الطيف الكهرومغناطيسي - علوم الأرض والفضاء - ثالث ثانوي

BURS - 1445 الأجهزة الفلكية Astronomical devices 31 الفصل الخبرة الناس إن معرفتنا بالكون مستمدة في معظمها من رصد وتحليل وتفسير طيف النجوم وآلية انتقاله. 3-1 الطيف الكهرومغناطيسي الونيست الضوء المرئي ليس إلا جزءا صغيرًا من كامل الإشعاع الكهرومغناطيسي. 2 المناظير الأرضية والفضائية الة الرئاسة يمتلك الفلكيون اليوم أدوات لرصد كل أنواع الإشعاع الكهرومغناطيسي الآتية من الفضاء وتحليلها وتفسيرها. حقائق فلكية . في بدايات تشغيل التلسكوب الفضائي هابل كانت رؤيته غير واضحة بسبب عيب في المرأة الرئيسة مما استدعى ارسال رواد فضاء على متن مكوك لإصلاحه، بعد ذلك، تمت صيانة و إصلاح تلسكوب هابل بضع مرات . يستخدم التلسكوب الفضائي جيمس ويب أكبر مرأة فلكية يتم إرسالها إلى مدار في الفضاء على الإطلاق، إذ بلغ قطرها 6.5 مترا. 302

تجربة استهلالية نشاطات تمهيدية اصنع المطرية التالية التقارن بين أنواع كيف نستطيع معرفة تركيب النجوم؟ المطويات المناظير الفلكية. منظات الأفكار يدرس الفلكيون الألوان التي تصدر عن النجوم ويحددود من الخلالها نوع ذرات العناصر التي نسيت في توهجها. الخطوة 1 اثن الطرف السفلي للورقة الخطوات طولياً بمقدار 3 سم، ثم اضغط على الجزء المطري إلى أعلى. الأدوات : مقص - مسطرة - ورق مقوى أسود بمقاس A4 قرص حاسوبي CD. 1 اثن الورقة في المنتصف. 2 قص مستطيلا صغيرًا بطول 10 سم في الطرف الذي قمت بشنيه. 3. ضع القرص داخل الورقة المثنية، واجعل طرفًا منه يظهر من خلال الشق. وجه القرص إلى عدة مصادر ضوئية (ضوء نافذة الصف، مصباح الصف النيون، ضوء الموقد بالمعمل). . أغلق عينك اليسرى وانظر بواسطة عينك اليمني إلى الشقوق الموجودة بالقرص 6. قم بإمالة القرص إلى أن تظهر الألوان على سطح القرص التحليل 1. ماذا تلاحظ عندما قمت بتوجيه القرص إلى الضوء الآتي من النافذة؟ 2. ماذا تلاحظ عندما قمت بتوجيه القرص إلى مصباح النيون بالفصل ؟ 3. ما السبب في وجود اختلاف بين طيف الأضواء المنعكة عن القرص؟ 4 قارن بين تركيب الشمس ومصباح النيون الخطوة 2 السن الورقة إلى أربعة أجزاء منافية. الخطوة 3 الصق الجزء المثلي من الورقة من الجوانب العمل 4 جيوب الوقع الحق أحمد وعنونها بأنواع المناظير الفلكية البصرية، الراديوية، تحت الحمراء وفوق البنفسجية. يد من المصرية في أثناء دراستك القسم 2-1 لتتعرف على خصائص كل نوع كنطاق رصدها وموقعها وتركيبها. دراره 303

www.chil الطيف الكهرومغناطيسي Electromagnetic Spectrum 3-1 الأحداف يتعرف على مصادر الطيف الكهرومغناطيسي في الفضاء. يحسب الطول الموجي لضوء صادر بتردد ما. وطيف الامتصاص. الضوء المرئي ليس إلا جزءا صغيرًا من كامل الإشعاع الكهرومغناطيسي. يقارن بين طيف الانبعاث الربط مع الحياة تمكن علماء الفلك من الوصول إلى معظم معلوماتهم عن الفضاء والأجرام السماوية من خلال دراسة الضوء القادم منها، ويعرف الضوء بأنه شعاع كهرومغناطيسي يمكن ملاحظته بالعين المجردة، وما هو إلا جزء صغير من الطيف الكهرومغناطيسي. مراجعة المفردات الطيف الكهرومغناطيسي الطيف الكهرومغناطيسي Electromagnetic Spectrum هو مدى كامل لكافة الترددات الكهرومغناطيسية وأطوالها تشمل الأشعة الكهرومغناطيسية أنواعًا كثيرة من الموجات بالإضافة إلى موجات الموجية، من موجات الراديو إلى الضوء المرئي الذي تستقبله أعيننا، فهناك خطوط طيف أطول من خطوط الضوء المرئي، الضوء المرئي إلى أشعة جاما. مثل: الموجات الراديوية، كما أن هناك موجات قصيرة جدًا مثل الأشعة السينية وأشعة جاما. الجدول 13- يبين الأشعة المختلفة ومسمياتها، وأطوالها الموجية، والمصدر الذي يمكن أن تخرج منه في الكون، ودرجة حرارة هذا المصدر أشعة جاما هي أقصر أنواع الأشعة، وأطول الأشعة هي الأشعة الراديوية الشكل 1-3 المفردات الجديدة الأنجستروم. المطياف. الطيف المستمر .. طيف الانبعاث. خطوط امتصاص. تقل الحرارة كلما ازداد الطول الموجي للأشعة، كذلك كلما قصر الطول الموجي فإن المصدر الذي يشع تلك الموجات لابد وأن يتمتع بحرارة عالية. ويمكن أن تقاس الأطوال الموجية بالمتر، ولكن عادة ما تستخدم وحدة الأنجروم A Angstrom وهي وحدة قياس الطول للمسافات القصيرة للغاية ويساوي الأنجستروم الواحد 10 ملم ، أي أن 1 ملم يحتوي على 10 ملايين أنجستروم. الجدول 31 الأشعة الكهرومغناطيسية لو الأشعة جانا الطول الموجي أقل من 400.1 درجة الحرارة (K) أكثر من 108 المصدر بعض التفاعلات النووية الأشعة السينية فوق البنفسجية الضوء المرئي تحت الحمراء 106-108 A0 100 - 0.1 105-106 100-4000 20 103-105 4000-7000 A0 10-103 700040-1mm النجم النيوتروني الثقب الأسود سوبر نوفا بعض النجوم الساخنة. النجوم راديوية أطول من 1kam أقل من 10 الكواكب والأقمار والمحيربين نجومية الكترون يتحرك في مجال مغناطيسني دارة الكلية 304

305 تشترك جميع أجزاء الطيف الكهرمغناطيسي بنفس السرعة m/s 100×3 وهي سرعة الضوء. كل نطاق من النطاقات الطيفية له طول موجي وتردد مختلف، وتجمعهم علاقة عكسية ، حيث إنه كلما زاد الطول الموجي كلما قل التردد كما في المعادلة حيث : هي سرعة الضوء م / ث ، هي التردد باطرتز ، و هي الطول الموجي المقاس بالمتر. ويمكن حساب طاقة الفوتون من المعادلة الآتية: E=hf E_he A هو ثابت بلانك وقيمته 10×6.626 جول / ثانية - 9 الشكل 1 - 3 نطاقات الطيف الكهرومغناطيسي وبالتعويض عن معادلة (1) نجد أن طاقة الفوتون تصبح تصف هذه المعادلة العلاقة بين الطاقة والطول الموجي، حيث يتضح أن الطاقة تتناسب عكسيا مع الطول الموجي؛ أي إن كلما قل الطول الموجي زادت طاقته ولهذا فإن الأشعة فوق البنفسجية قد تتسبب في الإصابة بأمراض سرطانية عند التعرض لها؛ لأنها ذات طول موجي قصير وطاقة عالية. مراره

الربط المطياف Spectroscope تتكون أشعة الشمس التي تصل يستخدم جهاز المطياف Spectrograph الشكل 2-3 في تحليل أشعة النجم الذي نرصده إلى أطياف، حيث تستقبل بعد ذلك على شاشة أو كاشف إلينا من نوعين من الأشعة الضارة: الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجات الطويلة. الموجات القصيرة detector لدراسته بشكل تفصيلي. الطيف المستمر (Continuous spectrum) منبعث من جسم . الأشعة فوق البنفسجية ذات ساخن، أما طيف الانبعاث (Emission spectrum) فناتج من غاز ساخن. وإذا مر طيف مستمر على غازات باردة فيتج خطوط امتصاص (Absorption lines) الشكل 33 ومن الأمثلة الشهيرة لخطوط الامتصاص خطوط فرنهوفر التي رصدت في طيف الشمس والتي لعبت دورا كبيرا في معرفة تفاصيل تركيب الشمس. وتتلف الأشعة فوق البنفسجية طان بنوعيها الجلد، وت الجلد، واستنادا إلى اليوم فلا توجد أشعة فوق آمنة. عملية انتقال الإلكترون في مستويات الطاقة الأعلى تعني امتصاص فوتونات وانتقال الإلكترون لمستويات طاقة أقل يتسبب في انبعاث فوتون و من خلال معرفتنا عن سلاسل الطيف التي تصدر من مستويات الطاقة المختلفة ومن الذرات المختلفة يمكن التعرف على المركبات والعناصر الموجودة في أطياف النجوم والأجرام السماوية مستويات الطاقة الأقل للعناصر الخفيفة كالهيدروجين والهيليوم تكون أطيافا في منطقة الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية. أما المستويات الأعلى فتنتج أطباقا في الأشعة تحت الحمراء والأشعة الراديوية، مستويات الطاقة الأولى في العناصر الأثقل يمكن أن تنتج أطيافا في الأشعة السينية، أما الجزيئات فتغير اهتزازاتها vibration وتنتج أطيافا في الأشعة تحت الحمراء، أما تغير دورانها فينتج أطيافا راديوية. 306 المطياف الشكل 2-3 تحليل الضوء بالمطياف. المصدر الطيف درارة التعليم

طيف الهيدروجين Hydrogen Spectrum ذرة الهيدروجين هي أبسط الذرات من حيث التركيب مما ساعد على البدء بدراستها فيزيائيا يوجد بذرة الهيدروجين إلكتروناً واحدًا. يتحرك الإلكترون حول النواة في مستويات للطاقة أقربها للنواة هو أقلها في الطاقة ويعرف بالمستوى الأرضي أو المستوى الأول. وإذا أعطي الإلكترون كمية من الطاقة فسيحدث له إثارة excitation مما ينقله لمستويات أعلى في الطاقة، وعندما يفقد الإلكترون هذه الطاقة على شكل فوتون فإنه يشعها ويعود إلى مستويات الطاقة الأقل. وقد تكون كمية الطاقة التي يمتصها الإلكترون كبيرة بحيث تؤدي لهروبه من الذرة تماما وفي هذه الحالة نقول إن الذرة تأينت أي تحولت إلى أيون موجب، ومن خلال ميكانيكا الكم نستطيع أن نحسب كميات الطاقة التي يمتصها الإلكترون كي ينتقل من مستوى طاقة لآخر أعلى أو يفقدها كي ينتقل إلى مستوى طاقة أقل. طيف ضوني مستمر بعد مروره بغاز بارد سحابة غازية غاز ساخن Light مصدر ضوئي مستمر طيف امتصاص طيف انبعاث طيف مستمر الطول الموجي الطول الموجي الطول الموجي الشكل 33 الفرق بين طيف الانبعاث وطيف الامتصاص والطيف المستمر مراره 307

مختبر تحليل البيانات كيف يميز العلماء بين أنواع شهب السماء ؟ 308 مثال 1 تم تمثيل بيانات قياسات التحليل الطيفي للانحراف الضوئي الحراري الأحد الأجرام الذي طاقة فوتونه 2ev كما في الشكل، أوجد: ال مقدار الطول الموجي لشعاع الضوء. ب. حدد نطاق طيف إشعاعه الذي طاقة فوتونه 2ev. ج ما الأجرام التي يمكن أن يصدر منها هذا الطيف؟ الحل تحليل المسألة ورسمها. المعلوم E=2ev المخيول A=? إيجاد الكمية المجهولة بتحويل طاقة الفوتون إلى وحدة | الجول lev= 1,6x10- E=2x1.6×10 = 3.22×10-1 f= E h إيجاد قيمة التردد عدديا من القانون طاقة القولون ثم التعويض في القانون للطول الموجي لإيجاد سرعة الهروب للكوكب بتطبيق قانون علاقة التردد بالطول الموجي الشعاع بالتعويض لايجاد طول موجة الشعاع λ=3×10° 4.82×104 6.22x10 m 6224 A" ونطاق طليقها الضوء المرئي ويمكن أن تصدر من بعض النجوم - تقويم الجواب : هل وحدات الليالي مجية وحدة قياس الطول المرعي بالألجكروم ا التحليل التفكير الناقد 1 ابحث عن الطيف الناشئ عن التبارك الحديدية iron ابحث عن طيف صادر عن نجم ما، وقارن بينه وبين طيف meteorite spectrum عند دخولها للغلاف الجوي. الشهب 2 كيف تميز بينه وبين طيف النيازك الحديدية الصخرية من حيث المكونات ؟ قل ما سبب تعدد ألوان النيازك الحديدية الصخرية؟ عندما تحترق شهب الأسديات (حديدية - صخرية) في الغلاف الجوي للأرض، فإنها تحتك بالعديد من جزيئات الهواء هذه الاحتكاكات تبعثر الطبقات الخارجية للجسيم ما يطلق بحارا من ذرات الصوديوم والحديد والمغنيسيوم. حرارة التصليح

ألوان الشهب صوديوم مغنيسيوم الربط بيع التليساء عندما تدخل الشهب الغلاف الجوي للأرض، فإنها تحتك بالعديد من جزيئات الهواء هذه الاحتكاكات تبعثر الطبقات الخارجية المجسيم، مما يخلق بخارا من ذرات الصوديوم والحديد والمغنيسيوم. تتنوع ألوان العديد من الشهب الشكل 4-3 قدرات الصوديوم تعطي ضوها برتقاليا - أصفر، ودرات الحديد تعطي ضوءًا مروق، والمغنيسيوم يعطي ضرة أزرق-أخضر، وذرات الكالسيوم المنايس قد تصيف لونا بنفسجياً. بينها تعطي جزيئات النيتروجين الخوي ودرات الأوكسجين ضوء أحمر. الشكل 4- تنوع ألوان الشهب بعد احتكاكها بجزيئات هواء التقويم 1-3 الخلاصة الغلاف الجوي. فهم الأفكار الرئيسة تشمل الأشعة الكهرومغناطيسية أنواعا : 1 قارن بين الطيف المستمر وطيف الانبعاث كثيرة من الموجات الأنجستروم هي وحدة قياس الطول : للمسافات القصيرة للغاية. يستخدم جهاز المطياف في تحليل أشعة النجم الذي مرصده. 2، ما أهمية المطياف الضوئي، وهل يقتصر استخدامه على التطبيقات الفلكية فقط ؟ التفكير الناقد ما الذي حفز الفلكين إلى دراسة الموجات الكهرومغناطيسية وعدم الاكتفاء بالرصد النصري للأجرام السماوية من خلال معرفتنا عن سلاسل الطيف التي تصدر من مستويات الطاقة المختلفة ومن الرياضيات الفلك الذرات المختلفة يمكن التعرف على المركبات اوجد طاقة فوتون الموجة راديوية ترددها 100 كيلو هرتز . والعناصر الموجودة في أطياف النجوم. حراره ای 309