مراجعة 4-1: سرعة الضوء والاستضاءة - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

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

نوع المحتوى: مراجعة

الفصل: 4 | الدرس: 1

مستوى الصعوبة: متوسط

📝 ملخص الصفحة

تتناول هذه الصفحة مفاهيم أساسية في الفيزياء تتعلق بسرعة الضوء والاستضاءة. تبدأ بتقديم قيمة سرعة الضوء في الفراغ، حيث يرمز لها بالرمز c، وتذكر القيمة الدقيقة 299,792,458 m/s والقيمة التقريبية 3.00 × 10⁸ m/s المستخدمة في الحسابات العملية. كما تشرح مفهوم السنة الضوئية، وهي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة، وتساوي 9.46 × 10¹² km.

تشمل الصفحة أيضًا سلسلة من الأسئلة والتمارين المراجعة التي تعزز فهم الطلاب لهذه المفاهيم. تتضمن هذه التمارين تطبيقات على الاستضاءة، مثل مقارنة استضاءة المصابيح الكهربائية بناءً على بعدها، وحساب المسافة بين الأرض والقمر باستخدام سرعة الضوء ووقت انتقال النبضة الضوئية.

تغطي الأسئلة مواضيع متنوعة مثل شدة الإضاءة، حيث يتم حساب شدة إضاءة مصباح بناءً على بعدها وشدة مصباح آخر، وتحديد بعد المصباح الكهربائي اللازم لتوليد استضاءة معينة. كما تتضمن تمرينًا على التفكير الناقد باستخدام طريقة رومر لحساب سرعة الضوء بناءً على زمن انتقال الضوء عبر قطر مدار الأرض، مما يشجع على تحليل دقة هذه الطريقة التاريخية.

📄 النص الكامل للصفحة

إن قيمة سرعة الضوء في الفراغ مهمة جدًا، ويرمز إليها بالرمز c. واعتمادًا على الطبيعة الموجية للضوء، والتي سندرسها في الجزء القادم فإن اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس قامت بقياس سرعة الضوء في الفراغ فكانت c = 299,792,458 m/s. وتستخدم في كثير من الحسابات القيمة 3.00 × 10⁸ m/s = c؛ إذ تكون دقيقة بصورة كافية. وبهذه السرعة ينتقل الضوء مسافة 9.46 × 10¹² km في السنة، حيث تسمى هذه المسافة السنة الضوئية.--- SECTION: مراجعة 4-1 --- مراجعة 4-1--- SECTION: 6 ---
الاستضاءة هل يولد مصباح كهربائي واحد استضاءة أكبر من مصباحين متماثلين يقعان على ضعف بعد مسافة المصباح الأول؟ وضح إجابتك.--- SECTION: 7 ---
المسافة التي يقطعها الضوء يمكن إيجاد بعد القمر باستخدام مجموعة من المرايا وضعها رواد الفضاء على سطح القمر. فإذا تم إرسال نبضة ضوء إلى القمر وعادت إلى الأرض خلال 2.562 s، فاحسب المسافة بين الأرض وسطح القمر، مستخدمًا القيمة المقيسة لسرعة الضوء.--- SECTION: 8 ---
شدة الإضاءة يضيء مصباحان شاشة بالتساوي بحيث يقع المصباح A على بعد 5.0 m، ويقع المصباح B على بعد 3.0 m. فإذا كانت شدة إضاءة المصباح A 75 cd، فما شدة إضاءة المصباح B؟--- SECTION: 9 ---
بعد المصدر الضوئي افترض أن مصباحًا كهربائيًا يضيء سطح مكتبك ويولد فقط نصف الاستضاءة المطلوبة. فإذا كان المصباح يبعد حاليًا مسافة 1.0 m فكم ينبغي أن يكون بعده ليولد الاستضاءة المطلوبة؟--- SECTION: 10 ---
التفكير الناقد استخدم الزمن الصحيح الذي يحتاج إليه الضوء لقطع مسافة تعادل قطر مدار الأرض والذي يساوي 16.5 min، وقطر مدار الأرض 2.98×10¹¹ m. وذلك لحساب سرعة الضوء باستخدام طريقة رومر. هل تبدو هذه الطريقة دقيقة؟ لماذا؟2025 - 1447

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 6 بطاقة لهذه الصفحة

ما هي قيمة سرعة الضوء في الفراغ بالرمز c؟

الإجابة: c = 299,792,458 m/s، وتستخدم في كثير من الحسابات القيمة 3.00 × 10⁸ m/s.

الشرح: هذه القيمة ثابتة في الفراغ وتم قياسها بدقة من قبل اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس.

تلميح: فكر في الثابت الفيزيائي الأساسي الذي يرمز له بالحرف c.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: سهل

ما هي السنة الضوئية؟

الإجابة: هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة، وتساوي 9.46 × 10¹² km.

الشرح: السنة الضوئية هي وحدة قياس للمسافة وليست للزمن، وتستخدم لقياس المسافات الفلكية الكبيرة.

تلميح: تذكر أن هذه المسافة تعتمد على سرعة الضوء والزمن.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

إذا تم إرسال نبضة ضوء إلى القمر وعادت إلى الأرض خلال 2.562 s، فاحسب المسافة بين الأرض وسطح القمر باستخدام c = 3.00 × 10⁸ m/s.

الإجابة: المسافة = (سرعة الضوء × الزمن) / 2 = (3.00 × 10⁸ m/s × 2.562 s) / 2 = 3.843 × 10⁸ m.

الشرح: المسافة تساوي حاصل ضرب السرعة في الزمن، لكن الزمن المعطى هو للرحلة ذهاباً وإياباً، لذا نأخذ نصفه لحساب المسافة من الأرض إلى القمر.

تلميح: تذكر أن الزمن المقاس هو زمن الذهاب والإياب، لذا يجب قسمته على 2.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط

يضيء مصباحان شاشة بالتساوي. المصباح A على بعد 5.0 m وشدة إضاءته 75 cd. المصباح B على بعد 3.0 m. ما شدة إضاءة المصباح B؟

الإجابة: شدة إضاءة المصباح B = 27 cd. (باستخدام قانون التربيع العكسي: I_B = I_A × (d_A² / d_B²) = 75 × (5.0² / 3.0²) = 75 × (25 / 9) ≈ 208.33، لكن هذا خطأ لأن الاستضاءة متساوية. الصحيح: الاستضاءة E = I/d² متساوية، لذا I_B = I_A × (d_B² / d_A²) = 75 × (9 / 25) = 27 cd).

الشرح: بما أن الاستضاءة على الشاشة متساوية من كلا المصباحين، فإن (I_A / d_A²) = (I_B / d_B²). يمكن إيجاد I_B بإعادة ترتيب المعادلة.

تلميح: تذكر قانون التربيع العكسي للاستضاءة: الاستضاءة تتناسب طردياً مع الشدة وعكسياً مع مربع المسافة.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: صعب

مصباح يبعد 1.0 m عن سطح مكتب ويولد نصف الاستضاءة المطلوبة. كم يجب أن يكون بعده ليولد الاستضاءة المطلوبة بالضبط؟

الإجابة: يجب أن يكون البعد 0.71 m تقريباً (أو √0.5 m). لأن الاستضاءة تتناسب عكسياً مع مربع المسافة. لتضاعف الاستضاءة (من النصف إلى الكل)، يجب تقليل المسافة بعامل √(1/2).

الشرح: الاستضاءة الحالية (E) تتناسب مع 1/d². الاستضاءة المطلوبة هي 2E. لذا، 2E تتناسب مع 1/d_new². من هذا نستنتج أن d_new = d_old / √2.

تلميح: فكر في العلاقة بين الاستضاءة والمسافة. إذا ضاعفت الاستضاءة، كيف تتغير المسافة؟

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

ما هي طريقة رومر لحساب سرعة الضوء، وما المعطيات المستخدمة في المثال؟

الإجابة: طريقة رومر تعتمد على قياس الزمن الذي يحتاجه الضوء لقطع مسافة معروفة (مثل قطر مدار الأرض). في المثال: الزمن = 16.5 دقيقة = 990 ثانية، المسافة (قطر مدار الأرض) = 2.98 × 10¹¹ م. السرعة = المسافة / الزمن.

الشرح: هذه طريقة تاريخية استخدمت الظواهر الفلكية (أقمار المشتري) لتقدير سرعة الضوء لأول مرة.

تلميح: راجع فكرة استخدام زمن عبور الضوء لمسافة فلكية معروفة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: صعب