☰ Year plan · Science (Arabic)

الحمل ونسيم البحر والإشعاع

Week 6 · Lesson 4 Methods of Heat Transfer (B): convection currents, sea breeze, radiation, thermal imaging · 3 lessons
3

الإشعاع: دفء الشمس وعيون الأشعة تحت الحمراء

Science Prep 2 Term 1, Unit 1: pp. 35–38
الهدفأشرح الإشعاع بوصفه حرارة تحملها موجات كهرومغناطيسية، وأقول كيف يغيّر لون السطح الامتصاص والانبعاث.
كلمات جديدة
الإشعاع · حرارة تحملها موجات كهرومغناطيسية دون الحاجة إلى مادةالأشعة تحت الحمراء · موجات غير مرئية تسخّن ما يمتصهاالتصوير الحراري · صنع صور من الأشعة تحت الحمراء التي تصدرها الأجسام
الشرح

تبعد الشمس عن الأرض نحو ١٥٠ مليون كم، وبينهما فراغ شبه تام، ومع ذلك يصلنا دفؤها. الإشعاع هو حرارة تحملها موجات كهرومغناطيسية، ولا تحتاج إلى مادة لتنتقل عبرها. وتتحرك هذه الموجات بسرعة نحو ٣٠٠٠٠٠ كم/ث. وضوء الشمس خليط من الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء غير المرئية. والأشعة تحت الحمراء تسخّن الأشياء التي تمتصها. وكل جسم دافئ، ومنه أنت، يصدر أيضًا أشعة تحت حمراء. والأسطح الداكنة المعتمة تمتص إشعاعًا أكثر من الأسطح الفاتحة اللامعة التي تعكسه. ولهذا يرتدي رجال الإطفاء بدلات فضية لامعة، وتُستخدم أنابيب سوداء في سخانات المياه الشمسية، وتكون الملابس الفاتحة أفضل في الصيف. وتحوّل كاميرات التصوير الحراري الأشعة تحت الحمراء إلى صور ملونة، فتظهر الأماكن الدافئة والباردة حتى في الظلام. وتستشعر بعض الثعابين، مثل الأفاعي الحُفَرية والأصلات (البايثون)، الأشعة تحت الحمراء الصادرة عن فرائسها. ويجب ألا ننظر مباشرة إلى الشمس أبدًا.

السطحامتصاص الإشعاعمثال على الاستخدام
داكن معتمأكثرأنابيب سوداء في سخان شمسي
فاتح أو لامعأقل (يعكس)بدلة فضية، ملابس صيفية بيضاء
أمثلة محلولة
ورق أسودورق أبيض
كوبان متماثلان من الماء بدرجة حرارة الغرفة، أحدهما ملفوف بورق أسود والآخر بورق أبيض، يُتركان في الشمس المدة نفسها. صف ما تراه. قد يصل الأسود غالبًا إلى درجة أعلى لأن الأسطح الداكنة تمتص إشعاعًا أكثر؛ لكن اقرأ الميزانين وصف ما تجده.
هل يعبر الإشعاع الفراغ؟ نعم. فحرارة الشمس تصل إلى الأرض عبر الفضاء، حيث لا يوجد هواء ليوصّلها أو يحملها.
سمِّ طريقة وصول الحرارة إلى يديك في كل حالة: يدان بجانب كوب دافئ، وملعقة في شاي دافئ، وتيارات هواء في غرفة. بجانب الكوب: إشعاع؛ الملعقة: توصيل؛ هواء الغرفة: حمل.
نشاط الفصل

قماش داكن وفاتح، بمساعدة أحد الكبار. اجلس قرب نافذة مشمسة، أو في الشمس، ومعك قطعة قماش سوداء وقطعة بيضاء بالحجم نفسه. بعد دقائق ضع يدًا على كل منهما وصف شعورك. قل لماذا لا يمكن استخدام ذلك لمقارنة درجتي الحرارة بدقة، وما الأداة التي ستستخدمها. لا تنظر إلى الشمس أبدًا.

تدرّب
1
هل يحتاج الإشعاع إلى مادة ينتقل عبرها؟
2
لماذا يرتدي رجال الإطفاء بدلات فضية لامعة قرب اللهب؟
3
لماذا تُدهن أنابيب سخان المياه الشمسي بالأسود؟
4
ماذا تكشف كاميرا التصوير الحراري؟