الشكل ٢٤ - كتاب العلوم - الصف 8 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: حدد الموجات الكهرومغناطيسية والموجات الكهرومغناطيسية التي لها أكبر طول موجي، وأقصر طول موجي.

الإجابة: أطول طول موجي: موجات الراديو. أقصر طول موجي: أشعة جاما.

خطوات الحل:

1. | الخاصية | موجات الراديو | أشعة جاما | |---|---|---| | الطول الموجي | الأطول | الأقصر |
2. **المبدأ:** الطيف الكهرومغناطيسي مرتب حسب الطول الموجي والتردد.
3. **الاستنتاج:** * **موجات الراديو** تتميز بأكبر طول موجي في الطيف الكهرومغناطيسي. * **أشعة جاما** تتميز بأقصر طول موجي في الطيف الكهرومغناطيسي.
4. > **ملاحظة:** الطول الموجي والتردد يتناسبان عكسياً. أي أن الموجات ذات الطول الموجي الأكبر لها تردد أقل، والعكس صحيح.
5. **الإجابة النهائية:** الموجات الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي الأكبر هي موجات الراديو، بينما الموجات ذات الطول الموجي الأقصر هي أشعة جاما.

سؤال 2: صف الفرق بين موجات الراديو، والضوء المرئي، وأشعة جاما.

الإجابة: موجات الراديو لها أطول طول موجي، والضوء المرئي له طول موجي متوسط، وأشعة جاما لها أقصر طول موجي.

خطوات الحل:

1. | الموجة | الطول الموجي | التردد | الطاقة | |---|---|---|---| | موجات الراديو | طويل | منخفض | منخفضة | | الضوء المرئي | متوسط | متوسط | متوسطة | | أشعة جاما | قصير | عالي | عالية |
2. **المبدأ:** الموجات الكهرومغناطيسية تختلف في الطول الموجي والتردد والطاقة.
3. **الوصف التفصيلي:** 1. **موجات الراديو:** تتميز بأطول طول موجي وأقل تردد وطاقة. 2. **الضوء المرئي:** يقع في منتصف الطيف، بطول موجي وتردد وطاقة متوسطة. 3. **أشعة جاما:** تتميز بأقصر طول موجي وأعلى تردد وطاقة.
4. > **تنبيه:** كلما زاد التردد، زادت طاقة الموجة الكهرومغناطيسية.
5. **الإجابة النهائية:** موجات الراديو تتميز بأطول طول موجي، والضوء المرئي بطول موجي متوسط، وأشعة جاما بأقصر طول موجي.

سؤال 3: قارن بين الخلايا العصبية والخلايا المخروطية في شبكية عين الإنسان.

الإجابة: الخلايا العصوية: حساسة للضوء الخافت، ولا تميز الألوان. الخلايا المخروطية: تميز الألوان، وتحتاج إلى ضوء ساطع.

خطوات الحل:

1. | الخاصية | الخلايا العصوية | الخلايا المخروطية | |---|---|---| | الحساسية للضوء | عالية (ضوء خافت) | منخفضة (ضوء ساطع) | | تمييز الألوان | لا تميز الألوان | تميز الألوان | | الوظيفة | الرؤية الليلية | الرؤية النهارية ورؤية الألوان |
2. **المبدأ:** شبكية العين تحتوي على نوعين من الخلايا المستقبلة للضوء: الخلايا العصوية والخلايا المخروطية.
3. **مقارنة تفصيلية:** 1. **الخلايا العصوية:** * أكثر حساسية للضوء الخافت، مما يجعلها مهمة للرؤية في الليل. * لا تستطيع تمييز الألوان، لذلك الرؤية الليلية تكون بالأبيض والأسود. 2. **الخلايا المخروطية:** * تحتاج إلى ضوء ساطع لتعمل بشكل صحيح. * تستطيع تمييز الألوان، مما يجعلها مسؤولة عن رؤية الألوان في النهار.
4. > **ملاحظة:** يوجد ثلاثة أنواع من الخلايا المخروطية، كل نوع يستجيب لطول موجي مختلف من الضوء (الأحمر والأخضر والأزرق).
5. **الإجابة النهائية:** الخلايا العصوية حساسة للضوء الخافت ولا تميز الألوان، بينما الخلايا المخروطية تميز الألوان وتحتاج إلى ضوء ساطع.

سؤال 4: وضح لماذا يكون معظم ما يصل سطح الأرض من الموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة من الشمس ضمن الأمواج تحت الحمراء وموجات الضوء المرئي؟

الإجابة: لأن الغلاف الجوي يمتص معظم الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما وأشعة X، ويسمح بمرور معظم الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي.

خطوات الحل:

1. | نوع الإشعاع | النسبة الممتصة في الغلاف الجوي | النسبة التي تصل إلى سطح الأرض | |---|---|---| | الأشعة فوق البنفسجية | عالية | منخفضة | | أشعة جاما | عالية جداً | شبه معدومة | | أشعة X | عالية | منخفضة | | الأشعة تحت الحمراء | منخفضة | عالية | | الضوء المرئي | منخفضة | عالية |
2. **المبدأ:** الغلاف الجوي للأرض يعمل كمرشح للإشعاع الكهرومغناطيسي.
3. **التفسير:** 1. **الامتصاص:** الغلاف الجوي يحتوي على طبقات تمتص أنواع معينة من الإشعاع، مثل طبقة الأوزون التي تمتص معظم الأشعة فوق البنفسجية. 2. **النفاذية:** بعض أنواع الإشعاع، مثل الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي، يمكنها المرور عبر الغلاف الجوي بسهولة أكبر. 3. **النتيجة:** لذلك، معظم الإشعاع الذي يصل إلى سطح الأرض يكون ضمن نطاق الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي.
4. > **تنبيه:** امتصاص الأشعة فوق البنفسجية مهم لحماية الكائنات الحية على سطح الأرض من آثارها الضارة.
5. **الإجابة النهائية:** السبب في أن معظم الموجات الكهرومغناطيسية التي تصل إلى سطح الأرض من الشمس هي الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي هو أن الغلاف الجوي يمتص معظم الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما وأشعة X، بينما يسمح بمرور الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي.

سؤال 5: التفكير الناقد وضح لماذا يتناقص سطوع الضوء المنبعث من مصباح كلما ابتعدت عنه؟

الإجابة: لأن الضوء ينتشر في جميع الاتجاهات، وتتوزع طاقته على مساحة أكبر كلما زادت المسافة.

خطوات الحل:

1. | المتغير | التأثير على السطوع | |---|---| | المسافة | علاقة عكسية (زيادة المسافة تقلل السطوع) | | المساحة | علاقة عكسية (زيادة المساحة تقلل السطوع) |
2. **المبدأ:** قانون التربيع العكسي للضوء.
3. **التفسير:** 1. **انتشار الضوء:** الضوء المنبعث من المصباح ينتشر في جميع الاتجاهات على شكل موجات كروية. 2. **توزيع الطاقة:** كلما زادت المسافة عن المصباح، تتوزع طاقة الضوء على مساحة أكبر. 3. **السطوع:** السطوع هو كمية الضوء التي تصل إلى وحدة المساحة. بما أن الطاقة تتوزع على مساحة أكبر مع زيادة المسافة، فإن السطوع يتناقص.
4. $I = \frac{P}{4\pi r^2}$ حيث: * $I$ هو السطوع * $P$ هي القدرة الكلية للمصدر الضوئي * $r$ هي المسافة من المصدر الضوئي
5. > **ملاحظة:** السطوع يتناسب عكسياً مع مربع المسافة.
6. **الإجابة النهائية:** يتناقص سطوع الضوء المنبعث من مصباح كلما ابتعدنا عنه لأن الضوء ينتشر في جميع الاتجاهات، وبالتالي تتوزع طاقته على مساحة أكبر كلما زادت المسافة، مما يقلل من كمية الضوء التي تصل إلى وحدة المساحة.

سؤال 6: ربط المفاهيم صمم خريطة مفاهيم تبين تسلسل الخطوات التي تحدث عندما تشاهد جسماً أزرق اللون.

الإجابة: يمتص الجسم الأزرق جميع الألوان ما عدا الأزرق الذي يعكسه. ينعكس الضوء الأزرق عن الجسم ويدخل العين. تستقبل الخلايا المخروطية الزرقاء الضوء الأزرق وترسل إشارات إلى الدماغ.

خطوات الحل:

1. **خريطة المفاهيم (تسلسل الخطوات):** 1. **إضاءة الجسم:** يسقط الضوء الأبيض (الذي يحتوي على جميع الألوان) على الجسم الأزرق. 2. **الامتصاص والانعكاس:** يمتص الجسم الأزرق معظم ألوان الضوء الأبيض ويعكس اللون الأزرق فقط. 3. **دخول الضوء إلى العين:** ينتقل الضوء الأزرق المنعكس من الجسم إلى عين المشاهد. 4. **استقبال الضوء في الشبكية:** يدخل الضوء الأزرق إلى العين ويصل إلى شبكية العين. 5. **تحفيز الخلايا المخروطية:** يتم تحفيز الخلايا المخروطية الحساسة للون الأزرق في شبكية العين. 6. **إرسال الإشارات العصبية:** ترسل الخلايا المخروطية إشارات عصبية إلى الدماغ عبر العصب البصري. 7. **معالجة الإشارات في الدماغ:** يقوم الدماغ بمعالجة الإشارات العصبية وتفسيرها على أنها اللون الأزرق. 8. **الإدراك البصري:** يدرك المشاهد أن الجسم الذي ينظر إليه هو جسم أزرق اللون.
2. **المبادئ الأساسية:** * **امتصاص وانعكاس الضوء:** الأجسام الملونة تمتص بعض ألوان الضوء وتعكس ألوانًا أخرى. * **الخلايا المخروطية:** خلايا حساسة للألوان في شبكية العين. * **الإدراك البصري:** عملية معالجة الإشارات الضوئية في الدماغ لتكوين صورة.
3. > **ملاحظة:** إذا كان الجسم يمتص جميع الألوان ولا يعكس أي لون، فإنه يظهر باللون الأسود. وإذا كان يعكس جميع الألوان، فإنه يظهر باللون الأبيض.
4. **الإجابة النهائية:** عندما نشاهد جسماً أزرق اللون، فإن الجسم يمتص جميع ألوان الضوء ما عدا اللون الأزرق الذي يعكسه. ثم يدخل الضوء الأزرق المنعكس إلى العين ويحفز الخلايا المخروطية الزرقاء في شبكية العين، والتي بدورها ترسل إشارات إلى الدماغ ليتم تفسيرها على أنها اللون الأزرق.

سؤال 7: تفسير السبب والنتيجة لماذا ينتقل الضوء في الفراغ بسرعة أكبر من سرعته في الأجسام؟

الإجابة: لأن الضوء لا يتفاعل مع أي جسيمات في الفراغ، بينما يتفاعل مع جسيمات المادة في الأجسام، مما يبطئ من سرعته.

خطوات الحل:

1. | الوسط | التفاعل مع الضوء | سرعة الضوء | |---|---|---| | الفراغ | لا يوجد تفاعل | الأسرع (c ≈ 3 × 10^8 م/ث) | | الأجسام (المادة) | يوجد تفاعل | أبطأ من الفراغ |
2. **المبدأ:** سرعة الضوء تعتمد على الوسط الذي ينتقل فيه.
3. **التفسير:** 1. **الفراغ:** في الفراغ، لا يوجد أي جسيمات أو ذرات تتفاعل مع الضوء. لذلك، ينتقل الضوء بسرعة قصوى وثابتة، تُعرف بسرعة الضوء في الفراغ ($c$). 2. **الأجسام (المادة):** عندما ينتقل الضوء عبر مادة، فإنه يتفاعل مع الذرات والجزيئات الموجودة في تلك المادة. هذا التفاعل يتسبب في: * **الامتصاص وإعادة الإرسال:** تمتص الذرات الضوء ثم تعيد إرساله، مما يؤدي إلى تأخير في حركة الضوء. * **التشتت:** يتشتت الضوء بسبب التفاعل مع الجسيمات، مما يغير اتجاهه ويقلل من سرعته. 3. **النتيجة:** بسبب هذه التفاعلات، تكون سرعة الضوء في الأجسام أبطأ من سرعته في الفراغ.
4. > **ملاحظة:** معامل الانكسار للمادة يعبر عن نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعته في المادة. كلما زاد معامل الانكسار، قلت سرعة الضوء في المادة.
5. **الإجابة النهائية:** ينتقل الضوء في الفراغ بسرعة أكبر من سرعته في الأجسام لأن الضوء لا يتفاعل مع أي جسيمات في الفراغ، بينما يتفاعل مع جسيمات المادة في الأجسام، مما يؤدي إلى امتصاص وإعادة إرسال وتشتت الضوء، وبالتالي إبطاء سرعته.

قارن بين الخلايا العصوية والخلايا المخروطية في شبكية عين الإنسان من حيث الوظيفة والحساسية للضوء.

• أ) العصوية تميز الألوان وتحتاج لضوء ساطع، المخروطية حساسة للضوء الخافت ولا تميز الألوان.
• ب) العصوية حساسة للضوء الخافت ولا تميز الألوان، المخروطية تميز الألوان وتحتاج إلى ضوء ساطع.
• ج) كلاهما يميز الألوان لكن العصوية تحتاج لضوء أقل.
• د) كلاهما حساس للضوء الخافت، لكن المخروطية وحدها تميز الألوان.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: العصوية حساسة للضوء الخافت ولا تميز الألوان، المخروطية تميز الألوان وتحتاج إلى ضوء ساطع.

الشرح: 1. الخلايا العصوية: مسؤولة عن الرؤية في ظروف الإضاءة المنخفضة (الضوء الخافت)، ولا تستطيع تمييز الألوان. 2. الخلايا المخروطية: مسؤولة عن تمييز الألوان وتتطلب ضوءًا ساطعًا لتعمل بكفاءة.

تلميح: تذكر دور كل خلية في الرؤية الليلية والنهارية.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

ما الذي يحدد اللون الذي نرى به جسماً ما؟

• أ) لون الجسم هو اللون الذي يمتصه بالكامل ولا يعكسه.
• ب) لون الجسم هو لون الضوء الذي ينبعث منه أو ينعكس عنه.
• ج) لون الجسم يتحدد بناءً على درجة حرارته الداخلية فقط.
• د) لون الجسم يتحدد فقط بحجمه وشكله الهندسي.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لون الجسم هو لون الضوء الذي ينبعث منه أو ينعكس عنه.

الشرح: عندما يسقط الضوء الأبيض على جسم، فإن الجسم يمتص بعض الألوان ويعكس الألوان الأخرى. اللون الذي نراه هو اللون الذي يعكسه الجسم ويدخل إلى أعيننا.

تلميح: فكر كيف تتفاعل الأجسام مع الضوء الساقط عليها.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

أي الموجات الكهرومغناطيسية لها أكبر طول موجي، وأيها له أقصر طول موجي؟

• أ) أكبر طول موجي: الأشعة السينية. أقصر طول موجي: موجات الراديو.
• ب) أكبر طول موجي: موجات الراديو. أقصر طول موجي: الضوء المرئي.
• ج) أكبر طول موجي: موجات الراديو. أقصر طول موجي: أشعة جاما.
• د) أكبر طول موجي: أشعة جاما. أقصر طول موجي: الأشعة تحت الحمراء.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: أكبر طول موجي: موجات الراديو. أقصر طول موجي: أشعة جاما.

الشرح: 1. موجات الراديو: تقع في الطرف الذي يمتلك أكبر طول موجي في الطيف الكهرومغناطيسي. 2. أشعة جاما: تقع في الطرف الذي يمتلك أقصر طول موجي في الطيف الكهرومغناطيسي.

تلميح: تذكر ترتيب الطيف الكهرومغناطيسي من الأطول إلى الأقصر موجة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما التسلسل الصحيح للخطوات التي تحدث عندما تشاهد جسماً أزرق اللون؟

• أ) الجسم الأزرق يمتص الضوء الأزرق ويعكس باقي الألوان، ثم تصل للدماغ.
• ب) الضوء الأبيض يصل للعين أولاً، ثم يتم تحليله ليظهر الجسم أزرق.
• ج) الجسم الأزرق يعكس الضوء الأزرق ويمتص باقي الألوان، يدخل الضوء الأزرق العين، تستقبل الخلايا المخروطية الزرقاء الضوء وترسل إشارات للدماغ.
• د) الدماغ يحدد لون الجسم أزرق قبل أن يصل الضوء إليه.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: الجسم الأزرق يعكس الضوء الأزرق ويمتص باقي الألوان، يدخل الضوء الأزرق العين، تستقبل الخلايا المخروطية الزرقاء الضوء وترسل إشارات للدماغ.

الشرح: 1. يسقط الضوء الأبيض على الجسم الأزرق. 2. يمتص الجسم جميع الألوان ما عدا الأزرق الذي يعكسه. 3. يدخل الضوء الأزرق المنعكس إلى العين. 4. تستقبل الخلايا المخروطية الزرقاء الضوء في شبكية العين. 5. ترسل إشارات عصبية إلى الدماغ ليتم تفسيرها على أنها اللون الأزرق.

تلميح: تذكر تفاعل الضوء مع الجسم الملون، ثم مساره إلى العين والدماغ.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: صعب

لماذا ينتقل الضوء في الفراغ بسرعة أكبر من سرعته في الأجسام (المادة)؟

• أ) لأن الأجسام تزيد من طاقة الضوء، مما يجعله أبطأ.
• ب) لأن الفراغ يحتوي على جسيمات أقل كثافة تبطئ الضوء.
• ج) لأن الضوء يتفاعل مع جسيمات المادة في الأجسام، بينما لا يتفاعل في الفراغ، مما يؤدي لإبطائه.
• د) لأن الضوء يتغير لونه عند المرور عبر الأجسام، وهذا يقلل سرعته.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لأن الضوء يتفاعل مع جسيمات المادة في الأجسام، بينما لا يتفاعل في الفراغ، مما يؤدي لإبطائه.

الشرح: 1. في الفراغ: لا توجد جسيمات ليتفاعل معها الضوء، لذلك ينتقل بأقصى سرعة. 2. في الأجسام: يتفاعل الضوء مع ذرات وجزيئات المادة (يمتص ويعاد إرساله، ويتشتت)، مما يؤدي إلى إبطاء سرعته الكلية.

تلميح: فكر في وجود أو عدم وجود جسيمات ليتفاعل معها الضوء.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب