إظهار الرسائل ذات التسميات علوم. إظهار كافة الرسائل
إظهار الرسائل ذات التسميات علوم. إظهار كافة الرسائل
le son الصوت
نحن نعيش في عالم يزخر بالصوت . فمستويات الضجيج مثلا على مقربة من مدرج مطار ناشط تبلغ حدا يلحق باذنيك ضررا بالغا .حتى في اشد اللحظات هدوءا تظل بعض الاصوات تصل الى آذاننا من حفيف اوراق الشجر الى حشرجة الزفير والشهيق في عملية التنفس .
لقد عرف الناس بالحدس منذ ايام الاغريق , قبل حوالي 2500 سنة , ان الصوت ناجم عن ذبذبات في الهواء . وكان ارسطو (374 _ 322 ق.م ) , الفيلسوف اليوناني الشهير , يعتقد ان الضوء والصوت ينتقلان عبر الهواء في تموجات كامواج البحر . واستنتج تبعا لذلك انه لا الضوء ولا الصوت يمكن ان ينتقلا عبر الفراغ حيث لا هواء لينقلهما . وقد انقضى قرابة الفي عام قبل ان يتمكن احد من تخليق فراغ لتبيين ما اذا كان ارسطو مصيبا او مخطئا . وكان ارسطو على قناعة ان تخليق الفراغ امر يستحيل تحقيقه . لكن العلماء , اوائل القرن السابع عشر , اخدوا يحاولون تفريغ الهواء من النواقيس الزجاجية لاختبار ما اذا كان يسمع رنين جرس بداخلها ام لا . ورغم نجاحهم الجزئي في ذلك فانهم لم يتمكنوا من تفريغ الهواء تماما من تلك النواقيس.
_ الجرس الصامت :
في الاربعينيات من القرن السابع عشر , نجح ايفانجليستا توريشيلي (1608 - 1647 ) في تخليق فراغ , وتبين له على الفور ان ارسطو كان على خطأ فيما يختص بانتقال الضوء . فالضوء انتقل عبر الفراغ دونما اعاقة مطلقا . نعم لقد كان ارسطو مخطئا فيما يختص بانتقال الضوء , لكنه كان مصيبا فيما يختص بانتقال الصوت ففي عام 1654 , اخترع اوتو فون جيريك (1602 _ 1686 ) , عمدة بلدية مجديبرغ في المانيا , مفرغة هواء , واجرى بنجاح اختبار الجرس داخل الناقوس الزجاجي المفرغ من الهواء .ولا بد ان جيريك دهش وهو يرى الجرس يدق بصمت في فراغ الناقوس . وقد اكد روبرت بويل (1627 _ 1691 ) , العالم الارلندي الشهير , لاحقا ما توصل اليه جيريك , باجراء تجربته الشهيرة , في هذا المجال . فقد استخدم نموذجا محسنا من مفرغة جيريك , صنعه له الفزيائي المبدع روبرت هوك (1635 _ 1703) . افرغ بويل الهواء ببطء من كرة زجاجية بداخلها ساعة عالية التك . كان بويل يصغي الى تكات الساعة بينما هو يفرغ الهواء , وكان الصوت يخفت باطراد . وسرعان ما صار يرى عقارب الساعة تدور داخل الكرة الزجاجية دون سماع صوت التكات مطلقا . لكنه عند عودة الهواء مجددا الى الكرة راح يسمع صوت تكات الساعة من جديد . وهكذا تبين بوضوح ان الصوت لا ينتقل في الفراغ , بل يحتاج الى وسيط كالهواء ينتقل عبره . ورغم ان معظم الاصوات تصلنا عبر الهواء , فان الجوامد والسوائل افضل ناقلية له من الهواء . لقد تبين بتجربة بويل ان الصوت تحمله المواد التي ينتقل عبرها .
parties de maïs أجزاء الذرة
في مركز كل ذرة هناك نواة صغيرة كثيفة جداً تحوي نوعين من الجسيمات : الپروتونات الموجبة الشحنة الكهربائية والنيوترونات المتعادلة الشحنة . ولكل ذرة من العناصر الكيماوية عدد معين من البروتونات هو «العدد الذري للعنصر».
ويدور حول النواة جسيمات أصغر كثيرا وهي الالكترونات السالبة الشحنة في مدارات كما الكواكب حول الشمس . غير أن الالكترونات ليست اجساما جامدة كالكواكب ، بل هي حزم من الطاقة تسير بسرعة الضوء . والذرة متعادلة الشحنة لأن عدد الالكترونات فيها يساوي عدد الپروتونات . وتعمل قوة التجاذب الكهربائي بين شحنة الالكترونات السالبة وشحنة الپروتونات الموجبة الشحنة على شد أجزاء الذرة إلى بعض وتماسكها.
_ الالكترونات : تدور الالكترونات حول النواة في طبقات أو غلافات مختلفة وغالبا ازواجا : زوج يدور باتجاه عقارب الساعة وآخر ضد اتجاه عقارب الساعة . وباستطاعة الالكترونات أن تتخد اي مدار في غلافها، واحيانا تقفز من غلاف إلى آخر . فعندما تقفز إلى الداخل (أي باتجاه النواة) تبتعث طاقة ، لكن لا بد من توافر الطاقة لها لتقفز إلى غلاف أبعد .
الصوت فوق السمعي
_ الصوت فوق السمعي : خلال القرن العشرين اكتشف العلماء مدى شاسعا من الأصوات لا يستطيع الإنسان سماعه حتى ولو تميز بحاسة سمع مثالية . فهناك أصوات عالية الطبقة جدا لا تستطيع أرهق الآذان حدة سماعها تدعى «فوق السمعية» ، كما إن هنالك أصواتا خفيضة الطبقة جدا أخفت من أن يسمعها أحد تدعى «دون السمعية» . وإذا كنا، نحن البشر ، لا نسمع هذه الأصوات ، فإن أنواعا من المخلوقات الأخرى تستطيع سماعها واصدارها على السواء . فالخفافيش والدلافين مثلاً ، تستطيع سماع أصوات فوق سمعية ترددها أكثر من ستة أضعاف أعلى تردد تستطيع أذن الإنسان سماعه . فالحد الأقصى للتردد الذي يسمعه الإنسان هو حوالي 20000 هرتز (ذبذبة في الثانية) ، لكن باستطاعة الخفافيش والدلافين اصدار وسماع أصوات صريرية يزيد ترددها على 120000 هرتز . ومن مميزات الصوت فوق السمعي أنه لا ينتشر متباعدا بقدر انتشار الصوت العادي ؛ لذا يمكن توجيهه تقريبا كما توجه حزمة من الضوء . وهذا ما يجعل الصوت فوق السمعي عظيم القيمة للخفافيش التي به «ترى » الاشياء في الظلمة الحالكة ، وللدلافين التي تجد به طريقها تحت الماء . فالخفاش الطائر في الظلام يصدر باستمرار أصواتا صريرية متوالية تتلقى اذناه المرهفتا السمع صدى امواجها المرتد عن الأجسام المختلفة في مساره . ومن مقدار الزمن اللازم لعودة الصدى ومن اتجاهه ، يستطيع الخفاش تحديد مسار طيرانه بدقة عبر المغاور المظلمة. وتعمل أجهزة السونار في السفن والغواصات باستخدام الأصداء فوق السمعية بالطريقة نفسها كما الخفافيش . وتتزايد حاليا الاستخدامات المتنوعة للاصداء فوق السمعية . ففي مجالات الصناعة مثلاً يمكن بها اكتشاف الخلل الخفي داخل الفلزات الصلبة . فالخلل يعكس صدمة التموجات فوق السمعية كما يعكسها جسم تحت الماء. وتستطيع أجهزة الالتقاط فوق السمعية مثلاً الكشف عن الشقوق الشعرية في المفاعلات النووية التي قد تسبب كوارث مأساوية في حال عدم اكتشافها. وفي مجالات الطب تيسر الأصداء فوق السمعية تصوير نمو الجنين وتطوره . وهي لا تأثيراً ضارا لها ، بخلاف الأشعة السينية. تستخدم في أجهزة تحديد المواقع بالاصداء فوق السمعية قدرة خفيضة عادة . إلا أن "المدفعات" فوق السمعية التي تعمل بطاقة عالية جداً يمكنها أن تحطم العوارض الفولاذية . ويستخدم الأطباء اليوم مدفعات فوق سمعية خاصة لتفتيت حصى الكلى دون جراحة . وذلك بأن تطلق المدفعة دفقة فوق سمعية قصيرة تسدد إلى موقع الحصى في الكلوة . ولأن أنسجة الكلوة السليمة الطرية تتجاوب تضاغطا وتخلخلا مع كل موجة صوتية فإنها لا تتأثر لقصف الموجات فوق السمعية ، بينما الحصى الجاسئة داخل الكلوة لا تقبل التضاغط فتزلزلها ذبذبات الصوت العالية التردد وتحطمها .
طبقة الأوزون
_ طبقة الأوزون : هناك مصدر قلق آخر حول مستقبل جو الأرض وهو استنفاد طبقة الأوزون في أعالي الجو . فالاوزون هو في الواقع نظير للأكسجين ، وهو غاز ازرق باهت يتواجد طبيعياً في أعالي الجو بكميات ضئيلة . وهذه الكميات على ضآلتها تقينا إشعاعات الشمس فوق البنفسجية الضارة ، التي قد تسبب سرطان الجلد وتوقف نمو النباتات. والعلماء قلقون منذ بعض الوقت حول ترقق طبقة الأوزون في الجو. وفي أواسط الثمانينات من هذا القرن أظهرت الصور المبتعثة من السواتل الفضائية ثقبا كبيراً في طبقة الأوزون، الذي يظهر فوق القطب الجنوبي للأرض كل ربيع من فصول السنة. وتعتبر الغازات الكربونية المهلجنة (بالكلور والفلور) المستخدمة في وسائل التبريد وفي المرشات الرذية لتنضيف الدارات الإلكترونية المتسبب الرئيسي في إتلاف طبقة الأوزون.فالكربونيات المهلجنة لا تتفكك كيماويا بسهولة ؛ لكنها في أعالي الجو ، وبفعل نور الشمس تنحل مطلقة الكلور الذي يتحد بذرات الأكسجين في الأوزون فيتلفه. وهكذا فإن ضرر هذه الظاهرة يتفاقم في فصل الربيع.
دورة الماء في الكون
مهما يستهلك من الماء في العالم ، فإن مجمل كمياته فيه لا تتغير ابدا . ذلك لأن جل كميات الماء في عالمنا هي في الواقع إما متواجدة في البحار والمحيطات، أو محتبسة في جليد القطبين ، أو مستغرقة في دورة مستمرة في الكون ، تدعى « الدورة الهيدرولوجية» ، التي يتداور الماء فيها بين البحر والجو دوماً وأبدا . ونحن نحصل على معظم مياهنا من تفرعات هذه الدورة. كذلك فإن المياه المنصرفة من المنازل أو المجارير ينتهي بها المطاف إلى الأنهار والبحار ، ثم تتبخر بحرارة الشمس إلى طبقة الغلاف الجوي السفلي بخارا غير منظور يرتفع بعضه مع تيارات الهواء الصاعدة ، فيبرد ويتكثف مكونا سحبا من قطرات الماء أو الجليد. وحين تكبر هذه القطرات بالقدر الكافي تتساقط عائدة إلى سطح الأرض مطرا أو ثلجا ، فينساب بعضه إلى البحر ، ويحتبس بعضه الآخر في خزانات وصهاريج لتموين المنازل بالمياه.
وهكذا تعود الدورة دواليك .
_ موارد المياه : تحتاج المدن الكبرى إلى كميات هائلة من المياه . فمدينة نيويورك مثلا ، تستهلك حوالي 7 ملايين متر مكعب من المياه يوميا _ أي ، إذا أردنا تعبئة خزانات مدينة نيويورك البالغة 21 خزانا ضخماً ، فقد يستغرق ذلك مدة 17 يوماً ، إذا استخدمنا كامل طاقة شلالات نياغارا ، بمعدل يفوق مليون لتر في الثانية .وتستمد عبر شبكة شاسعة من الأنابيب إلى حنفيات المنازل . ويتوجب تنقية المياه تماماً قبل الاستعمال مهما كان مصدرها . لذا جرت العادة أن تضخ المياه أولا إلى خزانات خاصة حيث تترسب الشوائب الصلبة العالقة ، ثم تنتقل عبر بوابات تحكم في أعلى الخزانات إلى منشآت خاصة بالمعالجة حيث تصفى لإزالة الطحالب ، وتنض عبر طبقات من الحصى والرمل لترشيح الشوائب الدقيقة . وبعد معالجتها لاحقاً بالكلور لإبادة الجراثيم ، تضخ المياه في مواسير الإمداد الرئيسية أو إلى خزانات التخزين المؤقت .
إختبار مچديبرغ ، الضغط الجوي
_ إختبار مچديبرغ : في عام 1664 ، استنبط عمدة مچديبرغ في ألمانيا ، أوتو ڤون چيريك ، اختبارا لتبيان قوة ضغط الهواء . فاستخدم نصفي كرة معدنيين متضامين بشفة حتارية سدودة للهواء ليشكلا كرة جوفاء . وعندما فرغت الكرة من الهواء بواسطة مضخة تفريغ ، لزم 16 حصاناً (ثمانية في كل اتجاه) لفصل نصفي الكرة . وجرى الاختبار بحضور الامبراطور فرديناند الثالث.
_ الضغط الجوي : عندما تغوص تحت الماء تحس بضغط الماء على جسدك (بخاصة على أذنيك) كلما يعمق خوصك . كذلك للهواء ضغطه أيضا ، رغم أنك لا تحس به . والواقع أن الضغط الجوي على مستوى سطح البحر هائل جدا ، وكان يسحقك لولا وجود موائع (سوائل وغازات) داخل جسدك تؤثر بضغط مساو معاكس . كان العلماء فيما مضى يعللون الضغط الجوي بأنه القوة التي يضغط بها وزن مئات الكيلومترات من الهواء على سطح الأرض . والحقيقة أن الهواء يضغط في جميع الاتجاهات _ صعودا ونزولا وجانبيا _ نتيجة للقصف المستمر من جزيئاته المتحركة. ويتناقص الضغط الجوي بالارتفاع باطراد سوي حتى إن مقاييس الارتفاع في الطائرات تعمل فقط بقياس الضغط الجوي. والطائرات النفاثة تجهز بمقصورات مكيفة الضغط لأن انخفاض الضغط على الارتفاعات العالية يجعل التنفس مستحيلاً _ وذلك لأن الضغط الاعلى داخل الجسد (حوالى الرئتين بخاصة ) يحول دون استنشاق الهواء .
البطارية الأولى و صمجة اديسون (البصيلة الكهربائية)
_ البطارية الأولى : لقد تم اكتشاف التيار الكهربائي بطريقة شبه عرضية . وكان العلماء حوالي العام 1780 قد تمكنوا من إنتاج شحنات كهربائية ساكنة بالدلك ، كما استطاع لويجي غلڤاني جعل رجلي ضفدعة ميتة تختلجان بشحنة كهربائية ساكنة ، ثم تم له ذلك يوماً بدون شحنة . وقد علل الكسندرو ڤولتا ذلك بتفاعل المشابك النحاسية في رجلي الضفدعة ، كيماويا مع حديد الحامل مولدة تيارا كهربائيا.
_ صمجة اديسون (البصيلة الكهربائية) : اختراع توماس اديسون للصمجة الكهربائية عام 1879 فكرة بسيطة غيرت نوعية الحياة اليومية . وفكرة الاختراع تعتمد على المقاومة الكهربائية كما هي الحال في معظم الصمجات المستخدمة اليوم . لقد وضع اديسون خيطا قطنيا مكربنا في بصيلة زجاجية ثم افرغها من الهواء وسدها بإحكام . وكان الخيط (الفتيلة ) دقيقاً جدا بحيث إن التيار الكهربائي مر عبره بصعوبة فائقة _ مما احماه إلى درجة التوهج والإنارة .
كان اديسون أحد أنجح المخترعين في العالم فبالإضافة إلى صمجة الإضاءة اخترع الغراموفون ، كما كان رائداً في حقل التلفون . وبالرغم من الثراء الذي حققه باختراعاته ، فقد ظل اهتمامه منصباً على عمله ، فكان كثيرا ما يمضي الليالي بطولها منكبا على اختراعاته.
