الصوت والضوء

12
ت الضوء موجا ت وت الﺼو موجات الﺼوت موﺟا الﺼوتيةلﻤوﺟات خواﺹ ال؟ عندما تضربء الطبة عن ضرب غش�الصادر الصوتية الموجات نتج اَ كيف تمسةئق الهواء الملطاقة إلى دقا تنقل اازاتهتزذه اتز، وه يه تجعلهطبلء ال غشااتج عن غشاءع الصوت النتطيع سمااء. وتسة في الهولغشاء، محدثة موجة صوتي للغش�اء إلى صوتية من اى ش�كل موجاتقلت علقة قد انتلطان ا المهتز؛طبل الهتز تمثال الى سبيل مهتز؛ فعل ا عن جسمً ناتج تسمعه يكونكل صوت أذنيك. و صوتية. موجاتً مصدرةتكلمخل حنجرتك عندما تصة دا أوتار خاازتج ع�ن اهتز طولية تنية موج�ات الصوتلموج�ات اش��وت طوليةت ال� موج��الغشاءدرة عن الصا الصوتية الموجاتنتج ا كيف ت10 ش�كل البينجس�ام. وي اائقورة، فتهتز الدقلمجائق اله�واء از إلى دقاهتزاث ينتقل اطبل، حيل المهت�ز ل اً ئ�ق الهواء محدثلخارج، يضغط دقاء إلى الغش�ا يتحرك اس�ه؛ فعندما بالتردد نفلتضاغط،خل، وينتقل ا فيه منطقة تخلتكونداخل ت يعود إلى ال ا، وعندماً تضاغطت الصوت الطولية.ء؛ محدثين موجا عبر الهواخلتخل وال�ة المنقولةلطاقن ا لمادي�ة؛ط اوس�ا عب�ر انتق�ل، إ ت ت الص�وت موج�الموجات.ذه ا لهناقلئق الوسط الصادمات دقا تنقلها تت الصوتسطة موجا بوادما تكونلفضاء، عن مركبة ا جسمدر أي صوت خارج يص ،مثال الى سبيل فعلف الجوي.رج الغ خا ستتعلم أن ائص كل م�ن موجات خص تع�رﻑت الضوء.موجات و الصو ت الصوتنتقال موجا كيفية ا تفسر عبر المواد. ع الص�وت كيفي�ة س�ما تش��رحل�وان�ة وتميي�ز ا وح�دوث الرؤيسان.ن عند ا س�يلكهرومغناطي الطي�ف ا تص�ﻒ أنواعه. اً مبين ستﺪرك أﻫمﻴةلضوء في مساعدتكت وعلم ام الصو علتحديد ألوانات وصو على تفسير تغير الموجاتل�ك، ودور اش�ياء من حو اتصال،ئل اة في وسالكهرومغناطيسي اة حاستيك على حماي كذل ومساعدتك السمع والبصر.راجعة المفردات مس، أو التمييز،ح�س�ا ادراك: اشياء. أو فهم ادداتن قي�م ال م�دى م الطيﻒ:لكهرومغناطيسية. ا المفردات الﺠﺪيﺪة شدة الصوت درجة الصوتار الصدى تكرلكهرومغناطيسيةت اوجا الكهرومغناطيﴘ الطيف امراءت ا وجات اوق البنفسجيةوجات ف ا ا كلماً شاء تضاغطث يولد الغ صوتية؛ حي موجات نتجُ طبل يء الز غشا اهتزا10 شكل الداخل. اهتز نحو ال كلماً خارج و تخلخ اهتز نحو ال ﺗﻀﺎﻏﻂ ﺗﻀﺎﻏﻂ ﲣﻠﺨﻞ109

description

وصف الحركة الموجية وشرح مفصل للصوت والضوء

Transcript of الصوت والضوء

Page 1: الصوت والضوء

موجات الصوت وموجات الضوء222222222موجات الصوت

خواص الموجات الصوتيةكيف تنتج الموجات الصوتية الصادرة عن ضرب غش�اء الطبل؟ عندما تضرب غشاء الطبل تجعله يهتز، وهذه االهتزازات تنقل الطاقة إلى دقائق الهواء المالمسة للغشاء، محدثة موجة صوتية في الهواء. وتستطيع سماع الصوت الناتج عن غشاء الطبل المهتز؛ ألن الطاقة قد انتقلت على ش�كل موجات صوتية من الغش�اء إلى أذنيك. وكل صوت تسمعه يكون ناتجا عن جسم مهتز؛ فعلى سبيل المثال تهتز

أوتار خاصة داخل حنجرتك عندما تتكلم مصدرة موجات صوتية.

موج��اتال�ش��وتطوليةالموج�ات الصوتية موج�ات طولية تنتج ع�ن اهتزاز األجس�ام. ويبين الش�كل 10 كيف تنتج الموجات الصوتية الصادرة عن الغشاء المهت�ز للطبل، حيث ينتقل االهتزاز إلى دقائق اله�واء المجاورة، فتهتز الدقائق بالتردد نفس�ه؛ فعندما يتحرك الغش�اء إلى الخارج، يضغط دقائ�ق الهواء محدثا تضاغطا، وعندما يعود إلى الداخل تتكون فيه منطقة تخلخل، وينتقل التضاغط،

والتخلخل عبر الهواء؛ محدثين موجات الصوت الطولية. موج�ات الص�وت ال تنتق�ل، إال عب�ر األوس�اط المادي�ة؛ ألن الطاق�ة المنقولة بواسطة موجات الصوت تنقلها تصادمات دقائق الوسط الناقل لهذه الموجات. فعلى سبيل المثال، ال يصدر أي صوت خارج جسم مركبة الفضاء، عندما تكون

خارج الغالف الجوي.

كيف تنتج الموجات الصوتية الصادرة عن ضرب غش�اء الطبل؟ عندما تضرب غشاء الطبل تجعله يهتز، وهذه االهتزازات تنقل الطاقة إلى دقائق الهواء المالمسة للغشاء، محدثة موجة صوتية في الهواء. وتستطيع سماع الصوت الناتج عن غشاء الطبل المهتز؛ ألن الطاقة قد انتقلت على ش�كل موجات صوتية من الغش�اء إلى أذنيك. وكل صوت تسمعه يكون ناتجا عن جسم مهتز؛ فعلى سبيل المثال تهتز

الموج�ات الصوتية موج�ات طولية تنتج ع�ن اهتزاز كيف تنتج الموجات الصوتية الصادرة عن الغشاء المهت�ز للطبل، حيث ينتقل االهتزاز إلى دقائق اله�واء المجاورة، فتهتز الدقائق بالتردد نفس�ه؛ فعندما يتحرك الغش�اء إلى الخارج، يضغط دقائ�ق الهواء محدثا بالتردد نفس�ه؛ فعندما يتحرك الغش�اء إلى الخارج، يضغط دقائ�ق الهواء محدثا تضاغطا، وعندما يعود إلى الداخل تتكون فيه منطقة تخلخل، وينتقل التضاغط، بالتردد نفس�ه؛ فعندما يتحرك الغش�اء إلى الخارج، يضغط دقائ�ق الهواء محدثا تضاغطا، وعندما يعود إلى الداخل تتكون فيه منطقة تخلخل، وينتقل التضاغط، تضاغطا، وعندما يعود إلى الداخل تتكون فيه منطقة تخلخل، وينتقل التضاغط،

موج�ات الص�وت ال تنتق�ل، إال عب�ر األوس�اط المادي�ة؛ ألن الطاق�ة المنقولة بواسطة موجات الصوت تنقلها تصادمات دقائق الوسط الناقل لهذه الموجات. فعلى سبيل المثال، ال يصدر أي صوت خارج جسم مركبة الفضاء، عندما تكون

خارج الغالف الجوي.

ستتعلم أن تع�رف خصائص كل م�ن موجات �

الصوت وموجات الضوء.تفسر كيفية انتقال موجات الصوت �

عبر المواد.الص�وت � س�ماع كيفي�ة تش��رح

وح�دوث الرؤي�ة وتميي�ز األل�وان عند اإلنسان.

تص�ف الطي�ف الكهرومغناطيس�ي �مبينا أنواعه.

ستدرك أهميةعلم الصوت وعلم الضوء في مساعدتك على تفسير تغير األصوات وتحديد ألوان األش�ياء من حول�ك، ودور الموجات الكهرومغناطيسية في وسائل االتصال، ومساعدتك كذلك على حماية حاستي

السمع والبصر.

مراجعة المفرداتاإلدراك: اإلح�س�اس، أو التمييز،

أو فهم األشياء.الطيف: م�دى من قي�م الرتددات

الكهرومغناطيسية.

المفردات الجديدة شدة الصوت•درجة الصوت•تكرار الصدى•املوجات الكهرومغناطيسية•الطيف الكهرومغناطييس•املوجات حتت احلمراء•املوجات فوق البنفسجية•

اهتزاز غشاء الطبل ينتج موجات صوتية؛ حيث يولد الغشاء تضاغطا كلما الشكل 10 اهتز نحو الخارج و تخلخال كلما اهتز نحو الداخل.

تضاغط

تضاغط ختلخل

109

Page 2: الصوت والضوء

�شرع��ةال�ش��وت تعتمد رسع�ة موجات الصوت عىل نوع الوس�ط ال�ذي تنتقل خالل�ه، مثله�ا مثل باقي املوجات؛ حيث تنتقل موج�ات الصوت برسعة أكرب يف

األوساط الصلبة والسائلة. ويبني اجلدول 1 رسعة الصوت يف مواد خمتلفة.

وكذل�ك تزداد رسع�ة الصوت يف املادة بزي�ادة درجة حرارهتا، ويك�ون أثر تغيري درج�ة احل�رارة كبريا يف حالة الغ�ازات. فمثال تزداد رسعة الص�وت يف اهلواء من

330 م/ث عند درجة صفر° س، إىل 350 م/ث عند 30° س.

كيف تؤثر درجة احلرارة يف رسعة الصوت يف املادة؟

عل��وال�ش��وت ما الذي جيع�ل الصوت عاليا أو خافتا؟ الش�خص يف الش�كل 11 يمكن�ه إص�دار صوت عال، برضب صفيحتني معا بق�وة، ويمكنه إصدار صوت خافت برضهبام معا برفق، ويكون الفرق بني احلالتني يف مقدار الطاقة التي أعطاها الشخص للصفيحتني؛ فالصوت العايل حيمل طاقة أكرب مما حيمله الصوت اخلافت.

�ش��دةال�شوتتس�مى كمية الطاقة الصوتية التي حتملها املوجة التي تعرب مس�احة حمددة خالل ثانية واحدة ش�دة الصوت. يوضح الش�كل 12 كيف تتناقص شدة الصوت كلام ابتعدنا عن مصدر الصوت. فالشخص القريب من مصدر الصوت يس�معه بش�دة عالية، بينام يكون الصوت أقل شدة لدى ش�خص آخر يقف بعيدا عن مصدر الصوت. وترتبط ش�دة موجات الصوت مع س�عتها؛ فالصوت الذي

سعته كبرية يكون عايل الشدة.

تعتمد رسع�ة موجات الصوت عىل نوع الوس�ط ال�ذي تنتقل خالل�ه، مثله�ا مثل باقي املوجات؛ حيث تنتقل موج�ات الصوت برسعة أكرب يف خالل�ه، مثله�ا مثل باقي املوجات؛ حيث تنتقل موج�ات الصوت برسعة أكرب يف

وكذل�ك تزداد رسع�ة الصوت يف املادة بزي�ادة درجة حرارهتا، ويك�ون أثر تغيري وكذل�ك تزداد رسع�ة الصوت يف املادة بزي�ادة درجة حرارهتا، ويك�ون أثر تغيري درج�ة احل�رارة كبريا يف حالة الغ�ازات. فمثال تزداد رسعة الص�وت يف اهلواء من

يمكن�ه إص�دار صوت عال، برضب صفيحتني معا بق�وة، ويمكنه إصدار صوت خافت برضهبام معا برفق، ويكون الفرق بني احلالتني يف مقدار الطاقة التي أعطاها

تس�مى كمية الطاقة الصوتية التي حتملها املوجة التي تعرب مس�احة كيف تتناقص شدة كيف تتناقص شدة الصوت كلام ابتعدنا عن مصدر الصوت. فالشخص القريب من مصدر الصوت يس�معه بش�دة عالية، بينام يكون الصوت أقل شدة لدى ش�خص آخر يقف بعيدا عن مصدر الصوت. وترتبط ش�دة موجات الصوت مع س�عتها؛ فالصوت الذي

٣٤٣٥٦٤٠٥٩٤٠١٤٩٣١٥٣٣١٦٠٠

١٢٠٠٠٥١٣٠

الرسعة (م/ث)املادة

هواء (٢٠° س)زجاج

فوالذماء (٢٥° س)

ماء البحر (٢٥° س)مطاطماسحديد

يعتم�د عل�و الص�وت عل�ى كمية الشكل 11 موج�ات تحمله�ا الت�ي الطاق�ة

الصوت.

تت�ن�اقص شدة م�وجات الصوت الشكل 12 كلما انتش�ر الص�وت مبتعدا عن مص�دره؛ حي�ث تت�وزع الطاق�ة الت�ي تحملها موج�ات الصوت

على مساحة أكبر.

110

Page 3: الصوت والضوء

٢٠ ٢٥ ٥٠ ٧٥ ٨٠ ١٠٠ ١١٠ ١٢٠١١٥

١٥

بداية األمل٠dB ١٥٠

مقياس الديسيبل

جزازةالعشب

إقالعطائرة

صوتاملنشار

مطعممزدحم

تساقطاألوراق

مهسصوتالقط

أصواتمنزلية

مكنسةكهربائية

مقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوت يتم التمييز بين ش�دة األص�وات المختلفة من خالل مس�توى ش�دتها والذي يق�اس بوحدة ديس�يبل )dB(، كما ه�و موضح في الش�كل 13. إن أخفض صوت يمكن لإلنس�ان س�ماعه يكون بمستوى شدة صفر ديس�يبل، في حين تكون المحادثة العادية بين شخصين بمستوى شدة 50 ديسيبل. واألص�وات الت�ي يكون مس�توى ش�دتها 120 ديس�يبل أو أكثر تك�ون مؤذية ألذن

اإلنسان.

درج��ةال�ش��وت تتح�دد درج�ة الص�وت من خ�الل ت�ردد المص�در المهت�ز المولد لموج�ات الصوت. فت�ردد الموجات الصوتية الصادرة عن طائ�رة نفاثة لحظة اإلقالع يصل إلى حوالي 4000 هرتز، بينما يصل تردد الموجات الصوتية الصادرة عن بعض الطي�ور إلى حوالي 20 هرتز. ويس�تطيع اإلنس�ان عادة س�ماع األص�وات التي يتراوح

ترددها بين 20 هرتز و 20000 هرتز. درج�ة الصوت خاصية للصوت تعتم�د على تردد موجات�ه الواصلة إلى األذن، وهي تمي�ز األصوات الرفيعة )الحادة( من األصوات الغليظة. فصوت الصفارة ذو درج�ة عالي�ة. واألص�وات ذات الدرج�ات المرتفع�ة تردداتها عالي�ة، بينما

األصوات ذات الدرجات المنخفضة تردداتها منخفضة.

يتم التمييز بين ش�دة األص�وات المختلفة من مقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوتمقيا���سالدي�شيب��لوعلوال�شوت

تلفال�شمعالتركي�ز الدائ�م عل�ى أص�وات تف�وق ش�دتها 85 ديس�يبل قد

يسبب تلف السمع.ابح�ث ف�ي أض�رار األصوات العالية التي تعرضت لس�ماعها ف�ي ح�ي�ات�ك، ومن�ه�ا صوت الدراج�ة الناري�ة، والضوض�اء

في مالعب كرة السلة.

الصحةالـــربـــط مـع

الشكل 13 يقاس مس�توى شدة الصوت بوحدة ديسيبل.

�ق ما نس�بة مس�توى ش�دة تحقإل�ى العش�ب ج�زازة ص�وت مستوى شدة الصوت في مطعم

مزدحم.

111

Page 4: الصوت والضوء

انعكاس الصوت�شدىال�شوتلعلك وقفت يوما يف غرفة فارغة من األثاث وسمعت صدى صوتك وأنت تنادي بصوت مرتفع. لقد درس�ت س�ابقا مفهوم الصدى، وهو سامع الصوت بعد انعكاس�ه عن الس�طوح العاكس�ة. ولتجنب حدوث الصدى يف القاعات الكبرية واملس�ارح، فإهنا تصمم بحيث تبطن جدراهنا من الداخل وأس�قفها بمواد لينة، تعمل

عىل امتصاص طاقة موجات الصوت، بدال من انعكاسها.

حتدي��دمواق��عالأج�ش��اميس�تفاد من ظاه�رة الص�دى يف حتديد مواقع األجس�ام التي تعرتض مس�ار األم�واج الصوتية؛ إذ تعتمد بعض املخلوق�ات - ومنها اخلفاش والدلف�ني، وغريمها م�ن احليوانات - عىل هذه الظاهرة يف حركتها، فرتس�ل موجات صوتية قصرية عالية الرتدد، يف اجتاه مس�احة حمددة، ثم تس�تقبل املوجات املنعكس�ة، ه�ا لتحديد طبيعة األجس�ام الت�ي أمامها ومواقع احليوان�ات األخرى وتعرف وتفرسخصائصها. وإضافة إىل حتديد موقع األجس�ام، يس�تخدم األطب�اء انعكاس املوجات

فوق السمعية بمساعدة احلاسوب لرسم صورة ألعضاء اجلسم الداخلية للمريض.

تك��رارال�شدىويس�مى تكرار س�امع الصوت تك�رار الصد، وحي�دث ذلك عند إصدار صوت يف مكان مغلق أو شبه مغلق. وتكرار الصدى مرغوب فيه يف القاعات الكبرية؛ حيث يستفاد منه يف التغلب عىل التناقص املستمر يف شدة املوجات الصوتية؛ نتيج�ة انتش�ارها عىل مس�احة أوس�ع، وابتعادها عن مصدره�ا. ويتم ذل�ك بتجميع األصوات املنعكس�ة عن جدران وس�قف القاعة، كام هو موضح يف الشكل 15. ويتم

ذلك بحسابات دقيقة؛ ملراعاة وضوح الصوت وعدم حدوث تشويش له.

لعلك وقفت يوما يف غرفة فارغة من األثاث وسمعت صدى صوتك وأنت تنادي بصوت مرتفع. لقد درس�ت س�ابقا مفهوم الصدى، وهو سامع الصوت بعد انعكاس�ه عن الس�طوح العاكس�ة. ولتجنب حدوث الصدى يف القاعات الكبرية بعد انعكاس�ه عن الس�طوح العاكس�ة. ولتجنب حدوث الصدى يف القاعات الكبرية واملس�ارح، فإهنا تصمم بحيث تبطن جدراهنا من الداخل وأس�قفها بمواد لينة، تعمل

يس�تفاد من ظاه�رة الص�دى يف حتديد مواقع األجس�ام التي تعرتض مس�ار األم�واج الصوتية؛ إذ تعتمد بعض املخلوق�ات - ومنها اخلفاش والدلف�ني، وغريمها م�ن احليوانات - عىل هذه الظاهرة يف حركتها، فرتس�ل موجات صوتية قصرية عالية الرتدد، يف اجتاه مس�احة حمددة، ثم تس�تقبل املوجات املنعكس�ة، ه�ا لتحديد طبيعة األجس�ام الت�ي أمامها ومواقع احليوان�ات األخرى وتعرف وتفرسخصائصها. وإضافة إىل حتديد موقع األجس�ام، يس�تخدم األطب�اء انعكاس املوجات خصائصها. وإضافة إىل حتديد موقع األجس�ام، يس�تخدم األطب�اء انعكاس املوجات

، وحي�دث ذلك عند إصدار صوت يف مكان مغلق أو شبه مغلق. وتكرار الصدى مرغوب فيه يف القاعات الكبرية؛ حيث يستفاد منه يف التغلب عىل التناقص املستمر يف شدة املوجات الصوتية؛ الكبرية؛ حيث يستفاد منه يف التغلب عىل التناقص املستمر يف شدة املوجات الصوتية؛ نتيج�ة انتش�ارها عىل مس�احة أوس�ع، وابتعادها عن مصدره�ا. ويتم ذل�ك بتجميع نتيج�ة انتش�ارها عىل مس�احة أوس�ع، وابتعادها عن مصدره�ا. ويتم ذل�ك بتجميع . ويتم

بم�واد مجه�زة حديث�ة قاع�ة الشكل 14 ق�ادرة ع�ل��ى ام�ت�ص�اص طاقة للتحك�م الصوتي�ة، الموج�ات ف�ي صدى الص�وت وانعكاس�اته

المختلفة.

رس�م تخطيطي يوضح كيفية الشكل 15 االستفادة من تكرار الصدى.

اجتاه الصوت

112

Page 5: الصوت والضوء

األذن وحاسة السمعاألذن عض�و معق�د، يمكنه التقاط األصوات ضمن مجال واس�ع من الترددات.وربم�ا اعتق�دت أن األذن ه�ي فق�ط الج�زء الخارج�ي ال�ذي تراه عل�ى جانب رأس�ك. في الحقيقة تنقسم األذن إلى ثالثة أجزاء: األذن الخارجية، والوسطى،

والداخلية، ويبين الشكل 16 هذه األجزاء.

ع�ا للصوت، وتتكون من الجزء المرئي، الأذنالخارجي��ة تعمل بوصفها مجمويسمى صيوان األذن، وشكله يساعد األذن على تجميع الصوت، وتوجيهه إلى

القناة السمعية، وهي الجزء الثاني من األذن الخارجية.

الأذنالو�شط��ى تعم�ل مضخم�ا للص�وت. وتتك�ون م�ن طبل�ة األذن، وثالثة عظيم�ات صغي�رة، ه�ي المطرق�ة والس�ندان وال�ركاب. فعندما تعب�ر موجات الص�وت القن�اة الس�معية تؤثر ف�ي الطبل�ة فتجعلها تهت�ز، فينتقل االهت�زاز إلى

العظيمات الثالثة، التي تقوم بتضخيم االهتزازات.

الأذنالداخلي��ة تتكون من القوقعة التي تكون مملوءة بس�ائل، ومبطنة بخاليا صغي�رة ذات أهداب؛ حيث تنتق�ل اهتزازات عظيمة ال�ركاب إلى هذه الخاليا، وينتج عن حركة هذه الخاليا إشارات تنتقل إلى الدماغ، الذي بدوره يدرك هذه

اإلشارات بوصفها أصوات.

تنقس�م األذن البش�رية إل�ى ثالثة الشكل 16 ال�ت�ي الخارجي�ة األذن أج�زاء: واألذن األص���وات، ت�ج�م�ع الوس�طى الت�ي تضخ�م الصوت، يترج�م حي�ث الداخلي�ة واألذن الصوت إلى إش�ارات ترس�ل إلى

الدماغ.

113

Page 6: الصوت والضوء

موجات الضوءالضوء والموجات الكهرومغناطيسية

ف�ي ليل�ة صافية يب�دو القم�ر مني�را والمعا، كم�ا في الش�كل 17، حي�ث تنتقل موجات الضوء المنعكس�ة عن القمر في اتج�اه األرض وتنتقل موجات الضوء عب�ر المادة، مثله�ا في ذلك مثل س�ائر الموجات، كما في موج�ات الصوت أو الم�اء، ولكنه�ا تختلف عنهما ف�ي إمكانية انتقالها عبر الف�راغ؛ فأنت ترى القمر عل�ى الرغ�م من عدم وجود مادة في الفراغ بي�ن األرض والقمر، وكذلك يصلنا الضوء من النجوم والمجرات البعيدة عبر الفضاء السحيق الذي ال تشغله مادة؛ ألن الضوء موجات كهرومغناطيس�ية. والموجات الكهرومغناطيس�ية موجات يمكنه�ا االنتقال عب�ر المادة أو الف�راغ، وتتركب من مجالي�ن أحدهما كهربائي

واآلخر مغناطيسي، متعامدين معا ومع اتجاه انتشار الموجة.

�شرع��ةال�شوءهل ش�اهدت بعض األفالم العلمية الت�ي تبين مركبات فضائية تس�افر بس�رعة أكب�ر من س�رعة الضوء؟ ف�ي الواقع ال ش�يء من ذل�ك يحدث؛ ا، وال يمكن لجس�م التحرك بهذه الس�رعة؛ فس�رعة الضوء في الفراغ كبيرة جدحيث ينتشر الضوء في الفراغ بسرعة 300000 كم / ث. فضوء الشمس يقطع مس�افة 150 مليون كيلومتر ليصل األرض خالل ثمان�ي دقائق ونصف الدقيقة

تقريبا.لك�ن عن�د انتقال الض�وء يف أي مادة فإنه يتص�ادم مع دقائق امل�ادة، فتقل رسعته. ونتيجة لذلك، فإن رسعة الضوء يف الفراغ أكرب منها يف املواد الصلبة، فمثال رسعة

الضوء يف الزجاج تساوي 197000 كم/ث.

الطولالموجيلل�شوءوترددههل يمكنك تقدير طول موجة الضوء؟ بسبب ا تس�مى نانومتر. صغ�ر الط�ول الموجي للضوء، فإنه يق�اس بوحدة صغيرة جدوالنانومتر الواحد جزء من بليون جزء من المتر )10-9م(. فمثال الطول الموجي للض�وء األخض�ر هو )500 نانومت�ر( أو 500 × 10-9م. وت�ردد موجة الضوء

التي لها هذا الطول الموجي 600 تريليون )1210( هرتز.

، حي�ث تنتقل ، حي�ث تنتقل موجات الضوء المنعكس�ة عن القمر في اتج�اه األرض وتنتقل موجات الضوء موجات الضوء المنعكس�ة عن القمر في اتج�اه األرض وتنتقل موجات الضوء عب�ر المادة، مثله�ا في ذلك مثل س�ائر الموجات، كما في موج�ات الصوت أو الم�اء، ولكنه�ا تختلف عنهما ف�ي إمكانية انتقالها عبر الف�راغ؛ فأنت ترى القمر الم�اء، ولكنه�ا تختلف عنهما ف�ي إمكانية انتقالها عبر الف�راغ؛ فأنت ترى القمر عل�ى الرغ�م من عدم وجود مادة في الفراغ بي�ن األرض والقمر، وكذلك يصلنا الضوء من النجوم والمجرات البعيدة عبر الفضاء السحيق الذي ال تشغله مادة؛ موجات يمكنه�ا االنتقال عب�ر المادة أو الف�راغ، وتتركب من مجالي�ن أحدهما كهربائي

هل ش�اهدت بعض األفالم العلمية الت�ي تبين مركبات فضائية تس�افر بس�رعة أكب�ر من س�رعة الضوء؟ ف�ي الواقع ال ش�يء من ذل�ك يحدث؛ ا، وال يمكن لجس�م التحرك بهذه الس�رعة؛ ا، وال يمكن لجس�م التحرك بهذه الس�رعة؛ فس�رعة الضوء في الفراغ كبيرة جد فس�رعة الضوء في الفراغ كبيرة جد كم / ث. فضوء الشمس يقطع مليون كيلومتر ليصل األرض خالل ثمان�ي دقائق ونصف الدقيقة

لك�ن عن�د انتقال الض�وء يف أي مادة فإنه يتص�ادم مع دقائق امل�ادة، فتقل رسعته. لك�ن عن�د انتقال الض�وء يف أي مادة فإنه يتص�ادم مع دقائق امل�ادة، فتقل رسعته. ونتيجة لذلك، فإن رسعة الضوء يف الفراغ أكرب منها يف املواد الصلبة، فمثال رسعة لك�ن عن�د انتقال الض�وء يف أي مادة فإنه يتص�ادم مع دقائق امل�ادة، فتقل رسعته. ونتيجة لذلك، فإن رسعة الضوء يف الفراغ أكرب منها يف املواد الصلبة، فمثال رسعة

هل يمكنك تقدير طول موجة الضوء؟ بسبب ا تس�مى نانومتر. صغ�ر الط�ول الموجي للضوء، فإنه يق�اس بوحدة صغيرة جدم(. فمثال الطول الموجي م. وت�ردد موجة الضوء م. وت�ردد موجة الضوء

الشكل 17 يعكس القمر ضوء الش�مس، ف�ت�ن�ت�قل موجات الضوء إىل عينيك فرتى القمر.

اس�ت�ن�ت�ج هل يمكن لموجات الصوت أن تنتقل م�ن القمر إلى األرض؟ وضح

إجابتك.

تشتت موجات الضوءارجع إلى كراسة األنشطة العملية

تجربة عملية

114

Page 7: الصوت والضوء

الطول املوجياملجال املغناطييس

املجال الكهربائي اجتاه االنتقال

�ش��دةالموج��اتال�شوئي��ة تعد ش�دة الموجات مقياس�ا لمق�دار الطاقة التي تحمله�ا ه�ذه الموج�ات. أما الضوء فإن ش�دة موجات�ه تحدد مقدار س�طوعه؛ فللضوء الخافت ش�دة منخفضة؛ ألن موجاته تحمل القليل من الطاقة. وعندما

تبتعد عن مصدر الضوء فإن طاقة الضوء تتشتت، فتقل شدته.

ما الذي حيدد شدة موجات الضوء؟

الطيف الكهرو مغناطيسي

موجاتال�شوءموجات الضوء وجميع الموجات الكهرومغناطيس�ية األخرى موجات مس�تعرضة. تذكر أن الموجات المتولدة في الحبل المهتز مس�تعرضة؛ ألنه�ا تتح�رك ف�ي اتج�اه عمودي عل�ى اتج�اه انتق�ال الموج�ة، فعندم�ا تنتقل الموج�ات الكهرومغناطيس�ية خالل الم�ادة تجعل دقائق الم�ادة تهتز في اتجاه

يتعامد مع اتجاه انتقال الموجة.تتكون الموجة الكهرومغناطيس�ية من جزأين: كهربائي ومغناطيس�ي، كما يبين الشكل 18، وكل جزء يسمى مجاال، ويتذبذب في اتجاه عمودي على اآلخر.

ال تنحصر الموجات الكهرومغناطيس�ية في موج�ات الضوء فقط؛ فهناك طيف كام�ل م�ن الموج�ات الكهرومغناطيس�ية، كم�ا يوض�ح الش�كل 19. والطيف الكهرومغناطيس�ي هو مدى كامل لكافة الترددات الكهرومغناطيسية، وأطوالها الموجي�ة. يمثل أحد طرفي الطيف الت�رددات المنخفضة أي الموجات التي لها أط�وال موجي�ة كبيرة، وتحمل القلي�ل من الطاقة، بينما عل�ى الطرف اآلخر تقع الت�رددات العالية الت�ي تمثل موجات له�ا أطوال موجية قصي�رة، وتحمل طاقة كبي�رة. وكافة الموجات من موجات الراديو إلى الضوء المرئي إلى أش�عة جاما - كله�ا تمثل النوع نفس�ه من الموجات، وال يختل�ف أي منها عن اآلخر إال في

تردده، وطول موجته، والطاقة التي يحملها.

العلــومعبر المواقع اإللكترونية

املوضوع: الليزرملراجع�ة ه�ذا الفصل وأنش�طته

ارجع إىل املوقع اإللكرتوين:obeikaneducation.com

للبحث ع�ن ارتباطات تفيدك يف معلومات توضح سبب اكتساب ض�وء اللي�زر أمهيت�ه م�ن ش�دة

الضوء الذي ينتجه.نشاط: اكتب فقرة قصرية تصف

فيها ثالثة استخدامات لليزر.

م�وجات الضوء مستع�رض�ة الشكل 18 وتتكون من مجالين متذبذبين أحده�ما مغناطي�سي واآلخ�ر كهربائ�ي متعامدي�ن أحدهما على اآلخر وعلى اتجاه انتشار

الموجات.

115

Page 8: الصوت والضوء

أشعة جاماتزايد الطول املوجيموجات حتت محراء موجات الراديوموجات فوق بنفسجية

موجاتامليكروويف ضوء مرئي x أشعة

تزايد الرتدد

اأم��واجالراديووامليكرووي��ف املوجات التي تنقل املعلوم�ات إىل أجهزة التلفاز واملذياع يف منزلك هي موجات راديوية، واألطوال املوجية هلا تزيد عىل 0.3 مرت. ويصل الطول املوجي لبعضها إىل آالف األمتار. وأقرص املوجات الراديوية تس�مى موج�ات امليكروويف، حيث يرتاوح طوهلا املوجي بني 0.001 مرت إىل 0.3مرت، وتس�تخدم هذه املوجات يف تسخني الطعام يف فرن امليكروويف، وتستخدم كذلك

يف إرسال املعلومات واستقباهلا عرب خاليا اهلاتف النقال.

املوج��اتحتامراء عندما تس�تعمل جهاز التحك�م )الريموت( يف التلفاز، فإنك ترس�ل موجات حتت احلمراء، يس�تقبلها جمس خ�اص بالتلفاز، وللموجات حت�ت احلمراء ط�ول موجي يرتاوح بني 0.001 م�رت إىل 700 جزء من بليون من املرت. وتصدر مجيع األجس�ام الس�اخنة موجات حتت محراء. ونظرا هلذه اخلاصية يف األجس�ام تستخدم اجليوش، وفرق اإلنقاذ وغريها نظارات أو مناظري ليلية خاصة حساسة للموجات حتت احلمراء لكي حتدد مواقع األجسام الساخنة أو األشخاص

يف الظالم.

ال�ش��وءاملرئيوالألوان من بني املوجات الكهرومغناطيس�ية، هناك حزمة مميزة تنح�رص أطواهل�ا بني 400 إىل 700 جزء من بليون من املرت؛ وس�بب متيزها أن هذا اجلزء من املوجات هو ما يتمكن اإلنسان من رؤيته؛ لذلك يسمى الضوء املرئي. ويبني الشكل 20 كيف ترتبط األطوال املوجية املختلفة مع ألوان الضوء املختلفة؛ فالضوء األبيض ومنه ضوء الشمس الذي نراه أو ضوء املصباح اليدوي يرتكب من ألوان خمتلفة. ويمكنك التأكد من ذلك باس�تعامل منشور لتحليل الضوء األبيض إىل ألوانه الس�بعة، فعندما ينفذ الضوء األبيض عرب املنشور، فإن األطوال املوجية املختلفة، تنكرس بمقادير خمتلفة، فتظهر األلوان املختلفة. ويكون انكسار الضوء البنفسجي هو األكثر؛ ألن له أقرص األطوال املوجية

املرئية، يف حني يكون انكسار اللون األمحر هو األقل.

ما مد األطوال املوجية للموجات الكهرومغناطيسية التي يمكن للناس رؤيتها؟

املوجات التي تنقل املعلوم�ات إىل أجهزة التلفاز مرت. ويصل الطول املوجي لبعضها إىل آالف األمتار. وأقرص املوجات الراديوية تس�مى ويصل الطول املوجي لبعضها إىل آالف األمتار. وأقرص املوجات الراديوية تس�مى مرت، مرت، وتس�تخدم هذه املوجات يف تسخني الطعام يف فرن امليكروويف، وتستخدم كذلك

عندما تس�تعمل جهاز التحك�م )الريموت( يف التلفاز، للموجات للموجات للموجات للموجات للموجات جزء من بليون من املرت. وتصدر مجيع األجس�ام الس�اخنة موجات حتت محراء. ونظرا هلذه اخلاصية يف األجس�ام تستخدم اجليوش، وفرق اإلنقاذ وغريها نظارات أو مناظري ليلية خاصة األجس�ام تستخدم اجليوش، وفرق اإلنقاذ وغريها نظارات أو مناظري ليلية خاصة حساسة للموجات حتت احلمراء لكي حتدد مواقع األجسام الساخنة أو األشخاص

من بني املوجات الكهرومغناطيس�ية، هناك حزمة مميزة جزء من بليون من املرت؛ وس�بب متيزها أن هذا اجلزء من املوجات هو ما يتمكن اإلنسان من رؤيته؛ لذلك يسمى الضوء املرئي. ويبني كيف ترتبط األطوال املوجية املختلفة مع ألوان الضوء املختلفة؛ فالضوء كيف ترتبط األطوال املوجية املختلفة مع ألوان الضوء املختلفة؛ فالضوء األبيض ومنه ضوء الشمس الذي نراه أو ضوء املصباح اليدوي يرتكب من ألوان خمتلفة. ويمكنك التأكد من ذلك باس�تعامل منشور لتحليل الضوء ألوان خمتلفة. ويمكنك التأكد من ذلك باس�تعامل منشور لتحليل الضوء األبيض إىل ألوانه الس�بعة، فعندما ينفذ الضوء األبيض عرب املنشور، فإن األطوال املوجية املختلفة، تنكرس بمقادير خمتلفة، فتظهر األلوان املختلفة. ويكون انكسار الضوء البنفسجي هو األكثر؛ ألن له أقرص األطوال املوجية

ما مد األطوال املوجية للموجات الكهرومغناطيسية التي يمكن للناس رؤيتها؟

الشكل 19 للموجات الكهرومغناطيسية املوجات التي تنقل املعلوم�ات إىل أجهزة التلفاز املوجات التي تنقل املعلوم�ات إىل أجهزة التلفاز جمال واس�ع م�ن ال�رتددات، يس�مى املوجي�ة، واألط�وال

الطيف الكهرومغناطييس.

اس�تنتج ك�ي��ف يت�غ�ير ت�ردد الموجات الك�هرومغناطيس�ية

بتغير أطوالها الموجية؟

الشكل 20 الضوء املرئي يشكل نطاقا من الكهرومغناطيس�ية املوجات ترتاوح أطواهلا بني 400 - 700 جزء من بليون من املرت. و يعتمد لون الض�وء املرئي عىل طوله

املوجي.

حدد لون الضوء المرئي الذي له أعلى تردد.

٧٠٠ ٦٠٠ ٥٠٠ ٤٠٠الطول املوجي (جزء من بليون من املرت)

ضوء مرئي

أشعة جاما

أشعة x

موجات فوقبنفسجية

موجات حتتمحراء

موجاتالراديو

116

Page 9: الصوت والضوء

مرئي فوقبنفسجي

حتت محراء

افةكث

ال

موجات كهرومغناطيسية من الشمس

املوج��اتفوقالبنف�شجية املوجات الكهرومغناطيس�ية الت�ي تقع أطواهلا املوجية ب�ني 10 أج�زاء إىل 400 جزء م�ن البليون من املرت تس�مى موجات فوق بنفس�جية. وهذه األطوال املوجية أقرص من األطوال املوجية ملوجات الضوء املرئي. كذلك فإن هذه املوجات حتمل طاقة أكرب من الطاقة التي حتملها موجات الضوء املرئي. وحتتوي أش�عة الش�مس الت�ي تصل س�طح األرض عىل جزء صغ�ري منها، وه�و الذي يؤدي إىل ح�رق اجللد عند تعرضه ألش�عة الش�مس املب�ارشة لفرتة طويلة. وت�ؤدي املبالغة يف التع�رض ملوجات األش�عة فوق البنفس�جية ه�ذه إىل تدمري خاليا اجلل�د، وأحيانا تؤدي إىل رسطان اجللد. وحيتاج جسم اإلنسان إىل القليل من التعرض لألشعة فوق البنفسجية هذه لتكوين فيتامني د ، الذي يساعد عىل بناء العظام السليمة واألسنان.

الأ�شع��ةال�شيني��ةواأ�شعةجاما موجات الطي�ف الكهرومغناطييس التي هلا أكرب طاقة وأعىل تردد وأقرص أطوال موجية. فإذا تعرض شخص لكرس يف أحد عظامه فإن اإلجراء الفوري الذي يتخذه الطبيب هو التصوير باألش�عة الس�ينية ملنطقة اإلصابة؛ فلألش�عة الس�ينية طاقة تكفي الخرتاق اجلس�م؛ حيث تنفذ خالل األنس�جة اللينة، أم�ا أجزاء اجلس�م الكثيفة ومنها العظ�ام فتوقفها، مما جيعلها مناس�بة لتصوير أعضاء اجلس�م الداخلية. أما أش�عة جاما فلها طاقة أكرب كثريا من طاقة األشعة السينية، ومن

استخداماهتا قتل البكترييا التي تسبب فساد األطعمة يف الصناعات الغذائية.

املوج��اتالكهرومغناطي�شي��ةالقادم��ةمنال�شم���س معظم الطاق�ة التي تصلنا م�ن الش�مس تقع ضمن األش�عة حت�ت احلم�راء، والض�وء املرئي، واملوج�ات فوق البنفس�جية ك�ام يبني الش�كل 21، وهذه املوج�ات مجيعها حتمل الطاقة من الش�مس لتنرشه�ا يف مجيع االجتاهات، ويصل األرض جزء بس�يط من هذه الطاقة. ومن رمحة اهلل س�بحانه وتعاىل أن الغ�الف اجلوي لألرض يعمل عىل امتصاص معظم األش�عة فوق البنفس�جية القادمة من الش�مس ومنعها من الوصول إىل األرض. ولوال ذلك،

ألهلكت هذه األش�عة الفتاكة ما عىل س�طح األرض من حياة. قال تعاىل: زب § ¨ © ª» ¬ ® ¯ ° ± رب األنبي�اء. ونتيج�ة لذل�ك ف�إن ما يصل إىل س�طح األرض من طاقة الش�مس هو ما حتمله املوجات حتت احلمراء، واملوجات

املرئية من الطيف الكهرومغناطييس.املرئية من الطيف الكهرومغناطييس.املرئية من الطيف الكهرومغناطييس.

إىل ح�رق اجللد عند تعرضه ألش�عة الش�مس املب�ارشة لفرتة طويلة. وت�ؤدي املبالغة إىل ح�رق اجللد عند تعرضه ألش�عة الش�مس املب�ارشة لفرتة طويلة. وت�ؤدي املبالغة إىل ح�رق اجللد عند تعرضه ألش�عة الش�مس املب�ارشة لفرتة طويلة. وت�ؤدي املبالغة إىل ح�رق اجللد عند تعرضه ألش�عة الش�مس املب�ارشة لفرتة طويلة. وت�ؤدي املبالغة إىل ح�رق اجللد عند تعرضه ألش�عة الش�مس املب�ارشة لفرتة طويلة. وت�ؤدي املبالغة

¨ © ª» ¬ ® ¯ ° ± رب¨ © ª» ¬ ® ¯ ° ± ربإىل س�طح األرض من طاقة الش�مس هو ما حتمله املوجات حتت احلمراء، واملوجات إىل س�طح األرض من طاقة الش�مس هو ما حتمله املوجات حتت احلمراء، واملوجات إىل س�طح األرض من طاقة الش�مس هو ما حتمله املوجات حتت احلمراء، واملوجات إىل س�طح األرض من طاقة الش�مس هو ما حتمله املوجات حتت احلمراء، واملوجات إىل س�طح األرض من طاقة الش�مس هو ما حتمله املوجات حتت احلمراء، واملوجات إىل س�طح األرض من طاقة الش�مس هو ما حتمله املوجات حتت احلمراء، واملوجات

املوجات الكهرومغناطيس�ية الت�ي تقع أطواهلا املوجية

ف�شلالأطوالاملوجيةاخلطوات

ضع المنشور الزجاجي في ضوء - 1أل�وان تظه�ر بحي�ث الش�مس،

الطيف بوضوح.ضع المنشور على سطح الطاولة، - 2

ثم س�لط عليه ض�وءا من مصباح يدوي. وسجل مالحظاتك.

سلط ضوء الليزر على المنشور، - 3وسجل مالحظاتك.

تحذي�ر: ال تس�لط ض�وء الليزر على عيون زمالئك.

التحليل د إذا م�ا كان الض�وء الصادر - 1 ح�د

من الش�مس والضوء الصادر من المصباح الي�دوي لهما موجات ضوئية ذات أطوال مختلفة أم ال.

د إذا م�ا كان الض�وء الصادر - 2 ح�دم�ن جه�از اللي�زر ل�ه موج�ات ضوئية ذات أطوال مختلفة أم ال.

الموج�ات م�ن %49 الشكل 21 إن الت�ي الكهرومغناطي�س�ي�ة تنبع�ث م�ن الش�مس تق�ع ت�ح��ت األش�ع��ة ض�من الحمراء، 43% ضوء مرئي،

و 7% فوق بنفسجية.

117

Page 10: الصوت والضوء

العدسة

البؤبؤ

القرنية

الشبكية

مركز الرؤية

العصب البرصي

العين و الرؤيةلتتمكن من رؤية جس�م ما ال بد وأن يصدر أو ينعكس عنه ضوء ليدخل عينك، كام يبني الش�كل 22. يعرب الضوء أوال طبقة ش�فافة من العني تس�مى القرنية، ثم العدس�ة الش�فافة، وهي مرنة حتى تتمكن من تغيري ش�كلها، عندم�ا تركز نظرك عىل أجس�ام قريبة أو بعيدة، كام يوضحه الشكل 23. ويف بعض احلاالت املرضية والتي تسمى بعيوب اإلبصار ال تتمكن العني من تكوين صورة واضحة لالجسام

البعيدة أو القريبة، كام يبني الشكل 25 عىل الصفحة التالية.

ما�شبباألوانالأج�شام عندما تس�قط موجات الضوء عىل جس�م، فإن بعضها د األطوال املوجية هلذا اجلزء املنعكس من الضوء لون اجلسم؛ ينعكس عنه، وحتدفمثال عند سقوط الضوء عىل وردة محراء تنعكس عنها املوجات التي تقع أطواهلا املوجي�ة ضمن اجلزء األمحر من الطيف املرئي. أما بالنس�بة لألجس�ام التي تبعث الض�وء، ف�إن لوهنا يتحدد باألط�وال املوجية للضوء املنبعث منه�ا. فضوء النيون يظه�ر باللون األمحر، ألنه يبع�ث موجات تقع أطواهلا املوجبة ضمن اجلزء األمحر

من الطيف املرئي.

االيااملخروطيةوالع�شوية حتوي شبكية العني ما يزيد عىل مائة مليون خلية حساس�ة للضوء تس�مى خاليا خمروطية وعصوية كام يبينها الشكل 24. واخلاليا العصوي�ة حساس�ة للضوء اخلافت، يف ح�ني متكنك اخلالي�ا املخروطية من رؤية األل�وان. وهناك ثالثة أنواع م�ن اخلاليا املخروطية: النوع األول حس�اس للوين الض�وء األمح�ر، واألصفر، والن�وع الثاين حس�اس للونني األخ�رض، واألصفر، والنوع الثالث حس�اس للونني األزرق والبنفس�جي، وترسل مجيع اإلشارات إىل الدماغ بوس�اطة أنواع اخلاليا املخروطية الثالثة لتش�كل الصورة امللونة للجس�م

الذي تراه.

لتتمكن من رؤية جس�م ما ال بد وأن يصدر أو ينعكس عنه ضوء ليدخل عينك، . يعرب الضوء أوال طبقة ش�فافة من العني تس�مى القرنية، ثم لتتمكن من رؤية جس�م ما ال بد وأن يصدر أو ينعكس عنه ضوء ليدخل عينك، . يعرب الضوء أوال طبقة ش�فافة من العني تس�مى القرنية، ثم لتتمكن من رؤية جس�م ما ال بد وأن يصدر أو ينعكس عنه ضوء ليدخل عينك، . يعرب الضوء أوال طبقة ش�فافة من العني تس�مى القرنية، ثم العدس�ة الش�فافة، وهي مرنة حتى تتمكن من تغيري ش�كلها، عندم�ا تركز نظرك . ويف بعض احلاالت املرضية والتي تسمى بعيوب اإلبصار ال تتمكن العني من تكوين صورة واضحة لالجسام

عندما تس�قط موجات الضوء عىل جس�م، فإن بعضها د األطوال املوجية هلذا اجلزء املنعكس من الضوء لون اجلسم؛ ينعكس عنه، وحتد عندما تس�قط موجات الضوء عىل جس�م، فإن بعضها د األطوال املوجية هلذا اجلزء املنعكس من الضوء لون اجلسم؛ ينعكس عنه، وحتد عندما تس�قط موجات الضوء عىل جس�م، فإن بعضها د األطوال املوجية هلذا اجلزء املنعكس من الضوء لون اجلسم؛ ينعكس عنه، وحتدفمثال عند سقوط الضوء عىل وردة محراء تنعكس عنها املوجات التي تقع أطواهلا املوجي�ة ضمن اجلزء األمحر من الطيف املرئي. أما بالنس�بة لألجس�ام التي تبعث املوجي�ة ضمن اجلزء األمحر من الطيف املرئي. أما بالنس�بة لألجس�ام التي تبعث الض�وء، ف�إن لوهنا يتحدد باألط�وال املوجية للضوء املنبعث منه�ا. فضوء النيون يظه�ر باللون األمحر، ألنه يبع�ث موجات تقع أطواهلا املوجبة ضمن اجلزء األمحر

حتوي شبكية العني ما يزيد عىل مائة مليون خلية واخلاليا العصوي�ة حساس�ة للضوء اخلافت، يف ح�ني متكنك اخلالي�ا املخروطية من رؤية العصوي�ة حساس�ة للضوء اخلافت، يف ح�ني متكنك اخلالي�ا املخروطية من رؤية األل�وان. وهناك ثالثة أنواع م�ن اخلاليا املخروطية: النوع األول حس�اس للوين الض�وء األمح�ر، واألصفر، والن�وع الثاين حس�اس للونني األخ�رض، واألصفر، الض�وء األمح�ر، واألصفر، والن�وع الثاين حس�اس للونني األخ�رض، واألصفر، والنوع الثالث حس�اس للونني األزرق والبنفس�جي، وترسل مجيع اإلشارات إىل الدماغ بوس�اطة أنواع اخلاليا املخروطية الثالثة لتش�كل الصورة امللونة للجس�م

الذي تراه.

العدسة

تصبح العدس�ة أكث�ر انبس�اطا عندما تركز النظر على جسم بعيد.

العدسة

تصبح العدس�ة أكث�ر تحدبا عندم�ا تركز النظر على جسم قريب .

تجمعان والعدس�ة الشكل 22 القرني�ة الض�وء الذي يدخ�ل عينك واضح�ة ص�ورة ليش�كل على الشبكية ترسل كإشارة

عصبية للدماغ.

الشكل 23 يتغير شكل عدس�ة العين عندما تركز نظرك على جسم قريب أو

جسم بعيد.

د ال�ضوء وت�رس�ل الشكل 24 ال�خ�الي�ا الم�خ�روط�ي��ة والعصوي�ة في ش�بكية العين تحدإشارات عصبية للدماغ.

عدسة

الشبكية

عصوي

خمروط

118

Page 11: الصوت والضوء

المشكالت الشائعة للرؤيةاإلثراء العلمي

ضوء منالرؤيةمصدر بعيد

ضوء منمصدر قريب

الرؤية

الشكل 25

اللتني الشفافتني العني وعدسة قرنية خالل اإلنسان عني يف الضوء ينفذ واضحة صورة مكونة العني شبكية عىل اجلسم من القادم الضوء تركزان عىل الشبكية، وتظهر مشكالت الرؤية عندما ال تتكون الصورة عىل الشبكية.

وأكثر مشكالت اإلبصار شيوعا هي طول النظر وقرص النظر.

ق�شرالنظر يتمكن الش�خص املصاب بقرص النظر من رؤية األجس�ام القريب�ة بوضوح، أما األجس�ام البعيدة فال يس�تطيع رؤيتها بوضوح. وينتج ق�رص النظر عندما يكون اجلسم الكروي للعني )مقلة العني( أكثر استطالة، مما يؤدي إىل تك�ون صورة األجس�ام البعيدة يف مكان قبل الش�بكية، وتصح�ح هذه املش�كلة بوضع نظارات طبية أو عدس�ات الصق�ة، وكذلك تس�تخدم جراح�ة الليزرلتصحيح قرص

النظر بإعادة تشكيل القرنية من أجل معاجلة املشكلة.

طولالنظر يتمكن الش�خص املصاب بطول النظر من رؤي�ة األجس�ام البعيدة بوض�وح، ولكنه ال يس�تطيع رؤية األجس�ام القريبة بوضوح، وينتج طول النظر عندما تكون ا، حي�ث إن الضوء ك�رة الع�ني )مقلة الع�ني( قصرية ج�دالق�ادم من اجلس�م البعي�د ال يتجمع عندما يصل الش�بكية

ليكون صورة واضحة عليها.

ويصحح طول النظر أيضا باس�تعامل نظارات أو عدسات مناس�بة ، ويص�اب الن�اس بطول النظ�ر عندم�ا يتقدمون يف الس�ن، حي�ث تطرأ تغريات عىل ش�كل عدس�ة العني،

ويمكن تصحيح طول النظر باستخدام جراحة الليزر.

119

Page 12: الصوت والضوء

ملاذا تسمع صوتا عندما تصفق؟. ١ا . ٢ متى تكون رسعة الصـوت يف اهلواء أكرب: صيف

؟ أم شتاء بني املوجات الصوتية لشـخصني أحدمها يصيح . ٣

واآلخر هيمس؟ كيـف تنشـأ االهتـزازات يف أذنك عنـد وصول . ٤

الصوت إليها؟ وكيف تسمع؟ املوجات الكهرومغناطيسـية التـي هلا أكرب طول . ٥

موجـي واملوجـات الكهرومغناطيسـية التـي هلـا أقرص طول موجي.

الفـرق بني موجـات الراديـو، والضـوء املرئي، . ٦وأشعة جاما.

بـني اخلاليـا العصويـة واخلاليـا املخروطيـة يف . ٧شبكية عني اإلنسان.

ملـاذا يكـون معظم مـا يصل سـطح األرض من . ٨املوجات الكهرومغناطيسـية املنبعثة من الشمس ضمن

األمواج حتت احلمراء، وموجات الضوء املرئي؟ تنشـأ األصوات عن االهتزازات. ملاذا . ٩

ال تسمع صوتا عندما حترك يدك إىل األمام وإىل اخللف؟- وضح ملاذا يتناقص سطوع الضوء املنبعث من مصباح

يدوي كلام ابتعد املصباح عنك.

• • •

• •

www.obeikaneducation.com

ملاذا ينتقل الضوء يف الفراغ . ١٠برسعة أكرب من رسعته يف األجسام املادية؟

١٢٠