الأيونوسفير · الجزء الأدنى من الثرموسفير وفيه تتأين الذرات بفعل الإشعاع الشمسيالأيون · ذرة أو مجموعة ذرات تحمل شحنة كهربائيةالشفق القطبي · ضوء ملون يُرى في السماء قرب القطبينالإكسوسفير · الطبقة الخارجية شديدة الرقة، وفيها نادرًا ما تتصادم الذرات
الشرح
يبدأ الثرموسفير عند نحو ٨٠ km. وفي الكتاب يمثل جزؤه الأدنى (من نحو ٨٠ إلى ٥٥٠ km) الأيونوسفير. وفيه تمتص ذرات الأكسجين والنيتروجين الأشعة السينية وغيرها من الإشعاعات عالية الطاقة القادمة من الشمس فتتأين، أي تصبح مشحونة. ويعكس الأيونوسفير الموجات الراديوية، فتنتقل الرسائل اللاسلكية حول تكور الأرض لمسافات طويلة. وقرب القطبين يوجّه المجال المغناطيسي للأرض الجسيمات المشحونة في الرياح الشمسية فتصطدم بذرات الأيونوسفير وتثيرها؛ وعندما تعود الذرات إلى حالتها المعتادة تطلق ضوءًا هو الشفق القطبي (معلومة إضافية: الأكسجين يعطي الأخضر والأحمر، والنيتروجين الأزرق والبنفسجي). والإكسوسفير هو الطبقة الخارجية (من نحو ٧٠٠ إلى ١٠٠٠ km في الكتاب، وهو في الحقيقة يمتد أبعد من ذلك بكثير). وهو شديد الرقة، وتندر فيه تصادمات الذرات، وبعضها يفلت إلى الفضاء. وتدور الأقمار الصناعية في هواء رقيق جدًا على ارتفاعات كبيرة. ودرجة الحرارة العالية جدًا المذكورة للثرموسفير (أكثر من ألف درجة) تصف الحركة السريعة لقلة من الجسيمات؛ أما مقياس الحرارة أو القمر الصناعي هناك فلا يشعر بحرارة لأن عدد الجسيمات التي تصطدم به قليل جدًا.
أشعة سينية وإشعاع عالي الطاقة من الشمس→ذرات O وN تفقد إلكترونات→طبقة مشحونة: الأيونوسفير→تنعكس الموجات الراديوية
أمثلة محلولة
ترسل محطة إذاعة إشارة إلى الأيونوسفير على ارتفاع نحو ٣٠٠ km. تصعد وتعود، فيكون المسار نحو ٢ × ٣٠٠ = ٦٠٠ km، وبسرعة الضوء (٣٠٠ ٠٠٠ km/s) يكون الزمن ٦٠٠ ÷ ٣٠٠ ٠٠٠ = ٠٫٠٠٢ s. والانعكاس هو سبب وصول الإشارة إلى أماكن خلف الأفق.
فسّر الشفق بالترتيب. تتدفق جسيمات مشحونة من الشمس؛ ويوجهها المجال المغناطيسي للأرض إلى القطبين؛ فتصطدم بذرات الأيونوسفير وتثيرها؛ وتطلق الذرات ضوءًا وهي تهدأ. ولذلك يُرى الشفق قرب القطبين لا قرب خط الاستواء.
المنطقة
الخاصية الرئيسية
الأيونوسفير
ذرات متأينة
الشفق
ضوء قرب القطبين
الإكسوسفير
شديد الرقة
قارن بين المناطق العليا الثلاث. الأيونوسفير: ذرات مشحونة تعكس الموجات الراديوية. الشفق: ضوء من ذرات مثارة قرب القطبين. الإكسوسفير: شديد الرقة وتندر فيه التصادمات ويفلت بعض ذراته.
نشاط الفصل
ارسم شريطًا مصورًا من أربعة مربعات بمساعدة أحد الكبار: (١) الشمس ترسل جسيمات مشحونة، (٢) المجال المغناطيسي يوجهها، (٣) تلتقي بالذرات قرب القطب، (٤) تتوهج الذرات. استخدم أقلام التلوين للتوهج. لا تنظر إلى الشمس. أضف تعليقًا يوضح لماذا لا يُرى الشفق عادةً في سماء مصر.
تدرّب
1
ما الذي يجعل الأيونوسفير مشحونًا؟
تمتص ذرات الأكسجين والنيتروجين الأشعة السينية وغيرها من الإشعاعات عالية الطاقة فتصبح أيونات.
2
لماذا تنتقل الإشارات الراديوية لمسافات بعيدة حول الأرض؟
يعكس الأيونوسفير الموجات الراديوية نحو الأرض.
3
لماذا يُرى الشفق قرب القطبين؟
يوجّه المجال المغناطيسي للأرض جسيمات الرياح الشمسية المشحونة إلى القطبين.
4
لماذا لا يشعر مقياس حرارة في الثرموسفير بالحرارة؟
الهواء رقيق جدًا فيصطدم به عدد قليل من الجسيمات رغم سرعتها.
