نموذج علوم الإعداديه وإجابته من موقع الوزاره

[ياسر جمال السيد]

هذا نموذج العلوم من موقع الوزاره وإجابته وسأضع لاحقا محاضرات للموضوعات المطلوبه

[زينب وهبة]

ان شاء الله سوف يستفيد الجميع من المحاضرات نحن فى انتظارها
وشكرا لك على هذا المجهود

[ياسر جمال السيد]

السلام عليكم ......
أتمنى أن ينال إعجابكم ....
المقدمة :


بســـم اللـــــه الرحــــمن الرحــــيم ...
لقد قمت بتقريري بالبحث على معلومات عن الكهرباء و نشأة الكهرباء و كيفية
تكونها و ما هي أهم الأشياء التي يجب معرفتها عن الكهرباء مثل: شدة التيار و فرق
الجهد و المقاومة... و ما هي الأجهزة المخصصة لقياس كل منها ... و ما هي وحدة
قياس كل منها...


الكهرباء
الكهرباءطاقة متولدةنتيجة انتقالإليكتروناتذات شحنة سالبة من طرف موصل إلى الطرف الآخر و يكون التيار الكهربي في عكس اتجاهحركة الإليكترونات و الناتج عن وجود فرق في الجهد الكهربي بين طرفي الموصل.
اكتشاف الكهرباء
جاء اكتشاف الكهرباء عندما لاحظ أحد المفكرين انجذاب الريشوقصاصات الورق الصغيرة إلى قطع الكهرمان التي دلكت بالصوف وقد كانت هذه هي بدايةاكتشاف الكهربية.
الذرة
الذرةعبارة عن جسيممتناهي في الدقة لا يمكن رؤيته بالعين المجردة, و أنها تتكون من نواة تحتوي علىنوعين من الجسيمات المادية الأساسية, هما: البروتوناتلكل منها شحنة كهربائية موجبة, والنيتروناتو هي عبارة عن جسيمات متعادلة الشحنة الكهربائية, و يدور حول النواةإلكتروناتوهي جسيمات مادية صغيرة جداً لكل منها شحنة كهربائية سالبة مقدارها يساوي مقدار شحنةالبروتون و لذلك الذرة متعادلة كيميائية.
شحنة كهربائية
الشحنة الكهربائية هي: خاصية تحملها الجسيمات الدون ذرية (الدقائق) ، وهي مصدرالقوة الكهرومغناطيسيةفي الطبيعة ، تحملالجسيمات شحنة سالبة أو موجبة او متعادلة ، وتحملالإلكتروناتشحنات سالبةوالبروتوناتشحنات موجبة ،والنيوتروناتشحنات متعادلة ، كما أن هناك جسيمات أخرى تحمل شحنات وكل هذه الشحنات تكون إماسالبة أو موجبة أو متعادلة بدون شحنة
تيار كهربائي
التيار الكهربائيعبارة عن تدفق شحنات كهربائية -إلكتروناتأوأيونات - في مادة موصلة كسلك معدني مثلاً أومحلول إلكتروليتي، خلال وحدة الزمن .
وللتيار الكهربائي عدّة خصائص فيزيائية منها:
شدّة التيار الكهربائي وتقاس بوحدةالأمبيروجهازالأميتر.
كما يتأثر التيار دوما بعدّة عوامل منها:
- فرق الجهد ويقاس بوحدةفولتباستخدام جهازالفولتميتر.
- المقاومة وتقاسبالأوم.
والتيار الكهربائي نوعان: تيار متردد AC وتيار مستمر DC.
كمية الكهرباء
تعرفكمية الكهرباءبعددالإلكتروناتالتي تمر عبر موصل في زمن معين، وتساوي حاصل ضرب شدة التيار المار عبر هذا الموصلفي الزمن الذي يستغرقه مرور التيار.
وحدة كمية الكهرباء هيأمبير ثانية)ويطلق عليها(كولوم
قانون
كمية الكهرباء=شدة التيار الكهربائي*الزمن المستغرق
شدة التيار الكهربائي
شدة التيار الكهربائييحدث نتيجة التوصيل الكهربائي عبر الموصلات الكهربائية نتيجة لحركةالإلكترونات الحرةخلال هذه الموصلات تحت تأثيرمجال مغناطيسيأومجال كهربائي.
تعرفشدة التيار الكهربائيبكمية الكهرباء التي تمر عبر المقطع المستعرض للموصل في وحدة الزمن. ووحدته هيالأمبير.
أمبير
الأمبيرهو وحدة قياسالتيار الكهريائي. يرمز للأمبير بالعربية بالحرف أ. وقد سمي تخليدا للعالمالفيزيائيأندري ماري أمبير. وهو منوحدات القياس الدولية.
حسب قانون أوم:
1أمبير = 1 فولت / 1 أوم
أميتر
الأميترجهازقياس للتيار الكهربائيمنه النوع ذي القلب الحديدي المتحرك الذي يشيع استخدامه, وهو يتكون من ملف يرتكزبين قطبيهمغناطيسدائم, حيث يسري التيار المراد قياسه خلال الملف فينشأ عنه مجال يتبادل الفعل معهمجال المغناطيس الدائم. يركب بالملف المتحرك مؤشر يشير إلى مقدار الأمبيرات علىتدرج مركب على سطح الجهاز.
يربط جهازالأميترعلى التوالي في الدائرة المراد القياس التيار المار بها.
أجهزة قياسالأميترمنهاالتماثلي والرقميومنها ما هو مخصص لقياسالتيار المستمر DC ومنها ما هومخصص للتيار المتردد AC, وهناك وصلة إضافية تمكن منقياس التيارالكهربائيدون فتح الدائرة الكهربائيةلإدخال جهاز القياس بل قياس التيار من خلال الوصلة وإحاطتها بالسلك المراد قياسالتيار المار به.
فرق الجهد
فرق الجهدهوالشغلاللازم لانتقالشحنة كهربائيةمن نقطة إلى أخرى، ويقاس فرق الجهدبالفولت.
لماذا فرق الجهد ؟؟
إنالشغل المبذوللنقل كمية معينة من الشحنة الكهربية من مكان إلى آخر يحتاج إلى شغل لنقل هذه الشحنةالكهربية, ولكن هناك عدة عوامل ينتج عنها زيادة فيفرق الجهدوممانعة لسريان التيار الكهربي ويسمى ذلكبالمقاومة الكهربيةلمادة تتوقف على:
طول المادة
مساحة مقطع المادة
نوع المادة
درجة الحرارة
فتزيدالمقاومةبزيادة طول الموصل فيزيد الشغل المبذول.
و تقلالمقاومةبزيادة مساحة مقطع الموصل فيقل الشغل المبذول.
و بالتالي يؤثر على فرق الجهد الكهربي.
فولت
فولتويرمز له بالحرفاللاتيني (V)، هي الوحدة المستعملة لقياسالقوة الكهربائية المحركة وفرق الجهد الكهربائي. تم تسميتها على اسم العالم الإيطاليألكسندرفولتا، مخترعالبطاريةالكهربائية عام1800 م.
يتم تعريفها على أنهافرقالجهد الكهربائيبين نقطتين فيدائرة كهربائيةيعبرها تيارمستمر ثابت مقداره 1أمبير،عندما تتبدد قدرة مقدرها 1واطبين هاتين النقطتين.
قانون
حسب قانون أوم:
1فولت = 1 1 أمبير× 1 أوم
فولتميتر
فولتميترجهاز يستخدملقياسالجهد الكهربائي،يتكون عادة منأميترذي ملف متحرك موصل على التوالي بمقاومة كبيرة، ونظرا لأن مقاومة الجهاز ثابتة فإنالتيار الكهربائيالمار في الجهاز يتناسب طرديا مع الجهد عند النقتطين اللتين يوصل بهما.
يتم تدريج الجهاز ليقيس بوحداتالفولتلمجموعة من القيم بتغير قيمةالمقاومةبواسطة مفتاح اختيار. يربط جهازالفولتمترعلى التوازي مع الدائرة الكهربائية المراد قياس جهدها.
هناك أجهزةفولتمترألكتوماكنيتك وألكترونية تماثلي أو رقمي, لقياسالجهد المتناوبأوالجهد المستمر.
مقاومة كهربائية
مقاومة كهربائيةهيخاصية فيزيائية تتميز بها النواقل المعدنية في الدوائر الكهربائية. تعرف على أنهاقابلية المواد المعدنية الناقلة لمقاومة مرور التيار الكهربائي فيها.
وهي إعاقة المادة لمسار التيار الكهربائي (الإلكترونات) المار خلالها. وتحدث الإعاقة في المادة سواء أكانت من الموصلات (كالفلزات) أو غير الموصلات ولكن بدرجات مختلفة. يلزمللإلكتروناتالتغلب على هذه المقاومة للوصولإلىتعادل في الشحنة. وحدة المقاومة هيالأوم.
يرمز لها بالحرف اللاتينيR، تعطى قيمتهابالأوم (Ω). ترتبط هذه الخاصية بمفهوميالمقاوميةوالناقلية الكهربائيين.
أوم
الأوموحدة قياسللمقاومة الكهربائية،سميت بإسمالفيزيائيالألمانيجورج أوموهو أول من إكتشف العلاقة بينشدّة التياروفرق الجهدالكهربائيين. ويرمزللأومبالحرف الإغريقي Ω.
وبحسب التعريف فإن لقطعة مامقاومةمقدارها 1أومإذا كانفرق جهدمقداره 1فولتقادر على تمريرتيار كهربائي شدّته 1 أمبير،أي أن:
قانون
الأوم = الجهد ÷ التيار

[ياسر جمال السيد]

الكهرباء

الطاقة الكهربائية

ما هي الكهرباء؟
حسب النظرية المكروسكوبية (المجهرية) التي قدمها هندريك انطوان لونتز سنة 1895,(1853-192فان الكهرباء هي الطاقة التي تخلقها حركة الالكترونات في جسم موصل.

ومن هذه الحركة يتولد التيار الكهربائي.ويمكن ان يتولد تيار كهربائي ,ايضا ,نتيجة فصل الكترونات عن ذرتها عن طريق الاحتكاك او الحرارة او المفعول الكيماوي ("قصف"تلك الالكترونات بالكترونات اخرى).وهنالك عناصر "تخلي سبيل " ذراتها دون ان يتطلب ذلك جهدا كبيرا:انها المواصلات (النحاس,الفضة,الالومنيوم).اما الهواء وبعض المواد مثل الزجاج والمطاط ,فهي عازلة .

تتولد الكهرباء عن الديناموات (مولدات).والدينامو عبارة عن وشيعة يلتف حولها سلك موصل , وتدور بين قطبين مغناطيسيين.

وقد قام فاردي بتجربة,في هذا المضمار,سنة1831 وقد قام وشيعة (من الصنف المذكور ) من حقل مغناطيسي ,ثم يبعدها عنه بالتناوب. والتربينه البخارية هي الاداه المستعملة غالبا لجعل الديناموات تدور. والتربينات الهيدروليكية هي التي تشغل المحطات الموجودة قرب الشلالات او السدود كما ان عدد المحطات النووية المعتمدة بدورها لنفس الهدف,في تزايد مستمر.ويستعمل الفحم والمازوت عادة لتسخين ماء التربينات البخارية
ولكن الجانب السلبي في هذا يتمثل في كونهما يلوثان الهواء. اضافة الى هذا فان معدل ما يستهلك منهما الان يجعلنا نستخلص انهما سيستنفذان بعد حوالي قرنين. فما هو الحل الذي سيتم اللجوء اليه اذاك؟

لا شك ان المشروع الذي اشرنا اليه سينجز,ولكن ذالك لن يتم في وقت قريب وبالتالي فلن تتوافر 20000 مليار من الكيلوواطات (ضعف القدر الضروري الان) سنة 2000,بهذه الطريقة التي ما تزال تنتمي الى مجال التصور الذهني. بالنظر الى كل هذا,صيغت مشاريع اخرى,وهي الان قيد الدرس.وهناك واحد من بينها يقتضي استعمال الطاقة الناتجة عن المد. بل ان هناك مصنعا يشتغل بهذه الطاقة في فرنسا (يشرف على مصب "الرانس" ببريطانيا)وينتج حوالي 30000كيلوواط.

تاريخ الكهرباء:

اصل كلمة كهرباء العربية كهربا ( وهو صمغ شجرة اذا حك صار يجذب التبن نحوه).

فالكهرباء الستاتيكية (السكونية)هي اول ما عرف من اشكال الكهرباء . ويمكن بالفعل ان تتولد

اذا ما حكت قطعة راتنج (مادة صمغية تنتجها بعض النباتات ) شبيهة بالعنبر...

بعد ذلك بمائة وثلاثين سنة . الانجليزي ستيفن غراي (1670-1736) جمع لائحة تتضمن اسماء العناصر الموصلة والعناصر العازلة للكهرباء .وفي 1733,اكتشف الفرنسي شارل دوفاي 1698-1733وجود شحنة كهربائية موجبة واخرى سالبة:ان الشحنتين من طبيعة واحدة تتنابذان, وشحنتين متعارضتين تتجتذبان.

كانت اول بطارية كهربائية هي "قنينة ليد "(وليد هو اسم المدينة الهولندية التي اخترعت فيها).تلك كانت قنينة مليئة بالماء سدادتها الزجاجية يخترقها مسمار يطال السائل.وعن طريق المسمار ,تبث شحنة في الماء المعزول داخل الزجاج.فاذا احدث تماس بين المسمار وموصل اخر تنتج عن ذلك شرارة.

وفي 1752,تمكن الامريكي بنجامين فرنكلين 1706-1790,في وقت كانت خلاله السماء تبرق وترعد,من توجيه البرق في لحظة ما الى قنينة ليد,باستعال طيارة ورقية,مبرهنا بذلك على كون العواصف الرعدية من طبيعة كهربائية.وتوالت التجارب والاكتشافات بسرعة.فصنع الكسندر فولتا اول بطارية كيميائية (حوالي 1800),اذا راكم اسطوانات من فضة واخرى من توتياء ،تفصل بينهما حلقات من ورق مقوى مشرب بالماء المالح.

وفي سنة 1820,ابرز الدنيماركي ويرستد (1777- 1851) ان هناك علاقات وثيقة بين الكهرباء والمغناطيسية. وذلك ما اكده اندري ماري امبير,اذ اوضح ان لقضيب فولاذي ممغنط نفس خصائص الوشيعة المكهربة. وقد اخترع هذا الاخير,"المقياس الغلفاني" لقياس قوة التيار. وفي 1826,فسر غ. س. اوم (1787-1854) ظاهرة ايصال اجسام صلبة للكهرباء,ووضع تعريفا للجهد الكهربائي(=قوة دافعة كهربائية),ومفعوله على الموصلات.

وفي 1864,قدم ماكسويل 1831-1879,في نظريته الكهرطيسية,تركيبا لكل المعارف المتعلقة بالكهرباء. واخيرا,قدم البرت انشتاين تفسيرا لمجمل الظواهر الكهرطيسية في اطار نظريته النسبية.

الطاقة الكهربائيةفي المستقبل!

يعود30%من المنتوج الكهربائي العالمي الى الولايات المتحدة(أي انها تنتج 2356 مليار كيلوواط)وهي تملك المحطة الكهربائية الثانية في العالم من حيث الاهمية(سد"غراند كوليه" طاقته: 9,8 ميغاواط) بعد محطة ايتايبو (البرازيل, البراغواي),التي تشتغل منذ 1982 وتنتج 12,6 ميغاواط.وفي 1987 كان الاتحاد السوفيتي(ولم يكن بعد قد انقسم الى دول عديدة) يحتل المرتبة الثالثة(سعة:1295 مليار كيلوواط).وهناك عدد من الدول يزداد فيها استهلاك الكهرباء بنسبة اكبر من تلك التي يزداد بها في الولايات المتحدة.ومع هذا, يتوقع ان يستغل في هذه الدول ربع المنتوج العالمي ,سنة 2000.

ان التطور التكنولوجي يمكن من سد الحتجات الانية في هذا المضمار.ولكن لن تتفاقم ازمة الطاقة بشكل مقلق قبل القرن الواحد والعشرين.الا ان الوقت والمال اللازمين لتحقيق المشاريع المشار اليها اعلاه يحسبان بالعقود وبالملايير.والكثير من الخبراء في هذا المجال يرون انه من الواجب الشروع في معالجة المشكل الان,قبل ان يفوت الاوان.

الكهرباء احد اكثر مصادر الطاقة وفرة.فهي موجودة في كل شئ.وتمدنا الكهرباء بالحرارة والضوء. وهي التي تسبب القوة المحركة للمحركات التي تسير القاطرات والشاحنات والمعدات الالية.

وبدون الكهرباء لن يكون لدينا راديو او تلفزيون او تلفون .

ما هي الكهرباء؟
الكهرباء هي قوة موجودة في جميع المواد الصلبةوالسائلة والغازية.تتكون المادة من ذرات (اصغر جسيمات يمكن ان ينقسم اليها أي شيء).وتحتوي حبة الرمل الواحدة على الاف الملايين من الذرات .والجزء الخارجي من الذرة يحتوي على جسيم(او اكثر)يسمى الكترونا.اما في داخل الذرة,عند المركز فتوجد نواة صغيرة تتكون من جسيمات تسمى بروتونات ونيوترونات.

الالكترونات والبروتونات :

يفترض ان الالكترونات عليها "شحنة سالبة"وان البروتونات عليها "شحنة موجبة".وفي العادة يتساوى عدد الالكترونات مع عدد البروتونات .لكن في بعض المواد,خصوصا الفلزات ,تكون للذرات الكترونات لها حرية الحركة فيما بين الذرات .

التيار الكهربائي:

ان الكهرباء التي نستخدمها في التسخين والاضاءة والاغراض الاخرى تسمى "تيار كهربيا". يسري التيار الكهربائي في اسلاك الفلز على هيئة الكترونات تتحرك بين ذرات الفلز وكل الكترون له شحنة كهربية.ومع تحرك الاكترونات تتنتقل الشحنات على طول السلك بسرعة عالية جدا.



المولدات الكهربائية



هنالك طريقتان رئيسيتان للحصول على التيار الكهربائي أولهما توليده في بطارية من تفاعلات كيماوية والثانية إنتاجه بالتأثير أو الحث الكهرمغنيطي باستخدام اله تدور ملفا في مجال مغنطيسي (أو تدور مغنطيسا في ملف سلكي )وهذه الإله تسمى مولدا كهربائيا (والصغير منها يسمى أحيانا دينمو) واسهل طريقه لتطبيق هذا المبدأ عمليا هي تدوير ملف سلكي بين قطبين مغنطيس دائم وهذا في الواقع هو ما فعله فإرادي عام1831 وليس من المبالغة القول أن نمط حضارتنا الحالية وطرق المعيشية تعتمد إلى حد بعيد على اكتشافه ذالك فبدون الكهرباء تعدم وسائل الحياة العصرية فلا أناره ولا تدفئه ولا وسائل نقل للملايين بالقطارات الكهربائية ولا مصاعد ولا مكنات للمصانع ولا مئات من الأدوات والاجهزه الكهربائية التي نستخدمها يوميا كان أول مولدات فإرادي نموذج مختبري صغير يدار باليد أما في محطات توليد القدرة الحديثة.

فتدار المولدات بوسائل ميكانكيه وفي المحطات التي تعمل بالفحم أو بالزيت أو الطاقة النواويه تدار المولدات بعنيفات (تربيات)بخارية وتتصل التربيات مناشره بالمولدات وتسنى المجموعة مولدا تربينياوفي المحطات الكهربائية تدوير المولدات.

بالتوربينات المائية ولاعتماد هذه المحطات على القده المائية تشيد في مواقف الشلالات الطبيعية أو متساقط المياه الصنعيه علفى مجاري الانهر .ويبنى لهذا الغرض سد لحصر مياه المسقط وتحويلها في انبوب ضخم لتدير بسقوطها الى المستوى الخفيض تربينا مائيا ومجموعه الموالد التربيني عاى اختلاف انواعها هي وسيله لتحويل الطاقه المكانكيه الى طاقه كهربائيه وقد اسنبط العلم البريطاني (جون) فلنع قاعده تساعد في تحديد اتجاه التيار المستولد في مواصل عندما يحرك في مجال مغنطيسي وتعرف لقاعده اليد اليمنى واذا كان الموصل المدار بهيئه ملف فمن الواضح ان التيار سيغير اتجاهه كل نصف دوره فالتيار الذي ينتجه هذا النوع من المولدات يتغير من الصفر الى الذروه في اتجاه معين ثم ينخفض الى الصفر عندما يتعامد الملف مع المجال ثم يتعكس اتجاه التيار في الملف ويبلغ الدوره في الاتجاه المعاكس قبل ان يعود ثانيه الى الصفر وهذا .التواتر التياري يسنى تيارا مناويا .والتردد هو عدد المرات التي تتكرر فيما مده الدوره في الثانيه .

والتيارات المولده في جميع محطات توليد القدره وهي تيارت متناويه لان هذه التيارت يمكن تغييرهبسهوله محول كهربائية .

في المولدات الصغيرة كدينامو الدراجة مثلا يحصل على مجال المغنطيسي من المغنطيس دائم أما المولدات الضخمة فتستخدم المغانط الكهربائية وتدور داخل الملف السلكي وليس العكس .

والتأثير الحاصل هو نفسه, فالتأثير في هذا الحالة يتولد الملف الثابت (العضو الساكن) بتحريض (آو حث)المجال المغنطيسي المتغير الحاصل في المغنطيسي الدوار (العضو الدوار).

توليد الكهرباء


البطاريات:
للبطارية طرف سالب وطرف موجب، وعندما يوصل سلك بين طرفين تسرى عبره الالكترونات من الطرف السالب الى طرف الموجب

البطارية الجافة :

هي كتلك التي نستخدمها في راديوا الترانزستور او مصباح البطاريه اليدوي ، تتحرر الالكترونات بالتأثر الكيميائي لكلوريد الامونيوم {ملح النشادر}على الزنك 0ومع استخدام البطاريات ستنفذ الكيماويات الموجوده بها حتى يتوقف تحرر الالكترونات 0عندئذ تخمد البطارية ، المركز الحمضي الرصاص: وهو نوع البطاريات المستخدمه فالسيارات ،يحدث التفاعل الكيميائي بين الرصاص والحامض الكبريتيك .هذا النوع من البطاريات يمكن شحنه مرة ثانية ، حيث توصل البطاريه بمصدر للتيار الكهربائي وتعاد الالكترونات مرة اخرى الى حيث كانت من قبل في الذرات

المولدات الكهربائية: تنتج هذه المولدات معظم الطاقه الكهربائية التي تولدها محطات توليد القدره في العالم يعتمد عمل المولدات على العلاقه الوثيقه بين الكهربيه والمغناطيسيه فعندما يتحرك مغناطيس في سلك على شكل ملف فان تياراً كهربياً يستحث (ينتج)في سلك معضم مولدات محطات توليد القدره بها مغناطيسات ضخمه تتحرك في ملفات سمكية النحاس او ملفات تدار حول مغناطيسات وتدار معظم المولدات بواسطة توربينات والتوربينات عباره عن عجلات الى حد كبير طاره السفينه البخاريه وهي تدار بالبخار او الماء او الغاز

نقل الكهرباء : يمكن نقل القدره الكهربيه لمئات الكيلو مترات م محطات توليد القدره الى منازل والمصانع والمدارس وغيرها من المنشآت التي تستخدمها تنتقل الكهرباء عبر الكابلات ممتده عبر الارض او عبر خطوط الضغط العالي الممتده على ارتفاع عال فوق الارض وتمر القدره الكهربيه في طريقها بعدة محولات بعض المحولات يزيد من الضغط (الجهد) الكهربي بحيث لا تفقد كهرباء اثناء الانتقال لمسافات طويله وهناك محولات تخفض الضغط(الجهد)حسب الطلب


ما هي طبيعة الطاقة الكهربائية ؟
ان الالكترونات متحركة وفي المعادن تتحرك بحرية مننقطة الى اخرى وفي احد انابيب التلفزيون تحتاز الفراغ المسافة القصيرة التي تفصل بني الشاشة والاقنية الاكترونيةويملك كل الكترون طاقة اضافية سلبية وتحركها يؤدي الىوجود التيار الكهربائي . وفي غياب القوة فان الاكترونات تبقى جامدة وينعدم وجود
التيار ولتحريك الاكترونات يكفي تشغيلها بواسطة القوة الكهربائية ونعلم جيدا ان طاقتين كهربائيتين متناقضتين ، تجتبذان بعضهما البعض ، والالكترونات تدخل شبكة معدنية يمكن جذبها بواسطة الجانب الايجابي للبطارية .وفي غياب الاحتكاك وخاصة في الفراغ فان الالكتروناتالمتسارعة على طاقة معينة حتى تصل الى وقت تبلغ فيه الانور (القطب الموجب). هذة الطاقة ناتجة من شحن الالكترونات بالطاقة الكربائية ، واللتي تكون وجدتها الفولت بين نقطة الانطلاقونقطة الوصول ،فطاقة الحركة للمتزلج توازي الفرق في طاقة القوة بين نقطة الانطلاق ونقطة الوصول. وعلى سبيل المقارنة فان قوة المولد موازية لارتفاع السد ، والقوة الكهربائية موازية لقوة المياة .ان القدرة التي يستوعبها محرك ما تكون "vi " وال "v "هي الفولتاج ، الذي يغذي المحرك ، وال "i " هي حجم التيار الكهربائي الذي يجتاز بوبينات المحرك .لماذا ينفجر بعض الاجسام ؟

لماذا يحدث انفجار في مكان مغلق اذا دمجنا بين الهواء والنفط وعمدنا الى تمرير شرارة ما ؟ ببساطه لان في الانطلاقلدينا الهيدروكاربور الذي هو النفط ذرات من الكربون مرتبطه بذرات من الهيدروجين . وهكذا تقوم الشرارة بتدمير العلاقات بين الكربون والكربون من جهة ،والكربون والهيدروجين من جهة أخرى لتكوين علاقه كيميائيه جديده مازجةهذه الذرات بأوكسجين الهواء مما يعني الانفجار

هل يمكن استعمال المياه كمحروقات بدلا من النفط ؟
حسب مبدا ان أي اله حرارية لا يمكنها القيام باي عمل الا اذا اقترضت الحرارة من مصدرحار واعادتها الىمصدر بارد ،وفي الواقع ان جزءا واحدا من الحرارة التي تبعثها هذة

المصادر الحارة تتحول الى طاقة ميكانيكية .

اذا من أين تأتي هذه الحرارة ؟
النفط؟في محرك السيارة يأتي المصدر الحار مناحتراق النفط الذي يحتوي فقط على ذرات من الكاربون

والهيدروجين واثناء الحركة تمتزج هذة الذرات مع اوكسجين الهواء لتشكيل جزيئات من ثاني اوكسيد الكربون Co2 والمياة H2o وهذة الجزيئات تملك طاقات وصل اكثر اهمية من تلك ا لتي تصل ما بين الكربون والهيدروجين في النفط ،ولشرح ذلك بصورة اخرى فان جزيئات الco2,والh2o والاكثر استقرار من النفط تحتاز بطبيعتها الى طاقه من اجل التكوين فنقول عندها بانها مرتبطة بقوة وعليه فان

جزء من الاساسية لم يعد يستعمل ويتبخر على شكل حرارة وهذا ما نطلق اسم ( احتراق النفط) .

[ياسر جمال السيد]

جول=كغم*م مربعة/ث مربعة

نيوتن= كغم*م/ث مربعة

واط=جول/ث

المجال الكهربائي= نيوتن/كولوم

المجال المغناطيسي *تسلا=نيوتن/امبير*م

هنري=فولت*ث/امبير

كولوم=امبير*ثانية

الأوم= فولت\امبير
متر المسافة
كيلوغرام الكتلة
ثانية الزمن
نيوتن القوة
جول الطاقة
واط القدرة
كغم*م/ث الزخم
م/ثانية مربعة التسارع
الامبير شدة التيار
الآوم المقاومة
فولت فرق الجهد
كولوم الشحنة
نيوتن/كولوم شدة المجال الكهربائي
تسلا شدة المجال المغناطيسي
هنري المحاثة
فاراد المواسعة
هيرتز=1/ثانية التردد
كغم/متر مكعب الكثافة

[ياسر جمال السيد]

القدرة الكهربية

سبق لنا ان علمنا بان التيار لا يمر الا تحت تاثير ضغط كهربى يدفعه للمرور فى اسلاك الدائرة ونتيجة ذلك ان تفقد اوتستهلك طاقة كهربية ( قدرة كهربية ) وهذه القدرة بالدائرة لا تفقد نهائيا بلا فائدة بل تتحول الى صورة اخرى من صور الطاقة

فالمصباح الكهربى مثلا يوصل بمنبع كهربى ذو ضغط معين يدفع تيارا كهربيا للمرور بالمصباح فتفقد به قدرة او طاقة كهربية تؤخذ من المنبع وتتحول الى طاقة او قدرة حرارية والمحرك او الموتور الكهربى يحول الطاقة الكهربية التى يستهلكها من المنبع الى طاقة ميكانيكية

القدرة الكهربية تتوقف على الضغط بالفولت وعلى التيار بالامبير

ويمكننا حساب قيمة القدرة الكهربية فى اى دائرة بواسطة المعادلة الحسابية التالية

القدرة الكهربية = الضغط بالفولت × التيار بالامبير = وات

القدرة الكهربية = ( التيار بالامبير )2 × المقاومة بالاوم

القدرة الكهربية = ( الضغط بالفولت )2

-------------------- = وات

المقاومة بالاوم

امثلة

مصباح كهربى قوته 100 وات متصل بمنبع كهربى ضغط المنبع 200 فولت فما شدة التيار الذى يمر بهذا المصباح

الامبير = الفولت × الامبير



اذا الامبير = الوات 100 1

------- = ------- = ----- امبير

الفولت 200 2

مجمل

التيار الكهربى

هو مرور الإلكترونات الحرة عبر الموصل من نقطة إلي أخري .

◄حيث أن الموصل يحتوي علي عدد ضخم من الإلكترونات الحرة كما هو موضح بالشكل ؛ فعند تطبيق جهد علي طرفي الموصل تتحرك الإلكترونات سالبة الشحنة نحو القطب الموجب للبطارية ؛ ويطلق علي حركة الإلكترونات هذة التيار الكهربي .

ملاحظات :1- الإتجاة الفعلي للتيار الكهربي ( حركة الإلكترونات ) يكون من
القطب السالب للقطب الموجب للبطارية خلال الدائرة الكهربي .
ولكن تبعا˝للنظرية الإلكترونية فإن الإلكترونات تتحرك من
القطب الموجب للقطب السالب للبطارية خلال الدائرة الكهربية
وهذا يسمي الإتجاة الإصطلاحي للتيار الكهربي وهو المستخدم
حتي الآن .
2- هذة المواد التي تحتوي علي وفرة من الإلكترونات الحرة تسمي موصلات Conductors مثل النحاس
والفضة والزنك .... الخ , بينما توجد بعض المواد تكون الكتروناتها مرتبطة بالذرة هذة المواد لا تسمح
بمرور التيار الكهربي وتسمي عوازل Insulators .

[ياسر جمال السيد]

الخلية
* من أول من شاهد الخلايا الميتة بواسطة المجهر ؟ روبرت هوك.
* من أول من شاهد الخلايا الحية ؟ صانع المجاهر أنطون ليفنهوك.
النظرية الخلوية
* ما المقصود بالنظرية الخلوية ؟ هي نظرية وضعها العلماء تنص على أن الكائنات الحية مكونة من خلية أو أكثر حيث أن الخلية هي الوحدة التركيبية والوظيفية في الكائن الحي ، وتنشأ الخلايا من خلايا موجودة .
*من هم العلماء الذين أعطوا الأدلة على النظرية الخلوية ؟1- شلايدن ( ذكر أن النباتات مكونة من خلايا ) 2- شوان ( ذكر أن الحيوانات مكونة من خلايا ) 3- فيرشو ( الخلايا تنشأ من خلايا أخرى) .



تنوع الخلايا
هل تتشابه جميع الخلايا ؟ تختلف الخلايا في الشكل والحجم ، ويصل عدد أنواعها في جسم الإنسان إلى 200 نوع .
الحجم
* هل يمكن رؤية الخلية بالعين المجردة ؟ نعم يمكن رؤية بعض الخلايا بالعين المجردة ، ولكن معظم الخلايا لا ترى إلا باستخدام المجهر.
*كيف يقاس حجم الخلايا ؟ يقدر حجم الخلية بمقارنة مساحة السطح الخارجي مع حجم الخلية.
*كيف تقدر مساحة السطح الخارجي ؟ إذا فرضنا أن الخلية مكعبة تكون مساحة السطح الخارجي = الطول × الطول .
*كيف يقدر حجم الخلية ؟ حجم الخلية = الطول × الطول × الطول
*ما العلاقة بين عمر الخلية وحجمها ؟ كلما تقدمت الخلية في العمر زاد الحجم مقارنة بمساحة السطح الخارجي ، وبالتالي تقل كمية الأكسجين والمواد الغذائية التي تنفذ عبر الغشاء الخلوي لتصل إلى داخل الخلية .
الشكل
*كيف يتلاءم شكل الخلية مع وظيفتها ؟ تتنوع أشكال الخلايا تبعاً لوظيفتها ، على سبيل المثال 1- تمتد زوائد الخلايا العصبية في اتجاهات مختلفة لاستقبال السيالات العصبية .
2- تكون الخلايا الطلائية المغلفة للجلد من الخارج ميتة ومسطحة.
3- يمكن لكرات الدم البيضاء أن تغير شكلها لتستطيع الخروج من الأوعية الدموية ومهاجمة البكتيريا .
التنظيم الداخلي
*ما المقصود بالعضي ؟ هو أحد مكونات الخلية ويقوم بوظائف محددة للحفاظ على بقاء الخلية.



*هل تتشابه جميع الخلايا الحية من حيث تركيب عضياتها ؟ لا توجد خلايا حقيقية النواة وأخرى بدائية النواة .
*ما أوجه الشبه والاختلاف بين الخلايا الحقيقية والبدائية ؟ تحاط الخليتان الحقيقية والبدائية بالغشاء الخلوي أما الاختلاف فهو عدم إحاطة العضيات ولا النواة بغشاء خلوي في الخلية البدائية والتي تمثلها البكتيريا.
أجزاء الخلية حقيقية النواة
*ما المكونات الأساسية للخلية حقيقية النواة؟ الغشاء الخلوي ، النواة ، السيتوبلازم.
الغشاء الخلوي
*ما أهم ما يميز الغشاء الخلوي؟ النفاذية الانتقائية
*ما هي النفاذية الانتقائية ؟ هي قدرة الغشاء الخلوي على السماح لبعض المواد بالنفاذ إلى داخل أو خارج الخلية.
*ما أهمية الغشاء الخلوي للخلية ؟ 1- نقل المواد من الخلية إلى خارجها لاستعمالها في أماكن أخرى بعيدة عنها 2- التعرف على الميكروبات التي تهاجم الخلية لتدميرها .
دهون الغشاء الخلوي
*مما يتكون الغشاء الخلوي ؟ يتكون من طبقتين من الدهون المفسفرة .
*مما يتركب الدهن المفسفر ؟ يتركب من رأس قطبي محب للماء وذنب غير قطبي كاره للماء .
*هل هناك علاقة بين تركيب الغشاء الخلوي من طبقتين من الدهون المفسفرة والبيئة المحيطة بالخلية ؟الخلية تسبح في الماء وهي من الداخل وسط مائي لذلك تكون جزيئات الماء تكون منجذبة لرؤوس الدهون المفسفرة بالداخل والخارج.
*هل توجد أنواع أخرى من الدهون توجد في الغشاء الخلوي؟ نعم يوجد بين أذناب الدهون المفسفرة جزيئات دهون ستريويدية تسمى الكوليسترل وتوجد في أغشية الحيوانات فقط.



بروتينات الغشاء هل توجد بروتينات في الغشاء الخلوي ؟ نعم 1- البروتينات الطرفية التي تلتصق بسطح الغشاء سواء الداخلي أو الخارجي2- البروتينات الغائرة، هي بروتينات تخترق طبقتي الغشاء الخلوي ويبقى طرفاها مفتوحان على سطحي الغشاء مكونة قنوات تنتقل من خلالها المواد من الخلية إلى خارجها أو العكس.
*هل يحتوي الغشاء الخلوي على كربوهيدرات؟ تتصل الكربوهيدرات على سطح البروتينات المكشوفة خارج الغشاء الخلوي .
*ما أهمية هذه الكربوهيدرات ؟ 1- تربط الخلايا المتجاورة في النسيج الواحد 2- تلتصق بالفيروسات أو الهرمونات.
النموذج الفسيفسائي
*هل مكونات الغشاء الخلوي قادرة على تبديل أماكنها ؟ اكتشف العلماء أن مكونات الغشاء الخلوي قادرة على الحركة وتبديل أماكنها وذلك ما يسمى بالنموذج الفسيفسائي المائع .
السيتوبلازم والعضيات
*ما السيتوبلازم ؟ هو السائل الممتد بين الغشاء الخلوي والنواة بما يحتويه من عضيات
*ما السيتوسول ؟ هو الوسط المائي في الخلية بدون العضيات ويحتوي على الأملاح والمعادن والجزيئات العضوية.

[امال عبد الهادى]

اولا اشكرك كثير على مشاركتك الايجابية واكرر شكرى باسم مدرسى العلوم لهذا الجهد
وقد حولت الاسئلة اللى ورد تسهيللا لطلاع كافة . ومنتظرين باقى موضوعاتك لك جزيل شكرى وامتنانى

C26
١- نظام بيئى فى منطقة عشبية كثيفة توجد به الكائنات الحية الآتية : صقور، فئران،
حشرات النطاط، قطعان من الماعز البرى، ماذا يمكن أن يحدث إذا قضى الصيد
الجائر على الصقور الموجودة بالبيئة......
(أ) تزيد كثافة الأعشاب.
(ب) ينهار النظام البيئى.
(ج) يتناقص عدد الماعز.
(د) لا يحدث تغير جوهرى.
[٠٠٠٣٥٢ ]
__________________________________________________ _________
٢- يرجع تحول بروتين البيض من اللون الشفاف إلى اللون الأبيض بعد تسخينه
إلى......
. Dna (أ) تحول ال
(ب) تحول البروتين إلى كربوهيدرات.
(ج) توقف تكوين البروتين بسبب الحرارة.
(د) التغير فى التركيب الجزيئى للبروتين.
[٠٠٠٤٦٤]
__________________________________________________ _________
C26
٣- أى العلاقات الأتية تعبر عن الحركة بعجلة تزايدية؟
(أ)
(ب)
(ج)
(د)
[٠٠٠٤١٦]
__________________________________________________ _________
C26
٤- تتغير حالة المادة السائلة وفق ما يلى ماعدا......
(أ) قوة التجاذب بين الجزيئات.
(ب) نوع حركة الجزيئات.
(ج) درجة تأين الجزيئات.
(د) المسافة البينية بين الجزيئات.
[٠٠٠٣٥٤ ]
__________________________________________________ _________
٥- البكرة الثابتة ليس لها فائدة آلية للأسباب التالية ماعدا......
(أ) نقطة تأثير القوة تقع على إحدى جانبى محيط البكرة.
(ب) نقطة تأثير القوة مقابلة لنقطة تأثير المقاومة.
(ج) محور الارتكاز يقع بين نقطتى تأثير القوة والمقاومة.
(د) ذراع القوة أطول من ذراع المقاومة.
[٠٠٠٤٤١ ]
__________________________________________________ _________
C26
٦- إشراك المعلم لطلابه فى أنشطة البحث العلمى التعليمية يمكن أن يحقق الأهداف
التالية ماعدا......
(أ) إضافة مادة علمية جديدة لمحتوى العلم.
(ب) إدراكه لطبيعة عمل العلماء.
(ج) تنمية قدرته على حل المشكلات.
(د) تكوين عادات عقلية علمية لديه.
[٠٠٠٤٤٩ ]
__________________________________________________ _________
٧- يطلق على تحول الأرض الزراعية إلى أرض قليلة أو عديمة الإنتاجية بفعل النشاط
الإنسانى اسم......
(أ) التصحر.
(ب) التعرية.
(ج) التلوث.
(د) التجريف.
[٠٠٠٤٠١ ]
__________________________________________________ _________
C26
٨- العامل الأساسى فى المحافظة على صفات النوع......
(أ) اتباع نظام سليم فى الغذاء .
(ب) نمو الخلايا وتكاثرها .
(ج) نظام نقل المعلومات بين الأجيال .
(د) التشابه بين التراكيب الخلوية .
[٠٠٠٤٦٥ ]
__________________________________________________ _________
C المادة:معلم علوم إعدادي 26
الترتيب المسلسل الإجابة
- ٢ - ٠٠٠٣٥٢ - ١
- ٤ - ٠٠٠٤٦٤ - ٢
- ١ - ٠٠٠٤١٦ - ٣
- ٣ - ٠٠٠٣٥٤ - ٤
- ٤ - ٠٠٠٤٤١ - ٥
- ١ - ٠٠٠٤٤٩ - ٦
- ١ - ٠٠٠٤٠١ - ٧
- ٣ - ٠٠٠٤٦٥ - ٨

[ياسر جمال السيد]

كيفية الحصول على مجال مغناطيسي من تيار يمر في اشكال مختلفة من السلك، وتجدر الاشارة هنا إلى التساؤل هل يمكن الحصول على تيار كهربي من المجال المغناطيسي. وهذا ما تم الإجابة عنه كل من العالمين مايكل فارادي البريطاني وجوزيف هنري الامريكي حيث اكتشف قانون فارادي عام 1831 بعد أن قام كل من العالمين بعدة تجارب ادت إلى نتائج متشابهة وهي ما تعرف بقانون فارادي للحث Faraday's law of induction. والتي من خلالها يمكن الحصول على تيار كهربي من المجال المغناطيسي.

لوحظ أنه عند اقتراب مغناطيس من الدائرة المبينة في الشكل يتحرك مؤشر الجلفانومتر وعند ثبوت المغناطيس يعود مؤشر الجلفانومتر إلى الصفر أما عند سحب المغناطيس في الاتجاه المعاكس ينحرف مؤشر الجلفانومتر في الاتجاه الأخر مما يشر إلى مرور تيار كهربي في الدائرة عند حركة المغناطيس يعرف هذا التيار بالتيار الحثي Induced Current وهو ناشئ من قوة دافعة كهربية Induced Electromotive Force.




في تجربة أخرى مبينة في الشكل نلاحظ عند لحظة اغلاق مفتاح الدائرة الكهربية ولحظة فتح الدائرة الكهربية مرور تيار في الدائرة الثانوية، وهذا يعود إلى انه في حالة فتح الدائرة الكهربية أو اغلاقها لفإن التيار يتغير بين القيمة صفر واقصى قيمة مما يؤدي إلى تغيير في المجال المغناطيسي المتولد في الملف على الجانب الأيسر للدائرة وهذا يؤدي إلى تيار كهربي يمر في الدائرة الثانوية.



والسؤال الآن ما هو السبب في التيار الحثي الذي ينشأ بواسطة التغيير في المجال المغناطيسي؟

من الملاحظات العملية على التجارب سابقة الذكر نستنتج أن القوة الدافعة الكهربية في الدائرة يتناسب طردياً مع المعدل الذمني للتغير في الفيض المغناطيسي خلال الدائرة.

أي أن

Faraday's Law of Induction

حيث أن Fm هي الفيض المغناطيسي المار خلال الدائرة الكهربية. والتي تحسب من القانون التالي:



في حالة تكون الدائرة الكهربية من عدة لفات N فإن قانون فارادى للحث يصبح في الصورة التالية:



ولتغيير الفيض المغناطيسي يمكن استخدام عدة طرق وهي:

تغيير المجال المغناطيسي.

تغيير مساحة الدائرة الكهربية.

تغير الزاوية بين متجه المساحة العمودي على المساحة ومتجه المجال المغناطيسي.

سيتم توضيح المعنى الفيزيائي للأشارة السالبة في المحاضرة القادمة.




--------------------------------------------------------------------------------

The Induced emf

عند تحريك قطعة مستقيمة من موصل طولها l بسرعة منتظمة v في مجال مغناطيسي B داخل على الصفحة كما في الشكل المقابل يحدث التسلسل التالي:



تتولد قوة مغناطيسية F=qv x B داخل مادة الموصل.

تعمل القوة المغناطيسية المتولدة على تحريك الشحنات بحيث تتراكم الشحنات الموجبة في طرف والشحنات السالبة في الطرف الآخر.

ينشأ مجال كهربي شدته E نتيجة تراكم الشحنات.

ينشأ المجال الكهربي قوة كهربية تعمل في عكس اتجاه القوة المغناطيسية.

تتوقف الشحنات عن الحركة إلى اطراف الموصل نتيجة لتساوي القوة الكهربة مع القوة المغناطيسية.

Fe = qE & Fm = qvB

Fe = Fm

qE = qvB

E = vB

يمكن التعبير عن الجال الكهربي بفرق الجهد الكهربي V حيث V=El

V = B l v

يبقى فرق الجهد بين طرفي الموصل طالما هناك حركة للموصل في المجال المغناطيسي.

كيف ينشئ التيار الحثي Induced Current



إذا افترضنا ان الموصل ضمن دائرة كهربية كالموضحة في الشكل المقابل وحركة الموصل تؤدي إلى تغير في الفيض المغناطيسي مع الزمن لأن المساحة المحصورة بالدائرة الكهربية تتغير مع حركة الموصل.

تحت تأثير قوة خارجية Fapp يتحرك الموصل بسرعة v، ومرة أخرى تتأثر الشحنات الحرة داخل مادة الموصل بالقوة المغناطيسية F=qv x B ولكن في هذه الحالة سوف لا تتراكم على طرفي الموصل بل ستتحرك خلال الدائرة الكهربية. وحركة الشحنة تعني تيار كهربي يسري في الدائرة ناتج عن تغيير الفيض المغناطيسي بتغيير المساحة xl.

Fm = B A

Fm = B l x

e = - dFm/dt = - d/dt ( B l x) = - B l dx/dt













--------------------------------------------------------------------------------

[ياسر جمال السيد]

البيئة ومفهومها وعلاقتها بالإنسان

البيئة لفظة شائعة الاستخدام يرتبط مدلولها بنمط العلاقة بينها وبين مستخدمها فنقول:- البيئة الزرعية، والبيئة الصناعية، والبيئة الصحية، والبيئة الاجتماعية والبيئة الثقافية، والسياسية.... ويعنى ذلك علاقة النشاطات البشرية المتعلقة بهذه المجالات...

وقد ترجمت كلمة Ecology إلى اللغة العربية بعبارة "علم البيئة" التي وضعها العالم الألماني ارنست هيجل Ernest Haeckel عام 1866م بعد دمج كلمتين يونانيتين هما Oikes ومعناها مسكن، و Logos ومعناها علم وعرفها بأنها "العلم الذي يدرس علاقة الكائنات الحية بالوسط الذي تعيش فيه ويهتم هذا العلم بالكائنات الحية وتغذيتها، وطرق معيشتها وتواجدها في مجتمعات أو تجمعات سكنية أو شعوب، كما يتضمن أيضاَ دراسة العوامل غير الحية مثل خصائص المناخ (الحرارة، الرطوبة، الإشعاعات، غازات المياه والهواء) والخصائص الفيزيائية والكيميائية للأرض والماء والهواء.

ويتفق العلماء في الوقت الحاضر على أن مفهوم البيئة يشمل جميع الظروف والعوامل الخارجية التي تعيش فيها الكائنات الحية وتؤثر في العمليات التي تقوم بها. فالبيئة بالنسبة للإنسان- "الإطار الذي يعيش فيه والذي يحتوي على التربة والماء والهواء وما يتضمنه كل عنصر من هذه العناصر الثلاثة من مكونات جمادية، وكائنات تنبض بالحياة. وما يسود هذا الإطار من مظاهر شتى من طقس ومناخ ورياح وأمطار وجاذبية و مغناطيسية..الخ ومن علاقات متبادلة بين هذه العناصر.

فالحديث عن مفهوم البيئة إذن هو الحديث عن مكوناتها الطبيعية وعن الظروف والعوامل التي تعيش فيها الكائنات الحية.

وقد قسم بعض الباحثين البيئة إلى قسمين رئيسين هما:-

البيئة الطبيعية:- وهي عبارة عن المظاهر التي لا دخل للإنسان في وجودها أو استخدامها ومن مظاهرها: الصحراء، البحار، المناخ، التضاريس، والماء السطحي، والجوفي والحياة النباتية والحيوانية. والبيئة الطبيعية ذات تأثير مباشر أو غير مباشر في حياة أية جماعة حية Population من نبات أو حيوان أو إنسان.

البيئة المشيدة:- وتتكون من البنية الأساسية المادية التي شيدها الإنسان ومن النظم الاجتماعية والمؤسسات التي أقامها، ومن ثم يمكن النظر إلى البيئة المشيدة من خلال الطريقة التي نظمت بها المجتمعات حياتها، والتي غيرت البيئة الطبيعية لخدمة الحاجات البشرية، وتشمل البيئة المشيدة استعمالات الأراضي للزراعة والمناطق السكنية والتنقيب فيها عن الثروات الطبيعية وكذلك المناطق الصناعية وكذلك المناطق الصناعية والمراكز التجارية والمدارس والعاهد والطرق...الخ.

والبيئة بشقيها الطبيعي والمشيد هي كل متكامل يشمل إطارها الكرة الأرضية، أو لنقل كوكب الحياة، وما يؤثر فيها من مكونات الكون الأخرى ومحتويات هذا الإطار ليست جامدة بل أنها دائمة التفاعل مؤثرة ومتأثرة والإنسان نفسه واحد من مكونات البيئة يتفاعل مع مكوناتها بما في ذلك أقرانه من البشر، وقد ورد هذا الفهم الشامل على لسان السيد يوثانت الأمين العام للأمم المتحدة حيث قال "أننا شئنا أم أبينا نسافر سوية على ظهر كوكب مشترك.. وليس لنا بديل معقول سوى أن نعمل جميعاً لنجعل منه بيئة نستطيع نحن وأطفالنا أن نعيش فيها حياة كاملة آمنة". و هذا يتطلب من الإنسان وهو العاقل الوحيد بين صور الحياة أن يتعامل مع البيئة بالرفق والحنان، يستثمرها دون إتلاف أو تدمير... ولعل فهم الطبيعة مكونات البيئة والعلاقات المتبادلة فيما بينها يمكن الإنسان أن يوجد ويطور موقعاً أفضل لحياته وحياة أجياله من بعده.

عناصر البيئة:-

يمكن تقسيم البيئة، وفق توصيات مؤتمر ستوكهولم، إلى ثلاثة عناصر هي:-

البيئة الطبيعية:- وتتكون من أربعة نظم مترابطة وثيقاً هي: الغلاف الجوي، الغلاف المائي، اليابسة، المحيط الجوي، بما تشمله هذه الأنظمة من ماء وهواء وتربة ومعادن، ومصادر للطاقة بالإضافة إلى النباتات والحيوانات، وهذه جميعها تمثل الموارد التي اتاحها الله سبحانه وتعالى للإنسان كي يحصل منها على مقومات حياته من غذاء وكساء ودواء ومأوى.

البيئة البيولوجية:- وتشمل الإنسان "الفرد" وأسرته ومجتمعه، وكذلك الكائنات الحية في المحيط الحيوي وتعد البيئة البيولوجية جزءاً من البيئة الطبيعية.

البيئة الاجتماعية:- ويقصد بالبيئة الاجتماعية ذلك الإطار من العلاقات الذي يحدد ماهية علاقة حياة الإنسان مع غيره، ذلك الإطار من العلاقات الذي هو الأساس في تنظيم أي جماعة من الجماعات سواء بين أفرادها بعضهم ببعض في بيئة ما، أو بين جماعات متباينة أو متشابهة معاً وحضارة في بيئات متباعدة، وتؤلف أنماط تلك العلاقات ما يعرف بالنظم الاجتماعية، واستحدث الإنسان خلال رحلة حياته الطويلة بيئة حضارية لكي تساعده في حياته فعمّر الأرض واخترق الأجواء لغزو الفضاء.

وعناصر البيئة الحضارية للإنسان تتحدد في جانبين رئيسيين هما أولاً:- الجانب المادي:- كل ما استطاع الإنسان أن يصنعه كالمسكن والملبس ووسائل النقل والأدوات والأجهزة التي يستخدمها في حياته اليومية، ثانياً الجانب الغير مادي:- فيشمل عقائد الإنسان و عاداته وتقاليده وأفكاره وثقافته وكل ما تنطوي عليه نفس الإنسان من قيم وآداب وعلوم تلقائية كانت أم مكتسبة.

وإذا كانت البيئة هي الإطار الذي يعيش فيه الإنسان ويحصل منه على مقومات حياته من غذاء وكساء ويمارس فيه علاقاته مع أقرانه من بني البشر، فإن أول ما يجب على الإنسان تحقيقه حفاظاً على هذه الحياة أ، يفهم البيئة فهماً صحيحاً بكل عناصرها ومقوماتها وتفاعلاتها المتبادلة، ثم أن يقوم بعمل جماعي جاد لحمايتها وتحسينها و أن يسعى للحصول على رزقه وأن يمارس علاقاته دون إتلاف أو إفساد.

البيئة والنظام البيئي

يطلق العلماء لفظ البيئة على مجموع الظروف والعوامل الخارجية التي تعيش فيها الكائنات الحية وتؤثر في العمليات الحيوية التي تقوم بها، ويقصد بالنظام البيئي أية مساحة من الطبيعة وما تحويه من كائنات حية ومواد حية في تفاعلها مع بعضها البعض ومع الظروف البيئية وما تولده من تبادل بين الأجزاء الحية وغير الحية، ومن أمثلة النظم البيئية الغابة والنهر والبحيرة والبحر، وواضح من هذا التعريف أنه يأخذ في الاعتبار كل الكائنات الحية التي يتكون منها المجتمع البيئي ( البدائيات، والطلائعيات والتوالي النباتية والحيوانية) وكذلك كل عناصر البيئة غير الحية (تركيب التربة، الرياح، طول النهار، الرطوبة، التلوث...الخ) ويأخذ الإنسان – كأحد كائنات النظام البيئي – مكانة خاصة نظراً لتطوره الفكري والنفسي، فهو المسيطر- إلى حد ملموس – على النظام البيئي وعلى حسن تصرفه تتوقف المحافظة على النظام البيئي وعدم استنزافه.

خصائص النظام البيئي:- ويتكون كل نظام بيئي مما يأتي:-

كائنات غير حية:- وهي المواد الأساسية غير العضوية والعضوية في البيئة.

كائنات حية:- وتنقسم إلى قسمين رئيسين:-

أ‌. كائنات حية ذاتية التغذية: وهي الكائنات الحية التي تستطيع بناء غذائها بنفسها من مواد غير عضوية بسيطة بوساطة عمليات البناء الضوئي، (النباتات الخضر)، وتعتبر هذه الكائنات المصدر الأساسي والرئيسي لجميع أنواع الكائنات الحية الأخرى بمختلف أنواعها كما تقوم هذه الكائنات باستهلاك كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون خلال عملية التركيب الضوئي وتقوم بإخراج الأكسجين في الهواء.

ب‌. كائنات حية غير ذاتية التغذية:- وهي الكائنات الحية التي لا تستطيع تكوين غذائها بنفسها وتضم الكائنات المستهلكة والكائنات المحللة، فآكلات الحشائش مثل الحشرات التي تتغذى على الأعشاب كائنات مستهلكة تعتمد على ما صنعه النبات وتحوله في أجسامها إلى مواد مختلفة تبني بها أنسجتها وأجسامها، وتسمى مثل هذه الكائنات المستهلك الأول لأنها تعتم مباشرة على النبات، والحيوانات التي تتغذى على هذه الحشرات كائنات مستهلكة أيضاً ولكنها تسمى "المستهلك الثاني" لأنها تعتمد على المواد الغذائية المكونة لأجسام الحشرات والتي نشأت بدورها من أصل نباتي، أما الكائنات المحللة فهي تعتمد في التغذية غير الذاتية على تفكك بقايا الكائنات النباتية والحيوانية وتحولها إلى مركبات بسيطة تستفيد منها النباتات ومن أمثلتها البكتيريا الفطريات وبعض الكائنات المترممة.

الإنسان ودوره في البيئة

يعتبر الإنسان أهم عامر حيوي في إحداث التغيير البيئي والإخلال الطبيعي البيولوجي، فمنذ وجوده وهو يتعامل مع مكونات البيئة، وكلما توالت الأعوام ازداد تحكماً وسلطاناً في البيئة، وخاصة بعد أن يسر له التقدم العلمي والتكنولوجي مزيداً من فرص إحداث التغير في البيئة وفقاً لازدياد حاجته إلى الغذاء والكساء.

وهكذا قطع الإنسان أشجار الغابات وحول أرضها إلى مزارع ومصانع ومساكن، وأفرط في استهلاك المراعي بالرعي المكثف، ولجأ إلى استخدام الأسمدة الكيمائية والمبيدات بمختلف أنواعها، وهذه كلها عوامل فعالة في الإخلال بتوازن النظم البيئية، ينعكس أثرها في نهاية المطاف على حياة الإنسان كما يتضح مما يلي:-

- الغابات: الغابة نظام بيئي شديد الصلة بالإنسان، وتشمل الغابات ما يقرب 28% من القارات ولذلك فإن تدهورها أو إزالتها يحدث انعكاسات خطيرة في النظام البيئي وخصوصاً في التوازن المطلوب بين نسبتي الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الهواء.

- المراعي: يؤدي الاستخدام السيئ للمراعي إلى تدهور النبات الطبيعي، الذي يرافقه تدهور في التربة والمناخ، فإذا تتابع التدهور تعرت التربة وأصبحت عرضة للانجراف.

- النظم الزراعية والزراعة غير المتوازنة: قام الإنسان بتحويل الغابات الطبيعية إلى أراض زراعية فاستعاض عن النظم البيئية الطبيعية بأجهزة اصطناعية، واستعاض عن السلاسل الغذائية وعن العلاقات المتبادلة بين الكائنات والمواد المميزة للنظم البيئية بنمط آخر من العلاقات بين المحصول المزروع والبيئة المحيطة به، فاستخدم الأسمدة والمبيدات الحشرية للوصول إلى هذا الهدف، وأكبر خطأ ارتكبه الإنسان في تفهمه لاستثمار الأرض زراعياً هو اعتقاده بأنه يستطيع استبدال العلاقات الطبيعية المعقدة الموجودة بين العوامل البيئية النباتات بعوامل اصطناعية مبسطة، فعارض بذلك القوانين المنظمة للطبيعة، وهذا ما جعل النظم الزراعية مرهقة وسريعة العطب.

- النباتات والحيوانات البرية: أدى تدهور الغطاء النباتي والصيد غير المنتظم إلى تعرض عدد كبير من النباتات والحيوانات البرية إلى الانقراض، فأخل بالتوازن البيئية.

أثر التصنيع والتكنولوجيا الحديثة على البيئة

إن للتصنيع والتكنولوجيا الحديثة آثاراً سيئة في البيئة، فانطلاق الأبخرة والغازات وإلقاء النفايات أدى إلى اضطراب السلاسل الغذائية، وانعكس ذلك على الإنسان الذي أفسدت الصناعة بيئته وجعلتها في بعض الأحيان غير ملائمة لحياته كما يتضح مما يلي:-

- تلويث المحيط المائي: إن للنظم البيئية المائية علاقات مباشرة وغير مباشرة بحياة الإنسان، فمياهها التي تتبخر تسقط في شكل أمطار ضرورية للحياة على اليابسة، ومدخراتها من المادة الحية النباتية والحيوانية تعتبر مدخرات غذائية للإنسانية جمعاء في المستقبل، كما أن ثرواتها المعدنية ذات أهمية بالغة.

- تلوث الجو: تتعدد مصادر تلوث الجو، ويمكن القول أنها تشمل المصانع ووسائل النقل والانفجارات الذرية والفضلات المشعة، كما تتعدد هذه المصادر وتزداد أعدادها يوماً بعد يوم، ومن أمثلتها الكلور، أول ثاني أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكبريت، أكسيد النيتروجين، أملاح الحديد والزنك والرصاص وبعض المركبات العضوية والعناصر المشعة. وإذا زادت نسبة هذه الملوثات عن حد معين في الجو أصبح لها تأثيرات واضحة على الإنسان وعلى كائنات البيئة.

- تلوث التربة: تتلوث التربة نتيجة استعمال المبيدات المتنوعة والأسمدة وإلقاء الفضلات الصناعية، وينعكس ذلك على الكائنات الحية في التربة، وبالتالي على خصوبتها وعلى النبات والحيوان، مما ينعكس أثره على الإنسان في نهاية المطاف.



الإنسان في مواجهة التحديات البيئية

الإنسان أحد الكائنات الحية التي تعيش على الأرض، وهو يحتاج إلى أكسجين لتنفسه للقيام بعملياته الحيوية، وكما يحتاج إلى مورد مستمر من الطاقة التي يستخلصها من غذائه العضوي الذي لا يستطيع الحصول عليه إلا من كائنات حية أخرى نباتية وحيوانية، ويحتاج أيضاً إلى الماء الصالح للشرب لجزء هام يمكنه من الاتسمرار في الحياة.

وتعتمد استمرارية حياته بصورة واضحة على إيجاد حلول عاجلة للعديد من المشكلات البيئية الرئيسية التي من أبرزها مشكلات ثلاث يمكن تلخيصها فيما يلي:-

أ‌. كيفية الوصول إلى مصادر كافية للغذاء لتوفير الطاقة لأعداده المتزايدة.

ب‌. كيفية التخلص من حجم فضلاته المتزايدة وتحسين الوسائل التي يجب التوصل إليها للتخلص من نفاياته المتعددة، وخاصة النفايات غير القابلة للتحلل.

ت‌. كيفية التوصل إلى المعدل المناسب للنمو السكاني، حتى يكون هناك توازن بين عدد السكان والوسط البيئي.

ومن الثابت أن مصير الإنسان، مرتبط بالتوازنات البيولوجية وبالسلاسل الغذائية التي تحتويها النظم البيئية، وأن أي إخلال بهذه التوازانات والسلاسل ينعكس مباشرة على حياة الإنسان ولهذا فإن نفع الإنسان يكمن في المحافظة على سلامة النظم البيئية التي يؤمن له حياة أفضل، ونذكر فيما يلي وسائل تحقيق ذلك:-

الإدارة الجيدة للغابات: لكي تبقى الغابات على إنتاجيتها ومميزاتها.

الإدارة الجيدة للمراعي: من الضروري المحافظة على المراعي الطبيعية ومنع تدهورها وبذلك يوضع نظام صالح لاستعمالاتها.

الإدارة الجيدة للأراضي الزراعية: تستهدف الإدارة الحكيمة للأراضي الزراعية الحصول على أفضل عائد كما ونوعاً مع المحافظة على خصوبة التربة وعلى التوازنات البيولوجية الضرورية لسلامة النظم الزراعية، يمكن تحقيق ذل:

أ‌. تعدد المحاصيل في دورة زراعية متوازنة.

ب‌. تخصيب الأراضي الزراعية.

ت‌. تحسين التربة بإضافة المادة العضوية.

ث‌. مكافحة انجراف التربة.

4. مكافحة تلوث البيئة: نظراً لأهمية تلوث البيئة بالنسبة لكل إنسان فإن من الواجب تشجيع البحوث العلمية بمكافحة التلوث بشتى أشكاله.

5. التعاون البناء بين القائمين على المشروعات وعلماء البيئة: إن أي مشروع نقوم به يجب أن يأخذ بعين الاعتبار احترام الطبيعة، ولهذا يجب أن يدرس كل مشروع يستهدف استثمار البيئة بواسطة المختصين وفريق من الباحثين في الفروع الأساسية التي تهتم بدراسة البيئة الطبيعية، حتى يقرروا معاً التغييرات المتوقع حدوثها عندما يتم المشروع، فيعملوا معاً على التخفيف من التأثيرات السلبية المحتملة، ويجب أن تظل الصلة بين المختصين والباحثين قائمة لمعالجة ما قد يظهر من مشكلات جديدة.

6. تنمية الوعي البيئي: تحتاج البشرية إلى أخلاق اجتماعية عصرية ترتبط باحترام البيئة، ولا يمكن أن نصل إلى هذه الأخلاق إلا بعد توعية حيوية توضح للإنسان مدى ارتباطه بالبيئة و تعلمه أ، حقوقه في البيئة يقابلها دائماً واجبات نحو البيئة، فليست هناك حقوق دون واجبات.

وأخيراً مما تقدم يتبين أن هناك علاقة اعتمادية داخلية بين الإنسان وبيئته فهو يتأثر ويؤثر عليها وعليه يبدو جلياً أن مصلحة الإنسان الفرد أو المجموعة تكمن في تواجده ضمن بيئة سليمة لكي يستمر في حياة صحية سليمة.

[ياسر جمال السيد]

الأستاذه الفاضله/ أمال
لاشكر على واجب, إذا كان هناك من يستحق الشكر فهو أنت , فقد أعطيتى للجميع الفرصه للمشاركه
والتواصل فى هذا المنتدى, فهذا المكان ساحه كبيره للتعارف والمناقشات الجاده والهادفه بين
جميع معلمى مصر,وسيكون له أثر كبير فى الأرتقاء بمستوى التعليم فى مصر
شكرا جزيلا لك

[ياسر جمال السيد]

علم الخلية أحد أهم أفرع علو الحياة لماله من علاقة مباشرة بحياة الكائنات.

ما هي اهتمامات علم بيولوجيا الخلية؟
نشاطات الكائنات الحية

يختص بدراسة تركيب الخلايا وأنقسامها

أشكالها واحجامها وما يصيبها من أمراض

التغيرات أثناء النمو Growth, Differentation and Ageing

تركيب ووظائف العضيات Physiology

متى نشأ علم بيولوجيا الخلية؟
أواخر القرن قبل الماضي وتوافق مع تقدم وسائل الفحص والتحليل التالية

صناعة العدسات والمجاهر

قوة التكبير قوة التوضيح

فصل مكونات الخلايا Cell fractionation

الهرس Homogenization الهراسة Homogenizer

الطرد المركزي Centrifuge

التحليل الكيميائي والكيموحيوي Chemial and biochemical analysis

استخدام المواد المشعة Radiochemicalلتتبع التفاعلات الكيموحيوية والتحولات الأيضية

ما هي أهمية علم بيولوجيا الخلية؟

تقديم المعلومات الأساسية عن الوحدات التركيبية

والوظيفية في أجسام الكائنات الحية، ولهذا تحتاجه

التخصصات التالية


تعاريف

الخلية: وحدة التركيب والوظيفة .

الكائن الحي: لا يقل عن خلية واحدة ومهما كبر في حجمه فأنه يتألف

من خلية واحد ملقحة Zygote (بلايين الخلايا تكون جسم الانسان) .

نشاط الكائن = محصلة نشاطات الخلايا المكونة لجسم الكائن.

نشاط الخلية = محصلة التفاعلات الكيموحيوية التي تؤديها العضيات.

المرض = خلل يحدث في تركيب أو وظائف الخلايا أو معا.

نبذة تاريخية:

- الحسن بن الهيثم 962 – 1038 اتتكبير باستخدام نصف كره زجاجية

- Conard genser 1559 نشر مجموعة من الابحاث تحتوي رسوم تفصيلية لتراكيب خلوية من مملكة المونيرا .. استخدم التكبير

- Francis and Zacharias-Jansses 1590 صنع أول مجهر في هولندا قوة تكبير 30 مرة استخدم في دراسة الحشرات

- صنع واستخدم Galileo Galilei 1610 مجهر ضوئي لدراسة العيون الركبة Facets في الحشرات

في عام 1665 قدم Robert hookeأول وصف للخلية في نسيج الفلين النباتي وسمها خلية Cell - تختلف عن تلك الموجودة في الأوراق وتحتوي ما سماه عصير Juice، والذي عرف فيما بعد بالبروتوبلاست Protoplast

يعد أ Antony leeuwenhoek 1632 - 1723شهر صانع للعدسات

- صنع مجهر تكبيره 30 مرة

شاهد الحيامين Sperm cells والجسم المركزي Central body أو النواة

شاهد البلاستيدات ورسم الأشكال العامة للبكتيريا

نشر200 رسالة علمية في الجمعية الملكية البريطانية

- تعرف Robert Brown 1773 – 1858 على النواة

- تعرف Mathais J. Schleiden 1808 – 1881 على النوية Nucleolus

استخدم Johannes E. Parkinje 1787 – 1869 مصطلح Proplasm لوصف محتويات الخلية



شليدن

نواة الخلية لها دور مركزي في تكاثر الخلايا

تتكاثر الخلايا عن طريق تكوين الخلية الحرة Free cell formation

الخلية ذات طبيعة فردية Individual و طبيعة متتممة

تتكون الخلية البنوية داخل الخلية الأبوية عن طريق تجمع حبيبات بروتوبلازمية

شوان

تتكون جميع الكائنات الحية من واحدة أو أكثر من الخلايا ذات الأنوية

الخلية هي الوحدة الوظيفية في أحسام الكائنات الحية

Karl von Nagel في 1846 شاهد الانقسام الخلوي في النبات

Rudolf Virchow 1855 شاهد الانقسام الخلوي في الخلية الحيوانية

تشتق الخلية الجديدة من الخلية السابقة لها عن طريق الانقسام

أسس نظرية الخلية :

جميع الكائنات الحية تتكون من خلايا ذات أنوية

الخلايا هي الوحدات الوظيفية في الكائنات الحية

تنتج الخلايا الجديدة من الخلايا الموجودة أصلا عن طريق الانقسام

تعريف الخلية

- الخلية نظام من الجزيئات العضوية والعضيات تتعاون للقيام بالعمليات الحيوية

- الخلية تركيب فيزيائي كيميائي منطم تحافظ على نفسها وتتألف من كتلة من البروتوبلازم تحاط بغشاء

· تبادل المواد مع المحيط

· استخلاص الطاقة

· تحوي المواد الوراثية تمكنها من المحافظة على نفسها نوعها

تشابه الخلايا في

- المكونات الكيميائية

- العمليات الحيوية


كيف تم التعرف على الوظائف الكيموحيوية لعضيات الخلية؟
- عزل العضيات بواسطة تقنيات تجزئة الخلية ودرسة تركيبها الدقيق

- وضع علاقة بين التركيب والوظيفة

- التعرف على طبيعة المنتجات

- تركز الاهتمام في البداية على النواة Nucleus

· عزلت ودرسة مكوناتها

· مادة عضوية ذات محتوى فسفوري عالي Nuclein (Nucleic acids)

· البيورين Purine والبرميدين Pyrimidine والسكر الخماسي Pentose ومجموعة الفوسفات

· Deoxyribonucleic acid (DNA)

Ribonucleric acid (RNA) .

· Double helex



الميتوكوندريا Mitochondria

- عزلت الميوكندريا في عام 1934

- مركز التأكسد الخلوي Center of cellular oxidation

- دراسات الأيض والمسارات الأيضية

تحلل الجلوز Glycolysis

دورة كربس Kerb,s cycle

النقل الالكتروني Electron transport

الأكسدة الفسفورية Oxidative phosphorylation



البلاستيدات الخضراء Choloroplast

. البناء الضوئي Photosynthesis

· الشبكة الأندوبلازمية الناعمة

· الشبكة الأندويلازمية المحببة

· الريبوسومات

· الأجسام الهاظمة

· أجسام جولجي

· النوية

· الغشاء البلازمي .





الوسط المحيط بالخلية The extracellular environment

المحيط الحيوي Biospher

· المائي Hydrospher

· الأرضي Lethospher

· الهوائي Atmosphere



الأحتياجات الأساسية لحياة الخلايا:

· الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين

· تحاط الخلية الحية بطبقة رقية من الماء

· الأملاح المعدنية

· مواد الوقود

· مستوى ثابت من درجة الحرارة والأس الهيدروجين والضوء

وسط الخلية

سائل Fluid

نصف صلبSemisolid

صلب Solid





الوحدة الوظيفية في الخلايا Functional nuity of cells

تمت معظم الدراسات الجزيئية والوراثية على Escherichia coli

تطابق المكونات العامة والوظائف الأساسية في جميع أنواع الخلايا

مبادئ وقوانين (آليات الحياة) العالم الحيوي واحدة ومتشابهة

المادة الوراثية

الاستنساخ

ترجمة الشفرات الوراثية

بناء وتجميع وحدات البروتين

تبادل المواد مع المحيط

تحلل الجلوكوز واشتقاق الطاقة

استخدام الطاقة في البناء والنقل والحركة

علاقة الخلية بعلوم الحياة

- الوراثة

- الأنقسام - نظرية استمرارية البلازما الحرثومية Germ plasm

- وظائف الأعضاء

أنواع الحركات - الغشاء البلازمي - السيالات العصبية - زراعة الخلايا والأنسجة - الافراز والامتصاص - الأنتشار - الأسموزية

النقل النشط - البلعمة والتشرب

- الكيمياء الحيوية

القوانين الكيميائية والفيزيائية - اكتشاف الأكسجين - التنفس - انتاج مادة اليوريا - المكونات العضوية - الروابط الكيميائية - القوة الحيوية

والنشاط التحفيزي - الأنزيمات – الأيض - الهدم - البناء

البيولوجيا الجزيئية

تركيب الجزيئات واستخدامها في الطب وغيره

الهندسة الوراثية

تغيير في الصفات الوراثية

الحصول على منتجات ذات فوائد اقتصاية

التقنية الحيوية

تهيئة الظروف لزراعة الخلايا والأنسجة

زراعة الأعضاء والاستنساخ

[عادل خليفة]

جزاك الله خيرا على المجهود الرائع ياريت يكون المجهود العظيم ده فى ملف وورد يبقى اسهل

[ياسر جمال السيد]

بعض أسئله إختبار الكفاءة لمدرسى العلوم بالسعوديه

[ياسر جمال السيد]

أحمد سعد الدين14-01-2005, 10:48 AM
الطاقـة تُعرَّف في الفيزياء بأنها القدرة على أداء شغل. فمثلاً زيادة سرعة سيارة أو رفع حجر يتطلب شغلاً. وتقاس الطاقة والشغل بالوحدات نفسها. ويخلط الناس كثيرًا بين الطاقة والقدرة والقوة. فالقدرة هي معدّل بذل الشغل. والقوة هي الدفع أو الجذب المبذول على الجسم. وتؤدي القوة شغلاً طالما أنها تحرّك الجسم، ويمكن تعيين كمية الشغل بشدة القوة المستخدمة والمسافة التي يتحركها الجسم. والطاقة التي تقترِن بالحركة تُسمّى الطاقة الميكانيكية

--------------------------------------------------------------------------------

أحمد سعد الدين14-01-2005, 10:48 AM
أشكال الطاقة

الطفلة الموجودة على الأرجوحة توضح كيف تتحول الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية وبالعكس. في الرسم إلى اليمين نرى أن الطفلة هي في وضع الحد الأقصى للطاقة الكامنة، ولكن دون طاقة حركية في الوضع (ب). وفي الرسم إلى اليسار فإن الجاذبية تؤرجحها إلى أسفل من الوضع (ب) وفي الوضع (ج) لا توجد للطفلة طاقة كامنة وإنما أقصى طاقة حركية هي التي تؤرجحها إلى النقطة (د).
الطاقة إحدى المفاهيم الأساسية في الفيزياء، وكذلك الكتلة. وتوجد الطاقة في عِدّة أشكال. وكل شكل من أشكال الطاقة يمكن أن يتحوّل إلى آخر، في عملية تُسمّى تحوُّل الطاقة. فمثلاً الطاقة الحرارية التي نشعر بها قادمة من النار تصلنا في صورة إشعاع. والأجسام القريبة من النار تسخَنُ بوساطة الأشعة تحت الحمراء، وهي إحدى أشكال الأشعة الكهرومغنطيسية. وهذه الأجسام تكتسب الطاقة في شكل حرارة. والضوء أيضاً موجات كهرومغنطيسية، ولهذا فهو أحد أشكال الطاقة. وهناك أشكال أخرى من الطاقة مثل الطاقة الكيميائية والطاقة النووية والطاقة الكهربائية والكتلة.

والحياة الإنسانية كلُّها تعتمد على الطاقة التي نستقبلها من الشّمس على هيئة إشعاعات. فالأشعاعات الشمسية تحت الحمراء تدفئ الأرض وأشعتها الضوئية تعطي النبات الطاقة اللازمة لنموه. والنباتات تختزن الطاقة الشمسية في شكل طاقة كيميائية في عملية التركيب الضوئي
والمواد الغذائية التي يكونها النبات هي الغذاء الذي تعتمد عليه جميع الكائنات الحية. وتستخدم الحيوانات والكائنات الحية الأخرى الطاقة الناتجة من الغذاء لدفع العمليات الجسمية وتحريك العضلات. وتختزن طاقة الشمس أيضاً في شكل طاقة كيميائية في الزيت والغازات والفحم الحجري. وقد نتجت هذه الأنواع من الوقود الأحفوري عن تآكل النباتات والكائنات الحية التي عاشت منذ ملايين السنين. ونحن نحرق هذا الوقود لاستخلاص الطاقة منه. ويحوّل الاحتراق الطاقة الكيميائية في الوقود إلى حرارة. والحرارة بالتالي يمكن أن تُحوَّل إلى طاقة ميكانيكية. فاحتراق الفحم الحجري مثلاً يمكن أن يُدير العنفات (التوربينات) البخارية التي تنتج الكهرباء في محطات توليد الطاقة الكهربائية. وفي هذه المحطات تتحول الطاقة الكيميائية في الفحم الحجري إلى طاقة حرارية تتحوّل بدورها إلى طاقة ميكانيكية. وتتحول الطاقة الميكانيكية في العنفات بوساطة المولدات إلى طاقة كهربائية.

--------------------------------------------------------------------------------

أحمد سعد الدين14-01-2005, 10:49 AM
والطاقة النووية شكل آخر من أشكال الطاقة، وتُختزن في نَوَى الذرات. وتنتج التفاعلات النووية، مثل الانشطار والاندماج طاقة في شكل حرارة وإشعاع. وتُنتج التفاعُلات الانشطارية الحرارة في المفاعلات النووية، وتولد التفاعلات الاندماجية حرارة شديدة في باطن الشمس. وفي الطبقات الخارجية للشمس تتحول الحرارة إلى الإشعاع الذي ينبعث من الشمس في كافة الإتجاهات، ونحن نستقبل جزءًا ضئيلاً فقط من هذا الإشعاع. وفي التفاعلات الانشطارية والاندماجية، تكون كتلة المواد الناتجة من التفاعل أقلّ بقليل من كتلتها قبل التفاعل، ولذا فإن جزءًا صغيراً من المادة يكون قد تحول إلى طاقة. وقد استنتج العلماء أنّ المادة والطاقة متكافئتان. وجميع العمليات محكومة بالتغيُّرات التي تحدث في الطاقة من شكل إلى آخر.

--------------------------------------------------------------------------------

أحمد سعد الدين14-01-2005, 10:49 AM
الطاقة الكامنة والطاقة الحركية
الطاقة الميكانيكية هي الطاقة الناتجة عن الحركة، أي بسبب تأثير القوة على الأجسام. والطاقة الحركية هي الطاقة التي يتمتع بها الجسم لأنه يتحرك. وتتناسب طاقة حركة الجسم طردياً مع كتلته ومربع سرعته. ولهذا، فإنّ للقطار الذي يتحرّك بسرعة 80 كم في الساعة طاقة تعادل أربعة أمثال طاقة قطار آخر يتحرّك بسرعة 40كم في الساعة. والقطار الساكن ليس له طاقة حركة. فكل طاقة الحركة التي اكتسبها أثناء حركته قد تحولت إلى حرارة، تولدت عن الاحتكاك في المكابح التي أوقفت القطار.


الطاقة الكامنة هي الطاقة الموجودة في الجسم بسبب وضعه أو حالته. وهي تمثل الشغل الذي بُذِل فعلاً، وتسمّى أحياناً الطاقة المختزنة. فإذا رفعنا صندوقاً من الأرض إلى منضدة، فإن طاقة وضع الجسم سوف تزداد بمقدار كمية الشغل اللازمة لرفعه إلى منضدة. ويمكن تحويل الطاقة الكامنة إلى أشكال أخرى من الطاقة. فإذا ما دفعنا الصندوق من فوق المنضدة فسوف يبدأ في السقوط وتتحول طاقته الكامنة إلى طاقة حركية. وعندما يصطدم الصندوق بالأرض يحدث اهتزازات على الأرض والهواء المحيط بها. وتسخن هذه الاهتزازات الأرض والهواء، وبهذا تكون الطاقة الحركية للجسم قد تحوّلت إلى طاقة حرارية.


الطاقة الكيميائية. أحد أشكال الطاقة الكامنة. فالجزيئات يمكن أن تخزّن الطاقة نتيجة لطاقة وضع الذرات التي تنشأ عن تأثير القوى بين الذرات في الجزيئات. وأثناء التفاعلات الكيميائية تأخذ الذرات في الجزيئات مواقع مختلفة، وتحدث تغيرات في الطاقات الكامنة لهذه الذرات. وإذا قلت الطاقة الكامنة فإن التفاعل ينتج طاقة تَظهر على شكل حرارة.

--------------------------------------------------------------------------------

أحمد سعد الدين14-01-2005, 10:50 AM
بقاء الطاقة

الإشعاع الشمسي يتحول إلى حرارة.

الطاقة الميكانيكية الناتجة عن دوران المراوح تتحول إلى طاقة كهربائية.
لاحظنا أنّه خلال زمن سقوط الصندوق من المنضدة قلت طاقته الكامنة، بينما زادت طاقته الحركية. ولكن يظل مجموع الطاقتين ثابتاً أثناء السقوط. ويعبّر العلماء عن ذلك بقانون ينص على أنّ الطاقة تظلّ باقية. ولا ينطبق قانون بقاء الطاقة على حالة الصندوق الساقط فقط، ولكنه ينطبق على حالة الكون كلّه. وينص هذا القانون على أن الطاقة الكلية للكون ذات قيمة ثابتة دائمًا.

ويُمكن أن يُعدّ البندول مثالاً لكيفية تحوُّل الطاقة من شكل إلى آخر بينما تظلّ الطاقة الكلية ثابتة. فعندما يصل البندول إلى نهاية اهتزازاته تكون له طاقة حركية فقط. وتتحوّل هذه الطاقة إلى طاقة كامنة عندما يصل البندول مرة أخرى إلى أعلى نقطة في اهتزازاته.وسوف يستمر البندول في الاهتزاز طالما لا يوجد هناك احتكاك أو مقاومة من الهواء. ولكن الطاقة التي تستخدم في التغلب على مثل هذا الاحتكاك لا تُفقد، وإنما تتحول إلى حرارة، ونحن نعلم الآن أن المادة والطاقة ترتبطان ارتباطاً وثيقاً. ولذا فإن قانون بقاء الطاقة يشمل المادة أيضاً. فالطاقة لا تفنى ولا تأتي من العدم، ولكنها يمكن أن تنشأ من المادة وتتحوّل إليها. فهي مثلاً قد تتحول إلى مادة في معجّلات الجسيمات عند ظهور جُسيمات جديدة أثناء تصادم الجسيمات المعجَّلة عند سرعات فائقة. انظر : ط= ك ث2؛ الكتلة.

--------------------------------------------------------------------------------

أحمد سعد الدين14-01-2005, 10:50 AM
قياس الطاقة. تقاس الطاقة في النظام المتري بالجول. والجول الواحد هو كمية الشغل المبذول لتحريك جسم مسافة متر واحد ضد مقاومة قوة مقدارها نيوتن واحد. وتقاس الطاقة الكامنة للجاذبية بحاصل ضرب وزن الجسم في المسافة الرأسية التي يُمكن تحريكها أثناء سقوطه حتى يصل إلى حالة السُّكون. وتُقاس الطاقة الحركية بالعلاقة : الطاقة الحركية = ½ ك ع²، حيث ك هي كتلة الجسم، وع² هي مربع سرعته. والقدرة هي معدل أداء الشغل، ووحدتها الواط. وتساوي قدرة الآلة واط واحد إذا كانت تنتج جولا واحداً في كل ثانية