مراجعة الدرس ٢: الكون والموجات الكهرومغناطيسية - كتاب العلوم - الصف 7 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال ١: اذكر ميزة تتفوق بها المناظير الفلكية الراديوية على المناظير الفلكية البصرية.

الإجابة: تخترق الغبار والغيوم.

خطوات الحل:

1. | الميزة | تفصيل | |---|---| | قدرة الاختراق | المناظير الراديوية تستطيع اختراق الغبار والغيوم الموجودة في الفضاء، بينما المناظير البصرية لا تستطيع ذلك. |
2. **السبب:** موجات الراديو ذات طول موجي أكبر من الضوء المرئي، مما يسمح لها بالمرور عبر العوائق بسهولة أكبر.
3. > **ملاحظة:** هذه الميزة تجعل المناظير الراديوية قادرة على رصد الأجرام السماوية التي لا يمكن رؤيتها بوضوح باستخدام المناظير البصرية.
4. **الإجابة النهائية:** تتفوق المناظير الفلكية الراديوية على المناظير الفلكية البصرية بقدرتها على اختراق الغبار والغيوم.

سؤال ٢: اشرح الفرق بين موجات الصوت وموجات الراديو.

الإجابة: موجات الصوت تحتاج إلى وسط مادي لتنتقل فيه (ميكانيكية) أما موجات الراديو فلا تحتاج إلى وسط مادي (كهرومغناطيسية).

خطوات الحل:

1. | وجه المقارنة | موجات الصوت | موجات الراديو | |---|---|---| | النوع | ميكانيكية | كهرومغناطيسية | | الوسط | تحتاج إلى وسط مادي | لا تحتاج إلى وسط مادي | | طريقة الانتشار | تنتشر عن طريق تضاغط وتخلخل جزيئات الوسط | تنتشر عن طريق تذبذب المجالات الكهربائية والمغناطيسية |
2. **الفرق الجوهري:** موجات الصوت هي موجات ميكانيكية تحتاج إلى وسط مادي مثل الهواء أو الماء أو المواد الصلبة لتنتقل خلاله. بينما موجات الراديو هي موجات كهرومغناطيسية يمكنها الانتقال في الفراغ دون الحاجة إلى وسط مادي.
3. > **مثال:** الصوت لا ينتقل في الفضاء، بينما موجات الراديو تستخدم للاتصالات الفضائية.
4. **الإجابة النهائية:** الفرق بين موجات الصوت وموجات الراديو يكمن في أن موجات الصوت ميكانيكية وتحتاج إلى وسط مادي للانتقال، بينما موجات الراديو كهرومغناطيسية ولا تحتاج إلى وسط مادي.

سؤال ٣: وضح لماذا تبدو لنا النجوم وكأنها تتحرك في السماء ليلاً؟ ولماذا يقتصر ظهور بعضها على فصول محددة؟

الإجابة: بسبب دوران الأرض حول محورها، وتغير الفصول بسبب دورانها حول الشمس.

خطوات الحل:

1. | الظاهرة | السبب | |---|---| | حركة النجوم الظاهرية | دوران الأرض حول محورها | | ظهور النجوم في فصول محددة | دوران الأرض حول الشمس |
2. **تفسير حركة النجوم الظاهرية:** دوران الأرض حول محورها يجعلنا نرى النجوم وكأنها تتحرك في السماء من الشرق إلى الغرب. هذا يشبه رؤية الأشياء تتحرك من نافذة سيارة متحركة.
3. **تفسير ظهور النجوم في فصول محددة:** دوران الأرض حول الشمس يغير موقعنا في الفضاء بالنسبة للنجوم. نتيجة لذلك، نرى مجموعات مختلفة من النجوم في فصول مختلفة من السنة.
4. > **مثال:** في فصل الصيف، نرى النجوم التي تقع في اتجاه الجزء المضيء من مدار الأرض حول الشمس. وفي فصل الشتاء، نرى النجوم التي تقع في الاتجاه المعاكس.
5. **الإجابة النهائية:** تبدو النجوم وكأنها تتحرك بسبب دوران الأرض حول محورها، ويقتصر ظهور بعضها على فصول محددة بسبب دوران الأرض حول الشمس.

سؤال ٤: اذكر أسماء بعض المجموعات النجمية وصفاتها.

الإجابة: الدب الأكبر (مغرفة)، ذات الحزام، الجبار (حزام نجوم)، الكرسي (W).

خطوات الحل:

1. | المجموعة النجمية | الصفة المميزة | |---|---| | الدب الأكبر | تشبه المغرفة | | ذات الكرسي | تشبه حرف W | | الجبار | تحتوي على حزام من النجوم البارزة |
2. **الدب الأكبر:** من أشهر المجموعات النجمية في نصف الكرة الشمالي، وتتميز بشكلها الذي يشبه المغرفة.
3. **ذات الكرسي:** مجموعة نجمية على شكل حرف W أو M، وتظهر بوضوح في سماء الليل.
4. **الجبار (Orion):** مجموعة نجمية بارزة تحتوي على حزام من ثلاثة نجوم ساطعة.
5. > **ملاحظة:** هذه المجموعات النجمية تستخدم كعلامات إرشادية لتحديد مواقع النجوم الأخرى في السماء.
6. **الإجابة النهائية:** من بين المجموعات النجمية المعروفة: الدب الأكبر (تشبه المغرفة)، ذات الكرسي (تشبه حرف W)، والجبار (يحتوي على حزام نجوم).

سؤال ٥: صف دورة حياة نجم، مثل الشمس.

الإجابة: سديم ← نجم أولي ← نسق رئيسي ← عملاق أحمر ← قزم أبيض.

خطوات الحل:

1. | المرحلة | الوصف | |---|---| | سديم | سحابة ضخمة من الغاز والغبار في الفضاء. | | نجم أولي | يتكون نتيجة لتجمع الغاز والغبار بفعل الجاذبية. | | نسق رئيسي | مرحلة مستقرة حيث يندمج الهيدروجين لتكوين الهيليوم في قلب النجم. | | عملاق أحمر | يتضخم النجم ويبرد سطحه بعد استهلاك الهيدروجين في قلبه. | | قزم أبيض | المرحلة النهائية لنجم صغير أو متوسط الحجم بعد طرد طبقاته الخارجية. |
2. **دورة حياة نجم كالشمس:**
3. 1. **سديم:** تبدأ حياة النجم كسحابة ضخمة من الغاز والغبار تسمى السديم.
4. 2. **نجم أولي:** تبدأ الجاذبية في تجميع الغاز والغبار، مما يؤدي إلى تكوين نجم أولي.
5. 3. **نسق رئيسي:** يصبح النجم مستقرًا ويبدأ في دمج الهيدروجين لتكوين الهيليوم، مثل الشمس حاليًا.
6. 4. **عملاق أحمر:** بعد استهلاك الهيدروجين، يتمدد النجم ويتحول إلى عملاق أحمر.
7. 5. **قزم أبيض:** في النهاية، يتقلص النجم ويتحول إلى قزم أبيض صغير وكثيف.
8. > **ملاحظة:** النجوم الأكبر حجمًا تتبع دورة حياة مختلفة وتنتهي إما كنجم نيوتروني أو كثقب أسود.
9. **الإجابة النهائية:** دورة حياة نجم كالشمس تتضمن المراحل التالية: سديم، نجم أولي، نسق رئيسي، عملاق أحمر، ثم قزم أبيض.

سؤال ٦: التفكير الناقد يحتاج الضوء الصادر من أقرب نجم من المجموعة الشمسية لو وصل إلى الأرض مدة ٤ سنوات، فإذا وجدت حياة على كوكب يدور حول هذا النجم، ورغبت المخلوقات هناك في إرسال موجة راديو إلى سكان الأرض، فما الزمن الذي يستغرقه وصول هذه الرسالة (الموجة)؟ وما الزمن الذي يحتاج إليه العلماء للرد على الرسالة؟ - قد تكون بعض النجوم اختفت منذ زمن بعيد، رغم أنك تراها ليلاً في السماء، فسر ذلك.

الإجابة: الرسالة 4 سنوات (المجموع 8). يرى ضوءاً قديماً لنجم قد اختفى.

خطوات الحل:

1. | المعطيات | القيمة | |---|---| | زمن وصول الضوء من النجم | 4 سنوات |
2. **الجزء الأول: زمن وصول الرسالة والرد عليها**
3. 1. **زمن وصول الرسالة:** بما أن الضوء يستغرق 4 سنوات للوصول من النجم إلى الأرض، فإن موجة الراديو (التي تسافر بنفس سرعة الضوء) ستستغرق أيضًا 4 سنوات للوصول.
4. 2. **زمن الرد:** بعد وصول الرسالة إلى الأرض، سيستغرق الرد عليها 4 سنوات أخرى للوصول إلى الكوكب.
5. 3. **الزمن الكلي:** إجمالي الزمن المستغرق للرسالة والرد هو 4 سنوات + 4 سنوات = 8 سنوات.
6. **الجزء الثاني: رؤية النجوم المختفية**
7. الضوء الصادر من النجوم يستغرق وقتًا طويلاً للوصول إلى الأرض بسبب المسافات الشاسعة بيننا وبين النجوم. لذلك، عندما نرى نجمًا في السماء، فإننا نرى الضوء الذي انبعث منه منذ سنوات عديدة. إذا كان النجم قد اختفى منذ زمن بعيد، فإن ضوءه سيظل يصل إلينا لفترة من الوقت بعد اختفائه.
8. > **مثال:** إذا كان النجم يبعد عنا 100 سنة ضوئية واختفى الآن، فإننا سنستمر في رؤيته لمدة 100 سنة أخرى قبل أن يختفي من سمائنا.
9. **الإجابة النهائية:** وصول الرسالة يستغرق 4 سنوات والرد عليها يستغرق 4 سنوات أخرى (المجموع 8 سنوات). نرى ضوءًا قديمًا لنجم ربما يكون قد اختفى بالفعل.

سؤال ٧: احسب الزمن الذي تحتاج إليه موجة راديو للوصول إلى القمر، علمًا أن القمر يبعد عن الأرض ٣٨٠٠٠٠ كم، وسرعة موجات الراديو = ٣ × ١٠^٨ م/ث.

الإجابة: الزمن = المسافة ÷ السرعة

خطوات الحل:

1. | الكمية | الرمز | القيمة | الوحدة | |---|---|---|---| | المسافة | $d$ | 380000 | كم | | السرعة | $v$ | 3 × 10^8 | م/ث |
2. **القانون المستخدم:**
3. لحساب الزمن، نستخدم القانون التالي: $t = \frac{d}{v}$ حيث:
4. * $t$ هو الزمن
5. * $d$ هي المسافة
6. * $v$ هي السرعة
7. **الخطوات:**
8. 1. **تحويل الوحدات:** يجب تحويل المسافة من كيلومتر إلى متر: $380000 \text{ كم} = 380000 \times 1000 \text{ م} = 3.8 \times 10^8 \text{ م}$
9. 2. **تطبيق القانون:** $t = \frac{3.8 \times 10^8 \text{ م}}{3 \times 10^8 \text{ م/ث}} = 1.2666... \text{ ث}$
10. **الإجابة النهائية:** الزمن الذي تحتاجه موجة الراديو للوصول إلى القمر هو حوالي 1.27 ثانية.

سؤال ٨: حول بين الوحدات. يبعد نجم ٤.٥ سنوات ضوئية عن الأرض، فإذا كانت السنة الضوئية ٩.٥ تريليون كم، فكم كيلومترًا يبعد النجم عن الأرض؟

الإجابة: ٤.٥ × ٩.٥ = ٤٢.٧٥ تريليون كم

خطوات الحل:

1. | الكمية | القيمة | الوحدة | |---|---|---| | بعد النجم | 4.5 | سنة ضوئية | | السنة الضوئية | 9.5 | تريليون كم |
2. **التحويل:**
3. لتحويل المسافة من السنوات الضوئية إلى الكيلومترات، نضرب عدد السنوات الضوئية في قيمة السنة الضوئية بالكيلومترات.
4. **الخطوات:**
5. 1. **حساب المسافة:** المسافة = 4.5 سنة ضوئية × 9.5 تريليون كم/سنة ضوئية
6. 2. **الضرب:** $4.5 \times 9.5 = 42.75$
7. **الإجابة النهائية:** يبعد النجم عن الأرض مسافة تقدر بـ 42.75 تريليون كيلومتر.

ما الميزة الرئيسية التي تتفوق بها المناظير الفلكية الراديوية على المناظير الفلكية البصرية؟

• أ) تكلفتها أقل بكثير في التصنيع والتشغيل.
• ب) يمكنها رؤية النجوم والأجرام بدقة أكبر ووضوح أعلى.
• ج) تعمل فقط خلال ساعات الليل مما يمنع تداخل الضوء الشمسي.
• د) قدرتها على اختراق الغبار والغيوم في الفضاء.

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: قدرتها على اختراق الغبار والغيوم في الفضاء.

الشرح: المناظير الفلكية الراديوية تستخدم موجات الراديو ذات الطول الموجي الأطول، والتي تتميز بقدرتها على المرور عبر الغبار والغيوم الكونية التي تحجب الضوء المرئي الذي تجمعه المناظير البصرية.

تلميح: فكر في طبيعة الموجات التي تلتقطها كل منها وكيف تتفاعل مع العوائق.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما الفرق الجوهري بين موجات الصوت وموجات الراديو من حيث متطلبات الانتشار والنوع؟

• أ) موجات الصوت كهرومغناطيسية ولا تحتاج لوسط، بينما الراديو ميكانيكية وتحتاج لوسط.
• ب) كلاهما موجات ميكانيكية وتتطلب وسطًا ماديًا للانتقال.
• ج) كلاهما موجات كهرومغناطيسية ويمكنهما الانتقال في الفراغ.
• د) موجات الصوت ميكانيكية وتحتاج إلى وسط مادي، بينما موجات الراديو كهرومغناطيسية ولا تحتاج إلى وسط مادي.

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: موجات الصوت ميكانيكية وتحتاج إلى وسط مادي، بينما موجات الراديو كهرومغناطيسية ولا تحتاج إلى وسط مادي.

الشرح: 1. موجات الصوت هي موجات ميكانيكية، أي أنها تحتاج إلى وسط مادي (مثل الهواء أو الماء) لتنتقل عبره. 2. موجات الراديو هي موجات كهرومغناطيسية، يمكنها الانتقال في الفراغ دون الحاجة إلى وسط مادي.

تلميح: تذكر هل يمكن للصوت الانتقال في الفراغ، وهل يمكن للراديو؟

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

ما السببان الرئيسيان لظواهر حركة النجوم الظاهرية ليلاً واقتصار ظهور بعضها على فصول محددة؟

• أ) حركة النجوم الظاهرية سببها تغيرات جاذبية النجوم، والظهور الفصلي سببه اتساع الكون.
• ب) حركة النجوم الظاهرية سببها دوران الأرض حول محورها، وظهورها في فصول محددة سببه دوران الأرض حول الشمس.
• ج) كلا الظاهرتين تسببهما حركة النجوم الفعلية في المجرة.
• د) حركة النجوم الظاهرية سببها دوران القمر حول الأرض، والظهور الفصلي سببه دوران الأرض حول محورها.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: حركة النجوم الظاهرية سببها دوران الأرض حول محورها، وظهورها في فصول محددة سببه دوران الأرض حول الشمس.

الشرح: 1. دوران الأرض حول محورها يسبب رؤية النجوم وكأنها تتحرك في السماء ليلاً. 2. دوران الأرض حول الشمس يغير موقعنا بالنسبة للنجوم على مدار العام، مما يسبب ظهور مجموعات نجمية مختلفة في فصول مختلفة.

تلميح: فكر في حركتي الأرض الأساسيتين ودور كل منهما.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما التسلسل الصحيح لمراحل دورة حياة نجم كالشمس؟

• أ) نجم أولي ← سديم ← نسق رئيسي ← قزم أبيض ← عملاق أحمر.
• ب) نسق رئيسي ← سديم ← نجم أولي ← عملاق أحمر ← قزم أبيض.
• ج) سديم ← نجم أولي ← نسق رئيسي ← عملاق أحمر ← قزم أبيض.
• د) عملاق أحمر ← سديم ← نجم أولي ← نسق رئيسي ← قزم أبيض.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: سديم ← نجم أولي ← نسق رئيسي ← عملاق أحمر ← قزم أبيض.

الشرح: 1. تبدأ حياة النجم كسحابة من الغاز والغبار (سديم). 2. تتجمع المادة بفعل الجاذبية لتشكل نجمًا أوليًا. 3. يدخل النجم مرحلة الاستقرار (النسق الرئيسي). 4. بعد استهلاك وقوده، يتمدد ليصبح عملاقًا أحمر. 5. يتقلص في النهاية ليصبح قزمًا أبيض.

تلميح: تذكر بداية النجم كسحابة ثم تطوره حتى نهايته.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

إذا كان القمر يبعد عن الأرض 380,000 كم، وسرعة موجات الراديو في الفراغ 3 × 10^8 م/ث، فما الزمن الذي تستغرقه موجة راديو للوصول إلى القمر؟

• أ) حوالي 12.67 ثانية.
• ب) حوالي 0.13 ثانية.
• ج) حوالي 1.27 ثانية.
• د) حوالي 0.0127 ثانية.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: حوالي 1.27 ثانية.

الشرح: 1. تحويل المسافة إلى متر: 380,000 كم = 380,000 × 1000 م = 3.8 × 10^8 م. 2. تطبيق القانون: الزمن = المسافة / السرعة. 3. الزمن = (3.8 × 10^8 م) / (3 × 10^8 م/ث) ≈ 1.2666 ثانية. 4. التقريب: حوالي 1.27 ثانية.

تلميح: تذكر أن الزمن = المسافة ÷ السرعة، ولا تنسَ توحيد الوحدات.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: صعب