفاعلات التي تسمى مفاعلات الثوريوم عالية الحرارة بنجاح في ألمانيا.
• مفاعل سريع بتبريد الرصاص ويستخدم في بعض الغواصات الروسية.
• مفاعل ملح منصهر تعمل بالثوريوم
• مفاعل بتبريد غازي تقدمي ويعمل باليورانيوم الطبيعي أو يورانيوم مخصب.
• مفاعل الماء الثقيل المضغوط وهو يعمل باليورانيوم الطبيعي.
[عدل] انهاء الطاقة النووية
المقال الرئيسي: إنهاء الطاقة النووية

مجمع مفاعلات Cattenom بفرنسا
انهاء الطاقة النووية مصطلح يتم إطلاقه على عملية إغلاق محطات الطاقة النووية تدريجياً بشكل منظم من قبل بعض الدول التي تملك هذه المفاعلات. السبب في رغبة هذه الدول في انهاء الطاقة النووية على أراضيها هي النفايات النووية الضارة التي لا يمكن إعادة تصنيعها. وحاليا فقد بدأ العديد من الدول مثل السويد وألمانيا في إعادة نظرتها بالنسبة إلى قرارها السابق بشأن إنهاء الطاقة النووية، خصوصا بعد تفاقم مشكلة الانحباس الحراري على الأرض، بسبب تركيز إنتاج الطاقة الكهربائية بوساطة محطات القوي التي تعمل بالفحم والبترول، والتي تنتج قدرا هائلا من ثاني أكسيد الكربون، الذي يرفع بشكل مستمر درجة الحرارة على الأرض.
[عدل] مفاعل سيزر
تمكن كلوديو فيلبون العالم النووي ومدير مركز الطاقة المتطورة في جامعة ميريلاند الأمريكية من ابتكار وتصميم مفاعل سيزر CAESAR المتطور لإنتاج الكهرباء دون التسبب في أي تلوث نووي، أو انتشار الإشعاعات النووية. عكس المفاعلات النووية التقليدية التي تدار بأذرع وقود اليورانيوم 238 المزود بحوالي 4% من اليورانيوم 235. وعند اصطدام النيوترون بذرة اليورانيوم 235، تنشطر إلى نويات وتنطلق كمية من الطاقة في شكل حرارة ومزيد من النيوترينات التي تصطدم بالذرات الأخرى. ويتحكم «الوسيط» بإدخاله بين قضبان الوقود ليبطأ بعض النيوترينات لتتحرك ببطء بدرجة كافية بحيث تعمل على انشطار أنواية الذرات. لكن بعد عامين أو ثلاثة من تشغيل المفاعل، تصبح ذرات اليورانيوم 235 الباقية غير كافية فتظهر الحاجة إلى قضبان وقود جديدة. لكن مفاعل سيزر يعتمد على انشطار ذرات اليورانيوم 238 داخل قضبان الوقود بواسطة نيوترونات تتحرك بسرعة مناسبة نتيجة وجود البخار كوسيط في المفاعل، بالتحكم في كثافته بدقة، لإبطاء مرور النيوترينات للحصول على الانشطار المطلوب من ذرة اليورانيوم 238. وحدوث تفاعل نووي مصحوبا بانطلاق الطاقة وانطلاق مزيد من النيوترينات، التي تصطدم بدورها بذرة أخرى من اليورانيوم وهكذا. والمفاعل سيزر يمكن تشغيله لعقود دون الحاجة إلى إعادة تزويده بالوقود.
[عدل] مفاعل البحوث
هناك مفاعلات البحوث وهي أبسط من مفاعلات الطاقة وتعمل في درجات حرارة ووقود أقل من اليورانيوم عالي التخصيب (20% من U235،) على الرغم من أن بعضاً من المفاعلات البحثية الأقدم تستخدم 93% من U235. وكمفاعلات الطاقة يحتاج قلب مفاعل البحث للتبريد، ومهدئ من الماء الثقيل أو بالجرافيت لتهدئة النترونات وتعزيز الانشطار.و معظم مفاعلات البحث تحتاج أيضاً إلى عاكس من الجرافيت أو البيريليوم لتخفيض فقدان النترونات من قلب المفاعل. ومفاعلات البحث Research Reactors تستخدم للبحث والتدريب واختبار المواد أو إنتاج النظائر المشعة من أجل الاستخدام الطبي والصناعي. وهذه المفاعلات أصغر من مفاعلات الطاقة. ويوجد 283 من هذه المفاعلات تعمل في 56 دولة. كمصدر للنترونات من أجل البحث العلمي.
[عدل] مستقبل المفاعلات النووية
تزود الطاقة النووية دول العالم بأكثر من 16% من الطاقة الكهربائية؛ فهي تمد 35% من احتياجات دول الاتحاد الأوروبي. واليابان تحصل على 30% من احتياجاتها من الكهرباء من الطاقة النووية، بينما بلجيكا وبلغاريا والمجر وسلوفاكيا وكوريا الجنوبية والسويد وسويسرا وسلوفينيا وأوكرانيا فتعتمد على الطاقة النووية لتزويد ثلث احتياجاتها من الطاقة. لأن كمية الوقود النووي المطلوبة لتوليد كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية أقل بكثير من كمية الفحم أو البترول اللازمة لتوليد نفس الكمية. فطن واحد من اليورانيوم يقوم بتوليد طاقة كهربائية أكبر من ملايين من براميل البترول أو ملايين الأطنان من الفحم. والطاقة الشمسية كلفتها أكبر بكثير من تكاليف الطاقة النووية. ولا تطلق غازات ضارة في الهواء كغازات ثاني أكسيد الكربون أو أكسيد النتروجين أو ثاني أكسيد الكبريت التي تسبب الاحترار العالمي والمطر الحمضي والضباب الدخاني. ومصدر الوقود النووي (اليورانيوم) متوفر وسهل الحصول عليه ونقله، بينما مصادر الفحم والبترول محدودة.
وتشغل المحطات النووية لتوليد الطاقة مساحات صغيرة من الأرض مقارنة بمحطات التوليد التي تعتمد على الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. لكن استخدام الطاقة النووية يسبب إنتاج النفايات ذات الإشعاعية العالية. لذلك يخزَّن الوقود النووي المستهلك في أحواض مائية بغرض تبريدها، وامتصاص أشعتها الضارة وتخفيض درجة إشعاعيته. بعد ذلك يمكن تدويرها وإعادة معالجتها لاسترجاع اليورانيوم والبلوتونيوم التي لم تنشطر بعد، واستخدامهما من جديد كوقود للمفاعل أو في إنتاج الأسلحة النووية. وبعض العناصر الموجودة في النفايات مثل البلوتونيوم ذات إشعاعية عالية وتظل على ذلك لمدة آلاف السنين. ولا يوجد نظام آمن للتخلص من هذه النفايات، لكن مراكز البحوث النووية في جميع أنحاء العالم تعمل على ايجاد تكنولوجيا حديثة لحل تلك المسألة. وقد أبتليت المفاعلات النووية بسوء السمعة بسبب الحادث المروع الذي حدث في محطة الطاقة النووية في تشيرنوبل بأوكرانيا عام 1986 والذي أدي إلى تسرب إشعاعي فظيع. فقد أدي إلى مقتل 31 شخصاً وتعريض مئات الآلاف للإشعاع الذي سيستمر تأثيره على أجيال قادمة.
[عدل] مشروعات نووية مستقبلية
على الرغم من معارضات كثيرة للطاقة النووية فالعالم ينظر إلى الطاقة النووية للتقليل من الاعتماد على النفط والفحم والغاز لإنتاج الطاقة الكهربائية.
الصين : يعمل بها 11 مفاعل نووي، وتقوم حاليا بإنشاء 14 مفاعل، وتخطط لإنشاء 115 مفاعل جديد.
فرنسا: يعمل بها 59 مفاعل نووي، وتقوم حاليا بإنشاء 1 مفاعل، وتخطط لإنشاء 2 مفاعلين.
الهند: يعمل بها 17 مفاعل نووي، وتقوم حاليا بإنشاء 6 مفاعل، وتخطط لإنشاء 38 مفاعل.
اليابان: يعمل بها 53 مفاعل نووي، وتقوم حاليا بإنشاء 2 مفاعل، وتخطط لإنشاء 14 مفاعل.
روسيا: يعمل بها 31 مفاعل نووي، وتقوم حاليا بإنشاء 8 مفاعل، وتخطط لإنشاء 36 مفاعل
أوكرانيا: يعمل بها 15 مفاعل نووي، وتخطط لإنشاء 22 مفاعل.
الولايات المتحدة الأمريكية : يعمل بها 104 مفاعل نووي، وتقوم حاليا بإنشاء 1 مفاعل، وتخطط لإنشاء 31 مفاعل.
المملكة العربية السعودية : قامت بإنشاء هيئة تعنى بالطاقة النووية باسم مدينة الملك عبد الله للطاقة الذرية والمتجددة، وأعلنت انها ستمتلك 16 مفاعل نووي عام 2030.[2]
الإمارات العربية المتحدة: تخطط لإنشاء أول محطة نووية عام 2017.
جمهورية مصر العربية: تقوم حاليا بإنشاء محططة نووية في مدينة الضبعه وستبداء بالعمل عام2019
الكويت: تم تشكيل اللجنة الوطنية لاستخدامات الطاقة النووية للأغراض السلمية في مارس 2009 ويرأسها سمو الشيخ ناصر المحمد الأحمد الجابر الصباح رئيس مجلس الوزراء. ومن المتوقع ان يتم إنشاء أول مفاعل نووي كويتي عام 2015.
كما تخطط الدول لأنشاء نحو 200 مفاعل نووي بالإضافة إلى ما سبق حتى عام 2050.
الطاقة الكهرومائية

هي الكهرباء المتولدة عن المساقط المائية، أي إنتاج الطاقة من خلال استخدام قوة الجاذبية نتيجة سقوط المياه. وتعد من أوسع أشكال الطاقة
المتجددة المستخدمة في إنتاج الكهرباء. قبل استخدام الطاقة المائية على نطاق واسع لتوفر الطاقة الكهربائية، الطاقة المائية كانت تستخدم لأغراض الري فقط،
وتشغيل الآلات، مثل طواحين المائية، وآلات النسيج، والمناشر. حاليا تقنيات توليد الطاقة الكهرومائية متقدمة ومتطورة بدرجة كبيرة وليس من المتوقع أن تحدث
طفرة كبيرة في تقنياتها في المستقبل لزيادة كفاءتها والتوسع في استخدامها. توليد الطاقة من المساقط المائية يتم عن طريق استخدم قوة سقوط أو تدفق
المياه لتحريك المولدات التوربينية بدلا من استخدام البخار. واستخدمت المحطات الكهرومائية لتوليد الكهرباء على نطاق واسع منذ أوائل القرن العشرين. وهناك نوعان
من محطات الطاقة الكهرومائية: النوع الأول يشمل المحطات التي تستخدم مساقط المياه العالية، وهذه المحطات تستفيد من قوة سقوط المياه من أماكن شاهقة
وذلك عن طريق بناء السدود على طول الأنهار الرئيسة، وعادة يتم إنشاء خزانات عملاقة لخزن المياه وأيضا للتحكم في تدفق كمية المياه عبر السد وحسب الطلب على
الكهرباء. وتنتج هذه المحطات عادة كميات هائلة من الطاقة الكهربائية. أما النوع الآخر من المحطات الكهرومائية فهي التي تستخدم مساقط المياه من الأنهار، وهذه

المحطات تستفيد من تدفق الأنهار لتحريك التوربينات. والطاقة المنتجة من هذه المحطات أقل بكثير من كمية الطاقة التي تولدها محطات مساقط المياه العالية
حاليا الطاقة المائية هي المصدر الرئيس للطاقة الكهربائية المتجددة، وهي توفر أكثر من 97 في المائة من مجموع الكهرباء التي تولدها مصادر الطاقة المتجددة
أي أكثر من 700 ألف ميجاواط كهرباء، وهذا يمثل نحو 19 في المائة من الكهرباء المنتجة في العالم. أما المصادر الأخرى بما في ذلك الطاقة الشمسية، والطاقة
الحرارية الأرضية والرياح، والكتلة الحيوية فتشكل أقل من 3 في المائة من إنتاج الكهرباء المتجددة. ولكن ليس من المتوقع أن يزداد هذا الإنتاج كثيرا في المستقبل
خصوصا في الدول المتقدمة صناعيا, وذلك لأن معظم الإمكانات المتاحة قد تم استغلالها في هذه البلدان

هناك فوائد كثيرة من إنتاج الطاقة بواسطة المحطات الكهرومائية: فمثلا لا توجد انبعاثات غازات خطرة أو نفايات صلبة، ولا توجد أي تكاليف للوقود وإنما هي تماما
مستدامة، كذلك المحطات الكهرومائية موثوق بأدائها التقني، وذات تكاليف صيانة منخفضة، إضافة إلى ذلك السدود الخاصة بها تساعد على السيطرة على
الفيضانات. كما أن إنتاج الطاقة الكهرومائية أقل تكلفة من الكهرباء المولدة باستخدام الوقود الأحفوري أو الطاقة النووية. كذلك وفرة
مصادر الطاقة الكهرومائية تساعد على جذب الصناعة

ولكن في الوقت نفسه هناك آثار سلبية للطاقة الكهرومائية قد تشكل تحديا كبيرا لها. فمثلا التغيرات في تدفق المياه يمكن أن تؤثر سلبا في الحياة الحيوانية
والنباتية، وكذلك خزانات المياه يمكن أن تحتل مساحات كبيرة من الأراضي. والمحاذير البيئية من آثار السدود والخزانات العملاقة قد تحدد تطور وزيادة مصادر الطاقة
الكهرومائية الاقتصادية. ومن أكثر عيوب محطات الطاقة الكهرومائية التي تستخدم مساقط المياه العالية مأساوية هو تأثيرها السلبي في الحياة البرية، حيث
إن خزانات المياه يمكن أن تغير درجة حرارة المياه وتمنع هجرة الأسماك وتغلق منابع مرور الأسماك. لكن من الميزات الكبيرة لهذا النوع من المحطات الكهرومائية
قدرتها على التعامل مع ارتفاع أحمال الذروة الموسمية بل حتى اليومية. فمثلا عند انخفاض الطلب على الكهرباء فإن السد يقوم بتخزين كميات أكثر من المياه التي
توفر لاحقا مزيدا من التدفق عند الحاجة. في حين المحطات التي تستخدم مساقط المياه من الأنهار فإن آثارها البيئية أقل بكثير، ولكن هنا لا يمكن السيطرة على

تدفق كمية المياه عبر المولد، لذلك لا يمكن التحكم في كمية الطاقة الكهربائية المنتجة في هذه المحطات، كما أن تدفق النهر يعتمد على هطول الأمطار في المنطقة
كثير من محطات الطاقة الكهرومائية الحالية جاوزت أعمارها التشغيلية, كما أن كثيرا منها قد تضررت نتيجة الفيضانات في السنوات الأخيرة بأضرار يتعذر إصلاحها
وكذلك التكاليف الأولية لبناء محطات طاقة كهرومائية جديدة أو لتحل محل المحطات القديمة عالية جدا، لذلك معظم الاستثمارات حاليا تذهب إلى أشكال
أخرى من الطاقة المتجددة. المخاطر الاقتصادية في الاستثمار في مشاريع إنتاج الطاقة الكهرومائية يمكن أن تكون كبيرة، لأنها تحتاج إلى تكاليف رأسمالية
عالية جدا. إضافة إلى وجود عدم يقين فيما يتعلق بأسعار الطاقة في المستقبل. إن تكاليف بناء وإنتاج الطاقة الكهرومائية تتباين بشدة من محطة إلى أخرى
وأحد أهم الأسباب هو حجم المحطة. المولد الصغير يتطلب عددا من العاملين للتشغيل والصيانة تقريبا يساوي ما تحتاج إليه محطة كهرومائية كبيرة, ما يجعل
تكلفة إنتاج الكيلوواط الواحد في محطات الطاقة الكهرومائية الكبيرة أقل من تكلفة إنتاجه في المحطات الأصغر. ومقارنة بغيرها من مصادر إنتاج الطاقة الكهرباء
فإن تكاليف الإنتاج في محطات الطاقة الكهرومائية هي نحو ثلث تكاليف الإنتاج في المحطات التي تستحدم الوقود الأحفوري لتوليد الطاقة الغاز والفحم أو النفط
أو في محطات الطاقة النووية. العامل الرئيس للفرق في تكلفة الإنتاج يعود إلى تكاليف الوقود اللازمة في الأنواع الأخرى من مصادر إنتاج الطاقة. تكاليف رأس
المال لإنشاء محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية هو مماثل لتكاليف رأس المال اللازم لبناء محطات الطاقة النووية، ولكن إلى حد ما أعلى من تكاليف رأس المال
المطلوب لبناء محطات التوليد التي تعمل بالوقود الأحفوري. ولكون المحطات الكهرومائية لا تحتاج إلى وقود، فإن مجموع التكاليف لإنتاج كل كيلوواط/ ساعة في
معظم الحالات أقل من تكاليف الإنتاج في محطات الوقود الأحفوري طاقة الاندماج النووي:
يحاول العلماء منذ عدة أعوام توليد الطاقة عن طريق الاندماج النووي، وهي طريقة حديثة لها ميزات عديدة، ولكنها مكلفة وتتطلب مفاعِلات معقدة التركيب. فهل سيكون الاندماج النووي بديلاً للطاقة النووية التقليدية على المدى الطويل؟

العلماء يعلقون آمالاً كبيرة على الطريقة الجديدة لتوليد الطاقة
عادة ما تولد الطاقة في المفاعلات النووية عن طريق شطر ذرات عنصر اليورانيوم الثقيلة. ولكن هناك طريقة أخرى تمّكن من اكتساب الطاقة النووية، وهي عكس الطريقة الأولى وتتمثل في دمج الذرات وليس في شطرها. ولهذه الطريقة، التي يستخدم فيها عنصر الهيدروجين، مزايا عديدة: فقضبان الوقود، وهو في هذه الحال غاز الهيدروجين، هي مصدر متوفر في الطبيعة ولا ينتهي، وهذا بعكس عنصر اليورانيوم. كما أن خطر حصول كارثة أو حادث في المفاعل النووي غير وارد، لأن الطاقة المخزنة في المفاعل النووي الذي يدمج ذرات الهيدروجين ضئيلة جداً. ومن مزايا طاقة دمج النوى الذرية أنه لا تنتج عنها مخلفات نووية ضارة، ولا يضطر المرء إلى التخلص من هذه التفايات النووية كما هو الحال في مفاعلات الطاقة التي تشطر نواة ذرات اليورانيوم.
ولكن هنالك مشكلة في توليد الطاقة الناجمة عن دمج الذرات، تتلخص في حقيقة أنه لا يوجد حتى الآن مفاعل للدمج يمكن استخدامه لتوليد الطاقة. ويعود ذلك إلى أن التقنية اللازمة لهذا الأمر معقدة جداً. المفاعل الوحيد القادر على الدمج هو مفاعل تجريبي يُدعى إيتر ITER، وهو أكبر مفاعل دمج تجريبي بناه الإنسان حتى الآن.
مصدر طاقة لا ينضب

لطاقة الاندماج النووي مزايا عديدة، بالمقارنة مع الطاقة النووية التقليدية
بدأ العمل بتجارب دمج نوى الهيدروجين في عام 1991، حيث نجح علماء فيزياء بريطانيين في دمج ذرات الهيدروجين وتحويلهاإلى غاز الهيليوم، ولو لمدة قصيرة لا تتجاوز الثانيتين، مستخدمين مفاعلا صغيراً أسموه جِتJET. وعملية الدمج هذه هي عملية كيماوية وفيزيائية معقدة تنتج عنها كمية كبيرة من الطاقة. هذه التجربة الصغيرة أنعشت آمال العلماء وجعلتهم يتطلعون للاستفادة في المستقبل القريب من دمج الذرات واستغلال هذا المصدر الذي لا ينضب للطاقة. وانطلاقاً من هذا التفاؤل شرع العلماء ببناء مفاعل إيتر الأكبر حجماً. ومن المخطط أن يكون بوسع هذا المفاعل التجريبي أن يوّلد 10 أضعاف الطاقة التي يستهلكها. “هذه التجربة ستكون بمثابة الاختبار الحاسم لمبدأ توليد الطاقة بطريقة الاندماج”، كما يقول هارتموت تسوم، وهو عالم فيزياء الاندماج في معهد ماكس بلانك لفيزياء البلازما بالقرب من مدينة ميونخ.
وبمشاركة الإتحاد الأوروبي، واليابان، وروسيا، والصين، وكوريا الجنوبية، والهند والولايات المتحدة الأمريكية بُدئ العمل عام 2005 ببناء مفاعل إيتر في جنوب فرنسا. ويتكون المفاعل من غرفة ضخمة مفرغة من الهواء دائرية الشكل. ومبدأ عمل المفاعل هو أن يتم ضخ مزيج من غاز الهيدروجين إلى داخل هذه الغرفة. هذا الخليط يسيطر عليه مجال مغناطيسي يمنعه من التلامس مع جدران الأنبوب المحيط به. بعد ذلك يتم تسخين غاز الهيدروجين إلى 150 مليون درجة مئوية، فيتحول الهيدروجين بدوره إلى بلازما، وهو ما تيسمى بالحالة الرابعة للمادة. ونظراً لدرجات الحرارة العالية هذه، تندمج نوى الهيدروجين وتتحول إلى هيليوم، منتجة بذلك كميات هائلة من الطاقة.
تكاليف ترتفع وموعد يؤجل
تكاليف هذا المفاعل قُدرت في البدء بخمسة مليارات دولار، وكان من المفروض أن تنتهي أعمال بنائه عام 2018. إلا أن سرعان ما تم تعديل هذا المخطط، حيث تقدر التكاليف الآن بخمسة عشر مليار يورو، ويتوقع المشرفون على المشروع أنه لن يتم البدء بتوليد الطاقة في المفاعل قبل عام 2026. وقد تعددت أسباب هذا التأخير: فالمواد الخام الخاصة واللازمة لبناء المفاعل ارتفع سعرها في الأعوام الأخيرة بشكل كبير، كما أن حسابات التكاليف التي أجريت في المراحل الأولى من المشروع لم تكن دقيقة، كما يقول هارتموت تسام. غير أن المخططين أدركوا الآن أن التقنية أدق وأكثر تعقيدا وتكلفةً مما كانوا يتوقعونه.

تنشأ طاقة الاندماج النووي عن طريق حصر غاز الهيدروجين في غرفة مفرغة من الهواء تشبه عجلة السيارة، ومن ثم تسخينه وتحويله إلى غاز الهيليوم.
ومن أحد أسباب التأخير أيضاً هو إدارة المشروع: فالشركاء السبع في المشروع موزعون في أنحاء مختلفة من العالم، وهذا ما يجعل التنسيق بينهم أمراً صعباً، خصوصاً وأن كلاً من هؤلاء الشركاء يطمح إلى إشراك مصانع محلية في بلده في عملية إنتاج القطع اللازمة لبناء المفاعل. وينتج عن هذا أن عدة مصانع تنتج قطعا من طراز واحد في نفس الوقت، بدل أن ينتجها مصنع واحد موفراً بذلك الجهد والمال. وتفاديا لأن تستمر تكاليف بناء المفاعل بالارتفاع، قام المسؤولون عن المشروع بتعيين فريق إدارة جديد لحل مشكلة تمويل المشروع.
ويدفع هذا التأخير والمشاكل المالية لمفاعل الاندماج النقاد للدعوة إلى التفكير مجددا في مدى جدوى هذا المفاعل، وحسب رأي هاينتس سميتال، وهو خبير في علم الذرة وعضو في منظمة حماية البيئة غرين بيس Greenpeace، فإن “الفكرة من وراء الاندماج النووي هي فكرة مثيرة للاهتمام علمياً، ولكنها ليست لها علاقة بإمدادات الطاقة على أرض الواقع، لأن مفاعل إيتر هو مفاعل تجريبي ونموذج علمي معقد، وليس مفاعلاً نووياً جاهزاً يوفر الطاقة للمستهلك.” ولذلك يطالب سميتال بإيقاف المشروع واستثمار المبالغ الضخمة في مشاريع أخرى لتوليد الطاقة من مصادر أخرى رفيقة بالبيئة ومتجددة، مثل المولدات العاملة بالطاقة الشمسية.

33. محمد أحمد محمد - يونيو 3, 2012

البرق أحد أكثر الأشكال المعروفة لتولد الطاقة.
الطاقة هي المقدرة على القيام بشغل أى إحداث تغيير، وهناك صور عديدة للطاقة، منها الطاقة الحرارية و الضوء (وهو طاقة كهرومغناطيسية)، والطاقة الكهربائية ، و طاقة الرياح (وهي طاقة حركة) ، وطاقة الأشعة السينية و طاقة أشعة جاما ، وغيرها .
ضمن سياق العلوم الطبيعية، الطاقة يمكن ان تاخذ أشكالا متنوعة : طاقة حرارية، كيميائية، كهربائية، إشعاعية، نووية، طاقة كهرومغناطيسية، وطاقة حركة. هذه الأنواع من الطاقة يمكن تصنيفها بكونها طاقة حركية أو طاقة كامنة ، في حين أن بعضها يمكن أن يكون مزيجا من الطاقتين الكامنة والحركية ، وهذا ندرسه في الديناميكا الحرارية .
جميع أنواع الطاقة يمكن تحويلها من شكل لآخر بمساعدة أدوات بسيطة أو أحيانا تستلزم تقنيات معقدة : من الطاقة الكيميائية إلى الكهربائية عن طريق الأداة الشائعة البطاريات أو المركمات، أو تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية وهذا نجده في محرك احتراق داخلي ، أو تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية ، وهكذا .
وقد بينت نظرية النسبية لأينشتاين أن المادة والطاقة هما صورتان لشيئ واحد ، وعرفنا تكافؤ المادة والطاقة ، هذا الاكتشاف اكتشفة أينشتاين عام 1905 وكتبه في النظرية النسبية الخاصة ، ويعبر عن تكافؤ الطاقة والمادة بمعادلته الشهيرة : E=mc2. هذا الاكتشاف الذي نتج عنه اختراع القنبلة الذرية التي ألقيت على هيروشيما عام 1945 وأنهت الحرب العالمية الثانية بين اليابان و الولايات المتحدة] . الانشطار النووي والاندماج النووي.
مصطلحات الطاقة وتحولاتها مفيدة جدا في شرح العمليات الطبيعية. فحتى الظواهر الطقسية مثل الريح، والمطر والبرق والأعاصير تعتبر نتيجة لتحولات الطاقة التي تأتي من الشمس على الأرض. الحياة نفسها تعتبر أحد نتائج تحولات الطاقة : فعن طريق التمثيل الضوئي يتم تحويل طاقة الشمس إلى طاقة كيميائية في النباتات ، يتم لاحقا الاستفادة من هذه الطاقة الكيميائية المختزنة في عملية التمثيل الغذائي للكائنات الحية والإنسان. ومن النبات ينتج الخشب وهو مصدر آخر للطاقة يرجع أصلها إلى الشمس.

ضمن الاستخدام الاجتماعي : تطلق كلمة “طاقة” على كل ما يندرج ضمن مصادر الطاقة، إنتاج الطاقة، واستهلاكها وأيضا حفظ موارد الطاقة. بما ان جميع الفعاليات الاقتصادية تتطلب مصدرا من مصادر الطاقة، فإن توافرها وأسعارها هي ضمن الاهتمامات الأساسية والمفتاحية. في السنوات الأخيرة برز استهلاك الطاقة كأحد أهم العوامل المسببة للاحترار العالمي مما جعلها تتحول إلى قضية أساسية في جميع دول العالم.

[عدل]تحول الطاقة
مقال تفصيلي :تحول الطاقة
يمكن تحويل الطاقة الكيميائية المختزنة في بطارية الجيب إلى ضوء. كما تتحول الطاقة الكيميائية المختزنة في بطارية الرصاص إلى طاقة كهربائية. أو تحويل طاقة أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية عن طريق لوح ضوئي.
كمية الطاقة الموجودة في العالم ثابتة على الدوام، فالطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم (قانون انحفاظ الطاقة)، وإنما تتحول من شكل إلى آخر. وعندما يبدو أن الطاقة قد استنفذت، فإنها في حقيقة الأمر تكون قد تحولت إلى صورة أخرى ، لهذا نجد أن الطاقة هي قدرة للقيام بالشغل تكون نتيجته مثلا طاقة حركية أو طاقة إشعاعية. فالطاقة التي يصاحبها حركة يطلق عليها طاقة حركة. والطاقة التي لها صلة بالموضع (الجاذبية) يطلق عليها طاقة الوضع (جهدية). فالبندول المتأرجح تختزن به طاقة وضع عند نقاطه النهائية ، وعند كل نقطة نهائية لاهتزاز البندول تتحول طاقة الوضع إلى طاقة حركية لذلك يعود في اتجاه وضع التوازن ومنه إلى النقطة النهائية الثانية ، وهكذا.
الطاقة توجد في عدة أشكال كالطاقة الميكانيكية (حركية)، والطاقة الحرارية ، والطاقة الكيميائية ، والطاقة الكهربائية، والطاقة الإشعاعية.
أثبت ألبرت أينشتاين تكافؤ المادة والطاقة في نظرية النسبية ،أي يمكن تحول المادة إلى طاقة وهذا ما يحدث في الشمس (اندماج نووي) ، كما يمكن أن تتحول الطاقة إلى مادة مثلما في إنتاج زوجي حيث يتحول شعاع جاما إلى إلكترون وبوزيترون.
[عدل]أنواع الطاقة
تعتبر الطاقة الحيوانية أول طاقة شغل استخدمها الإنسان في فجر الحضارة عندما استخدم الحيوانات الأليفة في أعماله ثم شرع واستغل قوة الرياح في تسيير قواربه لآفاق بعيدة. واستغل هذه الطاقة مع نمو حضارته، واستخدمها كطاقة ميكانيكية في إدارة طواحين الهواء وفي إدارة عجلات ماكينات الطحن ومناشير الخشب ومضخات رفع الماء من الآبار وغيرها. وهذا ما عرف بالطاقة الميكانيكية.
[عدل]طاقة الحيوان
قوة الحيوانات نجدها مستمدة من الطاقة الكيميائية الموجودة في الطعام بعد هضمه في الإنسان والحيوان. والطاقة الكيميائية نجدها في الخشب الذي كان يستعمل منذ القدم في الطبخ والتدفئة. وفي بداية الثورة الصناعية استخدمت القوة المائية كطاقة تشغيلية (شغل) بواسطة نظم سيور وبكر وتروس لإدارة العديد من الماكينات.
[عدل]طاقة حرارية
مقال تفصيلي : طاقة حرارية
نجد الطاقة الحرارية في المحركات البخارية التي تحول الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة ميكانيكية. فالآلة البخارية يطلق عليها آلة احتراق خارجي، لأن الوقود يحرق خارج المحرك في غلاية لتوليد البخار الذي بدوره يدير المحرك. لكن في القرن التاسع عشرإخترع محرك الاحتراق الداخلي، مستخدما وقودا يحترق داخل الآلة (مثلما في السيارة ، حيث يحترق البنزين داخل المحرك)، فتصبح مصدرا للطاقة الميكانيكية التي أستغلت في عدة أغراض كتسيير السفن والعربات والقطارات.
الطاقة غير المتجددة نحصل عليها من باطن الأرض كسائل كما في النفط، وكغاز كما في الغاز الطبيعي، أو كمادة صلبة كما في الفحم الحجري. وهي غير متجددة لأنه لايمكن صنعها ثانية أو استعواضها مجددا في زمن قصير. وتلك المصادر هي أصلا تكونت من الطاقة الشمسية واختزنت في النفط والفحم والغاز. وترجع جميع مصادر الطاقة المتجددة أيضا إلى الطاقة الشمسية (ماعدا الطاقة النووية). مصادر الطاقة المتجددة نجدها في طاقة الكتلة الحيوية التي تُستمد من مادة عضوية كإحراق النباتات وعظام الحيوانات وروث البهائم والمخلفات الزراعية. فعندما نستخدم الخشب أو أغصان الأشجار أو روث البهائم في اشتعال الدفايات أو الأفران، فهذا معناه أننا نستعمل وقود الكتلة الحيوية. وفي الولايات المتحدة تستغل طاقة الكتلة الحيوية في توليد نحو 3% من مجمل الطاقة لديها لتوليد 10 آلاف ميجا وات من القدرة الكهربائية.
وتستغل طاقة الحرارة الأرضية لتوليد الكهرباء والتسخين. وهي تحتاج إلى حفر أبار عميقة بين 400 متر إلى 2000 متر ,لاستخراج الماء الساخن منها واستغلاله في التدفئة أو لتوليد الكهرباء.
[عدل]طاقة كهربائية
مقال تفصيلي :طاقة كهربائية
في القرن 19 ظهر مصدر آخر للطاقة، وهو الطاقة الكهربائية ,والتي تعرف بالكهرباء ,ويمكن الحصول على الكهرباء من الطبيعة عن طريق الصواعق والاحتكاك وهذا صعب وغير مجدٍ اقتصادياً. ولكن يمكن توليد الكهرباء بعدة طرق أخرى منها الكيميائية مثل البطاريات أو عن طريق تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية وذلك بتحريك سلك موصل في مجال مغناطيسي كما في المولدات الكهربائية أو بتسخين مزدوج حراري كما في المزدوجة الحرارية.
 في البطاريات تكون الكهرباء المتولدة ذات تيار مستمر.
 في المولدات الكهربائية تكون الكهرباء المولدة في الغالب ذات تيار متردد ويمكن ان تكون الكهرباء ذات تيار مستمر.
[عدل]طاقة نووية
ثم ظهرت الطاقة النووية التي استخدمت في المفاعلات النووية، حيث يجري الانشطار النووي الذي يولد حرارة هائلة تولد البخار الذي يدير المولدات الكهربائية أو محركات السفن والغواصات. لكن مشكلة هذه المفاعلات النووية تكمن في نفاياتها المشعة، واحتمال حدوث تسرب إشعاعي أو انفجار المفاعل، كما حدث في مفاعل تشيرنوبل الشهير.
[عدل]طاقة كهرمائية

السد العالي ،أسوان .
مقال تفصيلي :طاقة كهرمائية
وطاقة كهرمائية التي تتولد من السدود. حاليا نصف الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة الأمريكية تأتي من الطاقة الكهرمائية وهي قوة دفع المياه التي تدير التوربينات، والتي بدورها تسيّر مولد الكهرباء ، كما يحدث في مصر في السد العالي. وفي أمريكا تمثل كهرباء الطاقة المائية 12% من جملة الكهرباء المنتجة. ويمكن مضاعفتها إلي 72 ألف ميجاوات حيث تتوفر مياه الأنهار والبحيرات.
[عدل]طاقة الرياح
مقال تفصيلي :طاقة الرياح
هناك أيضا طاقة قوة الرياح حيث تُستخدم مراوح كبيرة تدور بالهواء والرياح ، وبواسطة مولد كهربائي تقوم بإنتاج التيار الكهربائي. كانت قوة الرياح تستغل في إدارة طواحين الهواء ومضخات رفع المياه، كما إتبع في هولندا عندما نزح الهولنديون مساحات مائية من البحر لتوسيع الرقعة الزراعية عندهم. سبب عدم انتشارها في العالم أصواتها المزعجة وقتلها للطيور التي ترتطم بشفراتهاالسريعة، وعدم توفر الرياح في معظم المناطق بشكل مناسب.
[عدل]طاقة المد والجزر
مقال تفصيلي : طاقة المد والجزر
تستغل طاقة المد والجزر التي تبلغ في بعض المناطق قدرا مناسبا في إنتاج الطاقة الكهربائية. تستغل طاقة المد والجزر في فرنسا والمملكة المتحدة.
[عدل]طاقة كيميائية
مقال تفصيلي : طاقة كيميائية (كيمياء)
في البطاريات تستغل الطاقة الكيميائية في توليد التيار الكهربائي. وفي المراكم المستخدم في هاتف محمول وهي تنتج التيار الكهربائي من التفاعل الكيميائي. أيضا في خلايا الطاقة التي تستغل الهيدروجين والأكسجين لإنتاج الكهرباء من خلال تفاعل كهربائي كيميائي.
ويرافق جميع العمليات الكيميائية تغير في المواد اي تختفي مواد وتنتج مواد أخرى, وجميع العمليات الكيميائية مصحوبة بتغير في الطاقة. نطلق اسم “طاقة كيماوية” على الحرارة المنطلقه إلى الوسط المحيط لتفاعل كيمائي أو الطاقة التي تمتصها العملية من الوسط المحيط.
[عدل]طاقة إشعاع
تنتقل الطاقة الشمسية إلى الأرض كطاقة إشعاعية في صورة الضوء ، وهو موجات كهرومغناطيسية. كذلك تصدر النجوم طاقتها بصفة أساسية في صورة إشعاع.
[عدل]مصادر الطاقة الطبيعية
[عدل]طاقة البترول
البترول عبارة عن سائل كثيف، قابل للاشتعال، بني غامق أو بني مخضر، يوجد في الطبقة العليا من القشرة الأرضية. وأحيانا يسمى نافثا، من اللغة الفارسية (“نافت” أو “نافاتا” والتي تعني قابليته للسريان). وهو يتكون من خليط معقد من الهيدروكربونات، وخاصة من سلسلة ألكان، ولكنه يختلف في مظهره وتركيبه ونقاوته بشدة من مكان لأخر. وهو مصدر من مصادر الطاقة الأولية الهام للغاية (حسب إحصائيات الطاقة في العالم). البترول هو المادة الخام لعديد من المنتجات الكيميائية، اللدائن.
[عدل]طاقة الوقود
الوقود له أنواع مختلفة من أهمها الوقود الأحفوري وهو الذي يشمل كل من النفط والفحم والغاز، والذي أستخدم بإسراف منذ القرن الماضي ولا يزال يستخدم بنفس الإسراف مع ارتفاع أسعاره يوما بعد يوم، مع أضراره الشديدة للبيئة. ومثله وقود السجيل وهو مثل النفط يكون مخلوط مع الرمال.
من أنواع الوقود الأخرى هو الوقود الخشبي والذي يغطي استخدامه حوالي 6% من الطاقة الأولية العالمية، وهناك الوقود المستخرج من النفايات الحيوانية أو المياه الثقيلة للمجاري، حيث بالمستطاع استخدام هذه النفايات في توليد الطاقة بالاعتماد عليها بعد عمليات التخمير، وتستخدم في العديد من دول العالم معالجة المياه الثقيلة للاستفادة من الغازات المنبعثة لأغراض توفير الطاقة.
من الطرق الحديثة والنظيفة في توفير الوقود النظيف يمكن أن يكون من نباتات الأشجار سريعة النمو، أو بعض الحبوب أو الزيوت النباتية أو المخلفات الزراعية أو بقايا قصب سكر، أمكن تحويل بعض منتجات السكر إلى كحول لاستخدامه كوقود للسيارات وكذلك زيت النخيل. يتميز هذا النوع من الوقود بأنه يقلل من التلوث، حيث لا حاجة هناك لاستعمالالرصاص في مثل هذا النوع من الوقود لرفع أوكتان الوقود كما هو الحال في البنزين المستحصل عليه من النفط الأحفوري، ومن ثم فإنه بنزين خال من الرصاص.
هناك الوقود النووي وتحطه الكثير من المشاكل والقوانين الضابطة والتي قد لا تخلو من ازدواجية في المعايير وإجحاف بالسماح لاستخدامها على البعض، إضافة لخطورة استخدامها وتأثيرها السيئ على البيئة.
[عدل]طاقة شمسية
الطاقة الشمسية هي الطاقة الأم فوق كوكبنا، حيث تنبعث من أشعتها كل الطاقات المذكورة سابقاً لأنها تسير كل ماكينات وآلية الأرض بتسخين الجو المحيط واليابسة وتولد الرياح وتصريفها، وتدفع دورة تدوير المياه، وتدفيء المحيطات، وتنمي النباتات وتطعم الحيوانات. ومع الزمن تكون الوقود الإحفوري في باطن الأرض. وهذه الطاقة يمكن تحويلها مباشرة أو بطرق غير مباشرة إلى حرارة وبرودة وكهرباء وقوة محركة. تعتبر أشعة الشمس أشعة كهرومغناطيسية، وطيفها المرئي يشكل 49% منها، والغير مرئي منها يسمى بالأشعة الفوق البنفسجية، ويشكل 2%، والأشعة تحت الحمراء 49%.
الطاقة الشمسية تختلف حسب حركتها وبعدها عن الأرض، فتختلف كثافة أشعة الشمس وشدتها فوق خريطة الأرض حسب فصول السنة فوق نصفي الكرة الأرضية وبعدها عن الأرض وميولها ووضعها فوق المواقع الجغرافية طوال النهار أو خلال السنة، وحسب كثافة السحب التي تحجبها، لأنها تقلل أو تتحكم في كمية الأشعة التي تصل لليابسة، عكس السماء الصحوة الخالية من السحب أو الأدخنة. وأشعة الشمس تسقط علي الجدران والنوافذ واليابسة والبنايات والمياه، وتمتص الأشعة وتخزنها في كتلة حرارية ‏(EN)‏. هذه الحرارة المخزونة تشع بعد ذلك داخل المباني. تعتبر هذه الكتلة الحرارية نظام تسخين شمسي يقوم بنفس وظيفة البطاريات في نظام كهربائي شمسي (الفولتية الضوئية). فكلاهما يختزن حرارة الشمس لتستعمل فيما بعد.
والمهم معرفة أن الأسطح الغامقة تمتص الحرارة ولا تعكسها كثيراً، لهذا تسخن. عكس الأسطح الفاتحة التي تعكس حرارة الشمس، لهذا لا تسخن. والحرارة تنتقل بثلاث طرق ،إما بالتوصيل من خلال مواد صلبة، أو بالحمل من خلال الغازات أو السوائل، أو بالإشعاع. من هنا نجد الحاجة لانتقال الحرارة بصفة عامة لنوعية المادة الحرارية التي ستختزنه،, لتوفير الطاقة وتكاليفها. لهذا توجد عدة مباديء يتبعها المصممون لمشروعات الطاقة الشمسية، من بينها قدرة المواد الحرارية المختارة لتجميع وتخزين الطاقة الشمسية حتى في تصميم المباني واختيار مواد بنائها حسب مناطقها المناخية سواء في المناطق الحارة أو المعتادة أو الباردة. كما يكونون علي بينة بمساقط الشمس علي المبني والبيئة من حوله كقربه من المياه واتجاه الريح والخضرة ونوع التربة، والكتلة الحرارية التي تشمل الأسقف والجدران وخزانات الماء. كل هذه الاعتبارات لها أهميتها في امتصاص الحرارة أثناء النهار وتسربها أثناء الليل.
[عدل]طاقة جسيم وطاقة شعاع
يدخل في حسابات طاقة جسيم وطاقة شعاع ثابتين طبيعيين وهما c سرعة الضوء في الفراغ و h ثابت بلانك. يعتبر هذان الثابتان الطبيعيان من أهم الثوابت على الإطلاق لأنهما يحددان إلى جانب ثابت الجاذبية G والقوى الأساسية وكتلة الإلكترون وكتلة البروتون وشحنة أولية تكوين الكون كله من ذرات ونجوم ومجرات ومن كواكب ومن أرض نشأت عليهاالحياة.
[عدل]طاقة جسم أو جسيم
يتميز جسم أو جسيم بأن له كتلة. فإذا كانت كتلة الجسيم m وسرعته v تحسب طاقته طبقا للمعادلة :

تلك هي طاقة حركية جسم أو جسيم ، وتنطبق المعادلة على الأجسم الكبيرة مثل السيارة مثلا ، وكذلك على الجسيمات الصغيرة مثل الإلكترون ، (كل بحسب كتلته). (ملحوظة: ينجم عن سرعة الجسيم طاقة حركية يمكن حسابها طبقا للمعادلة أعلاه التي تعتمد على كتلة الجسم m وسرعته v. ولكن إذا شئنا معرفة الطاقة الكلية للجسم فلا بد من أخذ الطاقة المرتبطة بكتلة السكون للجسم أيضا. وتحسب طاقة كتلة السكون للجسم عن طريق معادلة أينشتاين التي تعطي تكافؤ الكتلة والطاقة :E == m. c² حيث c سرعة الضوء في الفراغ. أي أن الطاقة الكلية لجسم == m. c² +
ويمكن حساب الطاقة الكلية لجسيم كالبروتون (أو لجسم كالسيارة) بالوحدات :
جول =
[عدل]طاقة شعاع
يتميز شعاع بأنه موجة كهرومغناطيسية لها تردد وطول موجة. لحساب طاقة شعاع مثل شعاع الضوء ، نطبق معادلة ماكس بلانك:

حيث :
هي طاقة الشعاع و تردده (بالهرتز)
و h ثابت بلانك.
تنطبق تلك المعادلة على كميع أنواع الأشعة مثل : أشعة راديوية وأشعة الميكروويف والأشعة تحت الحمراء وأشعة الضوء المرئي ، والأشعة فوق البنفسجية ، والأشعة السينية وأشعة جاما. فكلها أنواع موجة كهرومغناطيسية.
 حسابات تفصيلية عن طاقة شعاع كهرومغناطيسي ، أنظر موجة كهرومغناطيسية.

34. محمد أحمد محمد - يونيو 3, 2012

انعكاس و انكسار الضوء

مقدمة :
الانعكاس هو .. ارتداد الشعاع الضوئي نتيجة سقوطه على سطح مصقول .
أما الاتكسار فهو .. تغير مسار الشعاع الضوئي نتيجة مروره خلال وسطين مختلفي الكثافة مما يغير من سرعته

المــرآة المستويــــة

صناعــة المــرآة المستويــــة

تكــون الصــور بالمــرآة المستويـــة

تعــدد الصــور فــى المرايــا المستويـــة
عدد الصور المتكونة لجسم بين مرآتين يحصران زاوية قائمة

المـــرآة الطائـــرة .

——————————————————————————–

المرآة المستوية :

المرآة هى ســطح لـه القـدرة على أن يـعكس مـعظم الأشــعة الضـوئيــة الســاقـطة عـليـــه . و لكى يكـون للســطح هــذه الـقدرة يـجـب أن يـكون أمـلســا و على درجـة عاليــة جـدا من الـنعــومة و الانتـظام .

قـانـونـا الإنعكاس : من الـمعـروف أنـه إذا ســقط شـعاع ضـوئى على ســطح عاكـس فإنه يرتد وفـقا للـقانونين التـاليين :

الـقانـون الأول : زاويـة الســقوط = زاوية الإنـعكاس.

و زاويـة الســـقوط هى الـزاويـة التى تقع بين الشــعاع الســاقط و الـعـمود الـمـقام على الســـطح الـعاكس عـند نقـطة تلاقى الشــاع الســاقط مـع الســطح و زاويـة الإنـعكاس هى الـزاويـة بين نفس العـمود و الشــعاع الـمنعـكس .

الـقانـون الـثانى : الشــعاع الســاقط و الشــعاع الـمنعكس و العـمــود الـمقام على الســطح الـعاكس عـند نـقطة السـقوط تـقع جميـعها فى مســتوى واحــد عـمـودى على الســطح العـاكس .

وشــكل( 8 ) يـوضح انعكاس شــعاع ضـوئى على سـطح عاكس .

و الـمرايا بـصـفة عـامة نادرة الـوجــود فى الـطبـيعة فـمعظم الأجســام من حـولنـا تـمتص نســبة كبيـرة من الضـوء السـاقط عليـها لتتـوفر فيـها الصـفات اللازمـة لتـعمـل كـمرآة . فـمثلا الـرمال و الـتربة و الأحجـار و الأخشــاب و غيرها مـواد ذات ســطوح خشــنة و غير منتـظمة. و يـمكن إعتبـار الســطح الخشـن مكـونا من عـدد كبير من الحبيـبات الـغير منتـظمـة

فـإذا سـقطت أشـــعة ضــوئيـة على مـثل هـذا السـطح الخـشـن كما فىالشــكل ( 9 ) و قـمنا بتـطبـيق قـانـونى الانعكاس علىكل عنصر من عنـاصر هـذا الســطح نـجد أن الضـوء المـرتد يـكون فى إتجـاهـات كثـيرة مختلفة و بـذلك يـتشــتت الضــوء المـرتد و يسـمى ضــوء مـشـتت .

.

صـناعـــة المرآة المستوية :

إن صـناعة الـمرآة الـجـيدة ليس بالأمـر اليـسير فـسطح الـمرآة لابد أن يكـون على درجـة عاليـة من النعـومة قد يصل حجـم حـبيـباته إلى واحد من البـليون من السـنـتـيمتر بالإضافة إلى ذلك لابد أن يـكون امتصـاصه للضـوء منعـدما و يتـوفر ذلك فى الـمعادن . و هـذا هـو الســبب فى نـدرة وجــود المـرايا فى الطبيـعة و ذلك لـندرة وجــود المعادن فى صـورتها المنـفردة فى الطبيـعة .

و تصـنع الـمرايا الـعاديـة التى تســتخـدم فى حـياتنا الـيوميـة من لـوح من الـزجاج يـغطى ســطحـه الـخلفى بـطبـقة رقـيقة من الـقـصدير الـمـملغم بالـزئبـق ثم تطلى باللـون الأســود لـحمايتها . و لا تصلح مثل هـذه الـمرآة فى صـناعة الأجـهزة الـدقيـقة مـثل أجهـزة الطيف أو التلـسكوبات الفلكيـة و غيرها لـعدة أسـباب ، منـها أن جـزءا من الضـوء ينـعكس على ســطح الـزجاج نـفســه قبل أن يصل إلى الطبـقة المعـدنيـة الـعاكســة و بذلك تتـكون صـورة ثانـوية بالانـعكاس على ســطح الـزجـاج . بالإضافة إلى ذلك فإن الـزجاج يـمتص جـزءا من الأشــعة الـفوق بنفسـجية ( لا يمـرر الأطوال الـموجيـة الأقل من 360 نانومتر )

و كذلك جـزءا كبيرا من الأشــعة تحت الحـمراء لـذلك تصـنع الـمرايا لـمثل هـذه الأغـراض بصـقل السـطح الـزجاجى صـقلا جـيدا ليصل إلى درجـة عاليـة من النـعـومة ثم يـتم تبـخير عليـه طـبقة مـعدنيـة رقيـقة من الفضـة أو الألـومنيـوم مثلا فى جـو مـفرغ من الـهـواء حتى لا يتـأكسـد السـطح . و هـذه المـرآة تسـمى مـرآة سـطحيـة و هى تـعكس مـعظم الأشــعـة الســاقـطة عليها و قـد يصل نســبة ما تعكســه من الضــوء إلى 98% أو أكثر حـسب نـوع المـعدن و سـمك الطـبقة كذلك فـإنـها تعكس فى منطـقـة الأشــعة الـفوق بنـفسـجية و تحـت الـحمراء .

تـكـون الـصــورة بالـمـرآة الـمســتوية :

إذا و قـفت أمـام مـرآة مســتوية ( شكل 10 ) ســوف تـرى صــورة نـفســك و التى لـها الخـصائص الـتــاليـة :

1- الصــورة مـعـتدلة .

2- الصـــورة لـها نـفس حجـمك.

3- تـقـع الصــورة خـلف المـرآة على نـفس بـعـدك من الـمـرآة.

4 – الصــورة مـعكـوســة يميـنا و يســـارا . فـإذا لـوحـت بيـدك اليـمنى ترى أن اليـد اليـسرى للـصــورة هى التى تتحـرك . كـذلك فــإنك إذا وضـعت كتـابا مثلا أمـام الـمرآة سـتجـد ان الكتــابة فى الصـورة مـعـكوســة و لهـذا الســبب فإن كلمـة “إســــــعاف” التى تكـتب على مـقـدمـة ســيارات الإســعاف تكـتب معـكوســـة ليراهـا ســائق الســيارة التى أمـامها فى مـرآة ســيارته مـعتدلة و يـفسـح لـها الـطريق .

ولتـوضيح أن الصـورة تتـكون خلف الـمرآة نسـتعين بالشـكل ( 11 ) الـذى يـوضح جســم مـوضـوع أمـام مـرآة مسـتوية. يخـرج شـعاع ضـوئى من نـقطة على الجـسم و ينـعكس على سـطح المـرآة بحـيث تـكون زاوية السـقوط مســاوية لـزاوية الانكســار ثم يـسقط الشــعاع على العين فيـظهر للـعين كأنه آتيـا من خـلف الـمرآة .

و فى الـواقـع فـإن كل نـقطة من نقـاط سـطح الجسـم تخـرج منهـا الأشــعة فى جميع الاتجـاهات و لكن حـزمة صـغيرة منها تدخل إلى الـعين . و الشـكل يـوضح مســار أثنين من هـذه الأشـــعة و يتضح من الشــكل أنه ليس هنـاك أشـــــعة تخـرج من الصـورة و لكن الأشــعة التى تخـرج من كل نقطـة من نقـاط الجســم و تنعكس على المـرآة تـبدو آتـيـة من نقـط مقابلة من الصــورة و لـذلك تســمى هـذه الصــورة تـخـيلية أو تـقديريـة‎.

تعــدد الصــور فى الـمرايا الـمســتويـة :

إذا وضـع جســم بين مـرآتين مســتويتـين تـحـصران بيـنـهما زاويـة فـإنه يـتكون لـهذا الـجسم عـدد من الـصــور نتـيجـة للإنـعكاســات الـمتعددة التى تـحدث على سـطحى الـمرآتين . و يـعـتمـد عـدد الصـور الـمتـكونة على الـزاوية بين الـمرآتين و يـزداد هـذا الـعدد كلـما صـغرت الـزاوية بين الـمرآتين ، فـإذا أصبـحت الـمـرآتان مـتوازيتـين يصـبح عـدد الصـور المتكـونة لجســم مـوضــوع بينـهما لانـهائيا .

و بصـفة عـامة فـإن الـعلاقة بين عـدد الصـور( ن ) و الـزاويـة ( ز ) بين الـمرآتين يعطى بالـمعادلة :

عـدد الصور المتكونة لجـسم بين مـرآتين يـحصران زاويـة قـائـمة :
من المـعادلة الســابقة نجـد أنه إذا كانت الزاويـة بين الـمرآتين 90 درجـة تـكونت للجـسم المـوضـوع أمـامهما ثـلاث صــور‎.

بـاعتبـــار العلاقة بين عـدد الصــور و الـزاوية بين الـمرآتين نجـد أنه عـندما تـكون الـمرآتين متـوازيتين أى أن الـزاوية بيـنهما صــفرا فـإن عـدد الصــور الـمتكـونة لـجســم موضــوع بيـنهما لانـهائـيا .

أعلى الصفحة

الـمرآة الطـائرة – ( قاعة الضوء- مركز سوزان مبارك الاستكشافى للعلوم ) :

يمكنك أن ترى نفسك و كأنك تطير فى الهواء و ذلك بأن تحضر مرآتين مستويتين كبيرتين و تضعهما بحيث تكونتا متعامدتين. قـف عنـد حــافة إحـدى الـمرآتين بحـيث يكـون نـصف جســـمك خـارج الـمرآة .

أنـظر فى الـمرآة سـوف ترى صــورة كأنها كاملة لجســمك كله ، ارفع رجلك و يـدك الـموجـودتان داخل الـمرآة ترى نفسـك و كأنك تطـير ( شكل 12 ) .

و تفسير ذلك أنه تتـكون فى الـمرآة التى أمـامك صـورة تقديرية معتـدلة لنـصف الجســم الذى أمامها و تـكون معكوســـة اليمين و اليســار أى أن يســارك هـو يمين الصــورة . ثم تتـكون لـهـذه الصــورة فى المـرآة الثـانيـة صـورة أخـرى أيضا معتدلة و معكوسة بالنســبة للصـورة الأولى .

و لـما كان نصـفا الجســم متماثـلين فيـبدو هـذان النصـفان المتلاصـقان كأنهما صــوره كاملة لك . و عـندما تـرفع يدك و رجلك ينـخدع العـقل و يخيـل إليـه أنه يرى الجســم كله و قد ارتفع عن الأرض و لكنـه فى الـواقع يرى صـورتين متلاصقتين لنـصف واحـد من الجســم و هـو النصـف الذى تـحـرك . نكسار الضوء

المصطلحات
انكسار الضوء
هو تغير اتجاه الشعاع الضوئي عندما يجتاز السطح الفاصل بين وسطين شفافين مختلفين
الكثافة الضوئية لوسط ما
هو المقدار الذي يميز اعتماد سرعة انتشار الضوء على نوع الوسط وتقاس بالقيمة العددية لمعامل الانكسار المطلق للوسط أو هي قدرة الوسط على كسر الأشعة الضوئية عند نفاذها فيه
السطح الفاصل
هو السطح الذي يفصل بين وسطين شفافين مختلفين في الكثافة الضوئية
الشعاع الضوئي الساقط
هو الشعاع المتجه الى السطح الفاصل ويقابله في نقطة السقوط
زاوية السقوط
هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل
الشعاع الضوئي المنكسر
هو المسار الجديد للشعاع الضوئي في الوسط الثاني بعد نفاذه من السطح الفاصل
زاوية الانكسار
هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي المنكسر والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل
قانون الانكسار الأول
نسبة جيب زاوية السقوط الى جيب زاوية الانكسار لوسطين معينين هي مقدار ثابت يعرف بمعامل الانكسار النسبي بين الوسطين
قانون الانكسار الثاني
يقع الشعاع الساقط والشعاع المنكسر في مستوى واحد مع العمود المقام من نقطة سقوط الشعاع على السطح الفاصل بين الوسطين
معامل الانكسار النسبي بين وسطين
هو النسبة بين سرعة الضوء في الوسط الأول وسرعة الضوء في الوسط الثاني
معامل الانكسار المطلق لوسط
هو النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ أو الهواء وسرعة الضوء في هذا الوسط
قانون سنل
ناتج ضرب معامل الانكسار المطلق للوسط الأول في جيب زاوية السقوط يساوي ناتج ضرب معامل الانكسار المطلق للوسط الثاني في جيب زاوية الانكسار
ملاحظات هامة
1 – من القانون الأول يتضح أن بزيادة زاوية السقوط تزداد زاوية الانكسار ولكن ليس بصورة متناسبة
2- للشعاعين الساقط والمنكسر خاصية انعكاسية
3- عند عبور شعاع الضوء من وسط كثافته البصرية أقل – السرعة فيه أعلى – الى وسط كثافته البصرية أعلى – السرعة فيه أقل – فانه ينكسر مقتربا من العمود
4- عند عبور شعاع الضوء من وسط السرعة فيه أقل الى وسط السرعة فيه أعلى – من ماء الى هواء – فان الشعاع ينكسر مبتعدا عن العمود ومقتربا من السطح الفاصل وفي هذه الحالة يكون معامل الانكسار النسبي بين الماء والهواء أصغر من الواحد وهذا الذي يفسر النقص الظاهري لعمق خزان الماء عندما ينظر الانسان الى الماء
5 – اذا سقطت الأشعة الضوئية على السطح الفاصل بين وسطين شفافين بصورة عمودية فانها تنفذ الى الوسط الثاني دون أن تنكسر
6- عند سقوط حزمة ضوء رفيعة من الهواء الى الماء نلاحظ أنه في نقطة السقوط ينعكس جزء من الضوء وينفذ الجزء الاخر في الماء منكسرا وبالتالي تكون هناك زاوية سقوط وزاوية انعكاس وزاوية انكسار ونسأل هنا سؤال كم من الطاقة التي ينقلها الاشعاع الى السطح الفاصل بين الوسطين تؤخذ من قبل الاشعة المنعكسة وكم من الطاقة تؤخذ من قبل الاشعة المنكسرة ؟ للاجابة على هذا السؤال نفرض أن الاشعاع يحمل الى نقطة السقوط خلال فترة زمنية معينة طاقة ولتكن E بعد ذلك تنقسم هذه الطاقة فيكون نصيب الاشعة المنعكسة منها E refl بينما نصيب الاشعة المنكسرة E refr ومن قانون حفظ الطاقة نجد أن الطاقة الساقطة تساوي مجموع الطاقتين التي تحملها الاشعة المنعكسة والتي تحملها الاشعة المنكسرة وبما أن كل وسط ما عدا الفراغ يمتص من طاقة الاشعاع اذا لا تصلح هذه المساوة الا عند القياس بالقرب من نقطة السقوط فاذا عبر الشعاع الضوئي لمسافات كبيرة من الوسط ولم يضعف الا بشيء صغير نسمي هذا الوسط وسطا شفافا مثل الزجاج والماء والكحول وبالعكس تمتص المعادن بشدة كبيرة الاشعاع الضوئي الذي ينفذ اليها بمعنى أنها ليست شفافة بالنسبة له وتعكس القسم الاعظم من الاشعاعات التي تسقط عليها ونلاحظ هنا أن كل وسط بدرجة أو بأخرى يعكس ويمتص الاشعاع الضوئي ويعتمد انعكاس وامتصاص الاشعاع الساقط على الجسم على – نوع المادة – حالة السطح – تركيب الاشعاع – زاوية السقوط – حيث عند زيادة زاوية سقوط الاشعة يزيد نصيب الضوء المنعكس وينقص نصيب الضوء المنكسر ونلاحظ أيضا اعتماد الانعكاس والامتصاص على تردد الموجات يكون له طبيعة اختيارية أي أن المادة تعكس أو تمتص بقوة ذبذبات بتردد معين وتضعف ذبذبات بتردد اخر وعلى سبيل المثال يمتص الغلاف الجوي للارض الموجات ذات الطول الموجي القصير من الطيف المرئي بقوة ( وهذا من نعمة الله علينا ) بينما يمتص الموجات الطويلة أضعف بكثير وهنا أطرح سؤالا لماذا نستخدم الضوء الأحمر للاشارة الى الخطر وأيضا للتنبيه على الرغم من أن العين حساسة أكثر للاشعة الخضراء ؟

________________________________________
كيف يعمل البريمج
1- يمكن التحكم في زاوية السقوط اما بزيادة 5 درجات في كل مرة تنقر بالماوس على المفتاح + 5 والعكس عند الانقاص – 5
2- يمكن تغيير الوسط الثاني من خلال الاختيار بين الهواء والماء والزجاج التاجي والزجاج الصخري والماس ويلاحظ أن الوسط الأول فراغ وأيضا نلفت الانتباه الى أن سرعة انتشار الضوء في الهواء تساوي تقريبا سرعة انتشار الضوء في الفراغ
3 – يمكن التحكم في الطول الموجي للضوء الساقط عن طريق النقر بالماوس على المفتاح + 15 لزيادة الطول الموجي 15 نانومتر لكل نقرة والعكس بالنسبة للمفتاح – 15

________________________________________
اسئلة التعليل
1- معامل الانكسار المطلق لوسط يكون دائما أكبر من الواحد الصحيح ؟
2- معامل الانكسار النسبي بين وسطين يمكن أن يكون أقل من الواحد الصحيح
3 – عندما يكون المنشور في وضع النهاية الصغرى للانحراف تكون زاوية الانكسار الأولى مساوية زاوية السقوط الثانية ؟
4- يتحلل الضوء الأبيض الى ألوان قوس قزح بعد مروره في منشور ثلاثي في وضع النهاية الصغرى للانحراف
5 – زاوية الانحراف للضوء البنفسجي أكبر من زاوية انحراف الضوء الأحمر بعد مرور الضوء الأبيض في منشور ثلاثي في وضع النهاية الصغرى للانحراف

انعكاس الضوء________________________________________

مقدمـــــــــــــة

من المعروف أن علم الفيزياء عرفه العرب بعلم الطبيعيات ومن فروع هذا العلم التي كان للعرب دورا عظيما فيها ( فيزياء الضوء ) ويعتبر عبقري العرب (( الحسن بن الهيثم )) ( 965 م – 1039 م ) منشىء علم الضوء بلا منازع ولا يقل أثره في علم الضوء عن أثر نيوتن في علم الميكانيكا ويعتبر كتابه المناظر المرجع لفيزياء الضوء لعدة قرون وقد وضع ابن الهيثم القوانين الاساسية لانعكاس الضوء وانكساره وفسر الرؤية المزدوجة وظاهرة السراب ولكن أهم انجازاته كانت الخزانة ذات الثقب والتي تعتبر البداية والمقدمة لاختراع الكاميرا وصولا الى عصر المعلوماتية الان وما نستخدمه من أوساط متعددة

——————————————————————————–

الضوء : موجات كهرومغناطيسية تنتقل في الفراغ بسرعة تساوي 300 ألف كيلومتر في الثانية وتتوقف طاقة موجات الضوء على تردد هذه الموجات فكلما زاد تردد موجة الضوء زادت طاقتها

والضوء الابيض خليط من ألوان الطيف السبعة والتي يمكن جمعها في كلمتين ( حرص خزين ) حيث يمثل كل حرف الحرف الثاني من اسم اللون وهي مرتبة تصاعديا حسب التردد ( أحمر – برتقالي – أصفر – أخضر – أزرق – نيلي – بنفسجي )وتعتبر الشمس أكبر مصدر للطاقة الضوئية

طبيعة الضوء

مقدمة تاريخية : بما أن الضوء يملك طاقة وينقلها في الفضاء وبما أن الطاقة تنقل إما بالاجسام أو بالموجات اذا يوجد فرضيتين حول طبيعة الضوء هما ( النظرية الجسيمية – الدقائقية – لنيوتن ) ( النظرية الموجية للعالم الهولندي هيجنز ) ولكن لم تسطع هاتين النظريتين تفسير جميع الظواهر البصرية مما استوجب وضع نظرية توحد بين الخواص الموجية والجسيمية للضوء هي النظرية الكمية ونذكر هنا بلانك واينشتين وبوهر

——————————————————————————–

خواص الضوء

الخواص الهندسية [الانتشار في خطوط مستقيمة - السرعة المحدودة - الانعكاس - الانكسار - التشتت ]ــــــــ

الخواص الموجية [ التداخل - الحيود - الخاصية الكهرومغناطيسية- الاستقطاب - الانكسار المزدوج ]

الخاصية الكمية [ المدارات الذرية - كثافات الاحتمالية - مستويات الطاقة - الكمات - الليزر ] ــــــ

——————————————————————————–

انعكاس الضوء

انعكاس الضوء : ارتداد الاشعة الضوئية في نفس الوسط عندما تقابل سطحا عاكسا

الشعاع الساقط هو الشعاع الذي يصل الى السطح العاكس

الشعاع المنعكس هو الشعاع الذي يرتد عن السطح العاكس

زاوية السقوط هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس

زاوية الانعكاس هي الزاوية المحصورة بين الشعاع المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس

قانونا الانعكاس Laws of Reflection

القانون الأول زاوية السقوط = زاوية الانعكاس

القانون الثاني الشعاع الضوئي الساقط والشعاع الضوئي المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس تقع جميعا في مستوى واحد عمودي على السطح العاكس

كيفية عمل البرنامج ( المحاكاة الحاسوبية لظاهرة انعكاس الضوء ) يمكن تغيير زاوية السقوط باستخدام الماوس بسحب المنزلقة الخاصة بها كما يمكن تغيير تردد الضوء الساقط وبالتالي تغيير اللون .

انعكاس و انكسار الضوء

مقدمة :
الانعكاس هو .. ارتداد الشعاع الضوئي نتيجة سقوطه على سطح مصقول .
أما الاتكسار فهو .. تغير مسار الشعاع الضوئي نتيجة مروره خلال وسطين مختلفي الكثافة مما يغير من سرعته

المــرآة المستويــــة

صناعــة المــرآة المستويــــة

تكــون الصــور بالمــرآة المستويـــة

تعــدد الصــور فــى المرايــا المستويـــة
عدد الصور المتكونة لجسم بين مرآتين يحصران زاوية قائمة

المـــرآة الطائـــرة .

——————————————————————————–

المرآة المستوية :

المرآة هى ســطح لـه القـدرة على أن يـعكس مـعظم الأشــعة الضـوئيــة الســاقـطة عـليـــه . و لكى يكـون للســطح هــذه الـقدرة يـجـب أن يـكون أمـلســا و على درجـة عاليــة جـدا من الـنعــومة و الانتـظام .

قـانـونـا الإنعكاس : من الـمعـروف أنـه إذا ســقط شـعاع ضـوئى على ســطح عاكـس فإنه يرتد وفـقا للـقانونين التـاليين :

الـقانـون الأول : زاويـة الســقوط = زاوية الإنـعكاس.

و زاويـة الســـقوط هى الـزاويـة التى تقع بين الشــعاع الســاقط و الـعـمود الـمـقام على الســـطح الـعاكس عـند نقـطة تلاقى الشــاع الســاقط مـع الســطح و زاويـة الإنـعكاس هى الـزاويـة بين نفس العـمود و الشــعاع الـمنعـكس .

الـقانـون الـثانى : الشــعاع الســاقط و الشــعاع الـمنعكس و العـمــود الـمقام على الســطح الـعاكس عـند نـقطة السـقوط تـقع جميـعها فى مســتوى واحــد عـمـودى على الســطح العـاكس .

وشــكل( 8 ) يـوضح انعكاس شــعاع ضـوئى على سـطح عاكس .

و الـمرايا بـصـفة عـامة نادرة الـوجــود فى الـطبـيعة فـمعظم الأجســام من حـولنـا تـمتص نســبة كبيـرة من الضـوء السـاقط عليـها لتتـوفر فيـها الصـفات اللازمـة لتـعمـل كـمرآة . فـمثلا الـرمال و الـتربة و الأحجـار و الأخشــاب و غيرها مـواد ذات ســطوح خشــنة و غير منتـظمة. و يـمكن إعتبـار الســطح الخشـن مكـونا من عـدد كبير من الحبيـبات الـغير منتـظمـة

فـإذا سـقطت أشـــعة ضــوئيـة على مـثل هـذا السـطح الخـشـن كما فىالشــكل ( 9 ) و قـمنا بتـطبـيق قـانـونى الانعكاس علىكل عنصر من عنـاصر هـذا الســطح نـجد أن الضـوء المـرتد يـكون فى إتجـاهـات كثـيرة مختلفة و بـذلك يـتشــتت الضــوء المـرتد و يسـمى ضــوء مـشـتت .

.

صـناعـــة المرآة المستوية :

إن صـناعة الـمرآة الـجـيدة ليس بالأمـر اليـسير فـسطح الـمرآة لابد أن يكـون على درجـة عاليـة من النعـومة قد يصل حجـم حـبيـباته إلى واحد من البـليون من السـنـتـيمتر بالإضافة إلى ذلك لابد أن يـكون امتصـاصه للضـوء منعـدما و يتـوفر ذلك فى الـمعادن . و هـذا هـو الســبب فى نـدرة وجــود المـرايا فى الطبيـعة و ذلك لـندرة وجــود المعادن فى صـورتها المنـفردة فى الطبيـعة .

و تصـنع الـمرايا الـعاديـة التى تســتخـدم فى حـياتنا الـيوميـة من لـوح من الـزجاج يـغطى ســطحـه الـخلفى بـطبـقة رقـيقة من الـقـصدير الـمـملغم بالـزئبـق ثم تطلى باللـون الأســود لـحمايتها . و لا تصلح مثل هـذه الـمرآة فى صـناعة الأجـهزة الـدقيـقة مـثل أجهـزة الطيف أو التلـسكوبات الفلكيـة و غيرها لـعدة أسـباب ، منـها أن جـزءا من الضـوء ينـعكس على ســطح الـزجاج نـفســه قبل أن يصل إلى الطبـقة المعـدنيـة الـعاكســة و بذلك تتـكون صـورة ثانـوية بالانـعكاس على ســطح الـزجـاج . بالإضافة إلى ذلك فإن الـزجاج يـمتص جـزءا من الأشــعة الـفوق بنفسـجية ( لا يمـرر الأطوال الـموجيـة الأقل من 360 نانومتر )

و كذلك جـزءا كبيرا من الأشــعة تحت الحـمراء لـذلك تصـنع الـمرايا لـمثل هـذه الأغـراض بصـقل السـطح الـزجاجى صـقلا جـيدا ليصل إلى درجـة عاليـة من النـعـومة ثم يـتم تبـخير عليـه طـبقة مـعدنيـة رقيـقة من الفضـة أو الألـومنيـوم مثلا فى جـو مـفرغ من الـهـواء حتى لا يتـأكسـد السـطح . و هـذه المـرآة تسـمى مـرآة سـطحيـة و هى تـعكس مـعظم الأشــعـة الســاقـطة عليها و قـد يصل نســبة ما تعكســه من الضــوء إلى 98% أو أكثر حـسب نـوع المـعدن و سـمك الطـبقة كذلك فـإنـها تعكس فى منطـقـة الأشــعة الـفوق بنـفسـجية و تحـت الـحمراء .

تـكـون الـصــورة بالـمـرآة الـمســتوية :

إذا و قـفت أمـام مـرآة مســتوية ( شكل 10 ) ســوف تـرى صــورة نـفســك و التى لـها الخـصائص الـتــاليـة :

1- الصــورة مـعـتدلة .

2- الصـــورة لـها نـفس حجـمك.

3- تـقـع الصــورة خـلف المـرآة على نـفس بـعـدك من الـمـرآة.

4 – الصــورة مـعكـوســة يميـنا و يســـارا . فـإذا لـوحـت بيـدك اليـمنى ترى أن اليـد اليـسرى للـصــورة هى التى تتحـرك . كـذلك فــإنك إذا وضـعت كتـابا مثلا أمـام الـمرآة سـتجـد ان الكتــابة فى الصـورة مـعـكوســة و لهـذا الســبب فإن كلمـة “إســــــعاف” التى تكـتب على مـقـدمـة ســيارات الإســعاف تكـتب معـكوســـة ليراهـا ســائق الســيارة التى أمـامها فى مـرآة ســيارته مـعتدلة و يـفسـح لـها الـطريق .

ولتـوضيح أن الصـورة تتـكون خلف الـمرآة نسـتعين بالشـكل ( 11 ) الـذى يـوضح جســم مـوضـوع أمـام مـرآة مسـتوية. يخـرج شـعاع ضـوئى من نـقطة على الجـسم و ينـعكس على سـطح المـرآة بحـيث تـكون زاوية السـقوط مســاوية لـزاوية الانكســار ثم يـسقط الشــعاع على العين فيـظهر للـعين كأنه آتيـا من خـلف الـمرآة .

و فى الـواقـع فـإن كل نـقطة من نقـاط سـطح الجسـم تخـرج منهـا الأشــعة فى جميع الاتجـاهات و لكن حـزمة صـغيرة منها تدخل إلى الـعين . و الشـكل يـوضح مســار أثنين من هـذه الأشـــعة و يتضح من الشــكل أنه ليس هنـاك أشـــــعة تخـرج من الصـورة و لكن الأشــعة التى تخـرج من كل نقطـة من نقـاط الجســم و تنعكس على المـرآة تـبدو آتـيـة من نقـط مقابلة من الصــورة و لـذلك تســمى هـذه الصــورة تـخـيلية أو تـقديريـة‎.

تعــدد الصــور فى الـمرايا الـمســتويـة :

إذا وضـع جســم بين مـرآتين مســتويتـين تـحـصران بيـنـهما زاويـة فـإنه يـتكون لـهذا الـجسم عـدد من الـصــور نتـيجـة للإنـعكاســات الـمتعددة التى تـحدث على سـطحى الـمرآتين . و يـعـتمـد عـدد الصـور الـمتـكونة على الـزاوية بين الـمرآتين و يـزداد هـذا الـعدد كلـما صـغرت الـزاوية بين الـمرآتين ، فـإذا أصبـحت الـمـرآتان مـتوازيتـين يصـبح عـدد الصـور المتكـونة لجســم مـوضــوع بينـهما لانـهائيا .

و بصـفة عـامة فـإن الـعلاقة بين عـدد الصـور( ن ) و الـزاويـة ( ز ) بين الـمرآتين يعطى بالـمعادلة :

عـدد الصور المتكونة لجـسم بين مـرآتين يـحصران زاويـة قـائـمة :
من المـعادلة الســابقة نجـد أنه إذا كانت الزاويـة بين الـمرآتين 90 درجـة تـكونت للجـسم المـوضـوع أمـامهما ثـلاث صــور‎.

بـاعتبـــار العلاقة بين عـدد الصــور و الـزاوية بين الـمرآتين نجـد أنه عـندما تـكون الـمرآتين متـوازيتين أى أن الـزاوية بيـنهما صــفرا فـإن عـدد الصــور الـمتكـونة لـجســم موضــوع بيـنهما لانـهائـيا .

أعلى الصفحة

الـمرآة الطـائرة – ( قاعة الضوء- مركز سوزان مبارك الاستكشافى للعلوم ) :

يمكنك أن ترى نفسك و كأنك تطير فى الهواء و ذلك بأن تحضر مرآتين مستويتين كبيرتين و تضعهما بحيث تكونتا متعامدتين. قـف عنـد حــافة إحـدى الـمرآتين بحـيث يكـون نـصف جســـمك خـارج الـمرآة .

أنـظر فى الـمرآة سـوف ترى صــورة كأنها كاملة لجســمك كله ، ارفع رجلك و يـدك الـموجـودتان داخل الـمرآة ترى نفسـك و كأنك تطـير ( شكل 12 ) .

و تفسير ذلك أنه تتـكون فى الـمرآة التى أمـامك صـورة تقديرية معتـدلة لنـصف الجســم الذى أمامها و تـكون معكوســـة اليمين و اليســار أى أن يســارك هـو يمين الصــورة . ثم تتـكون لـهـذه الصــورة فى المـرآة الثـانيـة صـورة أخـرى أيضا معتدلة و معكوسة بالنســبة للصـورة الأولى .

و لـما كان نصـفا الجســم متماثـلين فيـبدو هـذان النصـفان المتلاصـقان كأنهما صــوره كاملة لك . و عـندما تـرفع يدك و رجلك ينـخدع العـقل و يخيـل إليـه أنه يرى الجســم كله و قد ارتفع عن الأرض و لكنـه فى الـواقع يرى صـورتين متلاصقتين لنـصف واحـد من الجســم و هـو النصـف الذى تـحـرك . نكسار الضوء

المصطلحات
انكسار الضوء
هو تغير اتجاه الشعاع الضوئي عندما يجتاز السطح الفاصل بين وسطين شفافين مختلفين
الكثافة الضوئية لوسط ما
هو المقدار الذي يميز اعتماد سرعة انتشار الضوء على نوع الوسط وتقاس بالقيمة العددية لمعامل الانكسار المطلق للوسط أو هي قدرة الوسط على كسر الأشعة الضوئية عند نفاذها فيه
السطح الفاصل
هو السطح الذي يفصل بين وسطين شفافين مختلفين في الكثافة الضوئية
الشعاع الضوئي الساقط
هو الشعاع المتجه الى السطح الفاصل ويقابله في نقطة السقوط
زاوية السقوط
هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل
الشعاع الضوئي المنكسر
هو المسار الجديد للشعاع الضوئي في الوسط الثاني بعد نفاذه من السطح الفاصل
زاوية الانكسار
هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي المنكسر والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل
قانون الانكسار الأول
نسبة جيب زاوية السقوط الى جيب زاوية الانكسار لوسطين معينين هي مقدار ثابت يعرف بمعامل الانكسار النسبي بين الوسطين
قانون الانكسار الثاني
يقع الشعاع الساقط والشعاع المنكسر في مستوى واحد مع العمود المقام من نقطة سقوط الشعاع على السطح الفاصل بين الوسطين
معامل الانكسار النسبي بين وسطين
هو النسبة بين سرعة الضوء في الوسط الأول وسرعة الضوء في الوسط الثاني
معامل الانكسار المطلق لوسط
هو النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ أو الهواء وسرعة الضوء في هذا الوسط
قانون سنل
ناتج ضرب معامل الانكسار المطلق للوسط الأول في جيب زاوية السقوط يساوي ناتج ضرب معامل الانكسار المطلق للوسط الثاني في جيب زاوية الانكسار
ملاحظات هامة
1 – من القانون الأول يتضح أن بزيادة زاوية السقوط تزداد زاوية الانكسار ولكن ليس بصورة متناسبة
2- للشعاعين الساقط والمنكسر خاصية انعكاسية
3- عند عبور شعاع الضوء من وسط كثافته البصرية أقل – السرعة فيه أعلى – الى وسط كثافته البصرية أعلى – السرعة فيه أقل – فانه ينكسر مقتربا من العمود
4- عند عبور شعاع الضوء من وسط السرعة فيه أقل الى وسط السرعة فيه أعلى – من ماء الى هواء – فان الشعاع ينكسر مبتعدا عن العمود ومقتربا من السطح الفاصل وفي هذه الحالة يكون معامل الانكسار النسبي بين الماء والهواء أصغر من الواحد وهذا الذي يفسر النقص الظاهري لعمق خزان الماء عندما ينظر الانسان الى الماء
5 – اذا سقطت الأشعة الضوئية على السطح الفاصل بين وسطين شفافين بصورة عمودية فانها تنفذ الى الوسط الثاني دون أن تنكسر
6- عند سقوط حزمة ضوء رفيعة من الهواء الى الماء نلاحظ أنه في نقطة السقوط ينعكس جزء من الضوء وينفذ الجزء الاخر في الماء منكسرا وبالتالي تكون هناك زاوية سقوط وزاوية انعكاس وزاوية انكسار ونسأل هنا سؤال كم من الطاقة التي ينقلها الاشعاع الى السطح الفاصل بين الوسطين تؤخذ من قبل الاشعة المنعكسة وكم من الطاقة تؤخذ من قبل الاشعة المنكسرة ؟ للاجابة على هذا السؤال نفرض أن الاشعاع يحمل الى نقطة السقوط خلال فترة زمنية معينة طاقة ولتكن E بعد ذلك تنقسم هذه الطاقة فيكون نصيب الاشعة المنعكسة منها E refl بينما نصيب الاشعة المنكسرة E refr ومن قانون حفظ الطاقة نجد أن الطاقة الساقطة تساوي مجموع الطاقتين التي تحملها الاشعة المنعكسة والتي تحملها الاشعة المنكسرة وبما أن كل وسط ما عدا الفراغ يمتص من طاقة الاشعاع اذا لا تصلح هذه المساوة الا عند القياس بالقرب من نقطة السقوط فاذا عبر الشعاع الضوئي لمسافات كبيرة من الوسط ولم يضعف الا بشيء صغير نسمي هذا الوسط وسطا شفافا مثل الزجاج والماء والكحول وبالعكس تمتص المعادن بشدة كبيرة الاشعاع الضوئي الذي ينفذ اليها بمعنى أنها ليست شفافة بالنسبة له وتعكس القسم الاعظم من الاشعاعات التي تسقط عليها ونلاحظ هنا أن كل وسط بدرجة أو بأخرى يعكس ويمتص الاشعاع الضوئي ويعتمد انعكاس وامتصاص الاشعاع الساقط على الجسم على – نوع المادة – حالة السطح – تركيب الاشعاع – زاوية السقوط – حيث عند زيادة زاوية سقوط الاشعة يزيد نصيب الضوء المنعكس وينقص نصيب الضوء المنكسر ونلاحظ أيضا اعتماد الانعكاس والامتصاص على تردد الموجات يكون له طبيعة اختيارية أي أن المادة تعكس أو تمتص بقوة ذبذبات بتردد معين وتضعف ذبذبات بتردد اخر وعلى سبيل المثال يمتص الغلاف الجوي للارض الموجات ذات الطول الموجي القصير من الطيف المرئي بقوة ( وهذا من نعمة الله علينا ) بينما يمتص الموجات الطويلة أضعف بكثير وهنا أطرح سؤالا لماذا نستخدم الضوء الأحمر للاشارة الى الخطر وأيضا للتنبيه على الرغم من أن العين حساسة أكثر للاشعة الخضراء ؟

________________________________________
كيف يعمل البريمج
1- يمكن التحكم في زاوية السقوط اما بزيادة 5 درجات في كل مرة تنقر بالماوس على المفتاح + 5 والعكس عند الانقاص – 5
2- يمكن تغيير الوسط الثاني من خلال الاختيار بين الهواء والماء والزجاج التاجي والزجاج الصخري والماس ويلاحظ أن الوسط الأول فراغ وأيضا نلفت الانتباه الى أن سرعة انتشار الضوء في الهواء تساوي تقريبا سرعة انتشار الضوء في الفراغ
3 – يمكن التحكم في الطول الموجي للضوء الساقط عن طريق النقر بالماوس على المفتاح + 15 لزيادة الطول الموجي 15 نانومتر لكل نقرة والعكس بالنسبة للمفتاح – 15

________________________________________
اسئلة التعليل
1- معامل الانكسار المطلق لوسط يكون دائما أكبر من الواحد الصحيح ؟
2- معامل الانكسار النسبي بين وسطين يمكن أن يكون أقل من الواحد الصحيح
3 – عندما يكون المنشور في وضع النهاية الصغرى للانحراف تكون زاوية الانكسار الأولى مساوية زاوية السقوط الثانية ؟
4- يتحلل الضوء الأبيض الى ألوان قوس قزح بعد مروره في منشور ثلاثي في وضع النهاية الصغرى للانحراف
5 – زاوية الانحراف للضوء البنفسجي أكبر من زاوية انحراف الضوء الأحمر بعد مرور الضوء الأبيض في منشور ثلاثي في وضع النهاية الصغرى للانحراف

انعكاس الضوء________________________________________

مقدمـــــــــــــة

من المعروف أن علم الفيزياء عرفه العرب بعلم الطبيعيات ومن فروع هذا العلم التي كان للعرب دورا عظيما فيها ( فيزياء الضوء ) ويعتبر عبقري العرب (( الحسن بن الهيثم )) ( 965 م – 1039 م ) منشىء علم الضوء بلا منازع ولا يقل أثره في علم الضوء عن أثر نيوتن في علم الميكانيكا ويعتبر كتابه المناظر المرجع لفيزياء الضوء لعدة قرون وقد وضع ابن الهيثم القوانين الاساسية لانعكاس الضوء وانكساره وفسر الرؤية المزدوجة وظاهرة السراب ولكن أهم انجازاته كانت الخزانة ذات الثقب والتي تعتبر البداية والمقدمة لاختراع الكاميرا وصولا الى عصر المعلوماتية الان وما نستخدمه من أوساط متعددة

——————————————————————————–

الضوء : موجات كهرومغناطيسية تنتقل في الفراغ بسرعة تساوي 300 ألف كيلومتر في الثانية وتتوقف طاقة موجات الضوء على تردد هذه الموجات فكلما زاد تردد موجة الضوء زادت طاقتها

والضوء الابيض خليط من ألوان الطيف السبعة والتي يمكن جمعها في كلمتين ( حرص خزين ) حيث يمثل كل حرف الحرف الثاني من اسم اللون وهي مرتبة تصاعديا حسب التردد ( أحمر – برتقالي – أصفر – أخضر – أزرق – نيلي – بنفسجي )وتعتبر الشمس أكبر مصدر للطاقة الضوئية

طبيعة الضوء

مقدمة تاريخية : بما أن الضوء يملك طاقة وينقلها في الفضاء وبما أن الطاقة تنقل إما بالاجسام أو بالموجات اذا يوجد فرضيتين حول طبيعة الضوء هما ( النظرية الجسيمية – الدقائقية – لنيوتن ) ( النظرية الموجية للعالم الهولندي هيجنز ) ولكن لم تسطع هاتين النظريتين تفسير جميع الظواهر البصرية مما استوجب وضع نظرية توحد بين الخواص الموجية والجسيمية للضوء هي النظرية الكمية ونذكر هنا بلانك واينشتين وبوهر

——————————————————————————–

خواص الضوء

الخواص الهندسية [الانتشار في خطوط مستقيمة - السرعة المحدودة - الانعكاس - الانكسار - التشتت ]ــــــــ

الخواص الموجية [ التداخل - الحيود - الخاصية الكهرومغناطيسية- الاستقطاب - الانكسار المزدوج ]

الخاصية الكمية [ المدارات الذرية - كثافات الاحتمالية - مستويات الطاقة - الكمات - الليزر ] ــــــ

——————————————————————————–

انعكاس الضوء

انعكاس الضوء : ارتداد الاشعة الضوئية في نفس الوسط عندما تقابل سطحا عاكسا

الشعاع الساقط هو الشعاع الذي يصل الى السطح العاكس

الشعاع المنعكس هو الشعاع الذي يرتد عن السطح العاكس

زاوية السقوط هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس

زاوية الانعكاس هي الزاوية المحصورة بين الشعاع المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس

قانونا الانعكاس Laws of Reflection

القانون الأول زاوية السقوط = زاوية الانعكاس

القانون الثاني الشعاع الضوئي الساقط والشعاع الضوئي المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس تقع جميعا في مستوى واحد عمودي على السطح العاكس

كيفية عمل البرنامج ( المحاكاة الحاسوبية لظاهرة انعكاس الضوء ) يمكن تغيير زاوية السقوط باستخدام الماوس بسحب المنزلقة الخاصة بها كما يمكن تغيير تردد الضوء الساقط وبالتالي تغيير اللون .

35. محمد أحمد محمد - يونيو 3, 2012

يعتبر الحصول على الطاقة بكافة أشكالها ، الشغل الشاغل لعدد كبير من علماء القرن الحادي والعشرين ، فالتحديات التي تواجه قطاع الطاقة ، تتهدد تقدم الحضارة الإنسانية على كوكب الأرض ، وبالرغم من تعدد وتنوع مصادر الطاقة ، إلا أن المعيقات الفنية والتصميمية والمالية ما زالت تقف حجر عثرة أمام تلك القطاعات والمصادر المتنوعة.
ولم يدخر الإنسان جهدا منذ فجر التاريخ في استغلال كافة مصادر الطاقة المحيطة به ، فاستخدم المساقط المائية ، وطاقة الرياح ، والطاقة الشمسية ، والفحم ،والنفط ، والطاقة النووية ، كما استخدم الكتل الحيوية والتي وفرت للإنسان جانبا هاما من احتياجاته المتزايدة من الطاقة ، فما هي الكتل الحيوية وما أهميتها ؟

طاقة الكتل الحيوية Biomass

استخدم الإنسان منذ القدم الكتل الحيوية والتي تشمل المخلفات النباتية والحيوانية ، فخلال قرون طويلة من الزمن لجأ الإنسان إلى حرق الأخشاب والحشائش والمخلفات النباتية والحيوانية للحصول على الطاقة الحرارية وعلى الضوء ، وقد أدى اكتشاف النفط والتوسع في استخدامه ، إلى تراجع الطلب على هذا المصدر المتجدد للطاقة.
وفي عام 1973 ، ونتيجة للنقص العالمي في مصادر الطاقة ، تجددت الآمال المعقودة على هذا المصدر ، وأجريت مئات الدراسات والأبحاث والتي دلت على إمكانية الاستفادة من هذه المخلفات ، سواء بالحرق المباشر أو باتباع طرق تحويلية خاصة للحصول على الطاقة منها.
ويمكن تقسيم مصادر الكتل الحيوية إلى عدة أقسام هي :-

1. الأخشاب والمخلفات النباتية.
2. المخلفات الحيوانية.
3. محاصيل إنتاج الطاقة.
4. الفضلات المنزلية.

وتعتبر الأخشاب أحد أهم مصادر الحصول على الطاقة في العالم ، وقد عمدت الكثير من دول العالم إلى زراعة الأشجار ذات الدورات العمرية القصيرة ، والتي تعطي كميات كبيرة من الأخشاب في فترة زمنية قصيرة ، كما اهتمت الكثير من الدول بزراعة بعض النباتات والتي يطلق عليها بأنها منتجات للطاقة وتشمل كل من:-

1. محاصيل عشبية كالذرة والبنجر وقصب السكر .
2. محاصيل السكر والنشويات مثل البنجر الحلو وشجرة الكاسافا و البطاطا.
3. الأشجار المائية aquatics plant مثل الأبصال المائية ذات النمو العالي والتي تصل إلى أكثر من 60 طن / هكتار .
4. النباتات الزيتية والكربوهيدراتية وهي التي تعطي زيوتا لا يستخدمها الإنسان بشكل مباشر كأشجار الجاتروفا والخروع .

لقد أدى التطور التقني والعلمي إلى تطوير طرق الحصول على الطاقة من هذه المصادر المتنوعة ، ويعتبر الحرق المباشر أحد الطرق القديمة التي لجأ إليها الإنسان ، ثم تطورت التقنيات حيث شملت المعالجات الكيميائية والتخمير والتفاعلات اللاهوائية ، والتي تعطي في النهاية ما يعرف بالوقود الحيوي ، ويشمل كل من الايثانول والديزل الحيوي والميثانول وغيرها من المركبات الكيميائية الهامة .

الوقود الحيوي

يعتبر الوقود الحيوي أحد أهم نواتج الكتل الحيوية والتي يتم الحصول عليها ضمن ظروف تصنيعية خاصة ، ومن أهم أنواع الوقود الحيوي :-

الايثانول

الايثانول أحد أهم الكحولات والتي تدخل في الكثير من الصناعات الكيميائية الهامة جدا ، ويتم إنتاج الايثانول من الكتل الحيوية عن طريق عملية التخمر للفضلات fermentation بالاستعانة بالكائنات الحية المجهرية وبغياب الهواء ، وتعتبر البرازيل من أكثر الدول إنتاجا واستخداما للإيثانول كوقود للسيارات ، هذا علما بأن الايثانول يتميز بكونه وقود مثالي حيث لا يتخلف عن حرقه نواتج ثانوية ضارة بالبيئة ، كما يمكن أن يستخدم الايثانول لإنتاج الهيدروجين اللازم لخلايا الوقود.

الميثانول

يدخل الميثانول في العديد من الصناعات ، وبالرغم من مخاطر هذه المادة على الإنسان في حال التعرض لها ، إلا أن لها تطبيقات واستخدامات لا يمكن الاستغناء عنها ، ويتم إنتاج الميثانول من خلال التحلل الحراري للكتل الحيوية وبغياب الهواء وعلى درجة 300 سيلسيوس .

الديزل الحيوي

يتم إنتاجه من خلال تفاعل بعض الزيوت النباتية مع أحد المركبات القاعدية حيث ينتج ما يعرف بالديزل الحيوي والذي يشهد حاليا تطبيقات واستخدامات واسعة في كل من الولايات المتحدة الأمريكية و أوروبا .

36. اول شبكة اجتماعية سعودية - فبراير 16, 2013

اول شبكة اجتماعية سعودية للتعارف و التواصل

37. حمدان ماجد احمد - فبراير 28, 2013

حل للصف السابع2


أضف تعليق

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. تسجيل خروج   / تغيير )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s

تابع

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: