☰ Year plan · Science (Arabic)

الغازات والضوء في الماء

Week 7 · 1-7 Effect of Atmospheric Gases on Aquatic Environments: oxygen and carbon dioxide in water, solubility, acidification and calcification; 1-8 Effect of Light and Solar Radiation: spectrum, light zones, absorption, distribution of life · 3 lessons
3

ضوء الشمس في البحر: المناطق والألوان والحياة

Integrated Science Sec 1 Term 1, Unit 1: pp. 43–55
الهدفأصف ما يحدث لضوء الشمس في الماء وكيف يحدد الضوء أماكن عيش الكائنات الحية.
كلمات جديدة
الانعكاس · ارتداد الضوء عن سطح الماءالامتصاص · طاقة الضوء التي يأخذها الماء أو الجسيمات أو النباتاتالتشتت · انتشار الضوء في اتجاهات كثيرة بفعل الماء والجسيمات العالقةالمنطقة المضاءة · الطبقة السطحية من الماء التي يصل إليها ضوء كافٍ للبناء الضوئي
الشرح

الضوء المرئي جزء صغير من الطيف الكهرومغناطيسي. وألوانه بالترتيب: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي، وهي تختلف في الطول الموجي (نحو ٤٠٠ إلى ٧٠٠ nm، معلومة إضافية). وعندما يلتقي ضوء الشمس بالماء ينعكس جزء منه، ويُمتص جزء بالماء والعوالق والنباتات، ويتشتت جزء. وينعكس منه أكثر عندما تأتي الأشعة مائلة، ويدخل معظمه عندما تأتي رأسية (٩٠°). ويضعف الضوء بزيادة العمق، فتنشأ ثلاث مناطق: مضاءة وشفقية ومظلمة. ووفق الكتاب تُمتص الأشعة تحت الحمراء خلال أول ١٠ cm، ويُمتص أكثر من نصف الضوء المرئي في أول ١٠ m، وفي الماء المداري الصافي لا يصل إلى عمق ١٠٠ m إلا نحو ١% من الضوء المرئي، ومعظمه أزرق. ويُمتص الأحمر والبرتقالي (أطوال موجية كبيرة) أولًا؛ ويصل الضوء الأزرق إلى أعمق. وتعيش الطحالب والنباتات والعوالق النباتية قرب السطح، وأعمق في الماء الصافي وأقرب إلى السطح في الماء العكر. وتنمو الشعاب المرجانية في الماء الدافئ الضحل المشمس لأن الطحالب التي تعيش في المرجان تحتاج إلى الضوء. والمنطقة المظلمة ليست خالية من الحياة. وقرب القطبين تكون الشمس منخفضة في الشتاء فيقل البناء الضوئي.

العمق في الماء المداري الصافيالضوء المرئي المتبقي (الكتاب، تقريبًا)
السطح100%
10 mأقل من النصف
100 mنحو ١%، ومعظمه أزرق
أمثلة محلولة
إذا دخلت ١٠٠ وحدة من الضوء المرئي ماءً مداريًا صافيًا فتبقى نحو وحدة واحدة عند ١٠٠ m. فيكون نحو ١٠٠ − ١ = ٩٩ وحدة قد امتُصت أو تشتتت في الطريق. والباقي أزرق في معظمه لأن الأحمر والبرتقالي يُمتصان أولًا.
لماذا تبدو سمكة حمراء رمادية داكنة على عمق كبير؟ لأن الضوء الأحمر امتُص قبل أن يصل إلى هناك، فلا يكاد يوجد ضوء أحمر ينعكس إلى العين.
أين تتوقع طحالب أكثر: قرب سطح الماء الصافي أم الماء الطيني؟ تنمو الطحالب أعمق في الماء الصافي لأن الضوء ينفذ أبعد؛ وفي الماء الطيني (العكر) يُمتص الضوء ويتشتت فتعيش الطحالب أقرب إلى السطح.
نشاط الفصل

كشاف في وعاء، بمساعدة أحد الكبار. في غرفة خافتة الإضاءة وجّه ضوء كشاف من جانب وعاء شفاف فيه ماء صنبور وصف الشعاع. ثم أضف بضع قطرات من الحليب وحرّك وصف الشعاع ثانيةً. ضع سلوفانًا أحمر وأزرق (أو ورقًا ملونًا) أمام الكشاف وصف أي لون يبدو أسطع عبر ماء أكثر. لا تنظر إلى الشمس أبدًا ولا توجّه الكشاف إلى الوجوه.

تدرّب
1
اذكر ثلاثة أشياء قد تحدث لضوء الشمس عندما يلتقي بالماء.
2
أي لون من الضوء يُمتص أولًا وأيها يصل أعمق؟
3
لماذا تعيش معظم الكائنات القائمة بالبناء الضوئي في المنطقة المضاءة؟
4
لماذا يقل البناء الضوئي قرب القطبين في الشتاء؟