تجارب فيزيائية مسلية للطلاب

الفيزياء

الفيزياء هي مجموعة العلوم التي تتعامل مع بنية المادة ونشأتها وخصائصها والتفاعلات بين المكونات الأساسية للكون المرئي، وبالمعنى الأوسع تهتم الفيزياء -المشتقة من الفيزياء اليونانية- بجميع جوانب الطبيعة والنواحي المرتبطة بها على المستويين المجهري والمجهر الفرعي، ولا يشمل نطاق دراسة الفيزياء سلوك الكائنات الموجودة تحت تأثير قوى معينة فحسب، بل يمتد تأثير الفيزياء ليشمل أيضًا طبيعة وأصل مجالات قوة الجاذبية، والكهرومغناطيسية، والنووية، وفي هذا المقال ذكر لتجارب فيزيائية مسلية للطلاب.^[١]

فروع علم الفيزياء

الفيزياء هي واحدة من العلوم الطبيعية التي تتغلغل في مجالات متعددة، والأهم من ذلك كله، أنه يمكن تجربة الظواهر والقوانين الفيزيائية في كل مكان بدءًا من المستوى المجهري إلى المستويات الأخرى، في صورة تجارب أكاديمية، أو مجرد تجارب فيزيائية مسلية للطلاب، ويمكن توضيح أهم فروع علم الفيزياء كالآتي:^[٢]

• الميكانيكا الكلاسيكية: حيث تتعامل الفيزياء بشكل أساسي مع حركة الكائنات السارية وكل ما هو في الحياة اليومية.
• الديناميكا الحرارية والميكانيكا الإحصائية: في الديناميكا الحرارية يتم دراسة آثار التغيرات في الضغط ودرجة الحرارة والتفاعلات الحرارية بين النظم، وتصف سلوك عدد كبير من الذرات أو الجزيئات.
• الكهرومغناطيسية: تتضمن دراسة القوة الكهرومغناطيسية وملاحظة أن التأثيرات الكهربائية والمغناطيسية هي جوانب مختلفة لنفس القوة، واشتهر بها والإشعاع الكهرومغناطيسي على المستوى المجهري، واشتهر به ماكس بلانك، فيرنر هايزنبرغ وإروين شرودنجر .
• الفيزياء الذرية والجزيئية والبصرية: وينطوي على تفاعل الإشعاع الكهرومغناطيسي و مستوى الكم، والظواهر التي تحكمها المبادئ المادية الكمومية.
• فيزياء المواد المكثفة: يدرس فيزياء المواد المكثفة خواص المادة المكثفة والظواهر مثل الموصلية الفائقة والسوائل الفائقة والمكثفات وما إلى ذلك، ولعرض فيزياء المواد المكثفة في هيئة تجارب فيزيائية مسلية للطلاب ينبغي الاستعانة بأدوات وأجهزة حديثة لتصل إلى أفهام الطلاب بصورة مناسبة.

تجارب فيزيائية مسلية للطلاب

يمكن إجراء تجارب فيزيائية مسلية للطلاب لجذب انتباههم بما تتميز به من إثارة تحوز شغفهم واهتمامهم، ولكي تصل إلى الطلاب بإحكام ينبغي أن يتم شرحها لهم بأكثر من أسلوب مع عرض الصور اللازمة والموضحة لطبيعة التجربة وقت إجرائها، وفيما يأتي مجموعة تجارب فيزيائية مسلية للطلاب تساعدهم على فهم الفيزياء:^[٣]

لون الضوء

تُجرى التجربة باستخدام: مصباح ضوئي وحاوية مستطيلة شفافة وماء وكوب من الحليب، ويمكن إجراؤها بملء ثلاثة أرباع الحاوية بالماء، ثم توجيه المصباح في جانب الحاوية، ثم مراقبة الضوء من الجانب الآخر وعند نهاية الحاوية، يمكن حينها رؤية عدد قليل من جزيئات الغبار الأبيض حيث يمر الشعاع، ثم تقليب ربع كوب من الحليب في الماء، ويتم مراقبة الضوء من الجانب الآخر ونهاية الحاوية من الجانب الآخر، وقد يبدو الضوء أزرقًا، ومن النهاية، قد يبدو الضوء أصفر، ثم يتم تكرار ذلك حتى يضاف كل الحليب، حينها تتم ملاحظة أن بعد كل إضافة يغمق اللون الأزرق، ويتحول اللون الأصفر إلى اللون البرتقالي ويزداد عرض الحزمة، كما أن الضوء ينتقل في خط مستقيم ما لم يواجه الجسيمات التي تتسبب في تشتت الحزمة، فكلما زادت كمية الحليب التي تتم إضافتها إلى الماء، كلما زاد انتشار الضوء، ويحدث انحناء اللون الأزرق بينما يستمر اللونان الأحمر والبرتقالي في خط مستقيم، أما بالنسبة لغروب الشمس، فبسبب مسار الشمس، ولا يزال الضوء بعيدًا في ذلك الوقت ويواجه المزيد من جزيئات الغبار في الغلاف الجوي.

الكهرباء الساكنة

يمكن إجراء التجربة باستخدام مشط نايلون وصنبور لمشاهدة الماء الثابت المنحنى،ويمكن إجراؤها بتشغيل الصنبور حتى يتدفق قطر الماء 1/16 بوصة من الصنبور، ثم تشغيل مشط من خلال الشعر عدة مرات، ويتم إمساك المشط من 3 إلى 4 بوصات أسفل الصنبور بأسنان المشط بوصة من مجرى المياه، ويتم ملاحظة ما يحدث، ثم نقل المشط ومراقبة ما يحدث، ثم تشغيل التمشيط من خلال الشعر مرة أخرى ومعرفة ما إذا كان يغير النتائج، ثم بعد ذلك يتم ضبط مجرى الماء لمعرفة ما إذا كان يحدث فرقًا أم لا، وأخيرًا، يتم تجربة أمشاط مختلفة الحجم وتكرار ذلك، فالذي يحدث أن تمشيط الشعر يخلق الكهرباء الساكنة، فيصبح أحد الطرفين مشحونًا بشحنة سالبة عن طريق الحصول على الإلكترونات، بينما يصبح الطرف الآخر مشحونًا بشحنة موجبة من خلال فقدان الإلكترونات، ويتحرك التيار نحو المشط لأن الإلكترونات تنجذب إلى المشط المشحون، وقد تمشط الشعيرات الممشط بعضها البعض أيضًا.

الضغوط العالية والمنخفضة

المراجع[+]

1. ↑ " Physics ", www.britannica.com, Retrieved 14-07-2019. Edited.
2. ↑ "What are the various branches of physics?", www.quora.com, Retrieved 14-07-2019. Edited.
3. ↑ "Easy High School Physics Experiments", sciencing.com, Retrieved 21-07-2019. Edited.