نشاط عملي في عمل نماذج الى طبقات باطن الكرة الارضية نوفمبر 20, 2009
Posted by 26102009firas in Uncategorized.trackback
- تعليق
- إعادة التدوين
-
اشترك
مشترك
ألديك حساب ووردبريس.كوم بالفعل؟ تسجيل الدخول الآن.
Just another WordPress.com weblog
26102009firas's Blog 
الاسلاام عليكم اخواني الطلااب واستاذنا الكريم
شيئ جميل انا نقووم بفعل انشطة عملية ونها فكرة جميلة
تعيش ودوم راشد
السلام عليكم
نشاط مميز وجميل
اعجبني النشاط
شكرا
السلام عليكم و رحمة الله
بس بغيت استفسر عن امتحان العلوم التقويم الثاني متى الاماتحان ؟؟؟
الصف:7/5
استاذ يمكن ما امتحن امتحان العلوم
ولد عمتي اليوم اتوفى و بروح العين اسبوع و برجع
7/5
السلام عليكم ورحمةالله وبركاته استاذي الفاضل فراس سعدون اريد أن اعلم كيف
استطيع أن انزل فيديو أو صور على البرنامج.
وشكرا جزيلا
اشلونك يا عيسى
اقول اتحدى الي يجاوب عليه يأخذ هديه
كيف يمكن لقوة سحبب وقوة دفع ان تساهما في تحريك صفيحه في آن واحد
السلام عليكم ورحمةالله وبركاته استاذي الفاضل فراس سعدون مشكور ياستاذي على الرحله التعليميه وشكرا جزيلا
هله حمد عساك ابخير
صور..
ستاذ كيف احط صور
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
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)
ماشاء الله عليك يا عمر والله شئ جميل جدا
لأنشطة شي مفيد ومسلي ويزيد من معلوماتنا
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 !!
السلام عليكم ورحمة الله وبركاتهاستاذي الفاضل فراس سعدون لقد ادخلنى استاذ كمبيوتر موقعك وشكرا جزيلا
http://www.khayma.com/mtwan/chemecals2.htm
الحالات المادة …؟
مشكور على الموقع
انا علي الصف 7/2
التعامل مع الطلاب
كان جميل
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.
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
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
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 ……
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.
/ 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
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 .
هله احمد وتسلم على المشاركة الحلوة
هلا استاذ فراس
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
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.
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 ..
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.
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.
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.
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 .
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 .
اول شبكة اجتماعية سعودية للتعارف و التواصل
حل للصف السابع2