صفحة 122 - كتاب العلوم - الصف 8 - الفصل 2 - المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب العلوم - الصف 8 - الفصل 2 | المادة: العلوم | المرحلة: الصف 8 | الفصل الدراسي: 2

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

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية

المفاهيم الأساسية

الطاقة الشمسية: مصدر طاقة لا ينضب على الأرض، وبديل للوقود الأحفوري.

الخلايا الشمسية (الخلايا الضوئية P.V): أجهزة تحول الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية.

خريطة المفاهيم

```markmap

موارد البيئة وحمايتها

الدرس الثالث: تقليل استخدام الوقود الأحفوري والطاقة المتجددة

بدائل الوقود الأحفوري (مصادر الطاقة المتجددة)

#### الطاقة الكهرومائية

#### طاقة الرياح

#### الطاقة النووية

#### الطاقة الحرارية الجوفية

##### مناطق الاستغلال

###### المناطق التي تكون فيها الخزانات الجوفية الحرارية قريبة من سطح الأرض

#### طاقة المد والجزر

##### كيف تعمل؟

###### المد: يتدفق الماء عبر توربين ليدير المولد الكهربائي، ويُحفظ الماء خلف السد.

###### الجزر: يُطلق الماء المحفوظ خلف السد ليمر عبر التوربين ويولد الكهرباء.

##### المزايا

###### مصدر طاقة لا ينضب.

###### لا تلوث البيئة.

##### العيوب (التحديات)

###### استخدامها محدود.

###### بسبب قلة الأماكن التي يكون فيها فرق الارتفاع بين المد والجزر كافيًا.

##### أمثلة واقعية

###### خليج فندي (شرق كندا): يصل فرق الارتفاع بين المد والجزر إلى ١٦ م تقريبًا.

#### الطاقة الشمسية

##### استخداماتها

###### تدفئة المنازل (باستخدام مواد بناء تمتص وتحرر الحرارة)

###### توليد الكهرباء (باستخدام الخلايا الشمسية)

##### الخلايا الشمسية (الخلايا الضوئية)

###### كيف تعمل؟

#####- الفوتونات تصطدم بذرات الخلية فتفقد إلكترونات، مولدة تيارًا كهربائيًا.

###### المميزات

#####- صغيرة الحجم وسهلة الاستخدام.

#####- تولد الكهرباء مباشرة من ضوء الشمس.

###### التحديات

#####- باهظة الثمن (يُعمل على تخفيض سعرها مستقبلاً).

#####- تحتاج إلى بطاريات للتخزين (للاستخدام ليلاً أو في الأيام الغائمة).

###### مثال واقعي

#####- المملكة العربية السعودية (رؤية 2030): لديها أكبر خطة عالمية لإنتاج الطاقة الشمسية بتكلفة أقل.

```

نقاط مهمة

الشمس أهم مصادر الطاقة التي لا تنضب.
طريقتا استغلال الطاقة الشمسية بديلاً للوقود الأحفوري هما: الخلايا الضوئية وتدفئة المنازل.
تحتاج أنظمة الخلايا الشمسية إلى بطاريات لتخزين الكهرباء لاستخدامها عندما لا تكون الشمس ساطعة.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

نوع: محتوى تعليمي

الطاقة الشمسية

نوع: محتوى تعليمي

الشمس أهم مصادر الطاقة التي لا تنضب على الأرض. وتعد الطاقة الشمسية من بدائل الوقود الأحفوري التي تستخدم في مجالات عدة، ومنها تدفئة المنازل خلال فصل الشتاء، كما يمكن أن تُستخدم في عمليات البناء مواد قادرة على امتصاص الطاقة الشمسية، فتتصص حرارة الشمس في النهار، وتتحرر هذه الطاقة ليلاً تدريجياً على المنازل دافئة.

نوع: محتوى تعليمي

الشكل ١٢ يوضح الشكل أحد المنازل التي تستخدم ألواحاً شمسية لتوليد الكهرباء مثبتة على السطح.

نوع: محتوى تعليمي

والشكل ١٢ يبين كيف يمكن استخدام الطاقة الشمسية.

نوع: محتوى تعليمي

الخلايا الشمسية

نوع: محتوى تعليمي

هل تعرف كيف تعمل الآلة الحاسبة الشمسية؟ وكيف تعمل المركبات الفضائية على توليد الطاقة الكهروضوئية باستخدام الطاقة الشمسية؟ تستخدم هذه المعدات خلايا ضوئية (P.V) لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، كما في الشكل ١٣. تمتاز الخلايا الضوئية بصغرها وسهولة استخدامها، وهي تولد الكهرباء من ضوء الشمس مباشرة. لذا فإن البطاريات ضرورية لتخزين الكهرباء لاستخدامها في الليل أو في الأيام الغائمة. وتعد الخلايا الشمسية باهظة الثمن. وقد أنشأت المملكة العربية السعودية ضمن رؤية ٢٠٣٠ خطة الطاقة الشمسية؛ تهدف عالمياً في مجال إنتاج الطاقة الشمسية وبتكلفة أقل لتوفير المواد الأولية في تصنيع الخلايا الشمسية. إلا أن العلماء يسعون حالياً إلى إدخال التعديلات المناسبة لكي يصبح سعر هذه التقنية مناسباً في السنوات القادمة. فإن الخلايا الضوئية وتدفئة المنازل هما الطريقتان الوحيدتان لاستغلال الطاقة الشمسية بدلاً من الوقود الأحفوري.

نوع: محتوى تعليمي

الشكل ١٣ تنتقل الطاقة الضوئية من الشمس في صورة فوتونات تصطدم بذرات مادة الخلايا الشمسية، مما يجعلها تفقد إلكترونات، وهذه الإلكترونات هي التي تولد التيار الكهربائي.

نوع: محتوى تعليمي

يتدفق التيار الكهربائي خلال الآلة الحاسبة ويعود إلى الخلايا الضوئية ليشكل دائرة كهربائية مغلقة.

نوع: METADATA

وزارة التعليم

نوع: METADATA

Ministry of Education

نوع: METADATA

٢٠٢٥ - ١٤٤٦

نوع: METADATA

١٢٢

🔍 عناصر مرئية

الشكل ١٢ يوضح الشكل أحد المنازل التي تستخدم ألواحاً شمسية لتوليد الكهرباء مثبتة على السطح.

A photograph showing a residential building with solar panels installed on the roof. The sky is blue and clear.

الشكل ١٣ تنتقل الطاقة الضوئية من الشمس في صورة فوتونات تصطدم بذرات مادة الخلايا الشمسية، مما يجعلها تفقد إلكترونات، وهذه الإلكترونات هي التي تولد التيار الكهربائي.

A diagram illustrating the photovoltaic effect. It shows sunlight (photons) hitting a solar cell material, causing electrons to be released and flow, generating electric current. The diagram includes labels for 'Sunlight', 'Photons', 'Solar Cell Material', 'Electrons', and 'Electric Current'.

يتدفق التيار الكهربائي خلال الآلة الحاسبة ويعود إلى الخلايا الضوئية ليشكل دائرة كهربائية مغلقة.

A photograph of a solar-powered calculator. The calculator has a solar panel strip at the top and a display screen showing '1337 1337'. It also shows a keypad with numbers and scientific functions.

يتدفق التيار الكهربائي خلال الآلة الحاسبة ويعود إلى الخلايا الضوئية ليشكل دائرة كهربائية مغلقة.

A schematic diagram illustrating the internal workings of a solar cell connected to a calculator, forming a closed electrical circuit. It shows layers labeled 'طبقات لذرات أشبه موصلات' (semiconductor atom layers) and 'موصـلات' (conductors). Light ('ضوء') hits the cell, and electricity ('كهربائي') flows through the calculator ('الآلة الحاسبة') and back to the cell.

📄 النص الكامل للصفحة

الطاقة الشمسية

الشمس أهم مصادر الطاقة التي لا تنضب على الأرض. وتعد الطاقة الشمسية من بدائل الوقود الأحفوري التي تستخدم في مجالات عدة، ومنها تدفئة المنازل خلال فصل الشتاء، كما يمكن أن تُستخدم في عمليات البناء مواد قادرة على امتصاص الطاقة الشمسية، فتتصص حرارة الشمس في النهار، وتتحرر هذه الطاقة ليلاً تدريجياً على المنازل دافئة.

الشكل ١٢ يوضح الشكل أحد المنازل التي تستخدم ألواحاً شمسية لتوليد الكهرباء مثبتة على السطح.

والشكل ١٢ يبين كيف يمكن استخدام الطاقة الشمسية.

الخلايا الشمسية

هل تعرف كيف تعمل الآلة الحاسبة الشمسية؟ وكيف تعمل المركبات الفضائية على توليد الطاقة الكهروضوئية باستخدام الطاقة الشمسية؟ تستخدم هذه المعدات خلايا ضوئية (P.V) لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، كما في الشكل ١٣. تمتاز الخلايا الضوئية بصغرها وسهولة استخدامها، وهي تولد الكهرباء من ضوء الشمس مباشرة. لذا فإن البطاريات ضرورية لتخزين الكهرباء لاستخدامها في الليل أو في الأيام الغائمة. وتعد الخلايا الشمسية باهظة الثمن. وقد أنشأت المملكة العربية السعودية ضمن رؤية ٢٠٣٠ خطة الطاقة الشمسية؛ تهدف عالمياً في مجال إنتاج الطاقة الشمسية وبتكلفة أقل لتوفير المواد الأولية في تصنيع الخلايا الشمسية. إلا أن العلماء يسعون حالياً إلى إدخال التعديلات المناسبة لكي يصبح سعر هذه التقنية مناسباً في السنوات القادمة. فإن الخلايا الضوئية وتدفئة المنازل هما الطريقتان الوحيدتان لاستغلال الطاقة الشمسية بدلاً من الوقود الأحفوري.

الشكل ١٣ تنتقل الطاقة الضوئية من الشمس في صورة فوتونات تصطدم بذرات مادة الخلايا الشمسية، مما يجعلها تفقد إلكترونات، وهذه الإلكترونات هي التي تولد التيار الكهربائي.

يتدفق التيار الكهربائي خلال الآلة الحاسبة ويعود إلى الخلايا الضوئية ليشكل دائرة كهربائية مغلقة.

وزارة التعليم

Ministry of Education

٢٠٢٥ - ١٤٤٦

١٢٢

--- VISUAL CONTEXT ---
**FIGURE**: الشكل ١٢ يوضح الشكل أحد المنازل التي تستخدم ألواحاً شمسية لتوليد الكهرباء مثبتة على السطح.
Description: A photograph showing a residential building with solar panels installed on the roof. The sky is blue and clear.
Context: Illustrates the practical application of solar panels on rooftops for electricity generation.

**DIAGRAM**: الشكل ١٣ تنتقل الطاقة الضوئية من الشمس في صورة فوتونات تصطدم بذرات مادة الخلايا الشمسية، مما يجعلها تفقد إلكترونات، وهذه الإلكترونات هي التي تولد التيار الكهربائي.
Description: A diagram illustrating the photovoltaic effect. It shows sunlight (photons) hitting a solar cell material, causing electrons to be released and flow, generating electric current. The diagram includes labels for 'Sunlight', 'Photons', 'Solar Cell Material', 'Electrons', and 'Electric Current'.
Context: Explains the fundamental principle behind how solar cells convert light energy into electrical energy.

**FIGURE**: يتدفق التيار الكهربائي خلال الآلة الحاسبة ويعود إلى الخلايا الضوئية ليشكل دائرة كهربائية مغلقة.
Description: A photograph of a solar-powered calculator. The calculator has a solar panel strip at the top and a display screen showing '1337 1337'. It also shows a keypad with numbers and scientific functions.
Context: Demonstrates a device that utilizes solar energy for its operation, linking to the concept of electricity generation and use.

**DIAGRAM**: يتدفق التيار الكهربائي خلال الآلة الحاسبة ويعود إلى الخلايا الضوئية ليشكل دائرة كهربائية مغلقة.
Description: A schematic diagram illustrating the internal workings of a solar cell connected to a calculator, forming a closed electrical circuit. It shows layers labeled 'طبقات لذرات أشبه موصلات' (semiconductor atom layers) and 'موصـلات' (conductors). Light ('ضوء') hits the cell, and electricity ('كهربائي') flows through the calculator ('الآلة الحاسبة') and back to the cell.
Context: Explains the concept of a closed electrical circuit formed by a solar cell powering a device like a calculator.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 1

سؤال ١٢: كيف يمكن استخدام الطاقة الشمسية؟

الإجابة: تستخدم في مجالات عدة، ومنها تدفئة المنازل خلال فصل الشتاء.

خطوات الحل:

**الخطوة 1: تحديد المعطيات والمطلوب**
| العنصر | الوصف | |---|---| | السؤال | كيف يمكن استخدام الطاقة الشمسية؟ | | الإجابة | تستخدم في مجالات عدة، ومنها تدفئة المنازل خلال فصل الشتاء. |
**الخطوة 2: المبدأ الأساسي**
الطاقة الشمسية هي طاقة متجددة يمكن تحويلها إلى أشكال أخرى من الطاقة لتلبية احتياجات مختلفة.
**الخطوة 3: شرح تفصيلي للاستخدامات**
الطاقة الشمسية تستخدم في العديد من المجالات، منها:
1. **تدفئة المنازل:** تستخدم الأنظمة الشمسية الحرارية لتسخين المياه والهواء لتدفئة المنازل والمباني خلال فصل الشتاء.
2. **توليد الكهرباء:** تستخدم الخلايا الشمسية لتحويل ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء. يمكن استخدام هذه الكهرباء لتشغيل الأجهزة المنزلية والإضاءة، أو يمكن تخزينها في بطاريات لاستخدامها لاحقًا.
3. **تسخين المياه:** تستخدم السخانات الشمسية لتسخين المياه للاستخدام المنزلي أو الصناعي.
4. **تحلية المياه:** تستخدم الطاقة الشمسية في عمليات تحلية المياه لتوفير مياه شرب نظيفة.
5. **الزراعة:** تستخدم الطاقة الشمسية في أنظمة الري والتدفئة الزراعية.
> **ملاحظة:** استخدامات الطاقة الشمسية واسعة ومتنوعة، وتعتبر حلاً مستدامًا وصديقًا للبيئة لتلبية احتياجات الطاقة المختلفة.
**الخطوة 4: الإجابة النهائية**
الطاقة الشمسية قابلة للاستخدام في نطاق واسع من التطبيقات، بما في ذلك تدفئة المنازل خلال فصل الشتاء، وتوليد الكهرباء، وتسخين المياه، وتحلية المياه، وفي المجال الزراعي.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 4 بطاقة لهذه الصفحة

ما هو أحد الاستخدامات الرئيسية للطاقة الشمسية المذكورة في النص بخلاف توليد الكهرباء مباشرة؟

أ) تشغيل المحركات النفاثة للطائرات.
ب) تحريك السفن الشراعية الكبيرة في المحيطات.
ج) تدفئة المنازل خلال فصل الشتاء.
د) إضاءة الشوارع ليلاً دون الحاجة لأي تخزين للطاقة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تدفئة المنازل خلال فصل الشتاء.

الشرح: ينص النص صراحة على أن الطاقة الشمسية تستخدم في تدفئة المنازل خلال فصل الشتاء، وذلك عن طريق امتصاص حرارة الشمس نهاراً وتحريرها ليلاً تدريجياً.

تلميح: تذكر الاستخدامات الحرارية للطاقة الشمسية التي ذكرها النص.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما الوظيفة الأساسية للخلايا الضوئية (P.V) في استغلال الطاقة الشمسية؟

أ) امتصاص الحرارة لتسخين المياه الجارية.
ب) تحويل الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية.
ج) تخزين الطاقة الحرارية لاستخدامها ليلاً.
د) عكس أشعة الشمس لتقليل درجة الحرارة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تحويل الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية.

الشرح: تشير الفقرة الخاصة بالخلايا الشمسية بوضوح إلى أن الخلايا الضوئية (P.V) تستخدم لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، وهي طريقة مباشرة لتوليد الكهرباء من ضوء الشمس.

تلميح: فكر في الغرض الرئيسي لهذه الخلايا كما ورد في النص.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

لماذا تُعد البطاريات ضرورية لاستخدام الخلايا الشمسية بفعالية؟

أ) لزيادة قوة التيار الكهربائي المنتج أثناء النهار.
ب) لتنظيم الجهد الكهربائي وحماية الأجهزة المتصلة.
ج) لتخزين الكهرباء المنتجة لاستخدامها في الليل أو الأيام الغائمة.
د) لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر قبل الاستخدام.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لتخزين الكهرباء المنتجة لاستخدامها في الليل أو الأيام الغائمة.

الشرح: تذكر الفقرة أن الخلايا الشمسية تولد الكهرباء من ضوء الشمس مباشرة، وهذا يعني أنها لا تنتج كهرباء في الليل أو في الأيام الغائمة، لذا فالبطاريات ضرورية لتخزين الفائض للاستخدام في هذه الأوقات.

تلميح: فكر في التحديات التي تواجه توفر ضوء الشمس بشكل مستمر.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

كيف تسهم الفوتونات في توليد التيار الكهربائي داخل الخلايا الشمسية؟

أ) ترفع درجة حرارة المادة مما يولد بخاراً يدير توربيناً صغيراً.
ب) تصطدم بذرات مادة الخلايا الشمسية مما يجعلها تفقد إلكترونات، والتي تولد التيار الكهربائي.
ج) تندمج مع نوى الذرات لتطلق طاقة نووية صغيرة تستخدم للكهرباء.
د) تعكس الضوء الساقط لزيادة لمعان الخلية وجذب المزيد من الفوتونات.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تصطدم بذرات مادة الخلايا الشمسية مما يجعلها تفقد إلكترونات، والتي تولد التيار الكهربائي.

الشرح: يشرح النص أن الفوتونات (الطاقة الضوئية) تصطدم بذرات مادة الخلايا الشمسية، مما يؤدي إلى فقدان هذه الذرات للإلكترونات. تدفق هذه الإلكترونات هو ما يولد التيار الكهربائي.

تلميح: تذكر العملية الفيزيائية الأساسية التي تحدث عندما يضرب الضوء مادة الخلية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: صعب