علوم الأرض 12 فصل ثاني

نشاط: تباعد المجرات

يمثّل الشكلُ الآتي مجموعة من المجرات (س، ص، ع، ف) التي تبعد مسافاتٍ مختلفةً عن الأرض، أدرسه جيّدا، ثم أجيب عن الأسئلة التي تليه.

التحليل والاستنتاج:
1- أحدد المسافة التي تبعدها المجرة (ص) عن الأرض.

تبعد المجرة $2.5 ly$.

2-أبين أيُّ المجرات (س، ص، ع، ف) تتحرّك بسرعة أكبرَ؟

(س) سرعتها $60.000 km/s$

3- أتوقّع: عند تحليل الطّيف الكهرمغناطيسيِّ الصادرِ عن المجرتين (س) و(ف)، لوحِظَ أن الطّيف الكهرمغناطيسيَّ للمجرة(س) ينزاح نحو الطول الموجيّ الأطول. كيف يمكنني تفسيرُ ذلك؟

يمكن ملاحظة العلاقة بين بعد المجرتين (س) و (ف)، وبين الانزياح نحو الطول الموجي الأطول (الانزياح نحو الأحمر)، حيث أن المجرة (س) هي الأبعد، لذلك هي الأكثر انزياحا نحو الأحمر.
4- أستنتِج العلاقةَ بين سرعة المجرات، وبُعدِها عن الأرض.

كلما زاد بعد المجرات عن الأرض زادت سرعتها.

تجربة إثرائية: أصنع تلسكوبا

الخلفية العلمية:
يستخدم التلسكوب لرؤية الأجسام البعيدة، وذلك بتجميع الضوء المنعكس عنها، وتتكون التلسكوبات من مجموعة من العدسات المحدَّبة، أو المرايا المقعرة، أو المرايا المستوية؛ وذلك اعتمادا على نوع التلسكوب ودقته، والهدف من استخدامه. ويوجد نوعان من التلسكوبات: التلسكوب العاكس، والتلسكوب الكاسر، و ُ تستخدم التلسكوبات في الغالب لرصد الأجرام السماوية.

الهدف: تصميم نموذج للتلسكوب الكاسر

المواد والأدوات: عدستان محدبتان متفاوتتان في قطريهما(يمكن استخدام عدسات القراءة)،  مصباح كهربائي، كرتون مقوى قابل للثني، قطعة من فلين مقوى،  سليكون حراري، مسطرة، قلم، فرجار.

إرشادات السلامة:

- الحذر عند استخدام المقص
- الحذر عند استخدام العدستين الزجاجيتين؛ خشية السقوط، أو الكسر.

خطوات العمل:

1 . أحدِّد البعد البؤريَّ للعدسة المحدبة الكبيرة باستخدام المصباح الكهربائي، وذلك بوضع العدسة المحدبة أمام المصباح، حيث يتجمع ضوء المصباح الساقط عن طريق العدسة على حاجز.

2. أستخدم المسطرة لقياس البعد البؤر ي للعدسة الذي يمثل المسافة بين الحاجز، والعدسة عند أكثر نقطة للضوء وضوحا على الحاجز.
3 . أكرِّر الخطوة ( 1،2 ) للعدسة المحدبة الصغيرة.
4 . أجمع البعد البؤريَّ لكلتا العدستين المحدبتين.
5 . أقصُّ قطعتين من الكرتون المقوى، حيث يكون مجموع طولهما مساويا لمجموع البعد البؤري لكلتا العدستين.
6 . أصنَع أسطوانة من إحدى قطعتي الكرتون المقوى في الخطوة 5، حيث يكون قطرها مساويا لقطر العدسة المحدبة الكبيرة.
7 . أستخدم السليكون الحراري لتثبيت العدسة المحدبة الكبيرة على أحد طرفي الأسطوانة.
8 . أكرِّر الخطوة ( 6) باستخدام العدسة المحدبة الصغيرة .
9 . استخدم السليكون الحراري لتثبيت العدسة الصغيرة على أحد طرفي الأسطوانة.
10 . أستخدم الفرجار لرسم دائرة على قطعة الفلين، حيث يكون قطرها مساويا لقطر الأسطوانة الكبيرة من الداخل، ثم أقصها.
11 . أصنَع في قطعة الفلين في الخطوة 10 دائرة مفرغة، قطرها مساو لقطر الأسطوانة الصغيرة.
12 . أستخدم السليكون الحراري؛ لتثبيت قطعة الفلين داخل الطرف الآخر من الأسطوانة الكبيرة.
13 . أدخل الأسطوانة الصغيرة من طرفها الآخر داخل الأسطوانة الكبيرة.
14 . أستخدم التلسكوب؛ لرؤية الأجسام البعيدة.
التحليل والاستنتاج:
1. أتوقع: ما سبب قياس البعد البؤر ي للعدستين المحدبتين المستخدمتين في صنع التلسكوب؟
ليتم عمل أسطوانتين حيث يكون مجموعُ طولهما مُساوِيًا لمجموع البُعد البؤري لكلتا العدستين، حتى تتم رؤية الأشياء بشكل أوضح عند تحريكها .

2 . أقترح اسما لكلتا العدستين المحدبتين في التلسكوب الذي صنعته.

العدسة الصغيرة : العدسة العينية.
العدسة الكبيرة : العدسة الشيئية.

3. أحسب قوة تكبير التلسكوب للأجسام وفق العلاقة: قوة التكبير = البعد البؤريَّ الأكبر / البعد البؤري الأصغر.

ستختلف الإجابات بحسب قوة تكبير العدسات المستخدمة ولكن يتم حساب قوة التكبير اعتمادا على
القياسات التي جمعها الطلبة، وفق القانون
قوة التكبير = البعد البؤري الأكبر / البعد البؤري الأصغر.

4 . أقارن قوة التكبير للتلسكوب الذي صنعته، مع قوة التكبير للتلسكوبات التي صنعها زملائي.
ستختلف قوة التكبير للتلسكوب.