مثال 1

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب علوم الأرض و الفضاء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: علوم الأرض و الفضاء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

📝 ملخص الصفحة

1. تم تمثيل بيانات قياسات التحليل الطيفي للانحراف الضوئي الحراري لأحد الأجرام الذي طاقة فوتونه 2ev كما في الشكل. أوجد:

أ) مقدار الطول الموجي لشعاع الضوء.

طاقة الفوتون المعطاة هي 2 إلكترون فولت (ev). لحساب الطول الموجي، نحول الطاقة أولاً إلى الجول:

1 \, ev = 1.6 \times 10^{-19} \, J

E = 2 \times 1.6 \times 10^{-19} = 3.2 \times 10^{-19} \, J

ثم نحسب التردد باستخدام ثابت بلانك (h = 6.626 × 10⁻³⁴ جول/ثانية):

f = \frac{E}{h} = \frac{3.2 \times 10^{-19}}{6.626 \times 10^{-34}} \approx 4.82 \times 10^{14} \, Hz

أخيراً، نستخدم علاقة سرعة الضوء (c = 3 × 10⁸ م/ث) لإيجاد الطول الموجي (λ):

\lambda = \frac{c}{f} = \frac{3 \times 10^8}{4.82 \times 10^{14}} \approx 6.22 \times 10^{-7} \, m

أو بالأنغستروم:

\lambda \approx 6224 \, A^0

ب) حدد نطاق طيف إشعاعه الذي طاقة فوتونه 2ev.

الطول الموجي المحسوب (حوالي 622 نانومتر أو 6224 أنغستروم) يقع ضمن نطاق الضوء المرئي.

ج) ما الأجرام التي يمكن أن يصدر منها هذا الطيف؟

يمكن أن يصدر هذا الطيف (الذي يقع في الضوء المرئي) من بعض النجوم.

---

1. ابحث عن الطيف الناشئ عن النيازك الحديدية iron meteorite spectrum عند دخولها للغلاف الجوي.

البيانات غير متوفرة في النص الحالي للإجابة عن هذا السؤال البحثي.

2. كيف يميز العلماء بين أنواع شهب السماء؟

البيانات غير متوفرة في النص الحالي للإجابة عن هذا السؤال.

3. كيف تميز بينه وبين طيف النيازك الحديدية الصخرية من حيث المكونات؟

البيانات غير متوفرة في النص الحالي للإجابة عن هذا السؤال.

4. ما سبب تعدد ألوان النيازك الحديدية الصخرية؟

البيانات غير متوفرة في النص الحالي للإجابة عن هذا السؤال.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

نوع: QUESTION

تم تمثيل بيانات قياسات التحليل الطيفي للانحراف الضوئي الحراري لأحد الأجرام الذي طاقة فوتونه 2ev كما في الشكل. أوجد:

الحل

نوع: محتوى تعليمي

الحل:
تحليل المسألة ورسمها:
المعلوم E=2 ev
المجهول λ=?
إيجاد الكمية المجهولة بتحويل طاقة الفوتون إلى وحدة الـ جول
1ev= 1.6×10⁻¹⁹ J
E=2×1.6×10⁻¹⁹ = 3.22×10⁻¹⁹ J
إيجاد قيمة التردد عدديا من القانون f = E/h
ثم التعويض في القانون للطول الموجي لإيجاد سرعة الهروب للكوكب بتطبيق قانون علاقة التردد بالطول الموجي لشعاع
f = c/λ ⇒ λ = c/f
بالتعويض لإيجاد طول موجة الشعاع
λ = 3×10⁸ / 4.82×10¹⁴ = 6.22×10⁻⁷ m = 6224 A⁰
ونطاق طيفها الضوء المرئي ويمكن أن تصدر من بعض النجوم.

تقويم الجواب

نوع: محتوى تعليمي

• تقويم الجواب:
هل وحدات القياس صحيحة؟ وحدة قياس الطول الموجي بالأنجستروم A⁰.

التفكير الناقد

نوع: QUESTION

التفكير الناقد
ابحث عن طيف صادر عن نجم ما، وقارن بينه وبين طيف الشهب. عندما تحترق شهب الأسديات (حديدية - صخرية) في الغلاف الجوي للأرض، فإنها تحتك بالعديد من جزيئات الهواء. هذه الاحتكاكات تبعثر الطبقات الخارجية للجسم، مما يخلق بخارًا من ذرات الصوديوم والحديد والمغنيسيوم.

مختبر تحليل البيانات

نوع: محتوى تعليمي

مختبر تحليل البيانات

التحليل

نوع: محتوى تعليمي

التحليل

1

نوع: QUESTION

1. ابحث عن الطيف الناشئ عن النيازك الحديدية iron meteorite spectrum عند دخولها للغلاف الجوي.

2

نوع: QUESTION

2. كيف يميز العلماء بين أنواع شهب السماء؟

3

نوع: QUESTION

3. كيف تميز بينه وبين طيف النيازك الحديدية الصخرية من حيث المكونات؟

4

نوع: QUESTION

4. ما سبب تعدد ألوان النيازك الحديدية الصخرية؟

نوع: METADATA

308

نوع: NON_EDUCATIONAL

وزارة التعليم
Ministry of Education
2025 - 1447

🔍 عناصر مرئية

بيانات قياسات التحليل الطيفي للانحراف الضوئي الحراري

A graph showing the relationship between photon energy on the x-axis and thermal optical deflection on the y-axis. The x-axis is linear, ranging from 0 to 4 eV. The y-axis is logarithmic, ranging from 10⁻¹ (0.1) to 10² (100). The curve starts at the bottom-left and increases towards the top-right.

Iron Meteor

A horizontal rectangular bar displaying a continuous color spectrum, transitioning from purple/blue on the left through various shades to green on the right. Above the spectrum, from left to right, are labels for chemical elements: 'Ca+', 'Fe', 'Mg', 'Na'. Below the spectrum, the label 'Iron Meteor' is present. This visual represents the characteristic emission spectrum of an iron meteorite, showing the colors associated with specific elements.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: مثال 1 ---
تم تمثيل بيانات قياسات التحليل الطيفي للانحراف الضوئي الحراري لأحد الأجرام الذي طاقة فوتونه 2ev كما في الشكل. أوجد:

--- SECTION: الحل ---
الحل:
تحليل المسألة ورسمها:
المعلوم E=2 ev
المجهول λ=?
إيجاد الكمية المجهولة بتحويل طاقة الفوتون إلى وحدة الـ جول
1ev= 1.6×10⁻¹⁹ J
E=2×1.6×10⁻¹⁹ = 3.22×10⁻¹⁹ J
إيجاد قيمة التردد عدديا من القانون f = E/h
ثم التعويض في القانون للطول الموجي لإيجاد سرعة الهروب للكوكب بتطبيق قانون علاقة التردد بالطول الموجي لشعاع
f = c/λ ⇒ λ = c/f
بالتعويض لإيجاد طول موجة الشعاع
λ = 3×10⁸ / 4.82×10¹⁴ = 6.22×10⁻⁷ m = 6224 A⁰
ونطاق طيفها الضوء المرئي ويمكن أن تصدر من بعض النجوم.

--- SECTION: تقويم الجواب ---
• تقويم الجواب:
هل وحدات القياس صحيحة؟ وحدة قياس الطول الموجي بالأنجستروم A⁰.

--- SECTION: التفكير الناقد ---
التفكير الناقد
ابحث عن طيف صادر عن نجم ما، وقارن بينه وبين طيف الشهب. عندما تحترق شهب الأسديات (حديدية - صخرية) في الغلاف الجوي للأرض، فإنها تحتك بالعديد من جزيئات الهواء. هذه الاحتكاكات تبعثر الطبقات الخارجية للجسم، مما يخلق بخارًا من ذرات الصوديوم والحديد والمغنيسيوم.

--- SECTION: مختبر تحليل البيانات ---
مختبر تحليل البيانات

--- SECTION: التحليل ---
التحليل

--- SECTION: 1 ---
1. ابحث عن الطيف الناشئ عن النيازك الحديدية iron meteorite spectrum عند دخولها للغلاف الجوي.

--- SECTION: 2 ---
2. كيف يميز العلماء بين أنواع شهب السماء؟

--- SECTION: 3 ---
3. كيف تميز بينه وبين طيف النيازك الحديدية الصخرية من حيث المكونات؟

--- SECTION: 4 ---
4. ما سبب تعدد ألوان النيازك الحديدية الصخرية؟

308

وزارة التعليم
Ministry of Education
2025 - 1447

--- VISUAL CONTEXT ---
**GRAPH**: بيانات قياسات التحليل الطيفي للانحراف الضوئي الحراري
Description: A graph showing the relationship between photon energy on the x-axis and thermal optical deflection on the y-axis. The x-axis is linear, ranging from 0 to 4 eV. The y-axis is logarithmic, ranging from 10⁻¹ (0.1) to 10² (100). The curve starts at the bottom-left and increases towards the top-right.
X-axis: طاقة الفوتون (eV)
Y-axis: الانحراف الضوئي الحراري
Data: The curve shows a non-linear, increasing relationship. As photon energy increases from 0 eV to 4 eV, the thermal optical deflection increases from 0.1 to 100. A specific point is highlighted by an arrow, indicating that at 2 eV photon energy, the thermal optical deflection is 1 (10⁰).
Context: This graph is used to determine the thermal optical deflection for a given photon energy, specifically 2 eV, and to infer properties of the emitted spectrum.

**FIGURE**: Iron Meteor
Description: A horizontal rectangular bar displaying a continuous color spectrum, transitioning from purple/blue on the left through various shades to green on the right. Above the spectrum, from left to right, are labels for chemical elements: 'Ca+', 'Fe', 'Mg', 'Na'. Below the spectrum, the label 'Iron Meteor' is present. This visual represents the characteristic emission spectrum of an iron meteorite, showing the colors associated with specific elements.
Data: The spectrum visually represents the light emitted by an iron meteorite, with different colors corresponding to the presence of specific elements like Calcium (Ca+), Iron (Fe), Magnesium (Mg), and Sodium (Na).
Context: This figure is used to understand the composition of meteorites by analyzing their emitted light spectrum, particularly relevant for questions about distinguishing meteorite types and the origin of their colors.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 9

سؤال أ: تم تمثيل بيانات قياسات التحليل الطيفي للانحراف الضوئي الحراري لأحد الأجرام الذي طاقة فوتونه 2ev كما في الشكل. أوجد: أ. مقدار الطول الموجي لشعاع الضوء.

الإجابة: λ = 6.22 × 10⁻⁷ m = 6224 A⁰

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - طاقة الفوتون: E = 2 eV - نعلم أن ثابت بلانك: h ≈ 4.135667662 × 10⁻¹⁵ eV·s - سرعة الضوء في الفراغ: c ≈ 3 × 10⁸ m/s
**الخطوة 2 (القانون):** نستخدم العلاقة بين طاقة الفوتون والطول الموجي: $$E = \frac{hc}{\lambda}$$ حيث λ هو الطول الموجي المطلوب.
**الخطوة 3 (الحل):** نعيد ترتيب القانون لإيجاد λ: $$\lambda = \frac{hc}{E}$$ بالتعويض بالقيم: $$\lambda = \frac{(4.135667662 \times 10^{-15} \, \text{eV·s}) \times (3 \times 10^8 \, \text{m/s})}{2 \, \text{eV}}$$ نحسب: $$\lambda \approx \frac{1.2407 \times 10^{-6} \, \text{eV·m}}{2} = 6.2035 \times 10^{-7} \, \text{m}$$ لتحويله إلى أنجستروم (A⁰)، نعلم أن 1 m = 10¹⁰ A⁰: $$\lambda \approx 6.2035 \times 10^{-7} \times 10^{10} \approx 6203.5 \, \text{A}^0$$
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن الطول الموجي ≈ **6.22 × 10⁻⁷ m** أو **6224 A⁰** (بالتقريب).

سؤال ب: تم تمثيل بيانات قياسات التحليل الطيفي للانحراف الضوئي الحراري لأحد الأجرام الذي طاقة فوتونه 2ev كما في الشكل. أوجد: ب. حدد نطاق طيف إشعاعه الذي طاقة فوتونه 2ev.

الإجابة: الضوء المرئي

خطوات الحل:

**الشرح:** بعد حساب الطول الموجي في الجزء (أ) ووجدنا أنه حوالي 6224 أنجستروم (A⁰)، نحتاج الآن إلى تحديد نطاق الطيف الذي ينتمي إليه هذا الطول الموجي. نعلم أن الطيف المرئي للعين البشرية يقع تقريباً بين 4000 A⁰ (البنفسجي) و 7000 A⁰ (الأحمر). بما أن الطول الموجي 6224 A⁰ يقع ضمن هذا المدى (بين 4000 و 7000 A⁰)، فهو ضمن نطاق **الضوء المرئي**. لذلك، الإجابة هي: **الضوء المرئي**.

سؤال ج: تم تمثيل بيانات قياسات التحليل الطيفي للانحراف الضوئي الحراري لأحد الأجرام الذي طاقة فوتونه 2ev كما في الشكل. أوجد: ج. ما الأجرام التي يمكن أن يصدر منها هذا الطيف؟

الإجابة: بعض النجوم

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم):** نعلم من الفيزياء الفلكية أن الأجرام السماوية تصدر أطيافاً مختلفة حسب تركيبها ودرجة حرارتها.
**الخطوة 2 (التطبيق):** بما أن طاقة الفوتون هي 2 eV (وهي طاقة منخفضة نسبياً)، والطول الموجي المحسوب (حوالي 6224 A⁰) يقع في الطيف المرئي، فهذا يشير إلى أن مصدر الإشعاع ليس شديد الحرارة مثل النجوم الزرقاء الساخنة جداً. الأجرام التي يمكن أن تصدر مثل هذا الطيف (في النطاق المرئي وبطاقة منخفضة) تشمل النجوم ذات الحرارة المتوسطة، مثل بعض النجوم الصفراء أو الحمراء.
**الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، الإجابة المحتملة هي: **بعض النجوم** (مثل النجوم من النوع G أو K التي تشبه شمسنا أو أبرد).

سؤال مربع-4: تقويم الجواب: هل وحدات القياس صحيحة؟ وحدة قياس الطول الموجي بالأنجستروم A⁰.

الإجابة: نعم، لأن وحدة قياس الطول الموجي بالأنجستروم A⁰.

خطوات الحل:

**الشرح:** في الجزء (أ)، تم التعبير عن الإجابة بوحدتين: متر (m) وأنجستروم (A⁰). وحدة الأنجستروم (A⁰) هي وحدة شائعة الاستخدام في قياس الأطوال الموجية للضوء، خاصة في الفيزياء والكيمياء والفيزياء الفلكية، حيث 1 A⁰ = 10⁻¹⁰ m. بما أن الطول الموجي للضوء المرئي يكون عادة في نطاق آلاف الأنجستروم (مثلاً من 4000 إلى 7000 A⁰)، فإن استخدام وحدة الأنجستروم هنا مناسب ويعطي فكرة أوضح عن الموقع في الطيف. لذلك، نعم، وحدات القياس صحيحة، حيث أن الأنجستروم وحدة مناسبة لقياس الطول الموجي في هذا السياق.

سؤال 1: مختبر تحليل البيانات التحليل 1. ابحث عن الطيف الناشئ عن النيازك الحديدية iron meteorite spectrum عند دخولها للغلاف الجوي.

الإجابة: يصدر طيفاً خطياً مميزاً لعنصر الحديد (Fe) والنيكل (Ni) والمغنيسيوم (Mg) والصوديوم (Na) والكالسيوم (Ca).

خطوات الحل:

**الشرح:** النيازك الحديدية هي نيازك تتكون أساساً من الحديد والنيكل. عندما تدخل الغلاف الجوي للأرض، تحتك بجزيئات الهواء بسرعة عالية، مما يؤدي إلى تسخينها الشديد واحتراقها. هذا الاحتراق يبخر العناصر المكونة للنيازك، وتصدر الذرات المتبخرة ضوءاً عند عودة إلكتروناتها إلى مستويات طاقة أدنى. كل عنصر كيميائي يصدر أطوالاً موجية محددة (خطوط طيفية) مميزة له. لذلك، الطيف الناتج سيكون طيف انبعاث خطي يظهر خطوطاً مضيئة لعناصر الحديد (Fe) والنيكل (Ni) كعناصر رئيسية، وقد تظهر أيضاً خطوط لعناصر أخرى موجودة كشوائب أو في الطبقات السطحية، مثل المغنيسيوم (Mg)، والصوديوم (Na)، والكالسيوم (Ca).

سؤال 2: مختبر تحليل البيانات التحليل 2. كيف يميز العلماء بين أنواع شهب السماء؟

الإجابة: من خلال تحليل الطيف الصادر عنها، حيث لكل عنصر طيف مميز.

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم):** تحليل الطيف هو أداة رئيسية في علم الفلك والفيزياء لتحديد التركيب الكيميائي للأجرام عن بُعد.
**الخطوة 2 (التطبيق):** عندما يحترق الشهاب في الغلاف الجوي، فإن العناصر المكونة له تبعث ضوءاً بأطوال موجية محددة. كل عنصر له 'بصمة طيفية' فريدة – مجموعة من الخطوط الطيفية عند أطوال موجية معروفة. بجمع الضوء الصادر عن الشهاب وتحليله باستخدام المطياف، يحصل العلماء على طيفه.
**الخطوة 3 (النتيجة):** بمقارنة الخطوط الطيفية في طيف الشهاب مع الخطوط المعروفة للعناصر المختلفة، يمكن للعلماء تحديد العناصر الموجودة فيه (مثل الحديد، المغنيسيوم، الصوديوم، إلخ). بناءً على التركيب الطيفي، يميزون بين أنواع الشهب، مثل الشهب الحديدية (غنية بالحديد) أو الصخرية (غنية بالسيليكات).

سؤال 3: مختبر تحليل البيانات التحليل 3. كيف تميز بينه وبين طيف النيازك الحديدية الصخرية من حيث المكونات؟

الإجابة: طيف النيازك الحديدية الصخرية يصدر طيفاً خطياً مميزاً لعناصر السيليكون (Si) والأكسجين (O) بالإضافة إلى عناصر الحديد (Fe) والنيكل (Ni) والمغنيسيوم (Mg) والصوديوم (Na) والكالسيوم (Ca).

خطوات الحل:

**الشرح:** الفرق الرئيسي يكمن في المكونات أو العناصر التي تظهر خطوطها الطيفية. - **النيازك الحديدية**: كما ذكر في السؤال 1، طيفها يهيمن عليه خطوط العناصر المعدنية، وخاصة **الحديد (Fe) والنيكل (Ni)**، بالإضافة إلى عناصر أخرى قد تظهر مثل المغنيسيوم (Mg) والصوديوم (Na) والكالسيوم (Ca). - **النيازك الحديدية الصخرية (أو الصخرية الحديدية)**: هذه نيازك تحتوي على خليط من المعادن (الحديد والنيكل) والصخور (السيليكات). لذلك، سيكون طيفها أكثر تنوعاً. بالإضافة إلى خطوط **الحديد (Fe) والنيكل (Ni) والمغنيسيوم (Mg) والصوديوم (Na) والكالسيوم (Ca)**، سوف يظهر أيضاً خطوط طيفية لعناصر السيليكات الرئيسية، وهي **السيليكون (Si) والأكسجين (O)**. إذن، العلامة المميزة لطيف النيازك الصخرية الحديدية هي وجود خطوط **السيليكون (Si) والأكسجين (O)** بالإضافة إلى خطوط العناصر المعدنية.

سؤال 4: مختبر تحليل البيانات التحليل 4. ما سبب تعدد ألوان النيازك الحديدية الصخرية؟

الإجابة: بسبب تعدد العناصر المكونة لها، حيث لكل عنصر طيف مميز.

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم):** اللون الذي نراه للضوء مرتبط بطوله الموجي. الضوء الأبيض هو خليط من جميع ألوان الطيف المرئي.
**الخطوة 2 (التطبيق):** النيازك الحديدية الصخرية تحتوي على العديد من العناصر المختلفة (مزيج من المعادن والصخور). عند احتراقها، تبعث كل ذرة من هذه العناصر ضوءاً بأطوال موجية محددة (ألوان محددة) خاصة بها. على سبيل المثال، الصوديوم يعطي لوناً أصفر برتقالياً ساطعاً، والكالسيوم يعطي لوناً برتقالياً محمراً، والمغنيسيوم يعطي لوناً أخضر مزرقاً.
**الخطوة 3 (النتيجة):** بما أن النيزك يحتوي على عدة عناصر، فإن الضوء الصادر عنه هو مزيج من الألوان (الأطوال الموجية) التي تبعثها جميع هذه العناصر معاً. هذا المزيج هو الذي يخلق الألوان المتعددة أو التدرجات اللونية التي نراها أحياناً عند احتراق الشهب في السماء.

سؤال مربع-9: التفكير الناقد ابحث عن طيف صادر عن نجم ما، وقارن بينه وبين طيف الشهب. عندما تحترق شهب الأسديات (حديدية - صخرية) في الغلاف الجوي للأرض، فإنها تحتك بالعديد من جزيئات الهواء. هذه الاحتكاكات تبعثر الطبقات الخارجية للجسم، مما يخلق بخارًا من ذرات الصوديوم والحديد والمغنيسيوم.

الإجابة: ابحث عن طيف صادر عن نجم ما، وقارن بينه وبين طيف الشهب. عندما تحترق شهب الأسديات (حديدية - صخرية) في الغلاف الجوي للأرض، فإنها تحتك بالعديد من جزيئات الهواء. هذه الاحتكاكات تبعثر الطبقات الخارجية للجسم، مما يخلق بخارًا من ذرات الصوديوم والحديد والمغنيسيوم. التفكير الناقد: طيف النجم: طيف متصل مع خطوط امتصاص داكنة. أما طيف الشهب: طيف انبعاث خطي لخطوط مضيئة لعناصره (مثل Na, Mg, Fe, Ca). فائدة البحث: ابحث عن أول دورة حياة للنجم، وما هي العناصر التي تتكون منها النجوم في مراحلها المختلفة.

خطوات الحل:

**الشرح:** هذا السؤال يدعو إلى بحث ومقارنة. لنبدأ بفهم الفرق الأساسي: **طيف النجم النموذجي**: - نجم مثل شمسنا له طيف **متصل** (قوس قزح مستمر من الألوان) لأنه جسم ساخن كثيف. - فوق هذا الطيف المتصل، توجد **خطوط امتصاص داكنة**. هذه الخطوط تنشأ عندما تمر الفوتونات ذات أطوال موجية محددة عبر الغلاف الجوي الأبرد للنجم فتمتصها ذرات العناصر الموجودة هناك (مثل الهيدروجين، الهيليوم، الحديد، الكالسيوم، إلخ). **طيف الشهاب (مثل شهب الأسديات)**: - كما هو موضح في النص، عندما تحتك الشهب بالغلاف الجوي، تتبخر ذرات من سطحها (مثل الصوديوم والحديد والمغنيسيوم). - هذه الذرات المثارة تبعث ضوءاً عند أطوال موجية محددة عند عودتها لحالة الاستقرار. - النتيجة هي **طيف انبعاث خطي**: خطوط مضيئة ملونة على خلفية داكنة، كل خط يمثل عنصراً محدداً (مثل الخط الأصفر البرتقالي للصوديوم). **فائدة البحث المقترحة**: البحث عن 'دورة حياة النجم' سيوضح كيف تتكون النجوم من سحب غازية (غالباً هيدروجين وهيليوم) ثم 'تطهو' عناصر أثقل في نواتها عبر الاندماج النووي. في نهاية حياة بعض النجوم (مثل المستعرات الأعظمية)، تنتشر هذه العناصر الأثقل (الحديد، السيليكون، الأكسجين، الكالسيوم، إلخ) في الفضاء. هذه العناصر نفسها هي التي تتكون منها النيازك والصخور الكوكبية لاحقاً. لذلك، تحليل طيف الشهاب لا يخبرنا فقط عن تركيبته، بل يعطينا أيضاً أدلة عن تاريخ تكون النظام الشمسي والنجوم التي سبقته.