المحتوى
الفيزياء هي علم مهم لأنه يفسر العالم الذي نعيش فيه ويوفر أسسًا لعلوم أخرى ، مثل الكيمياء والأرصاد الجوية. تدرس الفيزياء المفاهيم الأساسية للمادة والطاقة والفضاء والوقت والتفاعلات بين هذه الخصائص. يمكن لطلاب المدارس الثانوية الذين يبحثون عن تجارب فيزياء بسيطة استخدام مفاهيم الضوء والكهرباء الساكنة والديناميكا الحرارية.
الفيزياء هي علم مهم (صورة العلم بواسطة JMDZ من Fotolia.com)
ضوء
الجميع يتساءل لماذا السماء زرقاء إذا كان غروب الشمس أحمر؟ استخدم مصباحًا ضوئيًا وحاوية مستطيلة واضحة وكوبًا من الحليب وقليلًا من الماء لمعرفة السبب. املأ ثلاثة الكوارتات من الحاوية بالماء ووضع الفانوس المرفقة على جانبها. راقب الضوء من الجانب الآخر من الحاوية ، ويمكن رؤية بعض جزيئات الغبار ذات المسحوق الأبيض من حيث يمر الضوء. الآن ، ضع ربع الحليب في الماء. مراقبة الضوء على الجانب الآخر من الحاوية. من ناحية ، يبدو أن الضوء أزرق ، لكن من الناحية الأخرى يبدو أصفر. لاحظ عرض شعاع الضوء.كرر العملية حتى تضيف كل الحليب وستلاحظ أنه بعد كل إضافة ، يصبح اللون الأزرق الداكن والأصفر يتحول إلى اللون البرتقالي. لاحظ أيضًا أن عرض الحزمة يزداد. لماذا ، وفقًا للزاوية ، يبدو أن للضوء لونين مختلفين؟ ينتقل الضوء في خط مستقيم ، ما لم يصادف الجسيمات التي تفتيت الحزمة. كلما زاد عدد اللبن الذي يحتوي على جزيئات من الدهون والبروتين ، أضفت إلى الماء ، كلما كان الضوء مجزأًا ، فإن اللون الأزرق ضل ، بينما يستمر اللونان الأحمر والبرتقالي بطريقة أكثر خطية. نظرًا لمصدر ضوء غروب الشمس ، يتعين على الشعاع أن يسافر أكثر ، ليجد المزيد من الجسيمات أثناء عبوره الغلاف الجوي.
تنجم ألوان غروب الشمس عن انحناء الضوء (غروب الشمس على شاطئ الغروب الصورة بواسطة louloua asgaraly من Fotolia.com)
الكهرباء الساكنة
الكهرباء الساكنة يمكن أن تخيف الشخص المطمئن ، وكذلك الأجسام المتحركة. استخدم مشطًا من النايلون وصنبورًا لمراقبة الكهرباء الساكنة عن طريق طي الماء. افتح الصنبور بحيث يكون قطر تدفق المياه يزيد قليلاً عن 1 مم. الخيط مشط في شعر شخص ما عدة مرات. امسك المشط من 7 إلى 10 سم بعيدًا عن فتحة الصنبور ، مع وجود شعيرات على بعد 2.5 سم من مجرى المياه. ضع المشط في شعرك مرة أخرى ومعرفة ما إذا كان هناك أي تغيير في النتائج. حاول ضبط تدفق المياه لمعرفة ما إذا كان يحدث أي فرق. أخيرًا ، جرب أحجام مشط مختلفة وكرر العملية. عند تمشيط شعرك ، يمكنك توليد الكهرباء الساكنة. يصبح أحد الأجسام مشحونًا بشكل سالب بزيادة ربح الإلكترونات ، في حين يتم شحن الكائن الآخر بشكل أكثر إيجابية من خلال فقدان الإلكترونات. يؤدي احتجاز المشط بالقرب من مجرى الماء إلى قفز الإلكترونات إلى المشط ، ونتيجة لذلك يتحرك الماء نحوك. قد يبدأ الشعر الممشط أيضًا في الصد ، نظرًا لأن لكل غزل نفس الشحنة وتصد هذه الخيوط.
مشط النايلون يمكن أن تظهر الكهرباء الساكنة (صورة مشط بواسطة AGphotographer من Fotolia.com)
الديناميكا الحرارية
ماذا يعني الطقس ب "الضغط العالي" و "الضغط المنخفض"؟ يمكن أن تساعدك البيضة المطبوخة جيدًا ، وزجاجة واسعة الفم وبعض المباريات على اكتشافها. بعد التبريد ، قشر البيض المطبوخ. تضيء ثلاث مباريات في وقت واحد ورميها داخل الزجاجة. قم بتوصيل الفتحة بالبيضة بسرعة (يجب أن يكون فم الزجاجة عريضًا ، لكن لا يكفي لتمرير البيضة مرة واحدة). بعد إيقاف المباريات ، شاهد البيض الذي يبتلع في الزجاجة. تسبب حرارة المباريات في تمدد الهواء المغلق في الزجاجة. بعد انتهاء المباريات ، يبرد الهواء ويتقلص. يصبح الضغط داخل الزجاجة أصغر من الضغط من الخارج. لتحقيق التعادل في الضغط ، يتم ابتلاع البيضة في الزجاجة.
يمكن استخدام البيض المطبوخ جيدًا لإظهار مبدأ الديناميكا الحرارية (صورة البيض بواسطة اندريه Leczfalvi من Fotolia.com)