الفيزياء

نشاط عملي يوّضح آلية تكوين “نماذج مواريه” المتموجة

2011 الضوء واللون

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

نماذج مواريه آلية تكوين نماذج مواريه المتموجة الفيزياء

الأهداف:

1- تكوين "نماذج مواريه" المتموجة.

2- المقارنة بين "نماذج مواريه" المكوّنة من خطوط مستقيمة والأشكال الأخرى المتكونة من الدوائر.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– مشطان صغيران

– قلم رفيع

– ورق

– مسطرة

– آلة نسخ وأوراق استشفاف

– شبك رقيق من النوع الذي يُستخدم على النوافذ

 

خطوات العمل:

1- امسك المشطين باتجاه مصدر ضوئي (غير الشمس). حرك ببطء أحد المشطين أمام المشط الآخر. هل تستطيع أن تشاهد أشكال خطوط غير أسنان المشط؟

2– ارسم شكلاً مؤلفاً من خطوط سوداء أو دوائر متداخلة (انظر الصفحة 54) على ورقة بيضاء. انسخ هذا الشكل بواسطة آلة ناسخة (ناسخة فوتوغرافية) على ورقتي استشفاف، ثم ضعهما بشكل متراكب كي تكوّن "نماذج مواريه".

3– ضع قطعتين من شبك أو منخل النافذة بشكل متراكب على بعضهما، ولاحظ كيف يظهر "نماذج مواريه" داخلهما.

 

إذا واجهتَ صعوبة في رسم نماذج منمقةٍ لدوائر متحدة المركز أو خطوط متوازية، بإمكانك استعمال النماذج الموجودة في الأسفل.

قم بتصويرها على ورق شفاف (ورق استشفاف) ثم رتبها بأشكال متداخلة مختلفة لترى أنماط "نماذج مواريه" التي يمكنك الحصول عليها.

هناك طرق مختلفة لتشكيل "نماذج مواريه". إذا كان لديك مشط واحدة فقط، على سبيل المثال، ضع مرآة خلف المشط وحاول أن تكوّن شكلاً بأن تنظر من خلال أسنان المشط إلى الصورة المنعكسة.

 

كما أن بإمكانك أن تستعمل حيلة مشابهة لتكوين هذه الأشكال عن طريق شبك النافذة. .

ضع قطعة ورق بيضاء خلف شبك النافذة في يوم مُشمس، وسيكوّن الشبك "نماذج مواريه" من خلال الظل الذي يظهر على الورقة.

 

وتستطيع أيضاَ أن ترى "نماذج مواريه" المتموجة على الأقمشة القطنية الرقيقة الشبكية.

قم بطيّ قطعة قماش طيّاً واحداً وارفعها أمام الضوء ثم اسحب الطبقات بشكل دائري ببطء كي تجعل الشكل المتكون يتحرك أمام عينيك.

 

كيف أرسم دوائر متداخلة؟

أسهل طريقة لرسم مثل هذه الدوائر بصورة أنيقة ومرتّبة هي أن تقوم باستخدام برنامج حاسوبي للرسم.

ارسم دائرة كبيرة، وانسخها ثم الصقها فوق الدائرة الأولى، ثم قم بتصغير حجمها قليلاً. استمر في هذه العملية إلى أن تملأ الفراغ في الدائرة الكبيرة.

وإن لم تستطع الحصول على حاسوب أو آلة ناسخة، بإمكانك استعمال الفرجار والقلم لرسم الدوائر على ورق استشفاف.

 

تحليل النشاط:

تتشكل "نماذج مواريه" عن طريق التداخل.

وعلى عكس التداخل الذي شاهدناه في النشاط (2) الذي تكوّن من تداخل الموجات الضوئية، فإن "نماذج مواريه" تتكوّن عندما تتراكب أشكالٌ من الخطوط والنقاط.

وعندما تمرر الأمشاط فيما بينها، فإن أسنانها تخرج عن اصطفافها لتصبح غير منتظمة ثم تعود إلى حالتها المنتظمة.

 

وحالما تخرج أسنان المشط عن اصطفافها المنتظم، يتشكل النموذج. يكون الشكل في البداية مكوّناً من خطوط معتمة متراصّة، ثم لا تلبث هذه الخطوط أن تتباعد.

تتشكل النماذج على ورق الاستشفاف وشبك النافذة بالطريقة ذاتها.

فعندما حرّكتَ الصحائف المتداخلة فربما لاحظت أن الحزم الساطعة والمظلمة في "نموذج مواريه" كانت تتحرك بسرعة أكبر بكثير من الصحائف نفسها.

 

إن هذه الخاصية التي تمتاز بها "نماذج مواريه"، وهي تكبير الحركات الصغيرة، مفيدة جداً ويستخدمها المهندسون لكشف التصدعات والشقوق وغيرها من العيوب التصنيعية في أجنحة الطائرات والآلات الأخرى.

فإذا أصبح بالإمكان كشف مثل تلك العيوب في وقت مبكر، أمكن إصلاحها قبل أن تشكّل خطراً في وقت لاحق.

يقوم المهندس عن طريق استعمال أداة خاصة للرؤية بمقارنة الشكل الحقيقي للجسم مع قالب يمثل الشكل الأفضل لهذا الجسم.

 

وإذا ظهر "نموذج مواريه" عند تراكب الشكلين، يكتشف المهندس عندها أن هناك شقوقاً أو مناطق غائرة في ذلك الجسم غيّرت من معالمه الطبيعية.

ولكن يمكن أن تسبب "نماذج مواريه" بعض الإزعاج، فعندما يقوم عمال الطباعة بطبع الكتب، كالكتاب الذي بين أيدينا، فإنهم يصنعون الصور عن طريق المطابقة بين العديد من النقاط الدقيقة الملونة.

 

انظر إلى أي صورة في هذا الكتاب من خلال العدسة المُكبّرة وسترى أن تلك الصورة مكوّنةً من نقاط ذات ألوان أربعة فقط هي الأسود والأصفر والوردي والأزرق الفاتح، لذلك فإن أي صورة تتكوّن من أربعة أشكال متراكبة من النقاط.

ولمنع ظهور "نماذج مواريه" من الظهور بين النقاط، يقوم عمّال الطباعة بتقليب الصورة الأساسية بزوايا مختلفة لكل لون من الألوان الرئيسة الأربعة، وبهذه الطريقة يستطيع عمال الطباعة أن يمنعوا أي تداخل بين الألوان عند مطابقتها.

 

نموذج مواريه على العملة الورقية أيضاً

انظر بإمعان إلى عملة ورقية وسترى أشكالاً لدوائر متداخلة مطبوعة على الورقة.

هذه الأشكال تجعل من الصعب بالنسبة للمجرمين تزوير هذه العملة الورقية.

عند طباعة هذه العملة الورقية على آلة نسخ ملونة يظهر نموذج مواريه على الصورة المطبوعة، ما يجعلها عديمة النفع.

 

أوراق لعب وامضة

استخدم "نماذج مواريه" كي تجعل أوراق اللعب تومض أمام عينيك.

الخطوة الأولى هي أن تنسخ الشبكة السوداء بواسطة آلة ناسخة على ورقة استشفاف، ثم ضع الورقة ببطء فوق كل ورقة من أوراق اللعب بعد التأكد من أن الخطوط الموجودة على الشبكة في وضع عمودي.

سترى أن الشكل الملوّن على ورقة اللعب سيتمدد ويتقلص في كل مرة تمر الشبكة فوقها، ما يجعلها تبدو كما لو أنها تومض.

مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
. خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل أحمد باحثون في مجال الأمراض والفيروسات بكلية الطب في هيوستن، الولايات المتحدة
على الرغم من كونها أكثر الكائنات بساطًة فإن الفيروسات أتقنت عملية التطور بصورة مذهلة؛ فقد أتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقة لمخلوقات أكثر تعقيدًا، لحاجتها إلى التكوينات الخلوية، قدرة كبيرة لها على اجتياز العقبات التطورية. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لإحدى أكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، إذ يعتقد أن نحو %10 من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
. إسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحدة
يعتبر أواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الأحياء المجهرية، إذ شهد اكتشافات كثيرة عن بعض أنواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وأدت هذه الاكتشافات إلى تكوين نظرية شمولية عن الميكروبات، تعرف بنظرية الجراثيم germ theory، التي بنيت على معلومات توفرت لدى العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظرية توفر بعض الخصائص في أي مسبب ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المادة السلبية.. أسرع من إيقاع الضوء والزمن
.أحمد مغربي طبيب ومترجم وكاتب متخصص بالموضوعات العلمية، لبنان
هل يمكن السفر بأسرع من الضوء؟ إذا كان إيقاع الزمن يسير بسرعة الضوء، وفق نظرية آينشتاين عن النسبية، ألا يكون التحرك بسرعة الضوء أو أكثر سفراً في الزمن أيضاً؟ أليس بموجب معادلة آينشتاين الشهيرة عن المادة والطاقة E=a.mc2 تتبدد المادة وتتحوّل إلى طاقة صرفة عندما تصل إلى التحرّك بسرعة الضوء، فكيف يمكن التنقل أسرع من الضوء من دون حدوث ذلك؟
 يألف عُشاق السينما أفلاماً عن آلة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪جسور مدينة كونيجسبيرغ: لغز أثمر ولادة فرع رياضياتي جديد
أحمد محمد جواد الحكيم باحث وأكاديمي في علم الرياضيات
تتسم معظم الألغاز التي يتناقلها الناس عادة بالبساطة، وتسعى إلى تحقيق المتعة والتسلية والترفيه واختبار القدرات العقلية للفرد، من خلال التحدي والإثارة. لكن مع بساطة هذه الألغاز فقد استحوذ قسم منها على اهتمام بعض علماء الرياضيات، الذين احتاجوا من أجل حلها إلى نهج جديد من التفكير العقلي يعتمد كثيراً على الحدس وقوة التمثيل البياني لهذه الألغاز، بدلا من الطريقة الاستنتاجية المنطقية.
ومن ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)