ملخص الدرس / الثآنية ثانوي/فيزياء/الإنسان والاتصال /الضوء للرؤية

1- تحليل لضوء :

تجربة :

نستعمل الأجهزة التالية :

- منبع ضوئي عبارة عن مصباح التوهج ( يمكن وضع أمامه عدسة مقربة أو حاجز به شق ) 

- موشور زجاجي (Prisme )

- شاشة لاستقبال الضوء بعد مروره من الموشور 

الشكل 1

المشاهدة :نلاحظ على الشاشة ألوان مختلفة مثل ألوان قوس قزح (الشكل 2) 

التفسير : 

عمد مرور الضوءمن الموشور يحدث له تحليل و نحصل على ألوان مختلفة و هي بلترتيب : 

نقول أن الموشور قام بتحليل الضوء الأبيض الى ألوان مختلفة التي تدعى طيف الضوء الأبيض (le spectre de la limiere blanche ) 

2- تركيب الضوء : 

تجربة : 

نستعمل موشورين حيث يجتاز الضوء الأبيض الموشور الأول ثم الموشور الثاني ليسقط في النهاية على الشاشة . الشكل (3)

المشاهدة : 

نشاهد ضوء أبيض على الشاشة 

النتيجة : 

الضوء الأبيض هو ضوء مركب من عدة ألوان (اشعاعات وحيدة اللون radiations) يمكن تحليله ليعطي طيفا من الألوان كما يمكن تركيبها ليعطي الضوء الأبيض من جديد 

3- تحليل ضوء الليزر : 

تجربة : 

نستحدم منبعا لضوء الليزر الأحمر (Laser rouge) الذي يجتاز الوشور ليسقط على شاشة  الشكل (4) 

المشاهدة : 

نشاهد ضوء أحمر على الشاشة 

النتيجة : 

ضوء الليزر الأحمر لا يمكن تحليله الى ألوان أخرى فهو ضوء بسيط أو ضوء وحيد اللون 

4- الإشعااع وحيد اللون و طول الموجة : 

- ضوء الليزر الأحمر هو ضوء وحيد اللون 

- الضوء الأبيض ضوء مركب يتألف من عدد لامتناه من اشعاعت وحيدة اللون (lumière pokychoromatique ) . 

- نميز الضوء وحيد الاون بمقدار يسمى طول الموجة longuer ur d'onde ) نرمز بـ    و يقدر بالمتر m

مثال : طيف اللون الابيض 

الشكل (5) 

قيم أطوال موجات الإشعاعات المؤلفة لطيف الضوء النرئي . أكبر قيمة لطول الموجه 800mm و توافق الإشعاع ذي اللون الأحمر 

أصغر قيمة لطول الموجة هي 400 mm و توافق الإشعااع ذي اللون البنفسجي 

1- العين جهاز يستقبل الضوء : 

ما هي شروط رؤية عين الإنسان لجسم ما ؟ 

استنتاج : 

- عندما تصل من جسم ما الى العين معلومات حول وجوده شكله أو لونه تستقبل (أو تعالج ) العين هذه المعلومات بواسطة ما يسمى الضوء . 

- لا يصل للعين ضوء ( أو معلومات ) من جسم ما الا إذا كان مضاء 

26 مصادر الضوء : 

مل يمكنك تصنيف مصادر الضوء ؟ 

المصادر الضوئية أجسام مضيئة أو مضاءة ينطلق منها الضوء فينتشر و تستقبله العين . 

لمصادر الضوئية نوعان : 

1) الأجسام المضيئة : 

هي الأجسام التي تمتج الضوء الذي تصدره : الشمس , المجوم ......(مصادر طبيعية ) 

المصابيح , لهب شمعة , الشاشة البيضاء (مصدر اصطناعية ) 

2) الأجسام المضاءة : 

هي الأجسام التي تلتقي ضوءا من مصدرها فتنشره في جميع الإتجاهات . القمر , الكواكب , .....(مصادر طبيعية ) 

مرآة .........................

3- تصنيف الأجسام ( الأوساط الضوئية ) 

أ) الأجسام ( الأوساط ) العاتمة : هي الأجسام التي لا يعبرها 

- الخشب - الورق المقوى 

ب) الأجسام ( الأوساط) الشافة :

هي الأجسام التي بعبرها الضوء و تري الاجسام ن خلالها بوضوح 

- الزجاج المصقول - الهواء - الماء- بعض السوائل 

1- المطياف : 

يتكون المطياف من ناحية المبدأ من : 

- أنبوب ورقي (ورق مقوى ) أو بلاستيكي يوجد في طرفه الأول شق و الطرف الثاني مفتوح . 

- شبكة من البلاستيك الشفاف محفور على وجها عدة خطوط متوازية وظيفة 500 خط في ملم   (الشكل 1) 

2- طيف الإصدار spectre d'émission 

تجربة : 

نستخدم المطيف لرؤية طيف الضوء الصادر من صادر ضوئية مختلفة . 

أ- مصباح التوهج : 

الشكل 2 

د- مصادر الزئبق : 

الشكل 3 

استعمال برمجية (spectres ) لمشاهدة أطياف كل العناصر الكيميائية 

النتيجة : 

طيف الإصدار للضوء من اشعاعات متصلة فنقول انه طيف اصدار متصل spectre continu 

طيف الاصدار للضوء الصادر من التفريغ الكهربائي للغازات و أبخرة المعادن يتألف من بعض الإسشاعات فقط فنقول أنه طيف اصدار متقطع spectre de raies 

3- طيف الاصدار و درجة الحرارة : 

تجربة : 

نحقق التجربة التالية : الشكل 4  و الشكل 5 

ننظر الى المصباح من خلال مطياف فنشاهد الطيفين التاليين :

الشكل 4 : جميع الإشعاعات 

الشكل 5: الاشعاعات القريبة من اللون الأحمر فقط 

النتيجة : 

- عندمل تكون درجة الحرارة للمادة (نصدر الضوء ) مرتفعة فإن الطيف يكون متصلا و يحتوي على كل الإشعاعات 

- عندما تكون درجة الحرارة للمادة (مصدر الضوء ) منخفضة فإن الطيف يكون غير كامل و يحتوي على بعض الاشعاعات و منه طيف الإصدار المتصل يتعلق بدرجة حرارة الجسم مصدر الضوء 

4- طيف الامتصاص spectre d'abbsorption 

تجربة : الشكل 6

النتيجة : عندما يجتاز الضوء الأبيض جسما ماديا فإن ذرات أو شوارد هذه المادة تمتص بعض الاشعاعات و يظهر بشكل مختفية منه بعض الشيء 

هذه الإشعاعات المختفية تبدو على شكل خطوط رقيقة عاتمة spectre de rais d'absorption 

5- المجال غير المرئي : الاشعاعات الحمراء و فوق البنفسجية 

تجربة : 

نستخدم منبع للضوء الأبيض 

نحلل الضوء بواسطة موشور من الكوارتز فنتحصل على طيف الإصدار المتصل التالي : 

الشطل (7)

المشاهدة : 

المحرار يشير الى ارتفاع الحرارة (المنطقة تحت الحمراء ) 

- تألق الشاشة ( المنطقة فوق البنفسجية ) 

النتيجة : 

- المحرار يشير الى ارتفاع درجة الحرارة و هذا يدل على وجود اشعاعات التي لا ترى بالعين . 

الخلاصة : 

المجال المرئي ( Domaine du visible ) : أطوال موجاته محصورة بين القيمتين 400mm    (اللون البنفسجي ) 

و 800mm ( اللون الاحمر ) 

- المجالين غير الرئتين : 

الأول أطوال موجاته أكبر من 800nm

مثل : الأشعة تحت الحمراء (infrarouge )  الامواج الهرتزية الثاني أطوال موجاته أقل 400nm

مثل : الاشعة فوق البنفسجية (ultraviolet ) الأشعة السينية . 

1- تعريف : 

مسستقبلات الضوء أجسام تطرأ عليها تحولات مؤقتة أو نهائية تحت تأثير الضوء فهي كواشفللضوء 

2- أهم متقبلات الضوء : 

2-1 مستقبلات طبيعية : 

العين : 

تحدث قيها تحولات مؤقتة على مستوى خلال الشبكية بآلية معقدة يتم تشكل الخيال الذي يرسل الة المخ عن طريق العصب البصري 

2-2 مستقبلات اصطناعية : 

ا- مستقبل كيميائي : كلور الفضة AgCI 

تجربة : 

تحضير راسب كلور الفضة : لاحظ الشكل 1 

نضع كلور الفضة المحضر في أنبوبين اختبار 

نلف أحد الأنبةبين بورق أسود   لاحظ الشكل 2

نعرض الأنبوبين لاشعة الشمس 

المشاهدة :

يتلون كلور القضة بالرمادي الكسود في الأنبوب غير الملفوف بالورق 

نتيجة : 

يعتبر تحول لون كلور الفضة من الأبيض الى الرمادي المسود بعد تعرضه لضوء الشمس تحول كيميائي 

اذن كلور الفضة يعتبر كاشف كيميائي للضوء 

تستعمل الكواشف الكيميائية الضوئية في مجال التصوير الفوتوغرافي . 

ب- مستقبلات الكتروضوئية : 

&- الخلايا الكهروضوئية : 

الخلايا الكهروضوئية هي مركبات تنتج الكهرباء عن طريق تأثرها (آلة حاسبة , ساعة يدوية .....) 

تجربة : 

نحقق الدارة المبينة في الشكل التالي : (لاحظ الشكل 3)

المشاهدة : 

عند إضاءة الخلية : المحرك يدور 

عند اطفاء المصباح : المحرك يتوقف عن الدورات 

نتيجة : 

الخلية الكهروضوئية مستقبل حساس للضوء  تحول الغشعاعات الضوئية الى كهرباء 

2- المقاومة الضوئية : 

المقلومة الضوئية متقبل  الكتروني حساس للضوء . ناقلة للكهرباء اذا كانت معرضة للضوء 

غير ناقلة للكهرباء اذا كانت غير معرضة للضوء 

تجربة : 

لاحظ الشكل 4 

المشاهدة : 

الشكل 1: الصمام الضوئي (DEL) غير مضيء

الشكل 2: الصمام الضوئي مضيء 

الشكل 3: الصمام الضوئي غير مضيء 

نتيجة : 

المقاومة الضوئية مستقبل للضوء لا تنتج كهرباء إذ بدون بطارية لا يضيء الصمام الضوئي 

1- كيف ينتشر الضوء ؟

- المصادرالضوئية البعيدة مثل النجوم تشكل مصادر ضوئية نقطية 

-المصادر الضوية مثل الشمس , لهب شمعة الأانابيب النتألقة تتشكل في عدد لامتناه من النقاط الضوئية 

أ- انتشار الضوء انطلاقا من مصدر ضوئي نقطي : 

مشاهدة الصورة (في الكتاب المدرسي ) 

مصباح كهربائي مشتعل داخل كرة صغيرة بها ثقوب و مغلفة بغطاء أسود 

الضوء ينفذ من الثقوب على شكل حزم ضوئية متباعدة ( الشكل 1) 

- كل نقطة من سلك المصباح المتوهج تمثل مصدرا ضوئيا نقطيا. 

- ينتشر الضوء وفق أشكال ذات حدود مستقيمة . حيث يشكل كل مخروط حزمة ضوئية متباعدة و تتكون من عدد لا متناه من الأشعة الضوئية 

ب- الأشعة الضوئية : 

ينتشر الضوء ففي أوساط شفافة و متجانسة و في الخلاء من مصدره و في جميع الاتجاهات وفق خطوط مستقيمة تداعى الأشعة الضوئية . 

ج- الجزمة الضوئية : 

تشكل الأشعة الضوئية شريطا ضوئيا يدعى الحزمة الضوئة 

- تكون الأشعة الضوئية متوازية (شكل أسطواني ) عندما يكون المصدر الضوئي بعيدا (الشكل 2) 

- تكون الأشعة الضوئية متلاعدة أو متقاربة (ذات شكل مخروطي ) في حالة مصدر نقطي .( الشكل 3) 

2- الغرفة المظلمة : 

أ- تجربة : توضح الانتشار المستقيم للضوء

نضع شمعة مشتعلة أمام فتحة غرفة ظلمة (لهب الشمعة ) غير موضع الشمعة ختى تحصل على خيال واضح على الشاشة (ورق شفاف )  ( الشكل 4) 

ب- المشاهدة : 

يتشكل للهب الشمعة خيال مقلوب على الشاشة

ج- التفسير : 

- الضوء ينتشر من لهب الشمعة في خطوط مستقيمة حيث يتكون للنقطة A قمة اللهب خيال النقطة A' على الشاشة و يالنثل يتكون للنقطة B قاعدة اللهب خيال في النقطة B' على الشاشة 

(A'B') يسمى اللهب (AB)

- طول الخيال يكبر عند تقريب الشمعة من الفتحة و يقل عند ابعادها 

- عند زيادة فتحة الغرفة المنظلمة الخيال المتشكل يكون غير واضحا 

1- تعريف العدسة : 

العدسة وسط ضوئي شفاف محدد بسطحين كرويين أو سطح كروي و آخر مسطح 

2- أنواع العدسات : 

أ- العدسات المقربة : 

تسمى أيضا العدسات ذات الحواف الرقيقة 

أشكالها : ( الشكل 1) 

خاصيتها : تقرب الأشعة الضوئية الواردة اليها ( الشكل 2) 

ب- العدسات المبعدة : 

تسمى أيضا العدسات ذات الحواف الغليظة : 

أشكالها : (الشكل 3) 

خاصيتها : تبعد الأشعة الضوئية الواردة اليها (الشكل 4) 

رمزها : ( الشكل 5) 

3- مصطلحات العدسات : 

أ- العدسة المقربة : (الشكل 6) 

O   المركز البصري 

F   المحرق (البؤرة ) الجسمي 

'F  المحرق الخيالي 

f   البعد المحرقي (f=f') 

ب- تفريب العدسة C:

وحدة التقريب الكسيرة 

ج- تعيين محرق العدسة المقربة :

نقابل عدسة مقربةلأشعةالشمس و نبحث عن نقطة تجمع ( تقارب ) الحزمة الضوئية الخارجة من العدسة

هذه النقطة تمثل المحرق الخيالي للعدسة 

3- خيال جسم بواسطة عدسة مقربة :

تجربة 1:

نضع شمعة مشتعلة امام عدسة مقربة 

نرمز للشمعة بـ (AB) و للخياال بـ ( 'A'B) 

أ- نضع الشمعة  قبل المحرق الجسمي : 

الشكل 7

ب- نقرب الشمعة من العدسة : 

الشكل 8

ج- الشمعة تقع بين العدسة و المحرق الجسمي : 

الشكل 9

استنتاج : 

- يتكون للجسم الواقع فبل المحخرق الجسمي للعدسة خيال حقيقي 

- مقلوب و طوله أكبرمن طول الجم 

- عندما نقرب الجسم من العدسة يبتعد الخيال عنها 

- طول الخيال يزداد عندما نقرب الجسم (الشمعة ) من العدسة 

- عندما تكون المسافة شمعة (جسم ) - عدسة أقل من البعد المحرقي 

لا نحصل على خيال حقيقي على الشاشة (الخيال يكون وهميا ) 

1- تحديد محيط الارض بطريقة ابراتوستين : 

استطاع (ايراتوستين Eratosthène) حساب محيط الارض انطلاقا مما لاحظه من احتلاف ظل الأشياء بين المدينتين أسوان و الاسكندرية (المدينتان تقعان بمصر )في نفس اليوم و التوقيت

-إذا كانت أشة الشمس عمودية على سطح الارض فإن الظل يكون معدوما عند النقطة A في أسوان 

- في نفس الوقت يكون الظل في النقطة B في الاسكندرية موجودا حيث تميل الأشعة الضوئية عند الشاقول بزاوية 

الشكل 1: 

BC : طول العمود 

BD : طول الظل 

حساب محيط الأرض باستعمال المعطيات التالية : 

البعد بين المدينتين : AB=800Km 

O : مركز الأرض 

R : نصف قطر الأرض 

الشكل (2) 

  زاوية مركزية طول القوس     يمثل المسافة بين المدينتين 

محيط الأرض   L

2- استخدام طريقة ايراتوستين لحساب نصف قطر الأرض : 

عمةد في النقطة A: غرداية 

عمود في النقطة B : سور الغزلان 

المدينتان تقعان على نفس خط الطول 

التوقيت منتصف النهار من نفس اليوم 

الشكل (3) 

بمعرفة الزاويتين   و    نحسب   : 

الشكل (4) 

حالة     و  

حساب محيط الارض : 

حساب نصف قطر الارض :