16 كيـس
01-10-2005, 08:55 AM
بسمـ الله الرحمـن الرحيــــــمـ
تعتبر الطرائف العلمية مدخل لتدريس العلوم فهي تثير الإنتباه و الدهشة لدى الكثير منا و هذا أمر مهم يحتاج إليه المعلم كي يصل إلى هدفه بسهولة و يسر و هنا سوف نتعرض لبعض الطرائف العلمية و النوادر المدهشة التي يمكن اتخاذها عونا بعد الله في مساعدتنا لفهم هذه العلوم .
كتابان فيزيائيان رائعان قدر لي أن أطلع عليهما .أصدرتهما دار مير في الاتحاد السوفيتي - سابقا - وهما يعدان من الكنوز العلمية . الأول هو كتاب الفيزياء المسلية لـ " ياكوف بيريلمان " والثاني كتاب الفيزياء للصغار , وكلا الكتابين يشرح الظواهر الفيزيائية بأساليب متعددة منها الأسلوب القصصي المصحوب بالتطبيقات العملية . والخلاصة أنهما يستحقان الاطلاع ، وعسى أن أوفق لنشر بعض ما ورد فيهما في الموسوعة .
==============================
''||'' ||إبداع مهندس|| ''||''
لاحظ أحد المهندسين المكلفين بالعمل على أحد المعدات الجديدة التي تعمل بالرادار في رايثيون أن أصابع الشيكولاته ذابت في جيوبه عندما اقترب من الرادار النشط , ثم ذهب بعد أن شغلته هذه الظاهرة وأحضر بعض الفيشار فوجد أن أشعة الرادار بإمكانها طهو هذا أيضا . وفي الشهور القليلة التالية لهذا اكتشف هذا المهندس وزملاؤه من المهندسين تدريجيا كيفية الوصول للصورة النهائية للمنتج الذي يباع اليوم بالملايين والذي يسمى بفرن الميكروويف .
''||'' ||لمـاذا يطفئ المـاء النار ؟|| ''||''
أولاً : عندما يلمس الماء جسماً ملتهباً، فإنه يتحول إلى بخار ويمتص بذلك كمية كبيرة من حرارة الجسم الملتهب. ولتحويل الماء المغلي إلى بخار، نحتاج إلى كمية من الحرارة تزيد خمسة أضعاف الحرارة اللازمة لتسخين نفس الكمية من الماء البارد إلى 100ْ سيليزية .
ثانياً : إن حجم الأبخرة المتكونة أثناء ذلك يزيد على حجم الماء الناتجة عنه بمئات المرات. وعندما تحيط الأبخرة بالجسم الملتهب، تمنع وصول الأكسجين إليه، وبدون أكسجين لا يحدث احتراق. ولزيادة قوة اطفاء الماء للنار، يضاف إلى الماء أحياناً قليل من البارود ! قد يبدو هذا التصرف غريباً، ولكنه معقول تماماً، ذلك لأن البارود يحترق بسرعة، ويحرر كمية كبيرة من الغازات غير المحترقة التي تحيط بالجسم الملتهب وتعرقل احتراقه فيما بعد.
''||'' ||السمـاء الزرقاء|| ''||''
هل تستطيع تفسير ذلك التنوع الجميل في شفق السماء عند الغروب و ذلك اللون الأزرق الجميل ؟ و ما هو جزء السماء الأكثر زرقة ؟ و لماذا لا يكون لون السماء جميعها منتظماً ؟ و لماذا لا تكون السماء زرقاء في الليل ؟
يرتكز تعيين لون السماء على العلاقة بين الطول الموجي لضوء الشمس و استطارته بجزيئات الهواء طبقا لنموذج رايلي للاستطارة " التشتت" فيعمل المجال الكهربي للضوء الساقط على تذبذب الالكترونات في الجزيئات ، التي تعيد بالتالي اشعاع الضوء ، فتنحرف الأطوال الموجية القصيرة أو النهاية الزرقاء للطيف المرئي عن اتجاهها الأصلي بمقدار أكبر مما تنحرف به الأطوال الموجية الطويلة أو النهاية الحمراء و بذلك تكزن السماء التي تعلو المشاهد زرقاء في غالبيتها ، عندما تكون الشمس قريبة من الأوفق و تقل زرقة أجزاء السماء التي يزيد بعدها عن الشمس على 90 درجة و ذلك لأن ضوء الشمس الذي يضيء هذه الأجزاء من السماء عليه أن يقطع مساراً طويلاً خلال الجو فينفد بذلك بعض ما يحتوي عليه من الضوء الأزرق أما السماء القريبة من الشمس و هي على الأفق فتظهر حمراء أو صفراء لأن الضوء الذي يضيئها يقطع مسافات طويلة خلال الجو فينفد اللون الأزرق .
''||'' ||رحــلة رخيصة ومريحة|| ''||''
ظهر على صفحات الجرائد الباريسية، في يوم ما، إعلان يعرض على كل قارئ طريقة للقيام برحلة رخيصة ومريحة، لا تكلفه أكثر من 25 سنتيماً (أي ربع فرنك).
وقد صدق بعض المغفلين ذلك الإعلان، وحولوا المبلغ المطلوب. وبعد ذلك استلم كل منهم رسالة جوابية جاء فيها: سيدي ، يرجى أن تبقى هادئاً في سريرك، وتذكر أن الأرض تدور، فعند الخط 49 " الذي تقع عليه باريس " تقطع سيادتك في اليوم الواحد أكثر من خمسة وعشرون ألف كيلومتر. وإذا كنت من عشاق المناظر الجميلة، أزح ستائر النافذة وافتتن بالسماء المرصعة بالنجوم.
وعندما قـُدّم المتهم بتدبير هذه الحيلة إلى المحكمة، وسمع الحكم الصادر بحقه ودفع الغرامة المستحقة عليه، وقف وقفة مسرحية وراح يردد كالمنتصر، الجملة الشهيرة التي هتف بها جاليليو:
"ومع ذلك فإن الأرض تدور"
لقد كان المتهم محقاً، كما هو معروف، لأن كل من يقطن الكرة الأرضية لا "يتجول" بالدوران حول محور الأرض فحسب، بل تنقله الأرض بسرعة أكبر عند دورانها حول الأرض .
''||'' ||الوقوف على ساق واحدة || ''||''
(حركة مستحيلة)
يقع مركزالثقل فيك بالقرب من مركز ثقل جسدك ويجب أن يكون الخط الرأسي المار منه إلى الأرض داخل المنطقة المحصورة بين القدمين وإلا فإن الإنسان يقع ويختل توازنه .
يمكنك اختبار ذلك بالوقوف وإحدى ذراعيك وجانب إحدى قدميك مسنودان بقوة إلى الحائط وإذا حاولت الآن رفع ساقك اخرى بعيدا عنك فإنك لا تستطيع أبداً فعل ذلك دون أن تقع على الأرض .
''||'' ||الطباشـير ذو الصرير|| ''||''
لماذا تحدث قطعة الطباشير صريراً بشعاً إذا أنت أمسكتها بطريقة غير سليمة ؟ و ما السبب في اهمية الإتجاه في ذلك ؟ لماذا تحدث بعض الابواب صريراً ؟ و لماذا تحدث إطارات السيارات صريراً أثناء زحفها على الأرض بعد توقفها المفاجئ ؟
ينتج الصرير الذي يسمع في هذه الحالات المتعددة من عملية الإلتصاق و الإنزلاق فالطباشير الممسوك بطريقة خاطئة مثلاً ، يلتصق أولاً بالسبورة ، ثم ينزلق فجأة عندما يثنيه الشخص الذي يكتب به بالقدر الكافي ، فيهتز اهتزازاً دورياً ضارباً على السبورة و محدثاً الصرير الذي نسمعه
و عندما تقل الاهتزازات يزيد الاحتكاك بين الطباشير و السبورة إلى أن يتلاصقا مرة أخرى .
''||'' ||بحر لا يغرق فيه أحد|| ''||''
(خواص السوائل)
سأل الطالب : هل هناك بحر لا يغرق فيه أحد فعلاً يا أستاذ .
فقال المعلم : نعم يقع هذا البحر في الأرض المحتلة فلسطين و يسمى البحر الميت و لكن ما تفسير ذلك علميا ؟
إن مياه البحر الميت مالحة جداً لذا فإن مياهه أثقل من مياه البحار الأخرى و هذا سبب استحالة الغرق فيه .
''||'' ||لماذا لا تنطفىء الشمعة من تلقائها ؟|| ''||''
إذا فكرنا ملياً في عملية الاحتراق , سيتبادر إلى أذهاننا السؤال التالي ، بصورة لا إرادية : لماذا لا تنطفيء الشعلة من تلقائها ؟ إن نواتج الاحتراق تتكون من غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء , وهما لا يحترقان ولا يساعدان على الاحتراق . إذن يجب أن تحاط الشعلة في اللحظة الأولى لاحتراقها , بمواد لا تحترق ، تعرقل وصول تيار الهواء إلى الشعلة ولما كان استمرار الاحتراق بدون هواء يعتبر أمرا مستحيلا إذن يجب أن تنطفيء الشعلة .
ولكن لماذا لا يحدث ذلك ؟ ولماذا يستمر الاحتراق إلى أن ينتهي احتياطي الوقود بأجمعه ؟
أترككم مع هذا الاستفسار لحين العودة
تعتبر الطرائف العلمية مدخل لتدريس العلوم فهي تثير الإنتباه و الدهشة لدى الكثير منا و هذا أمر مهم يحتاج إليه المعلم كي يصل إلى هدفه بسهولة و يسر و هنا سوف نتعرض لبعض الطرائف العلمية و النوادر المدهشة التي يمكن اتخاذها عونا بعد الله في مساعدتنا لفهم هذه العلوم .
كتابان فيزيائيان رائعان قدر لي أن أطلع عليهما .أصدرتهما دار مير في الاتحاد السوفيتي - سابقا - وهما يعدان من الكنوز العلمية . الأول هو كتاب الفيزياء المسلية لـ " ياكوف بيريلمان " والثاني كتاب الفيزياء للصغار , وكلا الكتابين يشرح الظواهر الفيزيائية بأساليب متعددة منها الأسلوب القصصي المصحوب بالتطبيقات العملية . والخلاصة أنهما يستحقان الاطلاع ، وعسى أن أوفق لنشر بعض ما ورد فيهما في الموسوعة .
==============================
''||'' ||إبداع مهندس|| ''||''
لاحظ أحد المهندسين المكلفين بالعمل على أحد المعدات الجديدة التي تعمل بالرادار في رايثيون أن أصابع الشيكولاته ذابت في جيوبه عندما اقترب من الرادار النشط , ثم ذهب بعد أن شغلته هذه الظاهرة وأحضر بعض الفيشار فوجد أن أشعة الرادار بإمكانها طهو هذا أيضا . وفي الشهور القليلة التالية لهذا اكتشف هذا المهندس وزملاؤه من المهندسين تدريجيا كيفية الوصول للصورة النهائية للمنتج الذي يباع اليوم بالملايين والذي يسمى بفرن الميكروويف .
''||'' ||لمـاذا يطفئ المـاء النار ؟|| ''||''
أولاً : عندما يلمس الماء جسماً ملتهباً، فإنه يتحول إلى بخار ويمتص بذلك كمية كبيرة من حرارة الجسم الملتهب. ولتحويل الماء المغلي إلى بخار، نحتاج إلى كمية من الحرارة تزيد خمسة أضعاف الحرارة اللازمة لتسخين نفس الكمية من الماء البارد إلى 100ْ سيليزية .
ثانياً : إن حجم الأبخرة المتكونة أثناء ذلك يزيد على حجم الماء الناتجة عنه بمئات المرات. وعندما تحيط الأبخرة بالجسم الملتهب، تمنع وصول الأكسجين إليه، وبدون أكسجين لا يحدث احتراق. ولزيادة قوة اطفاء الماء للنار، يضاف إلى الماء أحياناً قليل من البارود ! قد يبدو هذا التصرف غريباً، ولكنه معقول تماماً، ذلك لأن البارود يحترق بسرعة، ويحرر كمية كبيرة من الغازات غير المحترقة التي تحيط بالجسم الملتهب وتعرقل احتراقه فيما بعد.
''||'' ||السمـاء الزرقاء|| ''||''
هل تستطيع تفسير ذلك التنوع الجميل في شفق السماء عند الغروب و ذلك اللون الأزرق الجميل ؟ و ما هو جزء السماء الأكثر زرقة ؟ و لماذا لا يكون لون السماء جميعها منتظماً ؟ و لماذا لا تكون السماء زرقاء في الليل ؟
يرتكز تعيين لون السماء على العلاقة بين الطول الموجي لضوء الشمس و استطارته بجزيئات الهواء طبقا لنموذج رايلي للاستطارة " التشتت" فيعمل المجال الكهربي للضوء الساقط على تذبذب الالكترونات في الجزيئات ، التي تعيد بالتالي اشعاع الضوء ، فتنحرف الأطوال الموجية القصيرة أو النهاية الزرقاء للطيف المرئي عن اتجاهها الأصلي بمقدار أكبر مما تنحرف به الأطوال الموجية الطويلة أو النهاية الحمراء و بذلك تكزن السماء التي تعلو المشاهد زرقاء في غالبيتها ، عندما تكون الشمس قريبة من الأوفق و تقل زرقة أجزاء السماء التي يزيد بعدها عن الشمس على 90 درجة و ذلك لأن ضوء الشمس الذي يضيء هذه الأجزاء من السماء عليه أن يقطع مساراً طويلاً خلال الجو فينفد بذلك بعض ما يحتوي عليه من الضوء الأزرق أما السماء القريبة من الشمس و هي على الأفق فتظهر حمراء أو صفراء لأن الضوء الذي يضيئها يقطع مسافات طويلة خلال الجو فينفد اللون الأزرق .
''||'' ||رحــلة رخيصة ومريحة|| ''||''
ظهر على صفحات الجرائد الباريسية، في يوم ما، إعلان يعرض على كل قارئ طريقة للقيام برحلة رخيصة ومريحة، لا تكلفه أكثر من 25 سنتيماً (أي ربع فرنك).
وقد صدق بعض المغفلين ذلك الإعلان، وحولوا المبلغ المطلوب. وبعد ذلك استلم كل منهم رسالة جوابية جاء فيها: سيدي ، يرجى أن تبقى هادئاً في سريرك، وتذكر أن الأرض تدور، فعند الخط 49 " الذي تقع عليه باريس " تقطع سيادتك في اليوم الواحد أكثر من خمسة وعشرون ألف كيلومتر. وإذا كنت من عشاق المناظر الجميلة، أزح ستائر النافذة وافتتن بالسماء المرصعة بالنجوم.
وعندما قـُدّم المتهم بتدبير هذه الحيلة إلى المحكمة، وسمع الحكم الصادر بحقه ودفع الغرامة المستحقة عليه، وقف وقفة مسرحية وراح يردد كالمنتصر، الجملة الشهيرة التي هتف بها جاليليو:
"ومع ذلك فإن الأرض تدور"
لقد كان المتهم محقاً، كما هو معروف، لأن كل من يقطن الكرة الأرضية لا "يتجول" بالدوران حول محور الأرض فحسب، بل تنقله الأرض بسرعة أكبر عند دورانها حول الأرض .
''||'' ||الوقوف على ساق واحدة || ''||''
(حركة مستحيلة)
يقع مركزالثقل فيك بالقرب من مركز ثقل جسدك ويجب أن يكون الخط الرأسي المار منه إلى الأرض داخل المنطقة المحصورة بين القدمين وإلا فإن الإنسان يقع ويختل توازنه .
يمكنك اختبار ذلك بالوقوف وإحدى ذراعيك وجانب إحدى قدميك مسنودان بقوة إلى الحائط وإذا حاولت الآن رفع ساقك اخرى بعيدا عنك فإنك لا تستطيع أبداً فعل ذلك دون أن تقع على الأرض .
''||'' ||الطباشـير ذو الصرير|| ''||''
لماذا تحدث قطعة الطباشير صريراً بشعاً إذا أنت أمسكتها بطريقة غير سليمة ؟ و ما السبب في اهمية الإتجاه في ذلك ؟ لماذا تحدث بعض الابواب صريراً ؟ و لماذا تحدث إطارات السيارات صريراً أثناء زحفها على الأرض بعد توقفها المفاجئ ؟
ينتج الصرير الذي يسمع في هذه الحالات المتعددة من عملية الإلتصاق و الإنزلاق فالطباشير الممسوك بطريقة خاطئة مثلاً ، يلتصق أولاً بالسبورة ، ثم ينزلق فجأة عندما يثنيه الشخص الذي يكتب به بالقدر الكافي ، فيهتز اهتزازاً دورياً ضارباً على السبورة و محدثاً الصرير الذي نسمعه
و عندما تقل الاهتزازات يزيد الاحتكاك بين الطباشير و السبورة إلى أن يتلاصقا مرة أخرى .
''||'' ||بحر لا يغرق فيه أحد|| ''||''
(خواص السوائل)
سأل الطالب : هل هناك بحر لا يغرق فيه أحد فعلاً يا أستاذ .
فقال المعلم : نعم يقع هذا البحر في الأرض المحتلة فلسطين و يسمى البحر الميت و لكن ما تفسير ذلك علميا ؟
إن مياه البحر الميت مالحة جداً لذا فإن مياهه أثقل من مياه البحار الأخرى و هذا سبب استحالة الغرق فيه .
''||'' ||لماذا لا تنطفىء الشمعة من تلقائها ؟|| ''||''
إذا فكرنا ملياً في عملية الاحتراق , سيتبادر إلى أذهاننا السؤال التالي ، بصورة لا إرادية : لماذا لا تنطفيء الشعلة من تلقائها ؟ إن نواتج الاحتراق تتكون من غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء , وهما لا يحترقان ولا يساعدان على الاحتراق . إذن يجب أن تحاط الشعلة في اللحظة الأولى لاحتراقها , بمواد لا تحترق ، تعرقل وصول تيار الهواء إلى الشعلة ولما كان استمرار الاحتراق بدون هواء يعتبر أمرا مستحيلا إذن يجب أن تنطفيء الشعلة .
ولكن لماذا لا يحدث ذلك ؟ ولماذا يستمر الاحتراق إلى أن ينتهي احتياطي الوقود بأجمعه ؟
أترككم مع هذا الاستفسار لحين العودة