ملخص الظواهر الضوئية للسنة الثالثة متوسط الفصل الثالث: الضوء الأبيض وقوس قزح وقرص نيوتن والموشور

الفصل الثالث في فيزياء السنة الثالثة متوسط يتمحور حول الظواهر الضوئية، وهي وحدة يخاف منها بعض التلاميذ فيما هي في الواقع بسيطة: ضوء أبيض يتحلل إلى ألوان، وألوان تتركب فتعيد الأبيض، وأجسام تظهر بلون ما بحسب الضوء الذي يصلها. وكثيرا ما يسأل الأستاذ سؤالا «ثقافيا» مثل: فسر ظهور ألوان قوس قزح، أو يرسم شكلا ويطلب إكماله. تعرض الصفحة الملخص الكامل للوحدة بالمفاهيم والتجارب وأسئلة الفرض والاختبار.

أولا: طيف الضوء الأبيض

الضوء الأبيض مركب

الضوء الأبيض (ضوء الشمس) ليس بسيطا بل مركب من عدة ألوان، ويمكن تحليله بوسائل مثل الموشور.

ألوان الطيف

للطيف سبعة ألوان مرتبة: الأحمر، البرتقالي، الأصفر، الأخضر، الأزرق، النيلي، البنفسجي. ويسمى هذا الترتيب طيف الضوء الأبيض.

ثانيا: تحليل الضوء الأبيض بالموشور

الموشور

الموشور قطعة زجاجية شفافة على شكل منشور مثلثي.

التجربة

1. نسلط حزمة ضوء أبيض ضيقة (من فتحة) على وجه الموشور.
2. نضع حاجزا أبيض خلف الموشور.
3. نشاهد على الحاجز شريطا ملونا من سبعة ألوان.

التفسير

يتعرض الضوء عند دخوله الزجاج وخروجه منه لـانكسار، وتنكسر الألوان المختلفة بدرجات متفاوتة: البنفسجي أكثر انكسارا والأحمر أقلها، فتنفصل الألوان وتظهر مرتبة. وهذا ما يسمى تحليل الضوء الأبيض.

ثالثا: قوس قزح

تفسير ظهوره

يظهر قوس قزح عندما يكون المطر نازلا وتكون الشمس ساطعة، فيدخل ضوء الشمس قطرات الماء العالقة في الهواء، فيتحلل إلى ألوانه، وتظهر أقواس دائرية ملونة.

الشروط: وجود قطرات ماء في الهواء، وشمس خلف الناظر، وناظر ينظر إلى الجهة المقابلة للشمس.

وكل قطرة ماء تعمل مثل موشور صغير، فتحلل الضوء، وتجتمع ملايين القطرات فتشكل القوس الكبير.

رابعا: تركيب الضوء الأبيض

قرص نيوتن

قرص نيوتن قرص دائري مقسم إلى قطاعات ملونة بالألوان السبعة، إذا دار بسرعة كبيرة بدا أبيض.

التفسير

عندما يدور بسرعة يعجز العين عن تمييز كل لون على حدة، فتتركب الألوان معا وترى اللون الأبيض. وهذا يثبت أن الألوان السبعة تركب الضوء الأبيض.

تجربة أخرى: ثلاثة مصابيح ملونة

عند إسقاط ضوء أحمر وأخضر وأزرق على الحاجز نفسه تتراكب الحزم في المنتصف فتعطي اللون الأبيض.

خامسا: الألوان الأساسية والثانوية

الألوان الأساسية للضوء

الأحمر والأخضر والأزرق ثلاثة ألوان أساسية، لا يمكن الحصول عليها بمزج ألوان أخرى، ومزجها يعطي كل الألوان.

التركيب الجمعي (ألوان الضوء)

الألوان المتممة

كل لون ثانوي متمم للأساسي المقابل: الأصفر يتمم الأزرق، والأرجواني يتمم الأخضر، والسماوي يتمم الأحمر. وإذا مزج لون مع متممه أعطى أبيض.

سادسا: المرشحات الضوئية

المرشح صفيحة شفافة ملونة تسمح بمرور لون واحد (أو ألوان) وتمتص الباقي.

وإذا وضعنا مرشحين متتاليين من لونين أساسيين مختلفين لا يمر أي ضوء (ظلام).

سابعا: ألوان الأجسام

لون الجسم الذي نراه هو اللون الذي يعكسه ويرسله إلى أعيننا من الضوء الساقط عليه، أما الباقي فيمتصه.

تحت ضوء ملون

ورقة حمراء تحت ضوء أخضر: تبدو سوداء لأنها تمتص الأخضر ولا يوجد أحمر لتعكسه. وهذا السؤال متكرر في الاختبارات.

تطبيقات من الحياة

نرى السماء زرقاء لأن الغلاف الجوي يشتت الضوء الأزرق أكثر من غيره، ونرى الشمس حمراء عند الغروب لأن ضوءها يقطع مسافة أطول في الجو فيتشتت الأزرق ويبقى الأحمر. وتستعمل شاشات الهاتف والتلفاز ثلاثة ألوان أساسية فقط (أحمر وأخضر وأزرق) في كل نقطة، فتولد كل الألوان بتغيير شدتها. وتستعمل أضواء المسرح مرشحات ملونة لتغيير مظهر الديكور والأزياء، وهذا تطبيق مباشر لدرس المرشحات.

كيف تجيب عن مسألة المرشح؟

حدد أولا مكونات الضوء الساقط، ثم اسأل: ما الذي يسمح به المرشح؟ وما الذي يمتصه؟ فما بقي بعد الامتصاص هو الضوء الخارج. مثال: ضوء أبيض يمر على مرشح أخضر ثم أحمر: يخرج من الأول الأخضر وحده، فيمتصه الثاني بالكامل، فلا يخرج ضوء. وبهذا المنطق نحل أي حالة مهما بدت معقدة.

ثامنا: خلاصة للحفظ

• الضوء الأبيض مركب من 7 ألوان.
• الموشور يحلله والانكسار هو السبب.
• قوس قزح: تحلل ضوء الشمس في قطرات الماء.
• قرص نيوتن يركب الألوان فيعطي الأبيض.
• الأساسية: أحمر وأخضر وأزرق، ومزجها أبيض.
• لون الجسم هو ما يعكسه.

أسئلة الاختبار الأكثر تكرارا

1. فسر ظهور ألوان قوس قزح.
2. ماذا نشاهد خلف الموشور المضاء بالضوء الأبيض؟
3. لماذا يظهر قرص نيوتن أبيض وهو يدور؟
4. ما لون ورقة زرقاء تحت ضوء أحمر؟ (سوداء)
5. ما نتيجة مزج الأحمر والأخضر؟ (أصفر)

أخطاء شائعة

• القول إن الضوء الأبيض بسيط.
• ترتيب ألوان الطيف ترتيبا خاطئا.
• الخلط بين مزج ألوان الضوء ومزج ألوان الطلاء.
• نسيان أن الجسم يعكس لونه ويمتص الباقي.
• رسم الموشور دون ذكر الانكسار.

نصائح

• احفظ ألوان الطيف في جملة مثل «أحمر برتقالي أصفر أخضر أزرق نيلي بنفسجي».
• ارسم شكل الموشور مع الأسهم والحاجز.
• أجب عن «فسر» بجملتين: المقدمة، ثم السبب.

الشرح المصوّر

لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، تقدم الأستاذة ياسمين في فيديو «ملخص الفيزياء للفصل الثالث لتلاميذ 3 متوسط: جميع دروس وحدة الظواهر الضوئية» هذا الملخص في نحو سبع عشرة دقيقة.