إلى جميع الطلاب الأعزاء ممن لم يتوصلوا بعد لأي مشروع علمي يساعدهم في إكمال أدوات التقويم الخاصّة بنظام الثانويّة العامّة الجديد
إليكم مشروع بسيط ورائع مع التوفيق
الضوء والبصريات
Light and Optics
بناء كشاف طيف بسيط "مطياف"
Spectroscope
مقدمة :
المطياف جهاز بسيط يعمل على تحليل الضوء إلى الألوان المكون منها . العناصر المختلفة تنتج ألوانا مختلفة عندما تتوهج . نحن يمكن أن نجعل الأجسام والغازات تتوهج بتسخينها على لهب أو بتمرير كهرباء خلالها . المطياف ينشر الألوان ويعكسها إلى أعيننا , ونحن يمكن أن نميز العناصر بالخطوط اللامعة التي نراها في كشاف الطيف .
الصورة في الأعلى أنتجت بواسطة مشروعنا الذي نحن بصدد إنجازه والذي سنصنع من خلاله مطياف ضوئي .
يمكنك أن تشاهد خط أخضر ناصع , وخط أزرق أرجواني ناصع وخط برتقالي أضعف . هذه الخطوط تخبرنا أن عنصر الزئبق يمكن أن ينتج مثل هذه الألوان . يأتي الضوء من مصباح الفلورسنت الذي يعمل على تسخين الزئبق حتى يتوهج . الضوء الأزرق الأرجواني من الزئبق ( وبعض الاشعاع فوق البنفسجي المخفي ) بعدها يحدث التوهج الفسفوري وينتج الضوء الأبيض داخل زجاجة الفلورسنت المتوهجة .
كيف نصنع المطياف ؟
تحتاج إلى الأدوات التالية الموضحة في الصورة أعلاه :
1- أي قرص مدمج CD أو DVD يمكنك أن تضحي به , نحن لن نتلفه , ولكن لكي تستعيده يجب عليك تحطيم المشروع ….
2- أي صندوق كرتوني , وحبذا لوكان مكعب , ضلعه 8 إنش , ولكن إن لم يتوفر عندئذ أي صندوق يستوعب CD سيكون جيدا .
3- نصل شفرة حادة عدد 2 .
4- أنبوب كرتوني صغير كالذي يلف عليه ورق الألمنيوم المستخدم في تغليف الطعام .
5- أجزاء من شريط ورق السلوفان .
6- أجزاء من شريط الألمنيوم اللماع اللاصق .
كشاف طيفنا له ثلاثة أجزاء رئيسية هي :
• الشق : الذي يقوم بدوره النصلين الحادين .
• محزوز الحيود : الذي يؤدي فعله القرص المدمج CD حيث أنه في كل 1 ملليميتر طولا يوجد 625 حزّا ( مسارا ) على سطح القرص المدمج .
• الناظور : يقوم بدوره الأنبوبة الكرتونية .
للتأكد من الأجزاء الثلاثة متراصة بشكل صحيح في أماكنها وتعمل كنظام , سوف نستخدم ال CD كأداة قياس بحيث نعلّم بقع على الكرتون توضّح أماكن الشق والمنظار كما تشاهدون في الشكل أعلاه . ضع القرص المدمج عند قمة الصندوق حوالي نصف إنش من الحافة اليسرى وقريبة من قاع الصندوق , كالمعروض في الصورة , استعمل قلم لترسم دائرة داخل الفراغ في وسط القرص , هذه الدائرة ترينا موقع المنظار.
الآن ضع الأنبوب بحيث تركز مركزه على مركز الدائرة الصغيرة التي سبق أن رسمتها , وثبّت ثم ارسم دائرة أكبر مستخدما قاعدة الأنبوب .
الآن أزح الأنبوب باتجاه اليمين جانبيا حتى يلامس طرفه الدائرة الصغير كما في الشكل , ثم ارسم دائرة كبيرة أخرى (عموما أيّة إزاحة زائدة عن الحاجة سيكفل بإصلاحها شريط الألمنيوم اللاصق ).
الآن باستخدام المشرط قص على الشكل الخارجي للدائرتين وبشكل اهليلجي يسمح بدخول الأنبوب بشكل زاوية .
الخطوة التالية هي لعمل الشق . أدر الصندوق ربع دورة ليكون مدخل الأنبوب قد أصبح على اليمين الآن . استعمل القرص المدمج ثانية لترسم دائرة في الجهة اليسرى السفلية من وجه الصندوق والتي ستكون مكانا للشق .
من مركز تلك الدائرة ارسم مستطيلا أبعاده 2 إنش في نصف إنش , ثم قص الكرتون بشكل المستطيل .
بحذر ارفع النصلين ثم ثبتهما على المستطيل بحيث تجعل حافتيهما الحادتين تتلامسان .
الخطوة التالية : ضع الصندوق مفتوحا للأعلى ومن جهتك يكون الوجه الذي يحتوي على الشق , كما ترى في الشكل أدناه , الصق القرص المدمج من الداخل على الوجه المقابل للوجه الذي يحتوي الشق , بحيث يكون الوجه اللامع للقرص باتجاهك , الصورة تظهر ذلك جيدا , لاحظ أن المسافة التي يبعدها القرص يسارا تناسب المسافة التي وضع الشق عندها .
والآن أغلق الصندوق باستعمال ورق الألمنيوم العاكس بحيث تحجب أي شعاع ضوئي وتمنعه من الدخول إلى الصندوق باستثناء الأماكن التي عملناها ( الشق , المنظار ) و كما تشاهد في الصورة أدناه .
إن الخطوة الأخيرة هي أن تستعمل شريط الألمنيوم لتثبيت الأنبوب بشكل مائل , لكن قبل أن تثبت نهائيا تأكد أن الزاوية التي اخترتها هي الأفضل وذلك بتعريض الشق لضوء الشمس مثلا وتأكد بالنظر خلال الأنبوب أن جميع الألوان ظاهرة من الأحمر إلى البنفسجي .
هو ذا , نحن مستعدون لتجريب كشّاف الطيف .
وجّه الشق نحو مصدرصناعي للضوء كمصباح مثلا وانظر من خلال المنظار سوف ترى الطيف بشكل خطوط بسيطة غير لامعة , هذا بسبب أن الطيف هنا نتج عن تسخين جسم صلب ( التنجستن ) .
الغازات الحارة تنتج أيضا طيفا ملونا يساعدنا المطياف على رؤيته . الصورة التالية توضّح طيف غاز النيون الذي يقع في غالبه في الجزء الأحمر والبرتقالي .
الضوء يتكون من موجات , وكل طول موجي يمثّل لون مختلف . إن الثنائي الوصلة الضوئي (الديودLED ) الأحمر ينتج طيفا مستمرا بلا خطوط لأنه ليس ناتج عن توهج غاز , كما ترى في الأسفل .
بينما الطيف الناتج عن ثنائي الوصلة الليزري يكون أضيق لأن الأشعة الليزرية تكون مترابطة كما في الأسفل .
جميع الصور فوق عملت بواسطة القرص المدمج CD , لكن ماذا يحدث لو استخدمنا DVD , الواقع بما أن الحزوز في DVD أكثر قربا ستظهر لنا الأطياف بانتشار أوسع وأوضح كما في الصورة الرائعة التالية :
والآن بعد أن استمتعتم بالمشروع , هل تستطيعون صنع كشّاف للطيف بواسطة امتصاص الضوء وليس انعكاسه ؟ هذه المناظر الرائعة التي سوف تشاهدها
إلى اللقاء في مشروع قادم
المادة العلمية من إعداد وتنسيق وترجمة الأستاذ :
عبد الحافظ محمد الحوارات
المرجع : Simon Quellen,Gonzo Gizmos: Projects & Devices to Channel Your Inner Geek (Paperback),2003
انا ابى اعرف انتي في اي مرحلة عشان اعطيج المشروع لاني اعرف مشروع لعاشر و ما عرف مشروع لحادي عشر لاني بروحي ادور على مشروع فيزيا للحادي عشر
انقذوني………….. انا بعد اباه
انا ابغي مشرووووووووع غير ها مال الحشرااااات دخيلكم ساعدوووووووني للصف الحادي عشر الادبي
.gif "sez57")
يا سلام سلم يعني الي يريد يسوي مشروع من يده موب مكتبة و معرف شوه فيه طرق في قمة السهوووووووووووووووووووووووووووولة و بعد شو على فيديو .gif "sez24")
يو ربي في احلا من كذا !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!.gif "sez42"){kind=icon}
