مختبر الفضاء: قانون هابل وتوسع الكون - كتاب علوم الأرض و الفضاء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

مختبر الفضاء قانون هابل في الفرن وفي الكون! خلفية علمية لفهم طريقة إثبات العالم هابل ما إذا كان الكون ثابتاً أو في حالة حركة معينة، سنبدأ بتشبيه الكون كالكعك الذي عليه قطع شوكولاتة. الشكل (a1) يمثل الكعك قبل إدخاله الفرن والشكل (b1) يمثل الكعك بعد خبزه بالفرن بعد مرور ساعة واحدة، حيث يظهر الشكلين مسافة قطع الشوكولاتة B,C,D,E,F عن القطعة A قبل وبعد إدخاله الفرن. لنفرض أنه تغير موقع القطع. أعطى التغير مسافة بوحدة cm، حيث يتضاعف حجم الكعك إلى ضعف حجمه الأصلي، أي أن كل مسافة تضاعفت إلى ضعف ما كانت عليه من قبل، وسنسمي هذه الزيادة في المقياس الكلي عامل التمدد. --- SECTION: 6 --- 6. ما نوع علاقة الخط المستقيم بين سرعة القطع والمسافات؟ وبماذا يمكن تفسيره؟ الميل = B السرعة - F السرعة / B المسافة - F المسافة --- SECTION: 7 --- 7. احسب ميل الخط الآن، وسجل إجابتك في ورقة العمل. ونظراً لأن الكعك هو بديل لكوننا، يمكنك اختبار التوسع المنتظم للكون بوسائل مماثلة، بمعنى آخر عن طريق قياس وتخطيط سرعات ومسافات المجرات، كما فعل إدوين هابل في عشرينات القرن الماضي. لاحظ الجدول التالي الذي يحتوي على بيانات ذات الصلة بالعديد من المجرات. سؤال كيف يستطيع العلماء حساب تمدد الكون والذي يسمى ثابت هابل باستخدام قانون هابل؟ الأدوات خليط كيك للخبز. ورق. عدد من قطع الشوكولاتة. أفلام. إجراءات السلامة خطوات العمل --- SECTION: 1 --- 1. ما مسافة القطعة B عن القطعة A بعد ساعة من خبز الكعك؟ (لا تستخدم المسطرة لقياس المسافة). استخدم الأرقام وعامل التمدد المعطى مسبقاً لصياغة المقياس الخاص بك. سجل إجابتك في ورقة العمل ثم اكتب كل مسافة بجانب السهم المقابل لها في الجزء b1. --- SECTION: 2 --- 2. كرر العملية (مع القطع من C إلى F). --- SECTION: 3 --- 3. قم بحساب سرعة كل قطعة شوكولاتة بأخذ المسافة التي تحركتها القطع، وقسمتها على الفترة الزمنية التي تبلغ ساعة واحدة. سجل سرعة كل قطعة على ورقة العمل. --- SECTION: 4 --- 4. مثل السرعة والمسافة المقطوعة بيانياً. --- SECTION: 5 --- 5. هل تقع نقاط البيانات الخاصة بك تقريباً بمحاذاة خط مستقيم؟ إذا كان الأمر كذلك ارسم الخط المستقيم في الرسم البياني الذي يناسب البيانات بشكل أفضل. --- SECTION: 8 --- 8. مثل بيانات الجدول السابق لمسافات المجرات وسرعاتها. التحليل والاستنتاج --- SECTION: 1 --- 1. ارسم الخط المستقيم الذي يناسب نقاط البيانات على أفضل وجه (ليس من الضروري أن يمر الخط عبر جميع النقاط). --- SECTION: 2 --- 2. كما ترى عندما يتم رسم سرعات المجرات مقابل مسافات ابتعادها فإنها تظهر علاقة خط مستقيم، وقد أطلق العلماء على النتيجة اسم قانون هابل Ho = V/D. --- SECTION: 3 --- 3. وبجانب تشبيه الكعك بالكون، ما الذي يشير إليه قانون هابل بشأن الحالة العامة للكون؟ --- SECTION: 4 --- 4. احسب معدل تمدد الكون والذي يسمى ثابت هابل عن طريق حساب ميل قانون هابل. Ho = V/D وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 35 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: تمدد الكعك Description: Two diagrams, labeled 'a1' and 'b1', illustrating the expansion of a cake with chocolate pieces. Both diagrams show a central point 'A' and five other points 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' arranged radially around 'A'. In diagram 'a1', the points B-F are closer to A, representing the cake before baking. In diagram 'b1', the points B-F are further away from A, representing the cake after baking and expansion. Arrows indicate the outward movement of points from A. Data: The relative distances between points A and B-F increase from a1 to b1, demonstrating a uniform expansion. Context: This visual serves as an analogy to explain the expansion of the universe and Hubble's Law, where the cake represents the universe and the chocolate pieces represent galaxies. **TABLE**: مسافة وسرعة عدة مجرات Description: A table presenting data on the distance and speed of several galaxies. Table Structure: Headers: اسم المجرة | المسافة (مليون فرسخ) | السرعة (كيلومتر / ثانية) Rows: Row 1: العذراء | 19 | 1,200 Row 2: الدب الأكبر | 300 | 15,000 Row 3: الإكليل الشمالي | 430 | 21,600 Row 4: العواء | 770 | 39,300 Row 5: الشجاع | 1,200 | 61,200 Calculation needed: This data is intended for plotting to observe the relationship between galaxy distance and speed, and to calculate Hubble's constant. Data: The table shows the name of the galaxy, its distance in million parsecs, and its speed in kilometers per second. Context: This table provides empirical data for students to analyze and plot, allowing them to discover the linear relationship between galaxy distance and recessional velocity, which is the basis of Hubble's Law.