بسم الله الرحمن الرحيممقدمـــــــــــة:

, لألجسام الطبيعية الخواص فى يبحث الذى العلم هو الفيزياء علم. محددة خاصة بوحدات تقاس محددة أبعاد لها بأن تتميز الطبيعية والخاصةعن الكشف ثم المختلفة الفيزيائية الظواهر عن الكشف فى العلم هذا ويبحث

. وقوانينها الفيزيائية الظواهر مع التعامل وعند لها تخضع التى العلمية القوانين: خطوات بثالث نمر فأننا

. الفيزيائية: الظاهرة مالحظة األولى. قياسها: يمكن فيزيائية بمقادير ربطها الثانية

. لذلك: العلمية القوانين واستنباط فيها تتحكم التى العوامل تفهم الثالثةفى موجودة بها المتعلقة العلمية والقوانين الفيزيائية الظروف كانت ولما

علوم مع كبيرة درجة إلى يتدخل الفيزياء علم فان لذا الحية وغير الحية الموادالكيمياء Biologyاألحياء علوم ال Chemistryومع هذه Biophysicsوعلم أن حيث

الذرية العلوم أبحاث فى السريع التطور بعد بعضها مع متكاملة أصبحت العلومالقياس وحدات إلى نشير أن ليجب الخواص هذه فى الخوض وقبل والجزيئية

يمكن حتى كذلك طبيعية خاصية على نحكم أن يمكننا حتى وتحديدها المتبعةالقوانين سالمة على التعرف عند األساس هى التى األبعاد معادلة إلى التوصل

. الفيزيائية وصحتها المختلفةالزراعة طالب تهم التى الخواص بعض المنهج هذا فى نتناول وسوف

فى مختلفة المواد من بدراسته يقوم سوف ما فهم له تيسر أن يمكن والتى. الدراسة مراحل خالل الزراعية العلوم

والله ولى التوفيق

1

Mechanicsالوحدة األولى : الميكانيكاأوال : الوحدات واإلبعاد األساسية:

Physical Quantitiesالكميات الطبيعية: : قسمين إلى الطبيعية الكميات تنقسم

:كميات أساسيةFundamental Quantities منها ابسط أخرى لكميات نسبها دون وقياسها تعريفها يمكن التي الكميات وهى

. ) والكتلة ) والزمن المسافة الطول هي الكميات وهذه :كميات مركبةDerived Quantities

أمثلتها . ومن األساسية الكميات بداللة وتعرف تقاس التي الكميات وهىحاصل . وهى التحرك كمية الزمن وحدة في المقطوعة المسافة وهى السرعة

. سرعته في الجسم كتلة ضرب Units Of Physical Quantitiesوحدات الكميات الطبيعية:

الطبيعة في األساسية الكميات لقياس استخدامها يمكن كثيرة وحدات هناكمنها:

الوحدات الفرنسية:-1القياس : من مجموعتين الوحدات هذه وتشمل

: بالسنتيمتر المجموعة األولى الطول بالجرام cmيقاس والزمن gmوالكتلةبالـــ Secبالثانية الوحدات من المجموعة هذه C. g. s. System Of Unitsوتعرف

.) ث) . . جم سم:بالمتر المجموعة الثانية الطول جرام mيقاس بالكيلو والزمن Kgmوالكتلة

الـــ Secبالثانية الوحدات من المجموعة هذه على m.k.s System ofويطلقUntie) ث) . . كجم م

الوحدات البريطانية: -2بالقدم ) الطول يقاس الوحدات هذه االنجليزي )F )Footوفى بالرطل (Pوالكتلة

بالثانية هى Secوالزمن القياس فوحدات f.p.sوعليةمجال فى نتناولها التى الطبيعية للكميات القياسية الوحدات وستكون

ال مجموعة منها نخص الفرنسية الوحدات هى ..C. G. Sدراستنا : Dimensions Of Physical Quantitiesأبعاد الكميات الطبيعية

الكميات بمعرفة عليها يستدل مركبة كمية أى أن يتضح السابق التقسيم منتربطها التي العالقة بداللة تعرف طبيعية كمية أى أبعاد فأن ولذا األساسية الثالث

بالرمز للطول وسنرمز األساسية بالرمز Lبالكميات Mوالكتلة . Tوالزمنطبيعية كمية أى بعد اعتماد األساسية Aولمعرفة األبعاد T , L , Mعلى

تكتب " " التى األبعاد بمعادلة يسمى بما يستعان فانه قياسها وحدات على وكذلكالصورة : على مربعة أقواس باستخدام عادة

األسات تكون .وفيها أوسالبة موجبة صحيحة اعداد او كسورالطبيعية : الكميات بعض أبعاد إليجاد األبعاد معادلة تطبيق اآلن لنحاول

2

, المساحة : كل = × بعد أن وحيث العرض الطول مثال مستطيل مساحة أن حيثهو والعرض الطول .Lمن

مربع L x L ( ( = L2المساحة = هو المساحة بعد أن النتيجة هذه وتعنىالطول.

قطرها لدائرة إلى فان :Dوبالنسبة

D2 المساحة =

المقدار أن أيضا , وحيث الدائرة إلى بالنسبة فانه أبعاد له ليس عدد مجردهى المساحة . L2يكون الطول مربع هو هندسى شكل ألى المساحة بعد أن أى

الكثافة :

الكثافة = أن حيث

= الكثافة = ) هذه ) . . عن التعبير نستطيع فأننا ث جم سم الوحدات نظام اتبعنا وإذا

سم جم هى الكثافة وحدة أن بقولنا أيضا .3-النتيجةالمادة الوزن النوعى : كثافة بين النسبة بأنة ما لمادة النوعى الوزن يعرف

: . أن أى الماء وكثافة

النوعى = . = الوزن له أبعاد ال النوعى الوزن ان اىالسرعة:

بأنها = السرعة = = تعرفالعجلة :

= العجلة =

= العجلة = / ) ث ) . . سم هى ث جم سم النظام فى وحداتها وحداتها 2وتكون تكون بينما

/ ) ث ) . . م هى ث كجم م النظام .2فى بالعالقة الوحدتان وترتبطث / 1 2ث / 210 = 2م

القوة القوة : أن على الثانى نيوتن قانون كتلة Fينص جسم على mالمؤثرةبعجلة المعادلة : aيتحرك من F = m aتعطى

الصورة : ) على األبعاد معادلة تكون (= M( )L T-2 ( = )Fبحيث ) وحدة ) . . تسمى بينما بالداين ث جم سم النظام فى القوة وحدة وتسمى

) من ) . . الوحدتين بين النسبة وتستنتج بالنيوتن ث كجم م النظام فى القوىيلى : كما األبعاد معادلة

3

ث = . / سم جم واحد داين ث , = . /2واحد م كجم واحد نيوتن 2واحد

نيوتن = داين 510واحدالجاذبية تأثير تحت األرض سطح نحو يسقط طليقا جسما اعتبرنا فإذا

هى : األرض نحو الساقط الجسم تجذب التى القوة تكون األرضيةF = mg

وتساوى gحيث األرضية الجاذبية ث / 981عجلة ,2سممثبتا يكون بأن السقوط من ممنوعا الجسم كان أذا أما

كما العلوى طرفه مثبت لخيط األسفل الطرف فى مثالأسفل إلى الجاذبة القوة فان بالشكل موضح mgهوالجسم لشد الخيط يبذلها مساوية قوة مع تتعادل سوف

. الخيط شد قوة تسمى القوة وهذه أعلى .Tإلىالتى هى ما جسم على األرض بها تؤثر التى الجذب وقوة

. وزن وحدات أن نرى وهكذا الجسم بوزن نسميها: القوة وحدات نفسها هى الجسم

[mg[ = ]MLT-2الوزن = ]تكون ) . . ( ث جم سم النظام وحدات وباستخدام

. الداين هى الوزن وحدةالشغل والطاقة :

ما قوة أثرت مسافة Fأذا فحركته جسم المبذول dعلى الشغل wفان: المعادلة من يتحدد

W = F Cos θ x d: الصورة على الشغل أبعاد معادلة وتكون

F F F Sin θ

F Cos θ

d[ MLT-2[ . ]L[ = ]ML2T-2الشغل = ]

) فى ) . . تسمى بينما باألرج ث جم سم النظام فى الشغل وحدة وتسمى ) األبعاد ) . . معادلة من الوحدتين بين النسبة وتستنتج بالجول ث كجم م النظام

يلى : كماسم = . جم واحد ارج م , = . 2ث /2واحد كجم واحد جول 2ث /2واحد

جول = ارج 710 = 410 × 310واحد. الطريقة بنفس األخرى الكميات أبعاد استنتاج يمكن

كل أبعاد بيان مع الفيزيائية الكميات من بعضا التالى الجدول فى ونذكرالنظام . فى القياسية ووحداتها . C. G. Sمنها

الفيزيائية (c.g.sالوحدات )األبعادالتعريفالكميةطول × المساحة L2Cm2طول

4

T

mg

الحجمالكثافة

السرعةالعجلةالقوة

الشغلالقدرةالضغط

التحرك كميةالحركة طاقةالقصور عزم

الذاتى

الطول مكعبالحجم / الكتلة

الزمن / المسافةالزمن / السرعة

العجلة × الكتلةالمسافة × القوة

الزمن / الشغلالمساحة / القوة

السرعة × الكتلةمربع½ × الكتلة

السرعةالطول × مربع الكتلة

L3

ML-3

LT-1

LT-2

MLT-2

ML2T-2

ML2T-3

ML-1T-2

MLT-1

ML2T-2

ML2

Cm3

gm/Cm3

Cm/SecCm/Sec2

gm.Cm/Sec2

gm.Cm2/Sec2

gm.Cm/Sec3

gm/Cm.Sec2

gm.Cm/Secgm.Cm2/Sec2

gm.Cm2

الفيزياء دراسة فى عديدة تطبيقات لها األبعاد معادلة أن بالذكر الجدير ومنيأتى : ما التطبيقات هذه بين ومن والميكانيكا

اختبار مدى صحة القوانين الفيزيائية :.1فى صياغته بعد القانون فى كمية لكل البعدية بالمعادلة نعوض بان وذلك

على ذلك دل القانون معادلة طرفى من كل أبعاد اتفق وإذا رياضية معادلة صورة. العالقة هذه صحة

بين : تربط والتى اآلتية العالقة صحة مدى اثبت األبعاد معادلة باستخدام مثالخيطه . طول وبين البسيط للبندول الذبذبة زمن

T = 2، Tحيث : الذبذبة ، Lزمن البندول خيط فى gطول األرضية الجاذبية عجلة

. التجربة مكانهى : القانون فى األيسر الطرف أبعاد Tالحل

الثابت ) المقدار استبعاد بعد يلى كما كتابتها يمكن األيمن الطرف (.2أبعاد

. المعطى القانون صحة يحقق مما متساويان القانون طرفى أن يتضح ثم ومنالتحقق من المقادير الثابتة التى تدخل ضمن أى كمية طبيعية. .2

الثابت من للتأكد المثال سبيل السابق π 2وعلى البسيط البندول مثال فى. الثابت هذا حقيقة على التعرف يمكن األبعاد نظرية فبتطبيق الذكر،

اآلتية : الصورة على البسيط البندول قانون نكتب. :aحيث أن نجد المعادلة طرفى أبعاد وبتعيين ثابتة كمية

5

المقدار أن هذا من أن aويتضح عمليا وجد وقد لها أبعاد ال فقط عددية كميةهو الثابت العدد هذا .π 2قيمة

تعيين أبعاد كمية فيزيائية مجهولة:.3والوحدة ) البعد لتعيين بالدراسة سنتناوله التطبيق لهذا العديد هناك

المرونة ( معامالت ذلك أمثلة ومن لها التصدى حين الكميات لبعض القياسية. األخرى الفيزيائية الكميات من وغيرها اللزوجة ومعامل

الكشف عن قانون فيزيائى جديد:.4جديد فيزيائى قانون عن الكشف فى البعدية المعادلة قانون تطبيق يمكن

المعادلة نظرية يوضح األتى والمثال الفيزيائية الكميات من عدد بين يربط. الراسية األنابيب فى السائل ضغط معادلة الستنتاج البعدية

وبمعلومية مثال : السائل هذا ضغط اوجد ، راسية أنبوبة فى سائل وضع أذا. األرضية الجاذبية وعجلة السائل وكثافة األنبوبة فى السائل ارتفاع

السائل الحل : ضغط األنبوبة Pنفرض فى السائل السائل hوارتفاع ρوكثافةاألرضية الجاذبية عجلة .gوان

األبعاد معادلة كتابة فيمكن الثالثة العوامل هذه على يتوقف الضغط أن وحيثيلى : كما

P = ha . ρb . gc

من كل وذلك c , b, aحيث منها كل قيمة تعيين يمكن ثابتة عددية مقادير. السابقة المعادلة فى األربعة الكميات أبعاد عن بالتعويض

هو : السابقة المعادلة من األيسر الطرف ML-1T-2بعدهو : السابقة المعادلة من األيمن الطرف بعد

La . )ML-3(b .)LT-2(c = La . Mb . L-3b . Lc T-2c

= La – 3b + c . Mb . T-2c

: كاألتى البعدية المعادلة تكتب وعليةML-1T-2 = La – 3b + c . Mb . T-2c

أن : نجد البعدية المعادلة طرفى أساس بمساواةa = 1 , b = 1 , c = 1

P = h . ρ . gوكثافة األنبوبة فى السائل ارتفاع من كل مع طرديا يتناسب الضغط أن أى

. األرضية الجاذبية وعجلة السائل

ثانيا : الكميات وانواع الحركةمن مركبة وأخرى أساسية كميات إلى الطبيعية الكميات قسمنا أن سبقا

, بمعرفة تماما تعيينها يمكن الطبيعية الكميات بعض نجد أننا إال القياس ناحية , بالكميات تسمى الكميات وهذه والمسافة والزمن الكتلة مثل العددية مقاديرها

6

متجهة يكفى scalarsالغير ال والقوى والعجلة كالسرعة أخرى كميات أن حين فى , وهذه أيضا اتجاهاتها معرفة يتحتم بل فحسب العددية قيمتها معرفة لتعيينها

المتجهة بالكميات تعرف .Vectorsالكمياتبسيطة جبرية عملية هى طرها أو جمعها فان المتجهة غير للكميات بالنسبة

أن بد ال االتجاه فان أكثر أو متجهين إلضافة فانه المتجهة الكميات حالة فى أما. المتجهات لجمع طريقتان وهناك االعتبار فى يأخذ

طريقة الرسم : .1قوتان أثرت ، F1أذا F2 هاتين محصلة لتعيين فانه نقطة عند ما جسم على

الخط يرسم بيانيا، القوة OAالقوتين والخط F1يمثل واتجاها يمثل OBمقدارا. F2القوة األضالع متوازى بتكميل واتجاها مقدار OCفان OAOBمقدارا يمثل

المحصلة ، F1للقوتين Rواتجاه F2 ( شكل يمكن (. 1انظر أخرى ناحية ومنالقوة بالخط F2تمثيل واتجاها المحصلة ACمقدارا بالخط Rوتكون أيضا ممثلة

OC فان مثلث فى بضلعين واتجاها مقدارا قوتين أى تمثيل أمكن أذا انه أى. القوتين هاتين محصلة يمثل الثالث الضلع

متجهين طرح يمكن مماثلة أن P , Gوبطريقة نفرض الناتج Rفمثال المتجه هوأن : أى المتجهين طرح من

R = P – G = P + ) - G (اتجاه غيرنا لو إلى Gأذن ذلك بعد .Pوأضفناه الطرح ناتج على نحصل

طريقة التحليل :.2القوى من مجموعة أثرت تعيين F3 …….., F2 ,F1أذا يمكن فانه ما جسم على

هما متعامدين اتجاهين فى القوى هذه بتحليل واتجاها مقدارا القوى هذه محصلة . المحمر اتجاه فى المركبات تكون وعليه الصادات ومحور السينات محور

بالعالقة :RXالسينى تعطىRX = F1x ، F2x ، F3x + …….. = Fx

الصادى المحمر اتجاه بالعالقة :Ryوفى تعطىRy = F1y ، F2y ، F3y + …….. = Fy

المحصلة مقدار هى :Rوتكون

المحصلة حيث :θزاوية Rوتصنع السينات محور مع

C B F2 y R

F2 F1 F3

θ2 3θ

7

1θ A F1 O x (Fig. 1 ( ) Fig. 2 )

BB

A A θ 0

(Fig. 4 ( ) Fig. 3) VA

B VB A V3 m1

m3 r3 o r1 r2 V1

( Fig. 6 ) V2 m2

( Fig. 5)

y B

D N

r yT C ө E

( Fig. 8 ( ) Fig. 7 ) A

أنواع حركة األجسامالحركة الخطية :.1

نسمى فأننا ثابتة قوة تأثير تحت مستقيم خط على مادى جسم تحرك أذا . كانت وإذا الخطية بالحركة الحركة عند V2و V1هذه الجسم سرعة تمثالن

وكانت T2و T1الزمنين التوالى، الخطية , T = T2 – T1على الحركة معادالت فانالصورة : على استنتاجها يمكن

1. V2 = V1 + a T2. S = V1 T + ½ a T2

8

r

θ 0

O

3.الجسم , Sحيث إزاحة . aتمثل أيضا المعادالت هذه وتستخدم عجلته تمثل

. المقذوفات حركة لدراسة وباألخص منحنى مسار فى األجسام حركة لدراسةالحركة الدورانية :.2

تدور التى األجسام حركة على يطلقأو الدورانية الحركة اسم ثابت محور على

. الجسم سرعة وتكون الزاوية الحركة

التى θحيث , = wالزاوية الزاوية هىزمن فى الجسم وحدات . tيدورها وتقدر

قطرية نصف زاوية بوحدات الزاوية السرعةالثانية ) (.radios / secفى

أن نفرض والخطية الزاوية السرعة بين العالقة نقطة ozوإليجاد بعد يمثلالمحور zثابتة موقع عن المتحرك الجسم . 0فى أثناء الجسم حوله يدور الذى

النقطة تتحرك سوف الجسم قطرها zدوران نصف دائرة محيط oz = rعلى

المسافة قدرة وتقطع زمن يكون tفى بين بحيث العالقة وتصبح ، الخطية الزاوية Vالسرعة هى :wوالسرعة

الخطية = السرعة أن القطر × أى نصف الزاوية السرعة

القطر = × نصف الزاوية العجلة الخطية العجلة أن أثبات يمكن كذلكالحركة الدائرية:.3

واتجاهها السرعة مقدار من كل كان أذا ثابتة بسرعة يتحرك ما جسما يقالكالهما أو واتجاهها مقدارها تغير أذا متغيرة الجسم سرعة تكون وعلية ثابتين،

ويلزم الجسم، بها يتحرك التى العجلة قيمة التغير هذا معدل ويعطينا معا، . لجسم المنتظمة الحركة وتعتبر الجسم حركة على تؤثر قوة التغير هذا ألحداث

فى للسرعة ثابتة عددية بقيمة تتغير التى الحركة أنواع أحد دائرى مسار علىالقوة تسمى قوة تأثير تحت مستمرة بصفة الحركة اتجاه فيه يتغير الذى الوقت

. المركزية الجاذبةكتلتها صغيرة كرة حركة اعتبرنا أذا قطرها mوأن نصف دائرة محيط rعلى

قدرها منتظمة بتعيين Vبسرعة أوال نبدأ المركزية الطاردة القوة لحساب فانه. واتجاها مقدارا الجسم هذا بها يتحرك التى العجلة

من الكرة إزاحة مقدار الشكل يوضح

الوضع Pالوضع زمن إلى ويكون tفىمقدار الزاوية مقدار أن ويالحظ

المركز θالزاوية حول الجسم دارها التىعند 0 السرعة متجهى بين الزاوية تساوى

9

B

Z A θ 0

N

V

M

r

θ

θ

مثلث

P ، المثلثين من O P ،M Nوينتجان :

الجسم سرعة فى التغير أن V∆ حيث

الزمنية الفترة قيمة tيساوى tخالل فان

تعطى العجلة الجسم بها يتحرك التىالمعادلة : من

النقطة . V = w rحيث تكون من وعندما جدا أن P قريبة أثبات يمكن فانه

العجلة الدائرة اتجاه مركز نحو دائما يكون الجسم بها يتحرك .oالتىالمركزية الجاذبة القوة إليجاد نيوتن قانون الحركة Fوباستخدام تسبب التى

القوة : مقدار أن نجد دائرى مسار على للجسم ويكون المنتظم. الدائرة مركز نحو القطر نصف اتجاه فى أيضا اتجاهها

فى جاذبة قوة فيه توجد الذى التوقيت نفس فى انه إلى اإلشارة وتجدرفى - - تعمل فعل رد قوة الثالث نيوتن لقانون طبقا أيضا توجد المركز اتجاه

. المركزية الطاردة بالقوة وتسمى الخارج إلى المضاد االتجاه

Fc = M L T-2

dyne تكون أن : حيث

Fc =المركزية الطاردة القوةبالداين

V =بالسنتيمتر السرعة

M =بالجرام الجسم بالسنتيمتر= rكتلة الطرد قطر نصف

المعادالت أو w = 2 nوباستخدام : اآلتية بالصورة المعادلة وضع n(² r Fc = m )2ويمكن

Fc = m r

لهذه وأمثلة المتطورة األجهزة من كثير فى السابقة المعادالت تطبيق ويمكناألجهزة :

10

oPθ

الغرويات .1 فصل جهازوالسوائل

وفراز .2 اللبن فرازالعسل

الزبدة .3 مجفف

المكافئ .4 تقدير وجهازالرطوبى

الطرد .5 البخار .6طلمبات فى التحكم جهاز

Centrifugeجهاز فصل السوائل أو الغرويات : .1كوسيلة المركزى الطرد يستخدم والغرويات السوائل فصل أجهزة لكل

مختلفي سائلين من مخلوط تعرض أذا انه الفصل وأساس الفصل عملية إلسراعفان المركزى الطرد لتأثر الماء فى الزيت أو الماء فى العالق كالدهن الكثافة( اكبر طرد لقوة متعرض ألنه اكبر بقوة للخارج يطرد كثافة األكبر (.Fcالسائل

Fc = m w2 r فى األكثر السائل يطرد الحجميه الوحدة فى الكتلة قيمة من ترفع الكثافة وزيادة

. للمحور أقرب كثافة األقل يظل بينما الخارج إلى كثافتهمن أو زجاجيتين أنبوبتين فى المخلوط يوضع الفصل عملية وإلجراء

أو P V Cالبالستكمنتصفها فى مثبته ساق النهاية فى مثبت محور إلى بحرية يتحركان جرابين فى

يمكن بحيث كهربى بموتور أو بيد تتصل التروس من بعدد يتصل راسي محور فىالتروس تدور وعندما بالسرعة الرأسى المحور تحريك الموتور أو اليد إدارة عند

يصبح االفقى الوضع األنبوبتين وتأخذ الجرابين بدوره يحرك الذى المحور ويتحرك. المركزية الطاردة القوة رحمة تحت للمخلوط المكونة السوائل

أفقى حامل المتحرك الوضع

محور جراب أنبوبةالدوران

الثابت الوضع

مجموعة بها علبةتروس

الدوران يد

المعلقات وترسيب فصل فى الجهاز ولنا Suspensionsويستعمل بسرعة. معلقاتها فى الحبيبات سقوط سرعه حساب عند عودة

تحليل عند أو معلقاتها فى الطين حبيبات فصل فى الجهاز يستخدم وقدالسنترفيش السكر وفصل السكر تنقيه فى أو البلهارسيا بويضات لفصل البول

. لزيوت مستحلبات فصل أو السكر مصانع فى-: سبق ما إلى باإلضافة يوضع أن يمكن األجهزة من النظام هذا وتحت

جهاز تنقيه زيت الموتور فى بعض الجرارات :.2

11

بمحور متصلة ثابت محور حول مثقبه اسطوانة تدور أن األساسية والفكرةويدفع خارجى وعاء داخل بسرعة المثقبة االسطوانة وتدور الموتور فى الدوران

عن بعيدا تدفع األتربة بعض احتوى فإذا الثقوب من فيمر االسطوانة إلى الزيتليعيد النظيف الزيت يتحرك بينما فيه وتتجمع الخارجى الوعاء لتصدم الزيت

. الجرار محرك فى دورتهجهاز الطرد المركزى لفصل وتقدير نسبه الطين فى التربة.3

وتقدير لفصل المركزى الطرد أجهزه استخدام يمكن األساس نفس علىفى العادية الفصل طرق تعجز التربة من معلقات فى الدقيقة الحبيبات بنسبه

فصلها.وزمن اللفات عدد فى التحكم الحديثة الفصل أجهزه بعض فى أمكن وقد

أو لزوجة تحت الفصل عملية تتم حتى الحرارة درجه ذلك من وأكثر الدورانجميع فى المركزى الطرد أجهزة على التركيز أصبح أذا محددة للسوائل كثافة

والترويق والغسيل والترسيب الترشيح عمليات من بدال الحديثة المعامل. العمليات من وغيرها والفصل

:Cream Separatorجهاز فراز اللبن .4فى اللبن ترك هى اللبن قشدة لفصل اآلن إلى المعروفة الطريقة كانت لما

باقى عن كثافتها فى األخف الدهن حبيبات تستطيع حتى يحرك أن دون األوانىفصلها ليمكن السطح فوق قشدة شكل على وتتجمع تطفو أن اللبن سائل

للحموضة اللبن فيتعرض الوقت من الكثير تتطلب طريقه وهى زبده وعملهامن كبيرة تصل إذ االقتصادية بالدرجة وتتم الفصل وعمليه جهة من العالية

الذى اللبن فراز باستخدام اللبن قشدة لفصل العلم اتجه لذلك اللبن فى الدهن: من يكون

علبة الفرز :أ-أنبوبة فى اللبن ينزل ثم فرزة المراد اللبن به يوضع كبير وعاء من وتتكون

مستويات فى ثقوب بها مخروطية صفائح على اللبن فينتشر بسرعة تدار مثقبةالن نظرا العلوية الفتحة من القشدة فتخرج بسرعة الصفائح وتدار مختلفة

الدوران محور عن بعيدا أعلى إلى متجهة اللبن فوق فتطفو منخفضة كثافتها . المنزوع اللبن أما القشدة سكب أنبوبة خالل من العلوية الفتحة من فتخرج

) ليخرج ) الدوران مركز عن بعيدا يطرد العالية لكثافته نظرا الفرز اللبن الدسم . أسفل فى التى والمجارى الثقوب من

بالرسم مبين هو كمااللبن وعاء

صنبور القشدة سكب أنبوبةالمخروطى الوعاء الفرز اللبن سكب أنبوبة

الخارجى

الفصل صمام اللبنالدوران بجهاز متصل المحور

12

اللين فراز جهازجهاز اإلدارة :ب-

علبة فى الصفائح بحرك الذى الرأسى بالمحور تتصل التروس من عدد منعملية كفاءة فى التحكم يمكن حتى الصفائح دوران سرعه فى ويتحكم الفرز

صوت الجهاز من يصدر محددة سرعه وعند الفرز اللبن فى الدهن وفصل الفرزالفرز عملية عندها يبدأ التى الحالة إلى وصلت قد الدوران سرعه أن يعبر

المطلوبة .سرعه تمثل عندما يفتح صنبور الفرز وصفائح اللبن حوضى بين ويفصل

. الصفائح إلى السائل اللبن كمية تقليل يراد عندما أو المثالية السرعة الفرازسرعه فى التحكم يمكن كهربى موتر باستخدام أو باليد الجهاز يدار وقد

تكون لذلك اكبر بسرعة الفرز تطلب كلما الطرد قطر نصف كبر وكلما دورانهوتتوقف باليد إدارتها يمكن التى هى الصغيرة الثانية Nالفرازات فى اللفات عدد

. المعادلة حسب الفرز صفائح قطر نصف على

Fc = Fc = n w2 r dyne

Butter Drier جهاز تجفيف الزبدة-: .5الشبكى السلك من الشكل اسطوانية سلة انه الجهاز فى األساسية الفكرةالسلة . فى الزبده توضع بسرعة السلة لتدور بسرعة يتحرك محور حول تدور

المركزى طرد إلى السلة داخل الزبده تتعرض حتى بسرعة االسطوانة وتدور. الخارجى الغالف فى وتتجمع السلة من لتخرج الماء حبيبات انفصال إلى يؤدى

من الشمع فصل وجهاز المركزى بالطرد المالبس تجفيف جهاز الجهاز ويشبهالخارجى الوعاء فى ليتجمع السلة ثقوب من العسل يمر حيث النحل عسل

. السلة داخل الشمع ويظل :-International Centrifuge جهاز تقدير المكافئ الرطوبى .6

يصدا ال معدن من اسطوانة بداخلة يدور خارجى غالف من الجهاز يتركببها يوضع أن فى . 16يمكن يثبت السلك من قاعها يصدا ال الذى المعدن من علبة

تعرض ثم الرطوبة وتشبع العلبة فى التربة وتوضع الترشيح ورق من قطعه القاعمعلوم الطرد جهاز فى المركزى 2400يدور International Centrifugeللطرد

لمده الدقيقة فى بقوة 20دورة الممسوك الماء لطرد تكفى مدة وهى دقيقةمن .0.33اقل جوى ضغط

Centrifugal Pumfaطلمبات الطرد -:.7بها مقفلة علبة من الطلمبة تتكون

) أنبوبة ) ماسورة عليها مثبت قوية فتحهبماسورة تتصل وسطية وفتحة الطرد

الصلب . من محور العلبة وداخل السحبالحديد . الريش من عدد من بمروحة يتصل

البخارية اآللة تديرها بعجلة المحور يتصل

13

أنبوبةالطرد

علبةمقفلة

المروحة

بواسطة تدار المروحة كانت أذا الموتور أوالكهرباء.

يسمح بصمام السحب أنبوبة وتنتهىوبذلك بخروجه يسمح وال الماء بدخول

تدور وعندما بالماء مملؤه العلبة تظلوفى الطرد أنبوبة من الماء تدفع المروحة

الطرد بتأثير المروحة تعمل الوقت نفسالماء من مستمر تيار سحب على المركزىدفع تيار يستمر وبذالك السحب أنبوبة من

الماء.

Steam governorجهاز التحكم فى البخار: .8يستخدم البخارية اآلالت فى

فتحة فى للتحكم المركزى الطرداآللة تروس تتصل حيث البخار دخول

يثبت محور عمل يعمل بعمود البخاريةكل ذراعين بطرفيها يتصل ساق به

. ثقل زراع كل وبنهاية الحركة حر منهمايدور بسرعة المحور يدور عندما

بسرعة الثقلين فيتحرك بسرعة الساقأعال إلى الوسطى العمود ويرتفع اكبر

من فيقلل أعال إلى الصمام محركاعلى تعمل والتى الداخلية البخار كمية

وينخفض السرعة فتقلل اآللة تحريكوترتفع الداخل البخار فيزيد العمود

على الجهاز يعمل وبذلك اآللة سرعة . وثباتها السرعة تعديل

الحركة التوافقية البسيطة : .4عن يختلف الحركة من أخر نوع هناك

ال المؤثرة القوة أن فى السابقة األنواعأماكن تغير حسب تتغير ولكنها ثابتة تكون

كتلتها. صغيرة كرة ذلك مثال mالجسموموضوعة زنبركى سلك طرف فى مثبتة

. الشكل فى كما أملس افقى سطح علىمسافة اليمين إلى الكرة شدت ثم xأذااالتزان موضع حول لتتذبذب فان oتركت

استرداد قوة يبذل المرن تعمل Fالسلك

14

صما

سطحالماء

أنبوبة

يرتفع ساقسرعة مع

الدوران

صمام تنظيم

مجموعةتتصل مدخل تروس

البخار

ثقل

ثقل

F=0

F

F

x

x

o

من وتعطى االتزان نقطة اتجاه فى دائماالمعادلة :

F = - K X …………) 1 (. Kحيث السالبة اإلشارة وتعنى القوة بثابت يسمى الذى التناسب ثابت هو

اإلزاحة فيه تزيد الذى االتجاه عكس يكون القوة اتجاه قانون . xأن وبتطبيقحيث الثانى هى : F = m aنيوتن الكرة بها تتحرك التى العجلة أن نجد

a = x = - w2 x……….. ) 2 (لقوة بالنسبة تعنيه ما نفس للعجلة بالنسبة السالبة اإلشارة تعنى حيث

االسترداد.سعة ( 2و ( ) 1المعادلتان ) تعرف التى البسيطة التوافقية الحركة تصفان

أن , كما االتزان موضع حول تذبذبه أثناء الجسم يبلغها إزاحة أقصى بأنها ذبذبتهاالدورى ويعطى Tالزمن كاملة ذبذبه لعمل الالزم الزمن بأنه يعرف الحركة لهذه

المعادلة : من

T = هو ما عكس على الذبذبة سعة على يتوقف ال الدورى الزمن أن ويالحظ

متوقع.البندول البسيط :

البندول يتكونصغيرة كرة من الحجم البسيط

خفيف مرن خيط طرف فى معلقةنقطة فى األخر طرفة ومثبت الوزن

يأخذ. فانه ليسكن الخيط ترك أذا تعليق وضعا راسيا

وإذا االتزان حالة فىإلى قليال الكرة شدت

موضع حول لتتذبذب تركت ثم اليمينحركة أن أثبات السهل من فانه االتزانكما بسيطة توافقية حركة هى الكرة

يلى :كتلته بسيطا بندوال الشكل بزاوية Lوطوله mيمثل يميل وضع على θفى

. الجاذبية قوة هى البندول كرة على تؤثر التى القوى وتكون الرأسى االتزان وضعالخيط فى الشد وقوة .Tاألرضية

15

TL

θ

الشد ثوت فان حركتها أثناء التعليق نقطة عن بعدها يتغير ال الكرة أن Tحيثالجاذبية قوة مركبة مع فى m g Cos θتتعادل تعمل التى استرداد قوة وتكون

هى : االتزان موضع نحو الدائري المسار F= - m g sin θاتجاهالزاوية اإلزاحة مقدار مع تتناسب ال القوة هذه أن ذلك θونالحظ من بدال ولكنها

زاوية جيب مع هى. θتتناسب الحالة هذه فى الحركة أن نقول أن تستطيع ال أذن . الزاوية كانت أذا ما حالة فى ذلك على التغلب ويمكن بسيطة توافقية θحركة

الزاوية جيب أن القول نستطيع وحينئذ الزاوية θصغيرة قيمة تقريبا يساوى: . يكون الحالة هذه وفى الدائرى بالتقدير مقدرة نفسها

F = - m g θ = - m g = - xاإلزاحة مقدار الدائرى = xحيث المسار نجد θ Lعلى الثانى نيوتن وبتطبيق

أن :

العجلة أن تساوى :aأى

حيث البسيطة التوافقية الحركة شرط هو الزمن وهذا ويكون ، هو :Tالدورى الصغيرة اإلزاحة حالة فى

وال الذبذبة سعة على يتوقف ال الحالة هذه فى الدورى الزمن أن ويالحظ. البسيط البندول كتلة على

طول مثال : بسيط بندول فيه مكان عند األرضية الجاذبية عجلة احسبويعمل 105خيطه قدرة 100مترا زمن فى ؟ 245ذبذبة ثانية

الحل :

16

الوحدة الثانية: خواص المواد الصلبة والسائلةالتركيب البللورى لمادة صلبة :

الثالث : الحاالت أحدى فى المادة توجدالمادة وتوجد الغازية أو السائلة أو الصلبة

وتستخدم بللورات شكل على غالبا الصلبةهذه لتصنيف البللورى التماثل خاصيةنظم سبعة إلى البللورات

النظام هو تماثال أكثرها بللوريةاألساسية المحاور تكون وفيه المكعبى

موضح هو كما ومتعامدة متساوية للشبكة

أن : أى β = = 90 و a = b = cبالشكل،.

ثالثى النظام فهو تماثال السبعة النظم اقل أما

وفيه : β ≠ ≠ ≠ 90 و a = b = cالميلالمكونة الذرات أن المعروف ومن

متوازية مستويات فى تنتظم بللورة ألى . والمسافة البللورة داخل ومختلفة

عائلة فى مستويين كل بين العموديةتكون واحدة مستويات

ويرمز مميزة المستويات لهذهالصورة على هى h k lحيث dh k lلها

من العائلة لهذه ميلر إحداثيات . هذه إيجاد ويمكن المتوازية المستويات

17

Z

∝ β

X

y

c

c

Z

y

X

البللورة فى ما لمستوى اإلحداثياتبها يقطع التى النسبة مقلوب بمعرفة

األساسية البللورة محاور المستوى هذاc, b, a صحيحة أعداد صورة فى ووضعها

بسيطة.هى ) المظلل للمستوى ميلر إحداثيات أن المرافق الشكل (.122ويوضح

. مكعبة بللورة فى المستويات من عددا التالية األشكال توضح كما

( 111 ( ) 110 ( ) 100) البينية المسافة أن أثبات المستويات } dh k lويمكن بللورة { h k lلعائلة فى

العالقة : من تعطى مكعبة

البينية المسافة يجاد ال البللورات فى السينية األشعة حيود استخدام يمكن dhكما

k l. للمادة البللورى التركيب ودراسة عمليااوال : المرونــــــــــة

قوة لفعل نتيجة شكله أو حجمه تغير أذا مرن جسم بأنه ما جسم يوصف . على ويطلق القوة تلك تأثير زوال بعد األصلى شكله إلى ذلك بعد رجع ثم مؤثرة

ووحداته اإلجهاد اسم الجسم من المساحات وحدة على تؤثر التى القوة مقدارسم / الداين م / 2هى النيوتن حجم. 2آو فى النسبى التغير مقدار يقاس بينما

. باالنفعال اإلجهاد قوة نتيجة شكله أو الجسمهوك : قانون

التى بالحاالت هوك قانون يختصعلى الجسم أبعاد التغير فيها يكون

أن , على وينص الطول فى تغير شكللها المسببة القوة مع تتناسب االستطالة

أن : أى F = K X

التناسب ثابت وحدة Kويسمى تسبب التى القوة بأنه ويعرف الصالبة بثابتتكون. فأنها المعدن من بسلك واالنفعال اإلجهاد بين العالقة درسنا وإذا استطالة

, ويتحقق االنفعال يزيد األوزان زيادة مع انه نالحظ حيث بالشكل موضح هو كماالنقطة حتى هوك قانون حسب بينهما عن , Aالتناسب العالقة تحيد بعدها التى

. إلى سنصل فأننا الشلك على الشد قوة زيادة استمرت وإذا المستقيم الخط. Bالنقطة النقطة وتسمى بالثقل االحتفاظ عندها السلك يستطيع ال Aالتى

والنقطة ، المرونة . Bبنهاية حمولة زيدت أذا انه يالحظ كما االستسالم بنقطة

18

XXX

yyy

ZZZ

إلجا

هاد

االنفعا

AB

نقطة

النقطة بعد ما حتى السلك Aالسلك طول فان السلك عن الحمولة أزيلت ثم. مستديمة استطالة له تحدث

معامالت المرونــــــة :نهاية نقطة ألى بعد يصل لم مرن جسم أى إلى بالنسبة هوك قانون بتعميم

. وتوجد المرونة معامل وتسمى ثابتة واالنفعال اإلجهاد بين النسبة تظل المرونة: هى المرونة لمعامالت أنواع ثالث

الشد .1 قوة كانت أو Fأذا سلك على تؤثرطوله مقطعة Lقضيب فان Aومساحة

إجهاد يسمى الحالة هذه فى اإلجهادويساوى يسمى F / Aطولى واالنفعال

ويساوى طولى وتسمى ΔL / Lانفعاليونج بمعامل بينها أن :Yالنسبة أى

أن .Δ Lحيث السلك طول فى االستطالة مقدار

القوة .2 تسببت الجسم Fأذا على المؤثرةبمقدار حجمه تغيير معامل Δ Vفى فان

معامل يسمى الحالة هذه فى المرونةالحجمى ويساوى :Bالمرونة

إلى باإلضافة والغازات السوائل أيضا يميز أن يمكن الحجمى المرونة ومعاملعلى - - تؤثر التى القوة بأنه يعرف اإلجهاد مثل الضغط أن ذلك ، الصلبة األجسام

أضافى ضغط إال هو ما اإلجهاد ويكون المساحات نقص Δ Pوحدة عنه يتسبب

قدرة ) ( حجمى انفعال الحجم فى أن , نسيى السالبة اإلشارة وتعنى. الضغط زاد كلما يقل الحجم

صورة .3 تكون أحياناكما الجسم شكل فى التغير . هذا ويتم بالرسم موضح هو

على بازدواج التأثير نتيجة التغيرالزاوية فتنشأ متقابلين التى θوجهين

القاص اإلجهاد ويعرف القص بزاوية تعرفعلى بأنه تؤثر التى القوة مقدار

سطح من المساحات وحدةقاصا انفعاال فتحدث الجسم

ظا الزاوية. θقدرة كانت صغيرة وإذاللزاوية مساويا يكون القاص االنفعال فان

19

FF

FF

F

B-

θ . بين النسبة وتسمى الدائرى بالتقديربمعامل القاص واالنفعال القاص اإلجهاد

الصالبة معامل أو حيث :Nالقص

وعلية , لها وحدة ال نسبة االنفعال أن الثالث المرونة حاالت جميع فى ويالحظبالداين / عنها يعبر التى اإلجهاد وحدات دائما هى المرونة معامالت وحدات تكون

م / 2سم النيوتن .2أونسبة بواسون :

الطولى االنفعال أن من نالحظ من الناتجالقوة مقطعة Fتأثير مساحة سلك يكون Aعلى

عن ناتج عرضى بانفعال الوقت نفس فى مصحوبا

ويساوى السلك مقطع مساحة ان , نقص rحيثالعرضى االنفعال بين النسبة وتسمى القطر نصف

: بواسون بنسبة الطولى واالنفعال

. لها وحدة ال النسبة هذه فان واضح هو وكما. المستخدمة المادة نقاوة مدي تبين حيث الصناعة فى هامة وهى

طوله ( : 1مثال ) الصلب من سلك طرف فى تثبيته الالزم الثقل 200اوجدوقطرة قدرها 2سم استطالة ليحدث معامل 9.8ملليمتر أن بفرض ملليمتريساوى .1210 × 2يونج المربع للسنتيمتر داين

مقداره الحــــــــــل : الالزم الثقل أن نفرضm هى المؤثرة القوة فتكون حيث m gجراماg تساوى األرضية الجاذبية سم /980عجلة

يونج. 2ث معامل هو :Yويكون

=

m =

= 3.14 gm = 314 kg؟ ( : 2مثال ) السلك لمادة الصالبة ثابت احسب السابق المثال فى

االستطالة ,الحـــــــــــل : مع تتناسب الشد قوة أن على نص هوكي قانونأن : نجد يونج معامل معادلة وباستخدام

20

∆L

F

0.98cm

200cm

mg

L

r2

r1

∆r= r1- r2

الصالبة ثابت أن :يساوى kحيث أى

K =

= حيث : مباشرة هوك قانون باستخدام الصالبة ثابت تعيين يمكن كما

F = k x

ثانيا : اللزوجــــــــــــــةسطح فوق سائل ينساب عندما

السائل طبقات أن نالحظ فأننا افقآعن بعدها زاد كلما اكبر بسرعة تتحرك

االنسياب. فكرة وتستخدم السطحلزوجة خاصية لتفسير الطبقى

سرعات تفاوت تميز التى السوائلتنساب التى األنابيب داخل تحركها

داخل. ينتقل ما سائل اعتبرنا فإذا فيهاقيمة اكبر فان مثال زجاجية أنبوبة

التى الطبقة لتلك ستكون للسرعة. األنبوبة محور امتداد على تتحرك

السائل من الشكل مكبة كتلة أخذنا أذا انه تصبح ABCDبمعنى لحظة بعد فأنها

بالشكل يمثل ABممثلة السرعة أو C بحيث زيادة لطبقة Vمقدارعند عند Dالسائل السفلى للطبقة بين . Aعنها الرأسية المسافة كانت فإذا

هى شبيهة hالطبقتين قص لحالة يتعرض كان لو كما السائل اعتبار يمكن فانه. الصلبة األجسام لها تتعرض التى بتلك

مكب على يؤثر الذى القاص اإلجهاد يكون الشكل من واضح هو وكما

العلوي السطح من المساحات وحدة على القوة مقدار هو يكون السائل بينما

هو القص للحركة . انفعال السائل يدفع الذى القاص اإلجهاد أن وحيث: ) فان ) القص انفعال أو القص معدل مع يتناسب

التناسب ثابت معامل ηحيث قياس وحدات استنتاج ويمكن اللزوجة بمعامل: يلى كما األبعاد معادلة باستخدام اللزوجة

21

A

C D

h

B

F V

. / ) أو ) . . ث سم جم هى اللزوجة معامل وحدة تكون ث جم سم النظام وفىسم . / ث البواز " " .2داين باسم الوحدة هذه وتعرف

معينة قيمة على تعتمد األنابيب فى السوائل سريان طبيعة أن بالذكر وجدير . عددا هناك أن العملية التجارب أوضحت وقد السائل بها ينساب التى للسرعة

رينولدز عدد يسمى من NRمعينا ويعطى ، السائل سريان نوع قيمة لنا تحددالمعادلة:

، ρحيث السائل اللزوجة , ηكثافة السرعة , Vمعامل األنبوبة dمتوسط قطر. السائل فيها يمر التى

عدد قيمة تتراوح عندما طبقيا يكون االنسياب أن التجارب أثبتت وقدو صفر بين عن , 2000رينولدز قيمته زادت أذا السائل 2000أما سريان فان

وبين , ثائرا حالة 3000و 2000يكون فى ويعتبر مستقر غير السائل سريان يكون. الحركة من النوعين هذين بين انتقال

درجة ( : 1مثال ) عند الماء سريان حالة قطرها 20عين أنبوبة فى سم 1 مقيمتها متوسطة ث / 10بسرعة الماء , 2سم لزوجة كانت درجة 0.01أذا عند بواز

م.20طبيعة : يحدد الذى رينولدز عدد إيجاد يمكن المسائلة معطيات من الحل

. الماء سريان

أن : 1وحيث

السرعة . وإليجاد الطبقى السريان نوع من لذلك تبعا الماء سريان ويكون . فان منتظم غير الماء سريان بعدها يصبح التى الحرجة

على ( :2مثال ) والغازات السوائل حركة نوع يحدد رينولدز عدد أن فرضنا إذادوامية. حركة إلى الهواء حركة عندها تتحول التى الحرجة السرعة اوجد السواء

درجة هو . 20عند الدرجة هذه عند الهواء لزوجة معامل أن علمت إذا ×182 موكثافته 10-6 سم / 4-10 × 13بواز قطرها 3جم أنبوبة فى .1ويتحرك سم

اكبر الحل : رينولدز عدد كان إذا دوامية حركة األنبوبة داخل الهواء حركة تكونأن : 3000من أى

22

ان اى قياس معامل اللزوجـــــــــة :

طريقة بوازيل :أ-قطرها نصف شعرية أنبوبة لدينا كان إذا

r وطولهاL , لزوجته معامل سائل بها ويسيرη معين ضغط فرق يمكن , ΔPتحت انه

اللزوجة معامل قانون ηتعيين باستخدامالصورة : على بوازيل

يمثل السائل ) حيث مرور زمن vمعامل فى جمعه يمكن الذى السائل (tحجمالضغط الحالة = PΔوفرق هذه السائل , h ρ g ( ρفى كثافة الجاذبية gهى عجلة

القطر (. ونصف طوال rاألرضية تمأل الزئبق من كمية وزن بواسطة تعيينه يمكنتظل ولكى الشعرية األنبوبة من حوض hمعينا فى السائل يوضع يصب Rثابتة

صنبور من Tفيه للزائد يسمح بحيث السائل تصرف معدل من أكبر بمعدل. الخزان تخترق التى الواسعة األنبوبة طريق عن بالتصرف السائل

طريقة ستوكس :ب-

قطرها نصف معدنية كرة سقطت مادتها rإذا إناء mوكتلتها وكثافة فى

كثافته لزج سائل لزوجته به اللزوجة ηومعامل قوة إلى Fفان تؤثر التىالصورة : على ستوكس عينها قد الكرة حركة اتجاه عكس فى أعلى

F = 6 r η v

23

T

L

h R

الصر

m g

u F

V

V0

L

V

, vحيث بعد تصل حتى تدريجيا تزداد السرعة هذه أن لوحظ وقد الكرة سرعة . خالل الساقطة الكرة ستصبح عندئذ النهائية السرعة تسمى ثابتة قيمة إلى مدة

النهائية السرعة هى منتظمة بسرعة متحركة الكرة . vالسائل وزن قوة بمعادلةاللزوجة قوة مع أسفل الدفع Fإلى أن : uوقوة نجد أعلى إلى

m g = F + u

اللزوجة معامل إيجاد يمكن المعادلة هذه يساوى :ηمن وهوη=2

9r2

vg ( ρs− ρL )

النهائية السرعة لتعيين أيضا السابقة المعادلة تستخدم الهابطة vكما لكرة . العالقة هذه أن إلى هنا الشارة وتجدر الكرة كثافة عن كثافته تقل سائل فى

اللزوجة معامل من كل لتعيين صالحة النهائية ηتظل هذه vوالسرعة أن طالما. السائل فى دوامات عنده يحدث الذى الحد عن تزيد ال السرعة

فى األبعاد معادلة استخدام يمكن درجة أى إلى بيان المفيد من يكون وربما . اللزوجة قوة أن نعلم فأننا ذلك إليضاح ستوكس قانون على Fاستنتاج تعتمد

الكرة قطر على . rنصف اللزوجة لقوة األبعاد معادلة كتابة يمكننا فانه ولهذاالصورة :

أن معروفة , β , γ , حيث غير أعداد عددى kهى معامل هو

الكتل أبعاد أن : Mوبمساواة نجد الطرفين = βفى

الطول أبعاد على : Lوبمساواة نحصل الطرفين فىالزمن أبعاد يكون Tوبمساواة

على نحصل المعادالت هذه وبحلأن : نجد اللزوجة قوة معادلة فى بالتعويض

العددي المعامل قيمة تحديد من تمكننا ال اإلبعاد طريقة فان واضح هو وال kوكماقيمة حددت والتي ستوكس استخدمه كالتي كاملة أخرى طريقة استخدام من بد

الصورة , :π 6بالمقدار kالمعامل على ستوكس قانون ويصبح سابقا ذكرنا كماF = 6 π r η v.

24

طولها ( : 3مثال ) أفقية شعرية وقطرها 20أنبوبة احد , 2سم وصل ملليمترالماء , ارتفاع وكان للجو معرضا األخر الطرف وترك الماء من بخزان طرفيها

. 40الخزان معدل احسب التجربة طيلة ثابتا واستمر الشعرية األنبوبة فوق سمالماء = لزوجة معامل أن علمت إذا األنبوبة خالل الماء داين .4-10 × 13انسياب

سم / .2ثأن : : نجد بوازيل قانون بتطبيق الحل

الماء = انسياب معدل

ث / 3سم 5.9 = = قطرها ( : 4مثال ) الصلب من لكرة النهائية السرعة تسقط 4احسب ملليمتر

: اآلتية المعلومات أعطيت أذا الجلسرين من خزان فىالكرة = سم / 8كثافة السائل = 3جم كثافة سم / 1.3، السائل, 3جم لزوجة معامل

بواز 8.3= المعادلة : من النهائية السرعة إيجاد يمكن فانه ستوكس قانون باستخدام الحل

η=29

r2

vg ( ρs− ρL )

= ثالثا : التوتر السطحى

السائل جزيئات بين الجذب قوى تتميزبحوالى يقدر قصير مدى ذات 7-10 × 1.6بأنها

يتعرض. السائل داخل جزئ أى فان ولهذا سمتحيطه التى الجزيئات من الجذب قوى لتأثير

دائرة فى فقط والموجودة جانب كل منممساوية. القوى هذه محصلة وتكون التأثير

بالنسبة. أما السطح ( Bلجزئ ) للصفر عندالجاذبة) ( الجزيئات عدد فان الشكل فى كما

يكون التأثير دائرة من األسفل النصف فىالعلوى النصف فى الجزيئات عدد من أكبر

الجزئ ) فان جذب ( Bولذلك لقوة يتعرض . أسفل إلى

اتجاه فى مماثلة قوة إلى السائل سطح جزيئات جميع تتعرض وبالمثلمما. يتقلص أن إلى يميل السائل سطح أن القول يمكن أخرى وبعبارة السائل

السطح؟ جزيئات لدى الجهد طاقة زيادة إلى يؤدىالمبذول , الشغل ويعرف شغل بذل يلزم السائل سطح لزيادة انه يتضح هذا من

السطحى بالتوتر المساحات وحدة بمقدار معين سائل سطح مساحة لزيادةسم / Sللسائل األرج هى .2ووحداته

25

A

B

التوتر ظاهرة إيضاح ويمكنسلك : لنأخذ التالية بالتجربة السطحى

حرف شكل ساقية uعلى على ينزلقطوله خفيف أذا . w1ووزنه Lسلك

محلول فى المجموعة هذه غمستمن طبقة فان رفعت ثم الصابون

السلك برواز داخل تتكون المحلولالسلك تشد المحلول طبقة أن ونالحظ

أوزانا . أضفنا فإذا أعلى إلى w2األفقى

لذلك ولزم مكانه إلى السلك الستعادةمسافة ∆ السلك حسب xإزاحة فانهالسطحى التوتر أن :Sتعريف نجد

القوة فى F = w2 + w1حيث يثبت المنزلق السلك لجعل الالزمة القوة مقدار هى . جذب قوة عليه تؤثر الذى الكلى الطول أن مالحظة تجدر كما افقى وضع أى

هو للسلك .L 2السائل سطحين السائل لطبقة أن حيثالمعادلة ) القوة ( 1وتعطينا عن عبارة بأنه السطحى للتوتر أخر تعريفا

هذه على عمودى اتجاه فى السائل سطح من األطوال وحدة على تؤثر التىسم / . داين هى التعريف هذا حسب السطحى التوتر وحدة وتكون الطول

عمليا المشاهدة الظواهر من الكثير السطحى التوتر خاصية إلى ويعزىالصغيرة المقاطع ذات األنابيب فى السوائل ارتفاع وهى الشعرية الخاصة مثل

. النباتات سيقان وفى التربة فى الماء وارتفاعالخاصة الشعرية :

) زئبق (

) ماء (عند الماء سطح أن نالحظ فأننا زجاجى وعاء فى الماء من كمية وضعا أذا

بالجدران ) تماما تلتصق حتى قليال ترتفع الوعاء وجدران الماء بين التالصق حافةجزيئات (. بين التجاذب قوى من أكبر للماء الزجاج جذب أن ذلك ويعنى أ شكل

فأننا. ) ( ب شكل زجاجى وعاء فى الزئبق من كمية أذا أخرى ناحية ومن الماءوبين بينه التالمس فيه يحدث الذى الجزء فى ينخفض الزئبق سطح أن نالحظ . مع تماسه نقطة عند السائل لسطح مماسات رسمنا فإذا الزجاجى الجدار

التالمس زاوية فان الوعاء للسائل θجدران المالمس الصلب السطح من تقاس

26

w1

w2

L

∆x

θ θ

<900 >900

SS

. أنها كما أخر إلى سائل من التالمس زاوية وتتغير السائل جهة من المماس حتى . تالمس زاوية لها التى والسوائل نقاوته درجة تغيرت أذا السائل لنفس تتغير

من أما 90اقل المالمس الصلب الجسم سطح على االنتشار إلى تميل من اكبر تالمس زاوية لها التى كروية 90السوائل أشكاال تأخذ أن تحاول فإنها

. صلبا سطحا تالمس عندمانصف شعرية أنبوبة غمرنا أذا واآلن

فان rقطرها سائل به حوض فى راسيازاوية كانت أذا األنبوبة فى يرتفع السائل

من اقل الزجاج مع ويستمر , 90تالمسه السطحى التوتر قوة تتعادل حتى مع Sاالرتفاع

. الشكل من واضح هو كما السائل عمود وزنالسطحى التوتر قوة اتجاه Sفان فى تؤثر

التماس زاوية الراسى ,θيصنع االتجاه معللمركبة نتيجة أعلى إلى الجذب قوة وتكون

هى السطحى للتوتر π r S Cos θ 2الرأسية

هو معها المتعادل السائل عمود π r2 hووزن

g و حيث السائل فى hكثافة ارتفاعهو أن :gاألنبوبة أى الجاذبية عجلة

2 π r S Cos θ = π r2 ρ h g

صفر , تساوى التالمس زاوية فان الماء هو المستخدم السائل كان 1 = وإذا

الشعرية ( 2والمعادلة ) األنبوبة فى تنخفض التى السوائل لحاالت لذلك تصلحمن اكبر التماس زاوية حيث الزئبق وتكون 90مثل Cos θ . وهذا القيمة سالبةللمقدار سالبة قيمة على الحصول .hيفسر

زجاجية : أنبوبة داخل الزئبق من عمود سطح فى االنخفاض مقدار اوجد مثالالداخلى حوض 0.4قطرها فى منغمر السفلى وطرفها رأسيا وضعت ملليمتر

الزئبق كثافة كانت أذا سم / 13.6زئبق السطحى 3جم سم / 490وتوتره داينتساوى التالمس م.130وزاوية

المعادلة : ) من االنخفاض ( 2الحل كتابة الصورة :hيمكن على

= = 2.4 cm زيادة الضغط داخل فقاعة :

السطحى التوتر ظاهرة إلى كذلك يعزىمنحنى أسفل الضغط فى فرق وجود حقيقة

27

h

2r

θ

∆ P. A

P2

P1

. فقاعة لذلك مثاال ولنأخذ مائعين بين يفصلقطرها نصف الصابون الهواء rمن فى تكونت

الضغط Pوكان, ∆ زيادة الفقاعة P2هى داخلالضغط خارج ) ( P2عن الجوى الضغط

نصف. فان الشكل من واضح هو وكما الفقاعةتأثير تحت اتزان حالة فى يكون األيمن الفقاعة

هما : متساويتين قوتينالفقاعة .1 نصفى بين التماس محيط على الموجودة السطح التوتر قوة

وحيث Sحيث . S. 2 π r. 2وتساوى الصابون لمحلول السطحى التوتر هو. وخارجى داخلى سطحين للفقاعة

وتساوى ∆.2 اليمين إلى الضغط على Aحيث P. Aقوة المساحة مسقطالراسى . المستوى

( P2 - P1 ) π r2 = 2. S. 2 π r أن :أى

حيث سائل داخل المتكونة الهواء فقاعات أو الكروية السائل قطرات حالة وفىالصورة : على تصبح االتزان معادلة فان فقط واحد سطح يوجد

قطرها : نصف الزئبق من قطرة داخل الضغط فى الزيادة احسب مم 4مثالللزئبق السطحى التوتر قوة كانت ؟ / 465أذا سم داين

المعادلة : ) فى بالتعويض أن ( :4الحل ينتج

الضغط = فى سم / 2325= الزيادة 2داين

رابعا : حركة الماء فى األنابيب:السائل لزوجة أن سبق فيما ذكرنا

طبيعة تحدد األنابيب فى حركته وسرعةوبالنسبة . األنابيب خالل السائل انتقالاللزوجة مقاومة تأثير أهملنا أذا للماء

من صغير حجم حركة وتتبعنا لصغرهايتبع انه نالحظ فأننا أخرى إلى نقطةأجزاء اتبعته الذى االنسياب خط نفس

. فى الماء انتقال ويكون السابقة الماءنوع من الحالة هذه

تظل األنبوبة فى ما مقطع عند الماء مرور سرعة بان ويتميز الثابت االنسيابثابتة.

بعض عبر مقطعها يتغير أنبوبة فى للماء المستقر السريان حالة اآلن لنختبر . االتجاه فى مروره عند الماء سرعة كانت فإذا بالشكل موضح هو كما أجزائها

28

AV1

B

V2

المستوى على المستوى V1هى Aالعمودى عند وكانت V2هى Bوسرعتهعند األنبوبة مقطع تمر , a1 , b1هى Aمساحة التى الماء كتلة فان الترتيب عاى

معين Aبالمقطع زمن يمر tفى الذى الماء لكتلة مساوية تكون أن يجبأن , :Bبالمقطع أى الزمن نفس فى

V1 a1 ρ t = V2 a2 ρ t . , :ρحيث أن ينتج ومنها االتصال بمعادلة المعادلة هذه وتسمى الماء كثافة هى

V1 a1 = V2 a2 ثابت = مقطع مساحة مع عكسيا تتناسب الماء مرور سرعة أن النتيجة هذه وتعنى

. فيها يمر التى األنبوبةمعادلة برنولى:

أنها حيث األنابيب فى السوائل حركة لدراسة أساسا برنولى معادلة تعتبر. السائل انسياب خط على نقطة عند واالرتفاع والسرعة الضغط بين تربط

بين سريان األنبوبة فى السائل انتقال نعتبر سوف المعادلة هذه الستنتاج.A , Bالمستويين بالشكل موضح هو كما

كانت الضغط , P1أذا مساحة a1هو سرعة V1المقطع , السائل عند جسيمات وكانت Aالمستوى

V2 , a2 , P2 القيم هىعند المناظرة وكان Bالمستوى سطح عن األنبوبة طرفى ارتفاع

هما تطبيق h2و h1األرض يمكننا فأنناكمية حركة على الطاقة بقاء قانون

كتلتها ∆ السائل المقطع mمن دخلتA , لعدم ونظرنا معينة لحظة فى

مماثلة ∆ كمية فان السائل mتضاغطالمقطع من نفس Bتخرج فى

يكون , حينئذ اللحظةمن الكتلة نقل فى المبذول عن :Bإلى Aالشغل عبارة

ويساوى ∆ .1 الجاذبية قوة تبذله )m g )h1 - h2شغلالقوتان .2 تبذله P1 a1 V1 ∆ t - P2 a2 V2 ∆ tويساوى P2 a2و P1 a1شغل

السائل ρو تمثل a1 V1 ∆ tحيث كثافة

الكتلة ∆ حركة طاقة تتغير الشغل لهذا بمقدار mونتيجةيكون : الطاقة بقاء قانون وبتطبيقالحركة = طاقة فى التغير المبذول الشغل

29

P1 A

B

P2a2

a1

h1

h2

الكثافة فى المعادلة طرفى تدل ρوبضرب التى برنولى معادلة على نحصل فأنناالصورة , على كتابتها ويمكن األنبوبة داخل معينة نقطة أى عند السائل حالة على

:

)2( P + ρ g h + ρ v2ثابت = . لسائل المستمر السريان حالة فى فقط صحيحة برنولى معادلة أن الواضح ومن

تصبح : المعادلة فان الماء هو السائل كلن وإذا

) P + g h + v2 ) 3ثابت =

تطبيقات قانون برنولى :مقياس اختالف الضغط الفنتورى :.1

أنبوبة فى ينتقل الماء كان أذاعند اختناق ذات أفقية ملساء

قانون Bالمقطع بتطبيق فأنةعند أن :Bو Aبرنولى ينتج

مع عكسيا تتناسب الماء مرور سرعة فان االتصال معادلة من معروف هو وكماويكون , : بها يمر التى األنبوبة مقطع مساحة

( 4 )المقطعين عند الضغط اختالف قياس السهل من سريان Bو Aويصبح أنبوبة فى

الماء.نظرية تورشيللى :.2

لحساب برنولى قاعدة تطبيق يمكنخزان أسفل فتحة من الماء خروج معدل

هو فيه الماء سرعة . hارتفاع كانت فإذا

30

BA

h

V1V2

V2

V1

h

هى الخزان قمة عند وسرعة V1الماءهى الفتحة من فان :V2خروجه

فان : الفتحة وعند القمة عند الجوى الضغط لنفس معرض السائل أن حيث

( 5) إهمال يمكن االتصال معادلة إلى V1وحسب مساحة V2بالنسبة لكبر نظرا

المعادلة ) تصبح وبذلك الخزان قمة عند ( :5المقطع

ارتفاع على فقط يتوقف الفتحة من الماء خروج معدل أن العالقة هذه وتعنى . الخزان داخل السائل

مقطعها ( :1مثال ) مساحة أفقية ملساء أنبوبة خالل الماء 2سم 12ينتقل

قدرها األنبوبة / , 50بسرعة فى اختناق ذلك بعد الماء مسار قابل فإذا ث سممقطعه يسجله , 2سم 4مساحة الذى الضغط فى االختالف مقدار فاحسب

األنبوبة؟ فى االختناق مكان عند فينتورى مقياس الحل :

عند الضغط كان هو A2وعند P1هو A1أذاP2 ) ( مقياس الرسم من واضح كما فان

الضغط انخفاض فرق يسجل سوف فنتورىبحيث : االختناق عند

أن : ينتج بالتعويض

= 200 dyne / cm2

بكتابة المستخدمة الوحدات صحة اختبار يمكن األبعاد معادلة وباستخدامالصورة : على االبعادية المعادلة

[ ∆ P ] = [ ρ ] [ v ] [ ∆ P ] = [ M L- 3 ] [ L2 T- 2 ] = [ M L- 1 T- 2 ] dyne / cm2

أسفل ( :1مثال ) صغيرة فتحة من الماء بها يتدفق التى السرعة احسبفيه الماء ارتفاع مترا .20خزان

الحل :

31

V1= 50 cm/sec

a2

P1P2

a2 = 12 cm2

قطرها ( :2مثال ) الصلب من لكرة النهائية السرعة فى 4احسب تسقط مم . تساوى الكرة كثافة ان علمت اذا بالجلسرين مملؤ سم / 8خزان كثافة , 3جم

تساوى سم / 1.2السائل تساوى 3جم السائل لزوجة معامل ،8.3. بواز الحل :

التاجى مسائلة : الشريان فى الدم الشريان / 35سرعة قطر ونصف ث 20سممنه . تفرع اذا منها 40مم كل قطر نصف فى . 5شعيرة الدم تدفق احسب مم

. ذلك اهمية بيان مع الشعيرات Heat Measurementاوال : قياس كميات الحرارة :

حرارة درجة ذات بارد أخر جمسا يالمس بحيث ساخن جسم يوضع عندماتصل حتى البارد الجسم حرارة درجة ترتفع بينما تنخفض الساخن الجسيم

الجسم حرارة درجتى بين تقع واحدة نهائية درجة إلى كليهما حرارة درجة . الحرارة من كمية يفقد الساخن الجسم أن إلى ذلك يعنى والبارد الساخن

كتلة أن به المسلم ومن الحرارة من الكمية هذه البارد الجسم يكتسب بينماأن يقال ولذلك األخر إلى أيهما من الحرارة بانتقال تتغير ال الجسمين من كل

. قياسها يمكن كتلة لها ليس الحرارةنوع على تتوقف للمادة الحرارية السعة أن نستنتج أن بالتالى ويمكننا

وتعرف . درجة السعة الحراريةالمادة لرفع الالزمة الحرارة كمية بأنهاالمادة كتلة كانت فإذا مئوية درجة كله للجسم السعه 1الحرارة فان حم

النوعية الحرارة فان للمادة النوعية الحرارة باسم يعرف ما تساوى الحراريةSpecific Heat المادة من الكتلة وحدة لرفع الالزمة الحرارة كمية بأنها للمادة. واحدة درجةأو وحدة قياس كمية الحرارةوتعرف لرفع تلزم التى الحرارة كمية بأنها

حرارة درجة فى 1خفض القياس ووحدة مئوية واحدة درجة الماء من جمالسعر بوحدة تعرف الفرنسى فان Calorieالنظام البريطانى النظام وفى

للحرارة البريطانية الوحدة هى القياس وتعرف British Thermal Unitوحدةواحد باوند الحرارة درجة وخفض لرفع الالزمة الحرارة كمية بأنها الوحدة هذه

. فهرنهيتية واحدة درجة الماء منحرارة درجة لرفع تلزم التى الحرارة أن وجد المعملية التجارب 1وفى

إلى المئوى الصفر درجة من رفع 1حم تلزم التى الحرارة كمية تساوى ممن الكتلة نفس حرارة إلى 99درجة المتوسطة 100م فالقيمة ولذلك م

32

درجة لرفع تلزم التى الحرارة كمية بقسمة عليها الحصول يمكن للسعرإلى الصفر درجة من الماء من جرام الدرجات 100حرارة عدد على م

أن . يمكن ما تساوى القيمة هذه أن عمليا وجد وقد المدى لهذا المناظرةحرارته لترتفع الماء من واحد جرام إلى 14.5يكتسبه عرف 15.5م ولذلك م

من واحد جرام حرارة خفض آو لرفع تلزم التى الحرارة كمية بأنه دوليا السعر. مئوية واحدة درجة الماء

طاقة يمثل عادة (. 4.18ويساوى Energyوالسعر / ث ) . سم حم إرجتغير حالة المادة بتغيرات الحرارة:-

الغازية أو السائلة أو الصلبة الثالث الحاالت إحدى فى المادة توجدأو بامتصاص مصحوبا يكون التحول هذا فان أخرى إلى حالة من تتحول وعندما

. إليضاح ولنأخذ المادة حجم فى بتغيير أيضا مصحوبا يكون كما الحرارة فقدالكيميائى المركب مثال على H2Oذلك الصلبة الحالة فى توجد المادة هذه

شكل على الغازية الحالة وفى ماء شكل على السائلة الحالة وفى جليد شكل. الحرارة. ودرجة الضغط من معينة ظروف تحت ثابتة المادة حالة وتظل بخار

حرارة درجة عن الجليد من كمية حالة تغير طبيعة الشكل م25يوضح . بانتظام ترتفع الحرارة درجة أن يالحظ الحرارة درجة فى االرتفاع نتيجة

النقطة من الوقت النقطة aبمرور bإلى . وبمجرد الصفر درجة إلى تصل حتى

فى الجليد يبدأ الدرجة هذه إلى الوصولإلى الصلبة الحالة من متحوال االنصهار

معدل استمرار ورغم السائلة الحالةأن نالحظ أننا إال الجليد قطعة تسخين

الصفر عند ثابتة تظل الحرارة درجةمن كلها الجليد كمية تحويل يتم حتى

. الصفر درجة عند ماء إلى الصلبة الحالةالنقطة عند االنصهار عملية انتهاء بمجرد

c بمعدل االرتفاع فى الحرارة درجة تبدأمن معدل dإلى cثابت أن يالحظ وهنا

من الحرارة درجة فى dإلى cاالرتفاعمن االرتفاع معدل فذلك bإلى aأسرع

منها اقل للجليد النوعية الحرارة النللماء.

إلى الحرارة درجة تصل النقطة ) 100وعندما الماء بخار تكون يبدأ (dمعند ثابتة الحرارة درجة كلها 100وتظل وتتحول الماء كمية كل تغلى حتى م

النقطة ) بخار (aإلى . وتستغل الغازية الحالة إلى السائلة الحالة من تحول قد الماء يكون وبذلك

من الحرارة درجة رفع فى ذلك بعد المعطاة الحرارة .fإلى eكمية

33

100

50

T 0C 0

-25 Time

d

f

c

A

b

e

الحرارة الكامنة

الحرارة الكامنة

قد العموم وجه على انه إال الحالة تغير لتتبع كمثال الماء أخذنا أننا ومعثابتة , غليان ونقطة ثابتة انصهار بنقطة تتميز البلورية المواد جميع أن وجد . هذه وبعض بالشكل الموضحة الطريقة بنفس الحرارة درجة مع حالتها وتتغيرالغليان . درجة أو االنصهار درجة إلى يصل أن قبل يتفكك أو يتحلل المواد

فى الحرارة درجه وبدأت التسخين تأثير أزيل أذا السابق المثال وفىعند التكاثف فى يبدأ الماء بخار فان حتى eالهبوط ثابتة الحرارة درجة وتظل

عند البخار النقطة , dتكثيف حتى التبريد فى cوباستمرار يبدأ الماء فانالنقطة حتى التبريد استمرار رغم التجمد عملية وتستمر عندئذ , bالتجمد

. جليد إلى الماء كل يتحولالطاقة بان الجليد انصهار عملية أثناء الحرارة درجة ثبات ويفسر

وتصبح الجزيئات بين التجاذب قوى على التغلب فى تستغل المعطاة الحرارية. الصلبة للحالة منها اكبر للمنصهر الداخلية الطاقة

الحرارة كمية حالة Lوتسمى من ما مادة من جرام واحد لتحويل الالزمةالكامنة بالحرارة الحرارة درجة فى تغير دون السيولة حالة إلى الصالبة

النصهار . الالزمة الحرارة كمية وتكون ضغط mباالنصهار تحت المادة من جم-: هى ثابت

Q = m Lظروف تحت الجليد من جرام النصهار الالزمة الحرارة كمية أن وجد وقد

تساوى , الجوى الالزمة , 80الضغط الحرارة كمية تساوى نفسها وهى سعرا. الصفر درجة فى الماء من جرام واحد لتجميد

تعرف الطريقة الحالة الحرارة الكامنة للتصعيدوبنفس تحول عندإلى الصلبة الحالة تحول عند تتساوى الكامنة والحرارة غازية إلى السائلة

. غازية حالةتغير , أذا الضغط فان قبل من ذكرنا وكماالتى الثابتة الحرارة درجة على يؤثر فأنة

أخرى , إلى حالة من المادة عندما تتحولنقطة على الضغط تأثير الشكل ويوضح

مع التجمد نقطه تقل وفيه الماء تجمدمثاال يعتبر المنحنى وهذا الضغط زيادة

تجميده بعد السائل حجم فيها يزيد للحاالتالصلبة . الحالة إلى تحويله أو

أذا حجمه يقل السائل كان أذا أمافى الحال هو كما الصلبة الحالة إلى تحول

الضغط زيادة فان المواد سوف Pمعظمبالشكل موضح هو كما التجمد درجة ترفع

تقييد على الحالتين كلتا فى الضغط ويعملللمادة . المكونة للجزئيات الحركة حرية

الحرارة الكامنة34

Pres

sure

Cm

/mer

q

76

T 0C

SolidLiquid

Liquid

Solid

T

P

تعريف:الكتلة وحدة لتحويل الالزمة الحرارية الطاقة مقدار هي الكامنة الحرارة

. الحرارة درجة في تغير دون أخرى حالة إلى حالة من المادة منLatent Heat of Fusionالحرارة الكامنة لالنصهار: (1)

حالتها من المادة من واحد جرام لتحويل الالزمة الحرارية الطاقة مقدار وهى. الحرارة درجة في تغير دون السائلة حالتها إلى الصلبة

Latent Heat of Evaporationالحرارة الكامنة للتبخير أو التصعيد: (2)السائلة صورتها في المادة من واحد جرام لتحويل الالزمة الحرارة كمية وهى

. / جم سعر هي الكامنة الحرارة قياس ووحدة الحرارة درجة ثبوت مع غاز إلىتعيين الحرارة الكامنة النصهار الجليد:

Bunsen's Ice Calorimeterمسعر بنزن الجليدي: أنبوبة من الجليدي بنزن مسعر أوسع Aيتركب أخرى أنبوبة بها Bيلتحم

الشكل ) في كما ملتوية أنبوبة األخيرة بنهاية من( . 36يتصل االفقى الجزءملليمتري تدريجي أمام وموضوع ضيق الملتوية .Sاألنبوبة

األنبوبتين بين ما المستوى B،Aتمأل حتى الهواء فقاعات من خال Cبماءمن األسفل الجزء يكون إناء Bحيث في الجهاز كل يدخل بالزئبق مملوء

درجة تصبح الن كافية زمنية فترة الجهاز ويترك مجروش جليد على محتوىبعد . يتجمد ولم الصفر درجة في الماء ويكون مئويا صفر حرارته

األنبوبة في األثير من قليال كمية Aنضع إلى يحتاج فأنة األثير يتبخر فعندمايترسب جليد إلى الماء من جزء فيتحول المحيط الماء من يأخذها الحرارة من

األنبوبة . جدار علىكتلته ساخن بجسم حرارته Mنلقى األنبوبة Qودرجة فيفقد Aفي

األنبوبة حول المتجمد الجليد من جزء إذابة في حرارته الساخن ، Aالجسمالصفر حرارته درجة تصل حتى حرارته فقد فى الساخن الجسم ويستمر

من المفقودة الحرارة كمية تصبح عندما الحراري االتزان حالة وهى ، المئويبعد وبقى وانصهر الجليد اكتسبها التي الحرارة لكمية مساوية الساخن الجسم

المئوي . الصفر درجة في انصهارهm s t = m L

في الزئبق شريط في التراجع مدى بمعرفة الحجم في التغير ونقيسالشعرية 1وليكن Sاألنبوبة األنبوبة قطر نصف الحجم rوان في التغير فيكون

فان := ذلك ومن

Berthelot's Methodطريقة برثلوت لتعيين الحرارة الكامنة للتصعيد: شكل ) برثلوت جهاز ألي( 37يستخدم للتصعيد الكامنة الحرارة إليجاد

زجاجي انتفاخ من يتكون المستخدم والجهاز وتنفذ Aسائل اعلي من مسدودراسية أنبوبة الحرارة Tمنة إيجاد المراد السائل من كمية االنتفاخ من ويوضع

األنبوبة فتحة دون به السائل سطح مستوى يكون وبحيث لتصعيده .Tالكامنة

35

األنبوبة خالل منه المتصاعد البخار فيمر يغلى حتى السائل يمر Tيسخن ثم . األنبوبة يوضع المائى مكافئة معلوم تبريد بمكثف تنتهي التي الملتوية باألنبوبة

والمكثف يمنع Cالحلزونية عازل بغطاء اإلناء هذا ومغطى بارد ماء به إناء في. البارد الماء إلى الساخن السائل من الحرارة وصول

الماء حرارة درجة لرفع تكفى لمدة الجهاز في ليمر التصاعد البخار يتركالحرارة كمية يكون عندئذ السائل تسخين يوقف بعدها مئوية درجات بضعالماء اكتسبها قد الغليان درجة في سائل إلى ليتحول البخار فقدها التي

: إن المكثفm1 L + m1 s ) θ - θ2 ( = m2 + w ( ) θ2 - θ1 (

, m1حيث المكثف السائل , Lكتلة للتصعيد الكامنة النوعية Sالحرارة الحرارة, θللسائل, السائل عليان والمكثف، θ 2درجة للماء النهائية الحرارة m2درجة

الماء , المكثف wكتلة السائل كتلة وبمعلومية للمكثف المائى m1المكافئ

إيجاد .LيمكنSpecific heatالحرارة النوعية:

الكتلة وحدة لرفع الالزمة الحرارة كمية بأنها ما لمادة النوعية الحرارة تعرف. واحدة درجة المادة من

النظام . في النوعية الحرارة وتقاس المادة نوع علي متوقفة الكمية وهذه . / حرارية / وحدة البريطاني النظام في ووحدتها م جم سعر بوحدة الفرنسي

/ تساوى/ للماء النوعية الحرارة أن وجد وقد ف باوند .1بريطانية / م/ جم سعر: الحرارية السعه

حرارة درجه لرفع الالزمة الحرارة كميه بأنها للجسم الحرارية السعه تعرفالجسم كتله كانت فإذا واحدة، درجه كله ، mالجسم النوعية sكتله حرارته

فان:الحرارية = /m × sالسعه م سعر

المائي المكافئ باسم الحاالت بعض في الحرارية السعه water وتسمىequivalent

النوعية الحرارة تعيين طرقالحرارة النوعية للسائلأ-

على بارد وسط في وضع إذا ساخن الجسم يفقدها التي الحرارة تتوقفأساسيين : ) والوسط،( )1عاملين الجسم حرارة درجه بين طبيعة( 2الفرق

. على عمليا تطبيقا الطريقة وهذه الجسم من المشبع السطح ومساحه سعهمسعرين :- نأخذ يلي فيما العملية الطريقة وتتلخص للتبريد، نيوتن قانون

المراد السائل من معينا حجما احدهما في ونضع المادة نفس من متشابهينفي ونضع الماء من الحجم نفس األخر بالمسعر ونضع النوعية حرارته إيجاد

حرارته درجة إناء داخل ذلك بعد ونضعهما مائي حمام في ترمومتر منهما كالبغطاء الخارج من اإلناء ويغطى والماء السائل حرارة درجه من واقل ثابتة

. نرسم ليبردا والماء السائل يترك ثم بالتبخر حرارته فقد التبريد لمنع منحنىشكل ) والماء السائل من الحرارة( 35لكل تعيين يمكن التبريد منحنى ومن

36

الزمن بتعيين وذلك للسائل درجة t1النوعية من السائل منة يبرد لكي الالزمالحرارة θ1الحرارة درجه الزمن θ2إلى لكي t2ونوجد الماء يستغرقه الذي

بين حرارته درجه معدل θ2 ،1 θتهبط يكون للتبريد نيوتن قانون فحسب وعليةان . : اى متساوي والماء السائل من لكل الحرارة فقد

(m1 +w) (θ1 −θ2 )t1

=(m2 +w) (θ1 −θ)

t2

السائل m1حيث النوعية، sكتله ، mحرارته الماء من wكتلة لكل المكافى. فارغ المسعرين

ب – الحرارة النوعية لجسم صلبطريقه الخلط:

بتسخين وذلك صلب لجسم النوعية الحرارة تعيين يمكن الطريقة هذه وفىالماء من كمية به مسعر في به نلقي ثم ولتكن حرارة درجة إلى الجسم

فقدها التي الحرارة كمية فتكون الخليط درجة تثبت حتى الجميع ويتركالمسعر و الماء اكتسبها التي الحرارة لكمية مساوية الساخن 0الجسم

المسعر كتلة أن النوعية m1نفرض ماء s1وحرارته من به ما كتلة ودرجة m2واالبتدائية كتلته θ1الحرارة الساخن الجسم النوعية mوان ودرجة sوحرارته

للجميع θ حرارته النهائية الحرارة درجة أصبحت الماء في إلقائه θ2وبعد

الساخن = ) الجسم من المفقودة الحرارة ms)θ- θ2كمية

والمسعر =)) بالماء المكتسبة الحرارة m1s1 +m2( ) θ2 - θ1وكمية

( =m1s1 +m2( )θ2- θ1( )ms)θ- θ2

قيمه تعيين يمكن الصلب sومنها للجسمالحرارة النوعية ونقطة الذوبان والغليان

لبعض المواد

المادة

الحرارة النوعية

20على مجم/ سعرم

نقطةالذوبان م

نقطةالغليان م

المادة

الحرارة النوعية

20على مجم/ سعرم

نقطة الذوبان

م

نقطة الغليان

م

زئبقأستون

ماء جلسرين كحولايثانولبنزين

0.0330.520.50.580.580.407

-38.9-94.3

صفر-20.0-114

5.5

356.756.7100.0290.078.380.2

الومنيوم

حديدنحاسذهبرصاص

0.210.120.0940.0320.030.055

658.71100.01083.01063.0327.0231.9

2000-

2300---

37

زيت

أهم التطبيقات الفيزياء العامة في المجاالت الزراعية Rotation Movementالحركة الدائرية

كتلتها ) مادية نقطة تصورنا ثابتة( mإذا نقطة حول دائرة محيط على تتحرك(o( )ثانية قيمتها من( vبسرعة تغير أن دون فقط اتجاهها تتغير السرعة فان

38

تكون. أن يجب القوة وهذه السرعة اتجاه لتغير قوة وجود من بد ال لذلك قيمتهاالنقط ) في الحركة لمدار المماس االتجاه أى دائما الحركة اتجاه على عمودية

.) الجسم فيها يوجد التينقطة ) هو( )Aعند القوة اتجاه إلى( OAيكون المدار قطر نصف اتجاه أى

علية ) العمود فهو الكتلة اتجاه أما نقطة( . )Aالمركز اتجاه( Bوعند يكوناالتجاه ) هو الكتلة االتجاه( )BBحركة في القوة القمة( OBوتكون آن نجد وبذلك

وهى الرابطة المركزية بالقوة القوة هذه وتسمى الدوران مركز نحو دائما متجهة. فقط الدائر الجسم سرعة اتجاه تغيير على الجسم إلجبار تستخدم

ويسمى االتجاه في لها ومخالف المقدار في لها مساو فعل رد لها القوة هذه. الطاردة المركزية بالقوة

الزمن ( :Wالسرعة الزاوية ) وحدة في الجسم يدورها التي الزاوية مقدار هي

w =

النقطة ) عند الجسم كان معينة زمنية لحظة هي( )Aفي المنتظمة (Aوسرعتهمقدارها ) زمنية فترة النقطة( )tوبعد عند الجسم المنتظمة( Bأصبح وسرعته

وهى( :Bهي )v= AA'

الزمن في الجسم يدورها التي الزاوية أن نفرض( :Vالسرعة المنتظمة )

=r = V = V = r w

المركز'( )A'Bالموجة: ) ( g العجلة ) نحو سيكون واتجاه العجلة أن( Oهو أىالرابطة المركزية القوة مثل أى المركز نحو دائما اتجاهها العجلة

= v w = )r w( w = r w2 = v g =

r w - w =

= ) v w = v (

r w2 = القوة الطاردة المركزية :

= m r w2 F= m g = m , ولكن الطاردة المركزية القوة قيمة أيضا وهى المركز إلى تتجه القوة وهذه

. الخارج إلى المركز من اتجاهها األخيرة: ) التالى ) الشكل فى الموضح الجهاز تستخدم المركزية الطاردة القوة ودراسة

39

كبيرة( ABعمود ) أحداهما كرتان عليةكتلتها( )Mكتلتها ) صغيرة (mواألخرى

العمود على االنزالق تستطيعان والكرتان(AB )يستطيع جهاز في مثبت العمود هذا

محور ) حول منتصفة( Xالدوران في يمرصغيرة زاوية بسرعة الجهاز أدير أذا

( Wمقدارها ) F= m g w2 = r w2

عن بعيدا تطرد الصغيرة الكرة أن أىقريبا الكبيرة الكرة تطرد بينما المحور

المحور من.(K.Eطاقة الجسم المتحرك مع محيط دائرة )

m r2 w2 mv2 = K . E = .لكتلة ))m r2والمقدار الذاتي القصور بعزم الدوران mيسمى لمحور بالنسبة

بالرمز ) له . = I W2 K. E( 1ويرمزفصل المعادن عن طريق أنبوبة جهاز الطرد المركزي:

تكامل عملية أجريت ستوكس Integrationقد دراسته Stock's lawلقانون السابقمعلومتين نوعى ووزن بقطر حبيبة ب لرسوم الالزم الزمن حساب أمكن وعلية

. المركزي الطرد قوة تأثير تحت وذلك Centrifugal force )dyne( = )2 π N s( 2 R

الثانية = N secحيث في اللفات وعلى = R, rpsعدد بالسم الدوران قطر نصفالجاذبية مرات وعدد النسبية الطرد قوة فتصبح times gravityذلك

RC F = التالية المعادلة تطبيق يمكن الالزم الزمن الحساب

=

poiseاللزوجة = S = االنتشار ووسط الحبيبات مادة كثافتي بين الفرقR = بالسم الحبيبات قطر نصف

Brownian motion and Diffusion جـ - الحركة البراونية واالنتشار:المعلقة الصغيرة الجسيمات حركة الميكروسكوب تحت برون العالم تتبع

. الحركة وهذه منكسرة مستقيمة خطوط في تتحرك أنها فوجد السوائل فياالتجاهات جميع على الجزيئية العدسات توزيع في التوازن اختالل نتيجة

حركة – يثبت وهــذا المنكسرة الحركة أو االختالل هنا يظهر لذلك بالتساوي

40

A

Mm

Rr

w

B

بالحركة هذه وتسمى المعلقة الصغيرة الجسيمات مع وتصادمها الجزيئاتالبراونية.

حركة في توجد التي الفردية الحبيبات أن نجد االلتراميكروسكوب حقل فيهذه وترجع البراونية بالحركة تعرف االتجاهات جميع في وسريعة مستمرة

وسط جزيئات طريق عن المعلقة للحبيبات المستمرة الصدمات إلى الظاهرةودرجة , dispersion mediumاالنتشار الحبيبات حجم على أساسا وتتوقف

. الوسط ولزوجة الحرارةومحفوظة الغروية المحاليل في للحبيبات متماثل توزيع يوجد ال انه ونفرض

من تنتقل فالحبيبات البراونية للحركة كنتيجة ثابتين وضغط حرارة درجة فيتوزيع إلى الوصول حتى التركيز المنخفضة األخرى إلى التركيز العالية المناطق

. باالنتشار تعرف الظاهرة وهذه كله النظام في أوضح . diffusionمتماثل ولقدفي grahamجراهام المذابة المواد من بطئا أكثر تنتشر الفردية الحبيبات أن

ومعامل . , الغروية للحبيبات الكبير الحجم إلى راجعا ولذلك حقيقية كمحاليلأو diffusion coefficient( Dاالنتشار ) المذابة المادة من الموالت بعدد يعرف

. تركيز تدرج وحدة تحت المساحات وحدة خالل الزمن وحدة في المنتشر الغروياينشتين واضحة ما حسب معامل Einsteinوعلى بين ارتباط هناك أن من

االحتكاك ) ومعامل القوة ) f )frictional coefficientاالنتشار بان يعرف والذيسائل وسط في تتحرك الحبيبة تجعل ثابتة fluid mediumالالزمة بسرعة

1: . اآلتية/ بالمعادلة ويتضح ث سم

( ……1 )D = مول Rحيث ارج الغازات 1 -درجة 1 -ثابت

T المطلقة الحرارة درجة N افوجادرو Avogadro's numberرقم

القطر نصف ذات الكروية لزوجة rوللحبيبات ذات وسط في الحركة ηفانستوك أن stokesأوضح

r η F = 6

( .……2 ) D = عشوائي يموت البراونية للحركة نتيجة الحبيبات واضح Randomوإحالل هو كما

للحبيبة واألخير األول الوضع بين ما يصل الذي المستقيم فالخط الشكل فىاإلزاحة ) في بالتغير بمقدار معينة زمنية هذه( the displacementلفترة لتوضيح

المحور أى ثابت خط على وجد xاإلزاحة وقد األفقية باإلزاحة أن Einsteinيسمىهي اآلتية باإلزاحات القيمة مربع الزمنية( )x)2متوسط الفترة مع( tفي ترتبط

( االنتشار معادلة( dمعامل طريق عن

) (2 = 2 D t = ………. ) 3 (حساب 3أو 2المعادلة في استخدامها الحبيبة )rيمكن قطر نصف عرف (rولو

: كاألتى الحبيبة كتلة تصبح

41

m = 4/3 π r3 d …………….) 4 ( Hydrostaticثالثا : ميكانيكية الموانع الساكنة

هذا , وفى الساكنة الموانع وخواص حاالت بدراسة تختص االيدروستاتيكا. السوائل استاتيكا بدراسة سنهتم المجال

الضغط في السوائل الساكنة:اإلناء القوة والضغط: جدران على ما بقوة يؤثر فأنة أناء في سائل يوضع عندما

. مقدار تعنى الضغط متوسط ولكلمة علية الهواء بضغط أنة يقال عندئذ وقاعدته. المرنة األجسام في اإلجهاد يشبه أنة أى المساحات وحدة على الواقعة القوة

وهذا اتجاه الضغط: جدرانه على يضغط فأنة اإلناء في السائل يوضع عندما . يكون أن يجب الضغط وهذا السائل على الجدران من ضغط يقابله الضغط

. ساكنا السائل يكون حيث للجدران المالمس السطح على عمودياالضغط عند نقطة في بطن السائل:

األفقية فالضغوط سيكون حالة وفى مفتوح أناء في موضوع سائل تواجد ال , غير يبقى وال ذكرنا كما متزنا السائل دام ما بعضا بعضها ويلغى تتعادل سوف

. لالتزان كشرط القاعدة فعل رد يعادل وهذا القاعدة على ضغطةالقاعدة على السائل بها يؤثر التي القوة

F = w = m x g M = v x h

= A x H F = Ah ρ g

, Fحيث بالداين = سم )Aالقوة المقطع سم , h ( ,2مساحة السائل كثافة pارتفاع/ سم جم /g ,3السائل ث = سم الجاذبية 2عجلة

الضغط أن /Pوحيث سم ) ( = 2داين P = ρ g h

الضغط إهمال فرض على هذاكله . النظام على يؤثر انه إذا الجوى

في سائل وضع أذا انه عمليا ويالحظعن االرتفاع مختلفة ثقوب به أناء

يندفع السائل إن يشاهد القاعدةالثقب انخفض كلما متزايدة بقوة

مع يزداد الضغط أن على يدل مماالعمق.

الضغط أو خزان في الموجود الماء ضغط حساب الطريق هذا من ويمكن , عن وذلك للري المياه تصرفات حساب في أهمية من له لما وذلك السدود على

. الخزان على الكلية القوة عمل خط معرفة طريققاعدة أرشميدس وقانون الطفو

سيتعرض الجسم هذا فان سائل في جزئيا أو كليا صلب جسم يغمر عندما , مكعب غمر حولنا أذا بسهولة ذلك أدراك ويمكننا اعلي إلى تدفعه قوة لفعل

. الماء بها تؤثر التي الدفع وقوه الماء من حوض سطح تحت الخشب من صغيراقل الخشب كثافة الن نظرا بها نشعر محسوسة اعلي إلى مندفعة المكعب على . أو كليا يغمر صلب جسم له يتعرض الذي اعلي إلى الدفع وهذا الماء كثافة من

42

A

, ) ( ) كتلة ) أى المزاح الغاز أو السائل كتلة وزن يساوى غاز أو سائل في جزئيا . على راسيا تؤثر هذه الدفع وقوة الصلب الجسم حجم نفس له الذي السائل

. أرشميدس قاعدة هي وهذه المزاح السائل ثقل مركز خالل الجسمحجمه الجسم على الدفع قوه عمليا تقدر كثافته vولكي سائل في مغمورا

ρ في تماما يغمر أن بعد ثانية نزنه ثم الهواء في أوال الجسم نزن أن إال علينا فماتساوى, سنجدها التي الدفع قوة الوزنين بين الفرق ويعطينا وزن v ρالسائل أى

كانت ) وإذا المزاح أو( )vالسائل السائل في تماما المنغمر الصلب حجم هيتساوى( المزاح السائل كتلة فان التي v ρ gووزنه ρ vالغاز الدفع قوة تمثل وهى

الصلب ) الجسم وزن كان فإذا ألعلى وتدفعه الجسم على من( w=mgتؤثر اكبر . الصلب الجسم وزن كان أذا إما السائل داخل سيهبط الجسم فان الدفع قوة

. الوزن تساوى إذا أما السائل سطح على سيطفو الجسم فان الدفع قوة من اقل. السائل داخل معلقا سيبقى الجسم فان الدفع وقوة

تأثير تحت اتزان حالة فى يكون فأنة السائل سطح على جسم يطفو وعندماالمزاح . السائل وزن تساوى التي الدفع قوة والثانية وزنة وهى األولى القوتين

كان , vsفإذا الصلب = الجسم , ρSحجم أى = ) vLكثافته = المزاح السائل حجم = , االتزان حالة فان السائل كثافة الصلب الجسم فى المنغمر الجزء حجم

تستلزم.الدفع = قوة الطافي الجسم وزن

أنة vL ρL g = vS ρS gأى ρs / ρL vL/vS =

الكلى الحجم إلى المنغمر الحجم نسبة تكون الطافية األجسام حالة فى أنة أى. , السائل وكثافة الصلب الجسم كثافة بين للنسبة مقياسا

(Hydrometers )الهيدرومترات . على مبنية وطريقة والسائلة الصلبة األجسام كثافة لقياس جهاز الهيدروميتر

: الطفو قانون. , : الغمر ثابتة هيدرومترات الوزن ثابتة هيدرومترات نوعان وهو

هيدرومترات ثابت الوزن أو المعتاد:-1منتظمة ) أنبوبة عن عبارة بانتفاخ ( )ABهو تنتهى

C ) أو الرصاص من كمية على منه األسفل الجزء يحتوىيتمكن وبذا منخفضا الجسم ثقل مركز يكون كما الزئبق

. هو الهيدرومتر وزن أن نفرض بسهولة رأسيا الطفو من (W ( ) النقطة حتى طفو كثافته ( . )Bوانه سائل ρ1فى

الجزء( ) حجم .W / ρ1هو( : CBفيكونكثافته سائل فى غمره من ρ2وعند فانه ρ1اقل

بحذاء ) هى ( Dيطفو األنبوبة مقطع مساحة كانت aفإذاحجم ( ) h = DBوكان ) الجزء . haهو ( DBفان وحجم

: هو اآلن المغمورW / ρ1 + h aالكثافة : × = الحجم أن Wوحيث

43

Fmg

h

AE

D

BC a

ρ1

ρ2

كراترصاص

قدرت قيمة Wفإذا قيمة , aوعرفت معرفة قيمة أمكن مراقبة منh . بين بيانى رسم عمل تدريج ρ , hويمكن يعمل وبذا السابقة المعلومات من

الهيدروميتر ( ABلألنبوبة ) غمر بعد مباشرة سائل أى كثافة معرفة يمكن حتىفيه .

المحصور وهو فيه يعمل محدود مجال له هيدرومتر كل أن مالحظة ويجبولذلك B , Aبين جدا طويل كان وأال الكثافات لجميع هيدرومتر عمل يمكن وال

التى , الحرارة درجة على فقط صحيح انه كما الغرض لهذا منه مجموعة تستخدموهما : الهيدروميتر ساق لتدريج طريقتان يوجد انه يالحظ وعموما فيها درج

غير .1 ولكنها الفروق متساوية الكثافة على الدالة العالمات تكون أن أمااألبعاد , تكون أن وإما تورال هيدرومتر باسم يعرف وهذا األبعاد متساوية

يعرف النوع وهذا الفروق متساوية غير المرموقة الكثافات ولكن متساوية. يومى هيدرومتر باسم

الهيدرومتر مثال : وزن كان أذا للسائل النوعى الوزن منه . 25اوجد وينغمر جم.3سم 30 السائل فى

المزاح = الحل : السائل وزن الطافى الجسم وزن 25 = 30 × ρ ρ = 0.83 / سم 3جم

النوعى = حرارة 0.83الوزن درجة م25عندهيدرومتر اللبن :

نهايتا , المغشوش اللبن على للكشف خصيصا معد معتاد هيدرومتر هوعلى - والماء اللبن فى وعثر حذاءهما يقف اللتان النقطتان هما المقياس

فى - الموجود الماء إلى اللبن نسبة فتبين بينهما المتوسطة النقط أما الترتيبالمزيج.

Sapicهيدرومتر سابك : االنتفاخ أن أال تركيبه فى المعتاد الهيدرومتر يشبه هو

مخروطى ) عنق بواسطة فيه الثقل عن نسبيا مفصولC ( ) مختلفة أثقال وضع التدريج ( Wيمكن وأقسام عليه

قسم وكل أسفل إلى أعلى من متجهه متساوية عشرة . مختلفة أثقال الجهاز ويصحب أجزاء خمسة إلى مدرج

من األثقال 90 - 10مدرجو واصغر الترتيب كما )10علىالعالمة ) فى سائل ( ) ( 10لغمره فى صفر العالمة إلى

أضافي ) ثقل هناك أن كما مناسبة وضعة ( Aكثافته يمكنمن اكبر كثافات قياس فى رغب أذا الهيدرومتر قمة على

الوزن. على المكتوب الرقم يضاف القياس وعند الماء

44

CW

B

A

. اإلضافية األثقال أن مميزاته ومن التدريج قراءة إلى. الهيدرومتر بنفس المتباينة الكثافات قياس من تمكننا

الهيدرومتر ثابت الغمر ) تكلسن (:.2كفتان ) له القفل محكم مجوف اسطوانى جسم من الشكل فى كما يتكون

A , D ( ) منهما األثقال ( , Dواألخيرة وتوضع بالرصاص مثقل مخروط عن عبارةالكفة فوق االختيارية ) Aدائما العالمة إلى الهيدرومتر ينغمر على ( - Eحتى

. الرفيع العنقاستخدامه لتعيين الوزن النوعى لسائل:

نفسه ) الهيدرومتر وزن كان (Wأذاحتى الماء فى لغمره الالزمة والصنجات

هى ) هى ( ) W1العالمة السائل ( W2وفىالمزاح = السائل وزن الطافى الجسم ووزن

W + W1 ) ( = للماءρ × V) ( للهيدرومتر ρللماء = ) ( 1

W + W1 ) ( = للسائلρ1 × V) ( للهيدرومتر

استخدامه لتعيين الوزن النوعى لجسم صلب :

هى ) الماء فى العالمة لغمر الالزمة الصنجات أن الجسم ( Wبفرض وضع أذا أمافقط ) يلزم يلزم ( . W2فانه السفلى الكفة فى الجسم وضع وإذا بجواره

يتعدى ( ) W3صنجات ) ال وزنه .W1والجسم الماء ( من أكثف ويكون

ميزان باستخدام صلب لجيم النوعى الوزن لتعيين أساسا الطريقة هذه وتعتبرهوك.

Hydrodynamic هيدروديناميكا ظروف تحت السوائل بدراسة الخاص العلم هو

علم . لدراسة األساسية العلوم احد ويعتبر الحركةتطبيقات بدراسة الخاص العلم وهو الهيدروليكا

السوائل. - حركة فى يبحث وهو الهيدروديناميكاالظواهر - جميع ودراسة سرعتها كميتها قياس

. بذلك المتعلقة الهندسية

45

AE

D

h

الخاصة برنولى لمعادلة التطبيقية النواتج احد هى تورشيللى معادلة وتعتبروالمستخدمة األساسية المعادالت أحد السائل حركة على المؤثرة القوى بدراسة

: . أن على تورشيللى معادلة وتنص المائية المجارى تصرفات دراسة عند للتطبيق

تعتبر hالسرعة = , Vحيث وعموما الفتحة عند المائى الضغط ارتفاعالحقيقية السائل سرعة من اكبر وهى نظرية سرعة المعادلة بهذه المقدرة

تصحيح معامل يؤخذ ولذلك الخروج وفتحة السائل بين االحتكاك بسبب وذلكيجب ) / ( . كذلك النظرية السرعة الحقيقية السرعة قيمته وتساوى للسرعة

يقلل السائل منها المندفع الفتحة لمساحة أن حيث األخرى التعديالت عملبمعنى , انكماشا يعانى خروجه عند الماء الن االنكماش معامل ويسمى المسافة

ذلك , وعلى نفسها الفتحة مساحة من اقل يكون المندفع الماء مقطع مساحة أنفان :

الفتحة = × مساحة الماء مقطع مساحة االنكماش فمعاملالفعلى ) الحقيقية = × Q )Dischargeالتصرف المساحة الحقيقية السرعة

or Q = V . A

النظرى = .والتصرف تورشيللى معادلة حسبالمعادلة : من حسابه يمكن الفعلى التصرف فان لذلك

العددية Cحيث قيمته وتساوى السابقة التعديالت مجموعة على يتوقف معاملالضاغط 0.8 - 0.6 فمثال :hويتغير النسبى الفتحة مكان حسب

أ ) ( ) ( ) ( ب جالهيدروليكى , .1 الضاغط فيكون الهواء فى تصب أى حرة الفتحة كانت أذا

أ ) (. شكل الفتحة مجرى وبين الثابت الماء سطح بين المسافة عن عبارةبين .2 المسافة يساوى الضاغط فان المصدر أسفل فى الفتحة كانت أذا

ب ) ( شكل الفتحة جانبى على الماء سطحى

المائى ) .3 الضاغط فان الماء سطح مستوى عند الفتحة كانت يساوى ( hأذاج ) (. شكل السفلية الحافة فوق للماء الكلى العمق نصف الحالة هذه فى

عرضها ) مستطيلة الفتحة أن من ( Lوبفرض تصرف التى مساحتها فانالماء : خاللها

A = 2 h L

46

hhh

الشكل ) - منتظمة فتحة عن عبارة وهو هدار كأنها الحالة هذه فى الفتحة وتصبحبغرض - - ( الماء لمجرى العمودى االتجاه يعترض منحرف شبة مستطيل مثلثى

الفتحة , كانت أذا التصرفات حساب فى السابقة المعادلة وتستعمل سعته قياسفى . أما العلوى سطحها من اوطى الماء منسوب ويكون مربعة أو مستطيلة

المعادلة : قيمة فان المثلث حالة

فى نقص من تعانى التى المناطق فى خصوصا الرى مياه توفير لضمان وعموماوأول استخدامها فى اإلسراف من بالحد الكفيلة الوسائل يتبع المائية مصادرهاالترع , فى الكميات هذه وتقاس المعطاة المياه كميات قياس هو الوسائل هذه

القياس : : طرق وتقسم المواسير أو القنوات أو1.. معينة سعة ذى مستودع لمآل الالزم الزمن قياس على وتعتمد مباشرة طرق2. . معادلة قانون بتطبيق الطريقة هذه وتستنتج والمساحة السرعة قياس طرق

: حيث االستمرارQ = A V

السابق برنولى معادلة تطبيقات على الحالة هذه فى السرعة قياس ويعتمد . بيتوت أنبوبة باستعمال السرعة حساب فيمكن إليها Pitot-tubeاإلشارة

فيها :.3 ويستعمل المائى القطاع فى التغيير على تعتمد طرقحيث :أ- االختناق ذات األنبوبة أو متر الفنشورى المواسير

وضع ب- طريق عن القنوات تصرفات قياس فى وتستعمل الهدراتعلى , سبق كما وتعتمد الماء مجرى على عموديا الهدرات أو األعتاب

: حيث تورشيللى معادلة

Heatالحــــــــرارة

قياس درجة الحـــرارة(: التقدير الحراري )أوال:فى والغازات والسوائل الصلبة األجسام الحراري التمدد خاصية تستخدم

. وأكثر الحرارة درجة قياس فى تستخدم التى الترمومترات من العديد صنعأنواعها : واهم الزئبقية الترمومترات هى شيوعا الترمومترات هذه

الترمومتر المئوى:.1

47

بطريقة بالزئبق يمال بمستودع تنتهي شعرية أنبوبة عن عبارة وهولألنبوبة األخر الطرف يلحم ثم الهواء طرد بعد المتعاقبين والتبريد التسخين

الجليد ) انصهار نقطة الترمومتر على الثابتتين النقطتين تعيين وبعد الشعريةالصفر عند 0عند الماء غليان ونقطة إلى( 100م بينهما المسافة تقسم 100م

. مئوية واحد حرارة درجة قسم كل ويسمى متساوي قسمالماء غليان F 212 ºC 100 K 373نقطة

الجليد انصهار F 32 ºC 0 273 Kنقطة

المطلق الصفر F -273ºC 0 K 460درجة

T )ºK ( B )ºC ( )ºF ( الترمومتر والفهرنهيتى :.2

الجليد انصهار نقطة اعتبرت ولكن المئوى الترمومتر مثل ف32وهوالماء غليان الترمومترات 212ونقطة من النوعين هذين مقارنة ويمكن ف

الحرارة . درجة إن ويالحظ المطلقة الحرارة درجات مقياس إلى بالنسبةبمقدار المئوى المقياس عن تزيد الصفر عند المقياس 273المطلقة وعن م

بمقدار كل 460والفهرنهيتى أن يالحظ كما الترمومتر 100ف على قسمتقابل .180المئوى بينهما العالقة وتكون والفهرنهيتى التدريج على قسم

كان مثال: إذا الغرفة حرارة لدرجة والفهرنهيتى الترمومتر يسجل كميسجل المئوى م .25الترمومتر

أن الحل: نجد والفهرنهيتى المئوى التدريجيين بين العالقة في بالتعويض

انتقال الحرارةثانيا:على األساليب هذه تتوقف األوساط خالل عديدة بأساليب الحرارة تنتقل

, تنتقل الصلبة األجسام حالة ففى الحرارة خالله تنتقل الذى الوسط طبيعةحرارة األقل األخرى األجزاء إلى الجسم من الساخن الجزء من الحرارة

فى . أما بالحمل الحرارة تنتقل والغازات السوائل حالة وفى التوصيل بطريقةالحرارة ) ( تنتقل وقد الغازات فى وكذا باإلشعاع الحرارة فتنتقل الفراغ حالة

48

بالتوصيل الحرارة انتقال معدل أن إال الغازات فى الثالث األنواع هذه من بكل. الغازات حالة فى جدا ضئيل

: Conductionالتوصيل .1الطرف إلى تنتقل الحرارة فان مثال الحديد من قضيب طرف سخن إذا

مكانها من الساخنة األجزاء تنتقل ال الحالة هذه وفى التوصيل بطريق األخراألقل الجزئيات إلى طاقتها من بعض الساخنة األجزاء جزئيات تعطى وإنما

لتتوزع الحرارة تنتشر الطريقة وبهذه الباردة األجزاء فى لها المجاورة نشاطا. الجسم خالل

الماء انتقال بحالة المعدن من قضيب خالل الحرارة انتقال تشبيه ويمكن . وتنقسم االنتقال صعب كلما سمكة قل أو القضيب طال فكلما أنبوبة خالل

كالمعادن التوصيل جيدة مواد إلى للحرارة توصيلها درجة حيث من المواد . والهواء والخشب كالزجاج عازلة ومواد

معدن من شريحة اعتبرنا إذا وأالنسمكها سطحها dموصل Aومساحة

الوجه 2سم وضعنا درجة ABCDفإذا فيستكون 1θالحرارة المقابل الوجه فان

ويعرف انخفاضا أكثر حرارته درجة

وهو المقدار الحراري بالميلالحرارة درجة في النقص عن عبارة

السمك من سنتيمتر واحد مسافة فيفإذا سنتيمتر لكل مئوية درجة ووحداته

خالل الحرارة سريان لمعدل رمزنابالرمز فان :Hالمعدن

التناسب ثبات يسمى ويعرف kحيث للمادة الحراري التوصيل بمعاملواحد أوجه من متقابلين وجهين بين الثانية في تمر التي الحرارة كمية بأنة

الوجهين حرارة درجتي بين الفرق يكون عندما المادة من مكعب سنتيمتر . لكل سم لكل سعر هي الحراري التوصيل معامل ووحدات مئوية واحدة درجة

م ) / / / (. ث سم سعر مئوية درجة لكل ثانيةالغرفة مثال : داخل الحرارة درجه كانت وخارجها - 18إذا معدل. 3م احسب م

سنتيمتر نصف وسمكة مربع متر مساحة نافذة زجاج خالل الحرارة فقدانللزجاج) = الحراري التوصيل . 3-10 × 2معامل . م/ ث سم (.oسعر

الحل : الزجاج A = 104 cmمساحة

49

AB

DCC

d

سم 2Aθ1

الحراري = cm/m Rالميلالحرارة فقدان . calمعدل

الحرارة درجات فى فرق هنالك كان إذا فقط يتم التوصيل إن ويالحظالحرارة انسياب مقدار فان يعتمد Heat Flowوعموما جسم أو مادة اى خالل

المادة وشكل حجم على يعتمد وكذلك نهايتيه بين الحرارة درجات فرق على

بالرمز لها رمز إذا زمن وحدة لكل الحراري االنسياب مقدار إن فانه اىالحرارة درجات فى الفرق مع وطرديا الجسم طول مع عكسيا يتناسب

إن : اى الجسم أو المادة مساحة مع وطرديا

إن : حيثللزمن = بالنسبة الحرارة انسياب معدل

A =الجسم مقطع مساحةd T ( =الحرارة درجات فى (T2 – T1الفرقd x =المادة سمك تغير أو الطول تغيرK

عن= مادة لكل مميز وهو الحراري التوصيل معاملأخرى

:Convection الحمل.2الحرارة تنتقل حيث الحرارة انتقال طرق من طريقة هى الحمل تيارات

. الرسم فى كما ألخر مكان من الجزيئات من كتلة بحركة فيه

50

موقد على يغلى ماء على يحتوى إناء فى الحمل تيارات يوضح رسمإناء ) ( , فى سائل من كمية سخن فإذا الغازات أو السوائل حالة فى انه اى

درجة , ترتفع اإلناء لقاع المالمسة السائل جزيئات إن نالحظ فإننا موقد أسفلهويحل للسائل العلوي السطح إلى ترتفع ولذا كثافتها فتقل وتتمدد حرارتها

وهكذا ...... باردة جزيئات محلهاوالتى الساخنة المادة جزيئات انتقال هو الحمل إن القول يمكن انه اىالكثافة فى اكبر المادة من بالردة جزيئات محلها لتحل حرارتها معها تنتقل

منها.من : سائل به إناء يسخن عندما هى ذكره سبق كما ذلك على ومثال

. والغازات. السوائل فى دائما الحمل ويتم قاعدته:Radiationاإلشعاع .3

تفسيره أو شرحه يمكن ال الشمس من األرض دفء حالة فى انه يالحظال وكذلك كبير فراغ عن عبارة هو الفضاء ألن وذلك الحمل تيارات طريق عن

األرض بين تالمس هنالك ليس ألنه وذلك التوصيل طريق عن تفسيره يمكنجسم أى من أو الشمس من الحرارة على نحصل فإننا ولذلك والشمس

اإلشعاع يسمى أخر طريق عن عملية . Radiationساخن هو اإلشعاع إن حيثعن تتم هذه فى الطاقة ونقل الوسط على يعتمد وال الفراغ خالل الطاقة نقل

الكهرومغناطيسية الموجات فى Electromagneticطريق أكثر إيضاحه وسيتم. الضوء باب

إلى تتحول ثم كهرومغناطيسية موجة تمتص األجسام إن نجد اإلشعاع وفىنجد ولذا الحرارة تمتص وأخرى الحرارة تعكس أجسام وهناك حرارية طاقة

بينما الحرارة تعكس المصقولة الالمعة أيضا والسطوح الالمعة األجسام إن . جميع إن المالحظ ومن الحرارة تمتص السوداء الداكنة واألجسام السطوح

تقل ) ( ال لماذا البعض يتساءل قد ولكن حرارة تشع اى طاقة تشع األجسامإن نقول ذلك على ولإلجابة حرارة تشع إنها من بالرغم األجسام حرارة درجة

حرارة تمتص الوقت نفس فى فإنها كبيرة بدرجة حرارة تشع التى األجسامقد التوازن هذا ولكن األجسام حرارة فى توازن دائما يوجد ولهذا كبيرة بدرجة

فان شمس إشعاع يوجد ال عندما بالليل فمثال األوقات بعض فى يوجد الالليل فى مناسب دفء على تحصل ال المثال سبيل على األرض فى الحشائش

. الجوى الهواء من ابرد تكون حيث إشعاع منها وينطلقعدة على مقدارها يتوقف حرارية طاقة تشع الساخنة األجسام وكل

بينها : من عوامل1.. المشع الجسم حرارة درجة2.. النعومة أو الخشونة حيث من المشع السطح نوع3. . اسود أم ابيض المشع السطح لون

51

والتى ) تشع التى األجسام أحسن الخشن األسود الجسم أن وجد وقد. المصقول ( األبيض الجسم ذلك من العكس وعلى حراريا أشعاعا تمتص

هى الوقت نفس فى حرارة وتبعث تمتص التى لألجسام مثال وأحسنالسوداء ) امتصاص(. Black bodyاألجسام به نظام فى الكلى اإلشعاع ويخضع

-: اآلتية للمعادلة للحرارة وانبعاث

: أن حيث

R or =للنظام الكلى اإلشعاعϬ = =بولتزمان استيفان x 57 ثابتℇ ) اإلشعاع= ) على الجسم قدرة معامل Emissivityاالنبعاثيه وهو

من قيمة وله اسود أم مصقول لمع الجسم كان ما إذا على يتوقفإلى األبيض 1صفر الالمع الجسم حالة فى صفر تكون حيث

داكنا اسود كان إذا وواحد المصقولT) ( =بالكلفن النظام حرارة درجةT0) ( =بالكلفن البيئة أو الوسط حرارة درجةA =المقطع مساحة

االنبعاثية ) مثال: كانت فإذا اإلشعاع منه وينبعث يمتص انسانى (ℇجسماإلشعاع ) 0.97تساوى كثافة درجة ( Rاوجد له كان إذا االنسانى للجسمحرارة 370حرارة درجة لها حجرة فى بولتزمان ) 200م استيفان وثابت (Ϭم

. 8- 10 × 5.7يساوى الحل :

= 0.97 x ) 5.7 x ( ) )310(4 – ) 293(4 ( = 102 w / m2

السطح مساحة كانت تساوى 1.5وإذا الكلى اإلشعاع قوة فان مربع متر

تساوى فهى وات 150حوالى = 1.5 × 102إذن

Black Body Radiationإشعاع الجسم األسود : ترتفع عندما لإلشعاع األجسام أجود من الخشن األسود الجسم يعتبر

. األسود الجسم يشعها التى الحرارية الموجات أن عمليا وجد وقد حرارته درجة

52

فى , المشع الجسم يكون وعندما الموحية األطوال من واسعة منطقة تشملالطول على تتوقف يشعها التى الحرارية الطاقة فان معينة حرارة درجة

الطاقة بين العالقة أن عمليا وجد وقد المناظر الطول Eالموجى وبينالموجى ) ( λالموجى الطول زاد وكلما شكل فى المبين بالمنحى تمثل

ارتفعت وكلما معين موجى طول عند أقصى حد إلى تصل حتى الطاقة تزداديبين ) ( شكل المناظرة الطاقة قيم تزداد المشع الجسم حرارة درجة

. مختلفة حرارة درجات عند منحنيات مجموعة: تطبيقات على انتقال الحرارة فى الظروف الحيويةحراري .1 توصيل معامل لها التى الحراري التوصيل الجيدة تعتبر Kالمواد كبير

الطبيعة فى المعادن بعض استخدامات عند يراعى وذلك للحرارة موصلة موادأحسن الفلين عليها يوضع التى األرضية إن يراعى األرضيات فرش عند وكذلك

الفلين ألن وذلك السجاد عليها يفرش التى األرض عن الحارة الظروف فى. للحرارة ردئ موصل

ألن .2 نظرا الشتاء فى والغامقة الصيف فى اللون الفاتحة المالبس لبس. الجسم دفء على يساعد مما وتحفظها الحرارة تمتص الغامقة المالبس

تيارات .3 طريق عن الحرارة النتقال مثل أحسن هو والبارد الدافئ الخليج تيار. الطبيعة فى تحدث التى الحمل

ناتج .4 هو عموما الجو فى الحمل بتيارات الحرارة النتقال أخر مثل الرياح. بالهواء الحمل لتيارات

لعملية .5 ناتج هو الحية الكائنات أجسام فى الحرارة درجة Metabolismزيادة ) درجة) لها البارد الدم ذوات الحيوانات فان ولذا للطاقة الحيوي التمثيل

الحشرات ) مثل بها المحيط الوسط حرارة درجة تساوى ألجسامها حرارة .) لها أجسامها فان والثدييات الطيور أما األخرى الحيوانات وبعض والزواحف

وهى ثابتة .م 370درجة بها المحيطة الظروف عن النظر بغضواإلشعاع بالحمل التوصيل بواسطة الدافئة الحيوانات من تفقد الحرارة

. والتنفس التبخير إلى باإلضافة Thermodynamics الديناميكا الحرارية ثالثا:

مقدارا وتكسب كبيرة بسرعة تتذبذب ذراته فان صلب جسم سخن أذاصورة الحرارة فأن ولذا التسخين هو الطاقة هذه ومنشأ الحركة طاقة من

. على مقصورة الحرارة عن الناشئة الحركية الطاقة وليست الطاقة صور منمقدارا والغازات السوائل جزيئات تكتسب أيضا أنما الصلب الجسم جزيئاتالطاقة تحويل دراسة فى يبحث الذى والفرع تسخينها عند الحركة طاقة من

. الحرارية بالديناميكا تعرف العكس أو ميكانيكية طاقة إلى الحراريةعملية هى الساعة بندول حركة منها كثيرة الحرارية الديناميكا وأمثلة

طويلة – لمسافات اإلنسان جرى عند حرارة عنها يتولد ولكن بحتة ميكانيكيةإلى باإلضافة حرارية طاقة تنتج الجسم عضالت فان جبل أعلى صعوده أو

. الميكانيكية طاقتهاوهى إليها اإلشارة ويجب الحرارية الديناميكا فى قوانين بعض وهناك

ومنها :- الحيوية الحاالت فى عديدة تطبيقات

53

The First low ofالقانون األول للديناميكا الحرارية .1Thermodynamics:

الطاقة " حفظ قانون حالة عن يعبر الحرارية للديناميكا األول القانونفى يستخدم الحرارة هذه من جزءا فان ما حرارة غاز أو جسم يعطى عندمااألخر الجزء إن كما الداخلية الطاقة هذه وتسمى نفسه الغاز حرارة درجة رفع

. خارجي شغل بذل فى اى الغاز تمدد فى يستخدم الحرارية الطاقة هذه منيلى :- كما ذلك عن رياضيا التعبير ويمكنQ = d U + w

إن : حيثQ. النظام= إلى تضاف التى الحرارة كمية

d U.) ( =النظام أو للغاز الداخلية الطاقة فى التغيرW.) ( =النظام الغاز يبذله الذى الشغل مقدار

الداخلية : ) ( = + الطاقة فى التغير المضافة المعطاة الحرارة إن اى. الخارجي الشغل

إن : حيث تفاضلية صورة على السابق القانون وضع يمكن كماd Q = d U + d w

The Second low ofالقانون الثاني للديناميكا الحرارية .2Thermodynamics

ساخن لجسم بارد جسم من الحرارة من كمية اخذ يمكن ال انه عن يعبر. ميكانيكي شغل بذل دون

يجب إن يؤخذ فى االعتبار ما يلي:من أكثر أو صورة إلى الطاقة تحويل ان على ينص األول القانون فىتحويل يمنع ال وهذا النظام فى جديدة طاقة إيجاد أو خلق يمكن وال صورها

تحويل يمنع فانه الثاني القانون فى ولكن صورها احد إلى الكلية الطاقةطاقة تحويل عند الثاني القانون فى ن ا اى أخرى صورة إلى الكلية الطاقة

فى تغيرات أية بدون كلية التحويل يمكن ال العكس أو شغل كمية إلى حرارية. المستخدمة الطاقة كمية يحدد انه اى النظاميلى :- كما رياضيا الثاني القانون عن ويعبر

حرارية ) آلة ألي المثالية الكفاءة إن معناه . (Effوذلك

إن كلفن ) T1 , T2حيث المطلقة الحرارة درجات (.Kهى

54

كازيون مثال: أو عرض عن اإلعالنات مجلة فى اإلعالن شركات إحدى أعلنتالغليان درجة بين ما تشغيلها يتم بخارية آلة من جديد نوع م 2000لشراء

العادم حرارة الكفاءة 500ودرجة إن اإلعالن فى الشركة هذه وادعت مهى اآللة لهذه ؟ % - 80الحرارية ال أم اآللة بشراء تنصح فهل

للديناميكا الحل : الثاني القانون يمثله والذى لآللة الكفاءة قانون نستخدم: على ينص الذى الحرارية

هى كفاءته ألن المنتج هذا شراء عدم يجب . 31.7ولهذا مثال % وهذا فقطفكرة فان التفصيالت فى الدخول ودون الثالجات عمل لفكرة وواقعي عملي

تطردها ثم بداخلها الموضوع الطعام من الحرارة تأخذ إنها هى الثالجة عململفات ) من قريبا يدك وضعت إذا انك ذلك على والدليل الحجرة فى للخارج

انه (. اى حرارة ووجود بالدفء ستشعر فانك الثالجة خارج واألسالك التبريدفى ) ( البارد السائل بضغط تعمل إنها هى عملها فكرة اى الثالجة عمل فى

التبريد دورة من أخر جزء إلى منخفض ضغط تحت مستمرة دائرة من جزءسائلة حالة إلى ميكانيكيا الغاز ينضغط ثم غاز إلى البارد السائل يتبخر حيث

وهكذا ... أخرى مرة الدورة تكرر ثمالغذائي : ) التمثيل اى الميتابولزم عمليات إن يالحظ عموما

Metabolism. الحرارية ( الديناميكا قوانين على تطبيقات إال هى ما Mechanical Equivalent of Heatالمكافئ الميكانيكي الحراري:

الالزم الميكانيكي الشغل كمية بأنه الحراري الميكانيكي المكافئ يعرفوحدة إلنتاج بالرمز بذله لها ويرمز حرارية قيمة Jواحدة عمليا Jولتعيين

معدنية عوارض بداخلة اسطوانيا مسعرا جول مبين ) Fاستخدم هو كمابداالت ( بينهما تدور المسعر Aبالشكل داخل يدور رأسي محور فى مثبتة

البداالت وتدار محوره مع يؤدى , Aومتحد البداالت ودوران ماكينة بواسطةدورانية بقوة علية بالتأثير الدوران من المسعر يمنع ولذا المسعر دوران إلىعن الدورانية الحركة هذه على الحصول ويمكن لألولى ومساوية مضادة

ثقلين فى M , Mطريق مثبت محورها بكرة على يمر خيط نهاية فى مثبتينفى , والشغل البداالت تدور بينما ثابتان الثقالن يبقى الحالة هذه وفى المسعر

كان , فان والمسعر الماء درجة ترفع حرارية طاقة إلى يتحول البداالت إدارةهو والماء للمسعر المائي هو Eالمكافئ الحرارة درجة فى االرتفاع Tوكان

هى : المتولدة الحرارة كمية فان

55

ميكانيكي شغل من بذل ما تكافئ الكمية يمكن Wوبمعرفة Wوهذهللحرارة الميكانيكي المكافئ .Jتعيين

المبذول الشغل طاقة ) Wولكن إلى تحول الذى وهو البداالت إلدارةهذا ( وقيمة المسعر يثبت حتى المبذول الشغل المقدار فى يساوى حرارية

تساوى :

الثقلين , nحيث من كل كتلة البداالت تدورها التى الدورات m , dعددالمعادلتين ) من البكرة أن ( :3 ( , ) 2قطر نجد

الثابت وقيم ثابتة النسبة هذه أن جول وجد سعر / (4.18هى ) Jوقد جولالحرارية الطاقة بين العالقة يدرس الذى الفرع هى الحرارية الديناميكا

. لألخر منها اى تحويل وإمكانية الميكانيكية والطاقةيساوى للحرارة الميكانيكي المكافئ إن سابقا المعروف جول 4.186من

يتم جميعها طرق بعدة الميكانيكي المكافئ هذا تقدير ويمكن كالورى لكلهذه من اى وفى الشغل هذا عن المتولدة الحرارة قياس ثم شغل أداء فيها

الحرارية , الديناميكا يسمى الشغل هذا عن حرارة وتولد شغل لتأدية الحاالتThermodynamics وإنتاج الشغل أداء من حرارة وتولد إنتاج ذلك على والمثال

. الحرارة من الشغل

Gasesالغازات القوانين العامة للغازات: أوال:

يمكن تقسيم الغازات إلى نوعين هما : Ideal Gases غازات مثاليةأ-

لها : بان تتميز غازات هى1.. منخفضة كثافة لهاغازات .2 ما حد إلى وتعتبر مرن اصطدام جزيئاتها اصطدام

مخففة.3.. للغازات العام القانون عليها ينطبق

الجوى الضغط وتحت الغرفة حرارة درجة في الغازات معظم أن ويالحظ . مثالية غازات أنها على معها والتعامل اعتبارها يمكن العادي

Real Gases غازات حقيقيةب-لها : بان تتميز غازات هى

1.. عالية كثافة لها2.. مرن غير اصطدام جزيئاتها اصطدام3.. عالي ضغط ولها مركزة غازات تعتبر أنها كما

الكتلة , , , الحرارة درجة الضغط الحجم بين العالقة لتقدير فان وعمومافي جميعا بينها الربط يتم فانه هامة قيمة العالقة لهذه يكون وحتى ما لغاز

56

المثالية : " الحالة معادلة تسمى الجدير " Equation of Stateمعادلة ومنبعد فيما عنها فكرة واخذ شرحها سيتم التى المعادلة هذه أن بالمالحظة

. المثالي الغاز على تنطبق":Boyle’s Law القانون األول: " قانون بويل

الواقع : الضغط مع عكسيا يتناسب الغاز هذا حجم فان الغاز من كمية ألىرياضيا , التعبير ويمكن كتلته ثبوت عند وكذلك الحرارة درجة ثبوت عند علية

يلى :- كما عنه

فان : والكتلة الحرارة درجة ثبوت عندأن :- الغاز = , Vحيث الغاز = Pحجم ضغط

ثابت : × = لغاز الحجم الضغط أن أخرى بصورة القول يمكن أيP

: هذا حجم فان الضعف إلى لغاز الضغط زاد اذا المثال سبيل على بمعنىإلى يقل الغاز

من , : ألى سمح أذا أكثر بتوضيح أي األصلي بالحجم المقارنة عند النصفيتغير وان البد األخر فان منهما أي يتغير أن لغاز الحجم أو الضغط المتغيرينالعالقة هذه تمثيل ويمكن هذا ثابتا، دائما الناتج يكون بحيث لذلك طبقا عكسيا

بااليزوثيرم العالقة هذه توقيع ويسمى السابق، الرسم في كما بيانياIsotherm , درجة ثبوت عند أخرى صورة على القانون هذا وضع ويمكن

يلى :- كما الغاز وضغط حجم هو فقط يتغير والذى الغاز وكتلة الحرارة

"Charles’ Law القانون الثاني : " قانون شارلزالحرارة : درجة مع طرديا يتناسب الغاز هذا حجم فان الغاز من كمية ألى

يلى , :- كما عنه رياضيا التعبير ويمكن كتلته ثبوت وكذلك ضغطه ثبوت عندفان : والكتلة الضغط ثبوت عند

أن :- الغاز = , Vحيث المطلقة = Tحجم الحرارة درجةالحرارة درجة بزيادة يزداد الغاز من معينة كتلة حجم أن معناها وهذه

. الغاز وكتلة الضغط ثبات وهو هام بشرط بنقصها وينقص

57

T1

T2T3

Pres

sure

)P(1.5

1.0

0.5

0.5 1.0 1.5 Volume ( V)

كاآلتي :- تكون فأنها العالقة هذه تمثيل أردنا وإذا

أحدهما مالحظة : الحرارة لدرجة تقديرين هناك أن إلى هنا اإلشارة يجدريسمى Celsiusويسمى( مئوى ) مطلق يسمى ) Absoluteواألخر (Kأو

Kelvin Scale-: اآلتى يساوى وهو واستخداما شيوعا األكثر هو األخير وهذاT ) K ( = T ) ( + 273.15

"Gay-Lussac القانون الثالث: " قانون جى لوساكالحرارة : درجة مع طرديا يتناسب الغاز هذا ضغط فان الغاز من كمية ألى

أن , :- أي كتلته و حجمه ثبوت عند وذلك له المطلقةفان : والكتلة الحجم ثبوت عند

أن :- الغاز = , Pحيث المطلقة = Tضغط الحرارة درجة: هو ذلك على الواقعى والمثال

وهذا تنفجر فأنها النار في مثال أيروسول علبة أو القفل محكم إناء قذفنا أذاالعالقة , هذه أن كما العلبة أو اإلناء بداخل الغاز ضغط في الزيادة إلى يرجع

. الثابت الحجم ذو الغازي الترمومتر فكرة في األساس هى أيضامالحظة هامة :-

قوانين : , , إال هى ما لوساك شارلز بويل قوانين فان والحقيقة الواقع فيالدراسات في الفائقة والعناية الدقة أردنا أذا األيام هذه في معنى ذات ليست

فهى , حال كل وعلى المثالية للغازات تستخدم تقريبات الواقع في هى ولكن. المختلفة بمسمياتها استخدامها على الناس وأعتاد بها بأس ال محاوالت

قانون الغاز المثاليThe Ideal Gas Law:

58

Vol

ume

) V (

- 273 0 100 200 300 Temperature ) T ( بالتقدير المئوي

Vol

ume

) V

(

0 0K 100 0K 200 0K 300 0K 400 0KTemperature ) T ( المطلق 0 بالتقدير K- Kelvin

مثالي لغاز الحالة معادلة يسمى دمج Equation of stateوقد يمكن حيثبين , تربط عالقة أي بينهم تربط شاملة عالقة في الثالثة القوانين هذه

وهى , , :- غاز من ثابتة بكمية الحرارة درجة الضغط الحجم

فإذا ) ( ولكن الحسبان في الغاز كتله كمية إدخال من البد انه يالحظنحصل فأننا البالون داخل الهواء كمية زادت فإذا البالون نفخ عند مثال الحظنا

كما وضعها يمكن السابقة المعادلة فان ذلك وعلى الحجم في اكبر بالون علىكما وتكون الغاز كتله أصح بمعنى أو الغاز كمية االعتبار في األخذ بعد يلى

يلى :-

ثابتة حرارة ودرجة ثابت ضغط بها ظروف في انه معناها المعادلة وهذهالموجود الغاز هذا كتلة مع طرديا يزداد ما حيز في الموجود الغاز حجم فان

وذلك رياضية معادلة صورة في التناسب هذا على الحصول ويمكن الحيز فيقيمة , له الثابت هذا أن التجارب أثبتت وقد للتناسب مناسب ثابت بإدخال

يكون , التناسب هذا أن لوحظ نفسه الوقت وفى المختلفة للغازات مختلفةالموالت ) عدد استخدم أذا الغازات لكل الكتلة ( ) nمتساويا من (mبدال

يلى , :- كما المعادلة تكون وبذلك للغازاتP V = n R T

أن :- حيثأن :- الغاز = , Vحيث الغاز = Pحجم ضغط

n بالجرامات عنه معبرا الجزيء الوزن ببساطة وهى الموالت عدد عن تعبرللكربون) = الجزيء الوزن جراما (.12له = nفيكون 12مثال

R = = يساوى انه وجد وقد التناسب ثابت للغازات العام /8.314الثابت جول ) كلفن) . مول

R = 8.314 J / ) mol. K (مثالي : لغاز الحالة معادلة أو المثالي الغاز معادلة تسمى السابقة والمعادلة

الحالة في فقط ومنطقيا ومفيدا صالحا المعادلة هذه أو القانون هذا ويعتبرخاص مصطلح إلى اإلشارة يتم دائما وكذلك المثالية، بالغازات الخاصة

القياسية أو المثالية إلى : Standard Conditionsبالحاالت أى S T Pوتختصرلألتى ودرجة Standard Temperature and Pressureاختصار الضغط معدالت أي

الحرارة.: يلي كما المثالية الظروف تحت الحرارة ودرجة الضغط من كل يكون حيث

الحرارة ) 1 درجة المطلقة ( = Tــ الحرارة درجة تساوى K 273هى .0C 0أوالضغط ) 2 جوى ( = ) Pــ ضغط يساوى. ( atm 1.00واحد / 1.01x 105 Nأو

m2,

59

P V = n R T

متغيرات لدينا كان تغيروا T1 , V1 , P1وإذا نظام أي في أنهم حدث ثمالتالية :-T2 , V2 , P2إلى : الصورة على السابق القانون وضع يمكن فانه

المتغير تقدير يمكن بسهولة فانه متغيرات خمسة علمنا أذا األساس هذا وعلىالسادس.

The Kinetic Theory of Gasesثانيا : نظرية الحركة للغازات النظرية هذه وفى الغازات خواص على للتعرف وضعت النظرية هذه

. يحتويه الذى اإلناء داخل الغاز جزيئات حركة على الميكانيكا قوانين تطبقيلى : كما وأسس فروض على تبنى النظرية وهذه

كبير ) -1 عدد الجزئيات تسمى ألمتشابهه الجسيمات من عدد من الغاز يتكونجدا(.

أذا -2 الكتلة أو الحجم حيث من إهماله يمكن الغاز هذا جزئيات من جزئ كل. يحتويه الذى اإلناء بحجم ذلك قورن

ببعضها -3 تصادمها زمن إهمال يمكن ولذا المرونة تامة الواحد الغاز جزيئات. منتظمة الجزيئات هذه سرعة اعتبار يمكن وعلية اإلناء بجدار أو

4-. المطلقة حرارته درجة مع طرديا تتناسب الغاز جزيئات طاقة متوسطخواص بعض لشرح محاولة عمل تم السابقة األسس تلك على وبناءاالميكانيكا قوانين وبعض مبسط نموذج ذلك في ويستخدم المثالية الغازات

-: يلى كما وهو الغازات حركة تصف والتى : نتيجة لدراساتJ. C. Maxwell " ماكسويل "

ضلعه ) طول وان غاز به الشكل مكعب إناء يوجد انه افترضنا أذا (Lفانههو ) جزئياته عدد وأنها( , nوان االتجاهات جميع في تتحرك الجزيئات هذه وان

ينطبق ذلك أن مالحظة مع بعضها مع تصادمها يهمل حيث اإلناء بجدار تصطدمالشكل ) انظر سبق فيما أوضحنا كما فقط المثالية الغازات على فقط

السابق(.اآلتى** :- يالحظ الشكل من

60

VX

Z

X VZ

Vy

y

هو ) ما اتجاه في الجزئ سرعة أن افترضنا التى( ) Vلو حركته كمية فانـ × ( ـ ـ ـ ـ ـ هى سرعة كتلة عن عبارة m vهى

أن الجزئ , mحيث كتلة سرعته Vهى هىأوجه من وجه بأى اصطدامه قبل الجزئ حركة كمية هى هذه كانت فإذاله ويكون اتجاهه عكس في ولكن السرعة هذه بنفس يرتد فانه المكعب

التصادم , اتجاه عكس يرتد ألنه مختلفة بإشارة ولكن الحركة كمية نفسهى : - تكون ارتداده عند حركته كمية فان كمية , m vوعلية في التغير ويكون

هو :- الجزئ حركهm v - ) - m v ( = 2 m v

وبعد) التصادم قبل الحركة كمية بين الفرق بها يقصد التغير كلمة معنى النالتصادم(

يلى :- بما متتاليين اصطدامين كل بين الزمن عن التعبير ويمكن

أن : ضلع= Lحيث طول تساوى وهى الجزئ يسيرها التى المسافة. (Lالمكعب )

v . بها= يسير التى الجزئ سرعةالقوة ) فان الميكانيكا في الثاني نيوتن لقانون معدل ( Fوطبقا تساوى

عنها , ويعبر زمنه في التغير لمعدل بالنسبة لجزئ الحركة كمية في التغيريلى :- كما رياضيا

أوجه ستة للمكعب أن بما وأيضا واحد وجه اتجاه في يحدث ذلك أن وبما

جزيئاته ) عدد غاز به يكون ( , nوهو واحد لوجه الحركة أذا كمية تكون أذا

في مضروبا واحد وجه على إلى :-للجزيء للقوة السابقة المعادلة وتؤول

الغاز ) ضغط فانه ( :-Pولحساب اإلناء هذا في

هى المكعب أوجه من وجه ألى هنا أذن : -L2 = L x L والمساحة

61

بالرمز له يرمز المكعب حجم أن يالحظ تساوى Vولكن L3 = L x Lوالتىx L عن السابقة المعادلة في التعويض يمكن وتكون Vباستخدام L3أذا

التالى :- الشكل على المعادلة

للغازات* الحركة نظرية نموذج هو وهذاذكرها** السابق مثالي لغاز الحالة بمعادلة النموذج هذا مقارنة وعند

هى : والتىP V = n R T

النظرية أن لنا يؤكد مما وهذا تماما يتطابقان أنهما نجد المقارنة نتيجة إذن. صحيحة الغازات بحركة الخاصة

بعض خواص الغازاتثالثا: Partial Pressure- الضغط الجزئي لغاز: 1

خليط في موجود غاز ضغط عن عبارة بأنه لغاز الجزئي الضغط عن يعبرانه :- حيث غازات مجموعة من

أن :- نجد المثالي الغاز معادلة منP V = n R T

من عددا مكوناته لبعض حيث غازات مجموعة من خليطا لدينا كان فإذااألول( , ) ( n1هى ( nالموالت ) الثاني ( , )n2للغاز الثالث ( , n3للغاز للغازوهكذا ....

أن :- نجد لذا

P = P1 + P2 + …... الجزيئية للضغوط دالتون بقانون ذلك ويسمى

في* مضروبا الغاز من المول جزئ يساوى الجزئي الضغط يالحظ كمااآلتية , :- بالمعادلة عنه ويعبر للمخلوط الكلى الضغط

P1 = X1 P

62

أن : أن = X1حيث .X1 وحيث الغاز من المول جزء Gas Diffusion- انتشار الغازات: 2

وان , انتشر الغاز أن يقال فانه مسامي جدار خالل من غاز أي مرور عندتتناسب المسامي الجدار هذا خالل غاز أي مرور انسياب أو انتشار سرعة

. الغازات النتشار جراهام بقانون ذلك ويسمى لكثافته التربيع الجذر مع عكسياوان* متشابهين مساميين إناءين في محبوسين غازين وجود افترضنا فإذا

منهما كل منهما , Vحجم كل األول Pضغط كثافة الثاني وان وان كثافةالحرارة درجة نفس في الغازين من .Tكال

كانت** مسام C1وإذا خالل األول الغاز جزيئات بها تنساب التى السرعة هىاإلناء , .C2جدار مسام خالل الثاني الغاز جزيئات بها تنساب التى السرعة هى

اآلتى*** :- على ينص جراهام قانون أن نجد فلذا

. الغازات النتشار جراهام قانون ذلك ويسمى

الحرارة النوعية للغازات:ضغط ألي آو المعتاد الجوى للضغط معرض وهو ما جسم يسخن عندمايتحرك الجسم سطح الن وذلك شغل عمل يستدعى الحادث التمدد فان أخر

. , الطاقة من مقدار بذل يستلزم بدورة وهذا الخارجي الضغط قوى عندلتسخين فعال موجود مصدر وهى الطاقة أنواع من نفسها الحرارة أن وبما

أيضا ومعها للتسخين الالزمة الحرارة يمتص أن يجب الجسم فان الجسم. الخارجي الضغط على للتغلب أضافية حرارة

والسائلة الصلبة األجسام حالة في جدا صغيرة تكون اإلضافية الطاقة وهذهحالة . في أما النوعية الحرارة قيمة على تأثيرها إهمال يمكن انه لدرجةالنوعية الحرارة فان ولذا جدا محسومة تكون اإلضافية الكمية فان الغازات

. الغاز . لتسخين طريقتان وتوجد بها يسخن التي الكيفية على تعتمد للغاز.األولى: مقفل , وعاء في الغاز بتسخين وذلك ثابتا الغاز حجم يحفظ عندمافي الثانية: اسطواني أناء في بوضعه وذلك ثابتا الغاز ضغط يحفظ عندما

االسطوانة داخل احتكاك وبدون بأحكام يتحرك مكبسهما : نوعيتان حرارتان للغاز تكون فلهذا

ثابت -1 حجم تحت النوعية لرفع CVالحرارة الالزمة الحرارة كمية بأنها وتعرفوهى حجمه ثبوت تحت مئوية واحدة درجة الغاز من واحد جرام حرارة درجة

. الغاز الجزئيات المتوسطة الحركة طاقة زيادة من أكثر تعمل ال

63

ثابت -2 ضغط تحت النوعية لرفع CP الحرارة الالزمة الحرارة كمية بأنها وتعرف . ضغطة ثبوت عند مئوية واحدة درجة الغاز من واحد جرام حرارة درجة

ثابت ضغط تحت لغاز النوعية الحرارة حالة في واضح هو الغاز CPوكما فانالحرارة من مقدار يمتص فأنة ولهذا لرفع CVيتمدد ثابتا حجمه كان لو كما

باإلضافة الوقت نفس في ويمتص مئوية واحدة درجة جزئياته حرارة درجةعلى يتغلب لكي مكيانيكى شغل إلى يحيلها أخرى حرارة كمية ذلك إلى

الخارجي . الضغط

فان دائما CPوذلك اكبر بينهما CV تكون النسبة تسمى الغاز γكما ثابت بنسبة

.وتساوى ) الحرارة النوعية للغاز تحت ضغط ثابت / الحرارة CP , CV العالقة بين

النوعية للغاز تحت حجم ثابت ( : خفيف مكبس لها معدنية اسطوانة في موضوع الغاز من واحد جرام لنعتر

, الغاز حجمه وكان احتكاك به ليس حرارته P1وضغطة C1متحرك ودرجة .T1المطلقة

مئوية واحدة درجة حرارته درجة ترفع لكيمن كمية تلزمه فأنة حجمه تثبيت مع

قدرها الغاز CVالحرارة ضغط بقى إذا أمادرجة لرفع الحرارة من كمية وأعطى ثابتاحسب الكمية هذه فان مئوية درجة حرارته

تساوى الحالة . CPالتعريف هذه في ولكنحجم إلى الثابت الشفط تحت الغاز يتمدد

V2 مسافة المكبس .Xويرتفعمسافة المكبس رفع في الغاز يبذله الذي الشكل القوة = X 5ويكون

المسافة×: فان المساحات وحدة على القوة هو الضغط أن وحيث

المسافة = × × المقطع مسافة الضغط المبذول الشغل = Δx . A . P1

( = V2 - V1 ) P1

تكون من CPوبذلك , :CVاكبر أن أى الشغل هذا بمقدارCP - CV = P1 ) V2 - V1 (

فان : للغاز العام القانون = T1 P1 V1وبتطبيقيكون : الضغط بثبوت مئوية واحدة درجة الغاز تسخين = P1 V2وبعد

المبذول الشغل أن ينتج المعادلتين هاتين ارجا وبطرح

كان حيث وإذا الواحد للجرام الغاز ثابت الميكانيكي Jهو المكافئ هو

هو بالسعرات المبذول الشغل قيمة فان .الحراري سعرا بين العالقة أن ذلك من هي :CP, CVوينتج للغاز

64

Δ x

من 1 جم

A

CP - CV = الغاز ثابت فان ولهذا الغاز من جرام واحد استخدما أننا محسوب ويالحظ

. الواحد للجرام بالنسبةأن (:1مثال ) علمت / /CV = 169,0, 02375,0الهواء = CPأذا م جم سعر

هي الحرارة ودرجة الضغط معدل في الهواء /5-10× 129وكثافة سم .3جم. الحراري الميكانيكى المكافئ قيمة فاحسب

يكون الحـــل : للغازات العام القانون بتطبيق

ويكون . :dحيث الحرارة ودرجة الضغط معدل عند الغاز كثافة

المعادلة في حساب = CP - CVوبالتعويض /J = 4.14 x 107يمكن سعر ارجأن (:2مثال ) علمت /115,0لألكسجين = CVأذا / جم CP = 179,0 م, 0سعر

/ جم/ هي 0سعر الحرارة درجة الضغط معدل عند الغاز من اللتر كتلة وكانت م433,1. الحراري الميكانيكي المكافئ قيمة احسب جم

الحرارة = الحــــل : ودرجة الضغط معدل عند واحد جرام 3سم حجمأن ينتج للغازات العامة المعادلة ومن

= =

= CP- CV = 0.064 ولكن

erg / calory 107× 4.04 = J = أمثلة ومسائل

الحرارة ) .1 ودرجة الضغط معدل في غاز أي من مول واحد حجم (S T Pقدر. المثالي الغاز سلوك يسلك انه مفترضا

لألكسجين ) .2 الجزئي الضغط هو سطح ( O2ما مستوى عند الجوى الضغط فيعلى يحتوى الجاف الهواء حجم أن علمت أذا ؟ .21البحر أكسجين %

النتروجين ) .3 كثافة الحرارة ( N2اوجد ودرجة العادي الجوى الهواء ضغط في. م 0 20

األكسجين ) .4 على يحتوى مرن الحرارة ( ) O2وعاء ودرجة الضغط معدل SفيT P ) حجم .3م 10وله الوعاء , في الموجود الغاز كتلة هى ما

ما .5 إناء مسام خالل األول الغاز جزيئات بها تنساب التى السرعة كانت أذا/ , 2تساوى تساوى المسام خالل الثاني الغاز انسياب وسرعة ث 1سم

. تساوى/ الثاني الغاز كثافة بان العلم مع الغازين من كل كثافة فاحسب ث سم. األول الغاز كثافة مكعب

65

أذا اإلناء مسام خالل من األول الغاز جزيئات بها تنساب التى السرعة احسبتساوى المسام خالل الثاني الغاز جزيئات انسياب سرعة /3.2كانت ث سم

يساوى األول الغاز يساوى , 3سم 0.8وحجم الثاني الغاز مع 3سم 0.2حجم. متساوية الغازين كتلة بان العلم

Lightالضـــــــوء من هامة ظاهرة أيضا وهو القدم منذ موجودة طبيعية ظاهرة هو الضوء

الضوء , وتفسير لتوضيح وضعت التى النظريات على نتعرف أن وقبل حولناوهى :- الضوء عن األساسية الصفات ذكر يلي فيما سيتم

1.. مستقيمة خطوط فى الضوء ينتشرأن .2 حيث للصوت بالنسبة يسرى ما عكس وهذا الفراغ فى الضوء ينتشر

. الفراغ فى ينتقل ال الصوت3.. االنعكاس لقوانين تبعا المصقولة السطوح من الضوء ينعكس4.. االنكسار لقوانين تبعا شفافين وسطين بين يفصل سطح عند الضوء ينكسرمعامل .5 له منها كل الطيف بألوان تسمى ألوان عدة من يتكون األبيض الضوء

. الوسط لنفس األخر عن يختلف انكسارألخر .6 مكان من الحرارية الطاقة نقل ويمكن الطاقة صور من صورة الضوء

األرض ) طريق عن األرض إلى الشمس حرارة تنتقل فمثال ضوء صورة على.) الشمس من المنبعث للضوء

تساوى .7 بسرعة الفراغ من الضوء / ) 1010 × 3ينتشر ث / (810 × 3سم ث متر. الضوئي المصدر حرارة درجة على وال اللون على تتوقف ال السرعة وهذه

8.. متقاربين مصدرين من المنبعث الضوء يتداخللحاجز .9 المستقيم الحرف عند مستقيمة خطوط فى مساره عن الضوء يحيد

. ضيقة فتحة خالل مروره عند أو معتم10.. البللورات بعض خالل مروره عند الضوء يستقطبأو .11 منكسر ضوء أو منعكس ضوء يكون قد فانه سطح على الضوء يسقط حينما

ممتص، ضوء. السطح طبيعة منها كثيرة عوامل على تتوقف الثالثة االنواع بين والنسبة

12.. الهواء أو الفراغ فى منها أقل الماء مثل وسط فى الضوء سرعة

النظريات التى وضعت لتفسير الضوءأوال:

للتعرف وكذلك لتفسيرها نظريات تتطلب كانت ذكرها السابق الوقائع كلالتالية , :- النظريات وضع تم وقد بعد تكتشف لم التى بالصفات والتنبؤ

نظرية نيوتن ) نظرية الجسيمات ( :-أ-على الضوئي المصدر من تنبعث الضوئية الطاقة أن النظرية هذه تفترض

ويختلف كبيرة بسرعة مستقيمة خطوط فى تنتشر جدا دقيقة جسيمات هيئةأو , المواد بعض من النفاذ على القدرة لها أن كما الضوء لون باختالف حجمها

حملت الشبكية إلى ونفذت العين على أسقطت إذا بحيث سطحها من االرتداد

66

( . نظرية النظرية هذه تطبيق وعند منه المرتد الجسم أو للمصدر صورة معها ) خطوط فى الضوء انتشار تفسير فى نجحت فإنها لنيوتن الجسيمات

عند , لالنكسار تفسيرها أن إال المصقولة السطوح عند وانعكاسه مستقيمةالوسط فى الضوء سرعة تكون بان يقتضى كان وسطين بين الفاصل السطح

. بالتجربة , ثبت ما عكس وهذا كثافة األقل الوسط فى منها اكبر ضوئيا الكثيففى واالستقطاب والحيود التداخل تفسير عن النظرية هذه عجزت كذلك

الضوء.نظرية هيجنز ) النظرية الموجية ( :-ب-

هيجنز صورة Hugensأعلن على الضوئى المصدر من ينبعث الضوء أنشكل على المتجانس الوسط فى تنتشر الضوئية الطاقة هذه وان طاقة

. طولها يختلف الضوئى المصدر ومركزها المركز متحدة كروية موجاتسرعة , أن على النظرية هذه تنص كما منه تنبعث الذى المصدر لون باختالف

. كثافة األقل الوسط فى منها اقل تكون ضوئيا الكثيف الوسط فى الضوءسطح على نقطة كل أن هيجنز افترض وقد

موجات يشع ضوئى كمصدر يعتبر األولى الموجةمويجات باسم تعرف والمويجات Waveletsصغيرة

كروى سطح يغلفها األولى الموجة سطح من الناشئةمبين ) هو كما وهكذا الثانية الموجة سطح مكونا

الموجة (. 1بشكل جبهة باسم الموجة سطح ويعرفWavefront الضوء انتشار ظاهرة تفسير آمكن وقد

الموجية , النظرية طريق عن مستقيمة خطوط فىواالنكسار االنعكاس من كل ظاهرتى فسرت وكذا

والحيود التداخل ظواهر فان ذلك إلى باإلضافةبعد النظرية هذه على بناء فسرت قد واالستقطاب

أنالفراغات ذلك فى بما كافة الكون يمأل مادى غير وسط وجود هيجنز فرض

. باألثير الوسط هذا وسمى المادة جزيئات بين التىواالنكسار االنعكاس تفسير فى نجحت فإنها تطبيقها عند النظرية وهذه

انتشار , وهى كبيرة صعوبة واجهت أنها أال واالستقطاب والحيود والتداخلالنتشارها مادي وسط وجود يلزمها الموجية الحركة الن الفراغ فى الضوء

يشغل األثير وهو وهمي وسط هيجنز افترض األخيرة الصعوبة على وللتغلبيحمل الذى وهو بداخلها وما الذرات مابين ويمأل فراغ من الكون فى ما كل

. الضوئية الموجات

نظرية ماكسويل الكالسيكية ) نظرية الموجاتج - الكهرومغناطيسية ( :-

67

S.

مصدر

Wave front

شكل) 1)

Wavelet

الموجية النظرية على التعديالت بعض ماكسويل جميس ادخل وقدكبير ممتد طيف من محدد صغير جزء أال هو ما المرئى الضوء أن وأوضحمن الكهرومغناطيسى الطيف ويتكون الكهرومغناطيسي الطيف يسمى

فى أال عنها تختلف وال الضوء أمواج طبيعة نفس لها األمواج من مجموعةأن , ويالحظ األمواج من المتعاقبة المجموعة الشكل ويبين موجاتها أطوال

تتراكب وإنما محددة حدود لها ليست الكهرومغناطيسى الطيف موجاتهى : الضوء منها يتكون التى األشعة هذه أطرافها

الكونية .1 ولكن: Cosmic raysاألشعة السماوية األجرام من ألينا وتأتى. قياسها ويمكن معلوم غير الزال مصدرها

جاما - .2 أساسا : raysγأشعة وتنتجللمواد االشعاعى النشاط عن

وهى والصناعية الطبيعية المشعةواقصر الكونية األشعة من أطول

أشعة الغازات Xمن تأين وهىسمكه الحديد من لوح من وتمر

قدمين.البنفسجية .3 فوق األشعة

Ultraviolet : المصابيح عن وتصدراألجسام من تنبعث كذلك الزئبقية

المتأينه الغازات ومن الساخنةاأللواح على تصويرها ويمكن

الفوتوغرافية.المرئية .4 وتصدر : Visibleاألشعة

األجسام أى المضيئة األجسام عنإلى حرارتها درجة ترتفع التى

. الكافى القدرالحمراء .5 تحت :Infraredاألشعة

الحرارية المصادر عن وتصدربالحرارة اإلحساس تثير وهى

فى واسع نطاق على وتستخدم. والصناعية العلمية اإلغراض

الالسلكية .6 RadioالموجاتWaves :دوائر عن تصدر والتى

الرادار فى وتستخدم الكترونية. والتليفزيون واإلذاعة

يصادفنا وقد الملليميكرون بوحدات الموجات أطوال عن يعبر ما وعادةالمختلفة : الوحدات بين بالعالقة بيان يلى وفيما أخرى وحدات أحيانا

1 ( (μmملليمكرون micrometer

سم 4-10= م 10-6= سم 7-10= م nanometer =10-9 ( nmنانوميتر ) 11 ( سم 8-10= م A0 ) Angstrom =10-10انجستروم

68

الترددفى دورة

الثانية طول

الموجةملليميكرو

2010

1510

1010

610

310

10

310

510

710

910

1210

1510

أنجسترومواحد

ميلليميكونواحد

ميكرونواحد

سنتيمترواحد

مترواحد

كيلومترواحد

الراديو موجاتالطويلة

الراديو موجاتالطويلة

تحتالحمراء

فوق األشعةالبنفسجية

أشعةجاما

األشعةالسينية

المرئى

وهى الكهروضوئى االنبعاث ظاهرة تفسير فى النظرية هذه فشلت وقد. سطحه على ضوء لسقوط نتيجة موصل من الكترونات انبعاث

نظرية هرتز ) نظرية الموجات الكهرومغناطيسية ذات الطولد-الموحى ( :-

دائرة من تعبر موجي طول ذات كهرومغناطيسية موجات على هرتز حصلحيث من الضوء صفات كل لها الموجات هذه إن واثبت متذبذبة كهربية

. وغيره واالستقطاب عدسة بؤرة فى والتجمع واالنكسار االنعكاس (:-Quantum Theory - نظرية بالنك ) نظرية الكم ه

عام بالنك االنبعاث 1900استطاع طبيعة يعرف من إن الكهرومغناطيسي , اإلشعاعات هذه طبيعة تعريف أو تفسير يمكنه انه وجد وقد السوداء األجسام

اآلتي :- على بناءالها , كهرومغناطيسية موجات يشع معين بتردد يتذبذب الذى اإللكترون

شكل , على وتنبعث دائما مستمرة غير الموجات هذه لكن التردد نفستردد , مع تتناسب الفوتون وطاقة فوتونات تسمى محددة طاقة لها دفعات

اإلشعاع. ( :-Quantum Theoryنظرية اينشتين )نظرية الكم أيضا و-

عام اينشتين نظرية بالنك 1905ظهرت لنظرية وامتدادا تعبيرا وهىدفعات فى ينبعث الضوء إن على تنص والتى الكم بنظرية أيضا وتسمى

من دفعة على وأطلق مستمرة موجة شكل فى وليس الموجات من متتاليةاسم الكم Photonاألمواج طاقة باسم طاقة من تحمله ما Quantumوعلى

Energy. النظرية الحديثة للضوء :-ز-

للضوء ) الحديث والتفسير الحديثة النظرية لكال ( 1924تعتبر تطويراكما , كموجات أحيانا يتصرف الضوء إن حيث والجسيمية الموجية النظريتين

فى , كما كجسيمات وأحيانا واالستقطاب والحيود التداخل ظواهر فىفى به المسلم من أصبح انه أى الفوتونات ونظرية الكهروضوئية الظاهرة

هى منفصلة جسيمات من تتكون الضوئية الموجة إن للضوء الحديثة النظريةبعض فى يتصرف فانه فلذا مزدوجة طبيعة يحمل الفوتون وان الفوتونات

. كجسيم األخرى األحيان وفى كموجة األحيانهما :- طريقتين بأحد األشياء رؤية يمكن عامة وبصفة

i., , لهب إضاءة لمبة مثل للضوء مصدرا نفسه الجسم يكون إن يمكنالضوء , نرى الحاالت هذه من حالة اى فى انه حيث النجوم من نجم

. المصدر من مباشرة ينبعثii. الحالة هذه وفى منه الضوء انعكاس طريق عن جسم اى رؤية يمكن أو

أو لإلضاءة صناعية مصادر من أو الشمس من أما أساسا الضوء يكون. أخرى مصادر أية من

69

يلي :- مما كل عن مبسطة فكرة اخذ يلي فيما وسيتمالضوء .1 Reflection of Lightانعكاسالضوء .2 Refraction of Lightانكسارالضوء .3 Interference of Lightتداخلالضوء .4 Diffraction of Lightحيود استقطاب.5

الضوءPolarization of Light

Reflection انعكاس الضوء ثانيا:ينعكس الضوء من جزءا فان ما جسم بسطح ضوئي شعاع يصطدم عندماشفافا ) ( الجسم كان أذا أو حرارة إلى يتحول حيث بالجسم يمتص والباقي

المع جسم كل فان لذا خالله يمر الضوء من جزءا فان الماء أو الزجاج مثلحوالي نجد فإننا الفضية المرآة مثل فى % 95مصقول كما ينعكس الضوء من

التالي : الشكل

قانون يوجد المستوية للسطوح بالنسبة يوجد انه نجد السابق الشكل ومناالنعكاس :- " " زاوية تساوى السقوط زاوية يلي فيما يتمثل لالنعكاس هام

مع الساقط الشعاع يصنعها التى الزاوية بأنها السقوط زاوية وتعرفيصنعها , التى الزاوية بأنها االنعكاس زاوية العاكس السطح على العمود

. العاكس السطح على العمود مع المنعكس الشعاعاتجاهات عدة فى ينعكس فانه خشن سطح على الضوء سقط إذا كذلك

بالنسبة ) هو كما يبقى االنعكاس قانون إن مالحظة مع التالي الشكل فى كمااالنعكاس ( باسم الحالة هذه فى ويسمى واالنعكاس السقوط زاوية لتساوى

.Diffuse Reflectionالمنتشر

70

على العموديالسطح الشعاع

الساقط الشعاع

المنعكس

زاويةاالنعكاس

زاويةالسقوط

يبين شكلالضوء انعكاس

بيضاء ) ( ورقة أ على يسقط الضوء من شعاع يمثالن التاليان والشكالن ) ب) ( , ) خشن سطح

األبيض , ) ( الضوء ترى إن يمكن العين إن أ الشكل فى يالحظ صغيرة مرآةالعين ) ( توضع عندما فقط المنعكس الضوء رؤية يمكن ب الشكل فى ولكن

. االنعكاس وزاوية السقوط زاوية من كال تتساوى وحيث المناسب المكان فىمنها :- االنعكاس على كثيرة تطبيقات هنالك ويالحظ

. والمحدبة – المقعرة العدسات الكريه بالمرايا الصور تكوين : على ضوئي شعاع سقط إذا على ينص لالنعكاس ثاني قانون هنالك

الشعاع يكون بحيث العاكس السطح من يرتد فانه عاكس سطحتقع االنعكاس سطح على والعمودي المنعكس والشعاع الساقط

. العاكس السطح مستوى على عمودي واحد مستوى فى جميعها

Refraction انكسار الضوء : ثالثا:ينحرف الضوئي الشعاع فان أخرى إلى بيئة من ضوئي شعاع مر أذا

فى , وكما انكسار يسمى االنحراف وهذا األخر الوسط أو البيئة يدخل عندماأخرى بيئة إلى بيئة من الساقط الشعاع بين الزاوية فان اآلتية األشكال

يكونها التى والزاوية السقوط زاوية تسمى الفاصل السطح على والعموديكما االنكسار زاوية تسمى الفاصل السطح على العمودي مع المنكسر الشعاع

بالرمز لهما .1θ , 2θيرمز الترتيب على

71

اصطدام عند االنعكاس انتشار يبين شكلالضوء خشن بسطح الضوء

ترى العين هذه

ترى ال العين هذه

ترى العين هذهاى فى الضوء

أ ) خشن صغيرة سطح مرآة

الشعاع

الشعاع الشعاع

الشعاع

هواء

ماء

هواء

ماء 2θ

1θ

1θ

2θ

شكل شكل

الضوء : فى الشكل ) أ ( سرعة تقل وسط من الضوئي الشعاع ينتقل عندماالشعاع ) ( ) ( فان الهواء مثل الضوء سرعة فيه يزيد وسط إلى الماء مثل فيهزاوية تكون حيث الفاصل السطح على العمودي عن بعيدا ينحرف المنكسر

. االنكسار زاوية من اقل السقوطسرعة : فى الشكل ) ب ( فيه يزيد وسط من الضوئي الشعاع ينتقل عندما

فان ) ( ) ( الماء مثل فيه الضوء سرعة تقل وسط إلى الهواء مثل الضوءحيث الفاصل السطح على العمودي من بالقرب ينحرف المنكسر الشعاع

. االنكسار زاوية من اكبر السقوط زاوية تكونالوسطين كال فى الضوء سرعة على تعتمد االنكسار زاوية إن ويالحظ

قانون) ( أو رياضية عالقة يوجد فانه ولذا السقوط زاوية على وكذلك البيئتين -: يلي كما بينهم يربط

إن :- أى

إن : حيثn1. األول= الوسط فى االنكسار معاملn2. الثاني= الوسط فى االنكسار معامل

. السقوط= زاويةاالنكسار= زاوية

Sin. الزاوية= ) ( جا جيبكانت إذا انه يتضح القانون ها من n2من من فان n1 اكبر أقل تكون

. صحيح والعكسوعلى ذلك يكون القانون بصفة عامة :-

النسبة" تساوى االنكسار زاوية جيب إلى السقوط زاوية جيب بين النسبةمن , كل نوع على وتتوقف ثابتة النسبة وهذه الوسطين انكسار معامل بين

األول ". للوسط منسوبا الثاني الوسط انكسار بمعامل وتعرف الوسطينمثال :-

مقدارها سقوط بزاوية مسطحة زجاجية بقطعة الضوء اصطدم كما 600إذاهو , الهواء انكسار معامل كان وإذا التالي الشكل انكسار 1فى ومعامل

هو التى – 1.5الزجاج الزاوية قيمة هى وما الزجاج فى االنكسار زاوية احسب؟ الزجاج من يخرج الذى الشعاع يصنعها

72

60

θ4

θ3

θ2

إن :-الحل : يتضح السابق الشكل منللقانون طبقا فان الزجاج إلى الهواء من الضوئي الشعاع سقوط حالة فى

فان :-

تساوى نجدها الزوايا جداول فى عنها انكسار ) θ2 = 35.2 0وبالبحث زاويةالزجاج (

إن :- نجد الرسم من انه وحيثالحالة هذه فى السقوط زاوية فان متوازية الزجاج θ2تساوى θ3أوجه

جيب فان ولهذا أيضا 0.557يساوى θ3بالتبادل تساوى فهى .0 35.2إذاالزجاج من الشعاع سقوط حالة فى ولكن أخرى مرة القانون طبقنا وإذا

الشكل فى كما الهواء فى ينكسر فانه الزجاج من يخرج عندما انه وحيثإن :- نجد فلذا ذكره السابق

الزاوية هذه قيمة إن نجد الجداول .0 60تساوى θ4ومنأما القانون الثاني االنكسار فهو كما يلي :-

بين" الفاصل السطح على والعمودي المنكسر والشعاع الساقط الشعاعالفاصل السطح مستوى على عمودي واحد مستوى فى جميعها تقع الوسطين

."إن :- حيث الضوء سرعة تعيين فى االنكسار معامل ويستخدم

الفراغ ) فى الضوء االنكسار ( = ) Cسرعة فى ( × nمعامل الضوء سرعةالمعطاة ) (.Vالمادة

73

هى الفراغ فى الضوء سرعة إن مالحظة / )810 × 3مع أو ثانية 1010 × 3متر) ثانية/ سم

يساوى مثال : الماس فى الضوء انكسار معامل كان سرعة 2.42إذا هى فماالماس؟ فى الضوء

الحل :-

:Double Refractionاالنكسار المزدوج الكالسيت مثل البللورات بعض على الساقط الضوئى الشعاع أن يالحظ

لخط , صورتين نرى ولذلك شعاعين إلى البلورة فى مروره عند ينقسمإدارة , وعند الخط هذا فوق البلورة وضعنا أذا ورق سطح على مرسوم

تتحرك بينما ثابتة تكون الصورتين احدى أن نجد الورقة مستوى فى البلورةبعضهما , على الصورتين فيه تنطبق واحدا وضعا هنالك أن نالحظ كما األخرى

. خاصية تسمى البللورات فى نالحظها التى الخاصية هذه واحدة صورة ويصبحاهذه عليها تنطبق التى المحور األحادية المعادن أمثلة ومن المزدوج االنكسار

سبار االيسلند أيضا تسمى والتى الكالسيت بللورة هى Iceland Sparالخاصيةفيها تصبح بوضعين تتميز التى المحور ثنائية البللورات عن تختلف والتى

. واحدة صورة الصورتان-: الضوء انكسار على تطبيقات

الضوء .1 .Interferenceتداخل متقاربين : مصدرين من المنبعث الضوء يتداخلالضوء .2 عند : Diffractionحيود مستقيمة خطوط فى مساره عن الضوء يحيد

. ضيقة فتحة خالل مروره عند أو معتم لحاجز المستقيم الحرفالضوء .3 مروره : Polarizationاستقطاب عند للضوء استقطاب يحدث إن يمكن

الصادي اتجاهين فى مركبتين إلى يتحلل بأنه وذلك البللورات بعض خالل منضوئيا حينئذ فيسمى فقط المركبتين احد على الحصول وعند والسيني

مستقطبا. ) كهرومغناطيسية ) موجات عن عبارة هو العادي الطبيعي الضوء أن عرفنا

االتجاه فى يسير ضوئيا شعاعا أخذنا إذ أننا أى الذبذبات Zعرضية، فانالمستوى فى تحصل والمغناطيسية هذا X - Yالكهربائية على العمودي

المستوى فى ذبذبة وكل ذبذبتين ) (X - Yاالتجاه، مركبتين إلى تحليلها يمكناالتجاه فى االتجاه Xاحدهما فى المركبات Yوالثانية جميع محصلة نأخذ ثم

االتجاه واحدة Xفى مركبة منها فى Exليتكون المركبات جميع نأخذ وكذلكواحدة Yاالتجاه مركبة منها ذبذبة . Eyلنكون أى أن علية المتعارف ومن

74

مغناطيسية Exكهربائية ذبذبة العادي Hyيصحبها الضوء وان عليها عموديةانتشار اتجاه على عمودية منهما كل وان مركبتين من مكونا اعتباره يمكن

االتجاه أى الضوئية واى Zالموجة المطلق الفراغ فى الموجة فيه تسير الذييسمى الضوء من مركبتين بين الفصل هذا إلتمام تستخدم أن يمكن جهات

الضوء الضوء Analyzerمحلل استقطاب عملية تسمى نفسها الفصل وعمليةPolarization المستقطب الضوء تسمى مركبة .Plane Polarizedوكل

كيفية الحصول على الضوء المستقطب:بواسطة بعضهما عن الطبيعي الضوء مركبتي فصل إمكانية تتوقف

وقت فى الضوء ويكسر يعكس أن يستطيع سطح على واالنكسار االنعكاسمن . يتكون فأنه ما سطح على من المنعكس الشعاع فحص وعند واحد

المركبة Ex , Eyالمركبتين للشعاع , Eyاآلن بالنسبة كذلك الغالبة هىالمركبة أن أال مركبتين من يتكون فأنه . Exالمنعكس زاوية وهناك الغالبة هى

المركبة عندها تنعدم مادة لكل محددة كذلك Exسقوط المنعكس الشعاع منالمركبة عندها أو Eyتنعدم الفصل عملية تحدث وبالتالي المنكسر الشعاع من

: يلي فيمل األساسية الفكرة نوجز أن ويمكننا االستقطابعلى .1 العمودي االتجاه فى يتذبذب مستقطب ضوء على الحصول يمكن

زاوية تساوى بزاوية عاكس سطح على الضوء اسقط أذا السقوط مستوىوالمنكسر المنعكس الشعاعين من كل ويكون السطح لهذا االستقطاب

. بعضها على متعامدينالعلمية الوجه من اعتباره يمكن عاكسة متوازية ألواح حزمة من النافذ الضوء

أن أى السقوط مستوى فى الحاصلة الذبذبة من تتكون أغلبيته الن مستقطبانقول أن يمكننا ولذا السقوط مستوى على عموديا سيكون استقطابه مستوى

على العمودى االتجاه فى مستقطبا سيكون الحالة هذه فى النافذ الضوء أن. السقوط مستوى

Colour and Spectrum اللون والطيف رابعا:الكلى الطيف من جزا تعتبر الضوئية الموجات أن ذكرنا أن سبق

وتختلف الخصائص بنفس جميعها تتميز التى الكهرومغناطيسية للموجات. والتردد الموجى الطول فى األخرى عن بعضها

موجات منه تنبعث فانه كافية درجة إلى ما جسم سخن فإذاوال الحمراء تحت باألشعة المعروفة وهى حراري بعضها كهرومغناطيسية

الموجات وهذه العين تدركه أن يمكن ضوئى وبعضها رؤيتها للعين يمكنبين ما المنطقة فى الموجى طولها ويقع المرئية بالموجات 4000تسمى

إلى هذا 7000أنجستروم ابيض ضوءا ما جسم يشع أن ويمكن أنجسترومتتدرج سبعة ألوان إلى تتحلل زجاجى منشور على سقط ما اذا األبيض الضوء

األحمر ثم فالبرتقالى فاألصفر فاألخضر فاألزرق النيلى إلى البنفسجى من. الشكل فى كما موجة أطولها وهو

75

بوحدات ) الفراغ فى المرئي الطيف فى الضوئية الموجات أطوالميللميكرون (

الموجة اللون طول المتوسطمدىالبنفسجى

النيلىاألزرقاألخضراألصفر

البرتقالىاألحمر

390 - 430340 - 460460 - 500500 - 570570 - 590590 - 650650 - 770

410445480535580620710

اللون ورؤية األجسام:الجسم هذا فيعكس عليه ضوئية أشعة سقوط عند جسم أى العين ترى

فإذا , الجسم فترى للعين المنعكسة األشعة تصل الساقط الضوء من بعضاالمكونة األلوان جميع يمتص الجسم هذا فان ما جسم على ابيض ضوء سقطضوء سقوط عند فمثال للجسم المميز اللون فقط ويعكس األبيض للضوءعندئذ الجسم ويبدو السبع األلوان كافة يمتص فانه أسود جسم على أبيضاأللوان كل الجسم امتص أحمر جسم على البيض الضوء سقت أذا أما أسود

الذى اللون أما احمرا الجسم بدا ولذا األحمر اللون للعين وعكس الستة : هما أساسيين عاملين على يتوقف مضئ لجسم العين التكوين. 1تدركه

الضوئي . للمصدر .2الطيفي المرئي . للشئ والكيماوية الطبيعية الخصائصتقل األشخاص بعض أن إذ المبصرة للعين الطيفية الحاسية إلى باإلضافة هذا. اللوني بالعمى مصابون أنهم ويقال بعضها عن األلوان تمييز قدرة عندهم

طيف االمتصاص وطيف االنبعاث:المادة فى تمتص موجاته بعض فان شفاف جسم فى ابيض ضوء مرنا أذا

بطيف , هذا ويعرف للمادة مميزة الممتصة الموجات وهذه األخر البعض وينفذوخصائص نوعية على للتعرف كوسيلة الطيف هذا ويؤخذ للمادة االمتصاص

. الضوئية المادةألضاءته يكفى وضع إلى جسم حرارة درجة رفعنا ما أذا أخرى ناحية ومنيسمى أخر عنصر إلى عنصر من يختلف طولها ضوئية بموجات يبعث انه نجد

76

أحمربرتقالىأصفرأخضرأزرقبنفس

ضوء

منشور

وال , له مميز انبعاث طيف عنصر لكل أن وجد وقد للمادة االنبعاث بطيف هذاالطيفي التحليل فان لذا أخر عنصر أى انبعاث طيف مع أجزائه جميع فى يتفق

العناصر على الكشف من يمكنا انه إذ الكيماوية التحاليل من بكثير أدق. كمياتها قلت مهما المختلفة

:أنواع الطيف المرئيTypes of Visible Spectraيلي :- كما نوعين إلى المرئي الطيف تقسيم يمكن

Emission Spectrum: طيف االنبعاث.1يبعث انه نجد ألضاءته يكفى وضع إلى جسم حرارة درجة رفعنا ما أذا

بطيف هذا يسمى أخر عنصر إلى عنصر من يختلف طولها ضوئية بموجاتفى , يتفق وال له مميز انبعاث طيف عنصر لكل أن وجد وقد للمادة االنبعاث

أدق الطيفي التحليل فان لذا أخر عنصر أى انبعاث طيف مع أجزائه جميعالمختلفة العناصر على الكشف من يمكنا انه إذ الكيماوية التحاليل من بكثير

كمياتها، قلت وينقسم طيف االنبعاث إلى ثالث أقسام :مهما Line Spectrumالطيف الخطى: .1

خطوط شكل على تظهر محدد طول ذات موجات من الطيف هذا ويتكونبها كهربية شرارة مرور عند للغازات مميز الطيف وهذا منفصلة رفيعة

. الهيدروجين غاز مثل Band Spectrumالطيف الشريطى أو الحزمى: .2

مجموعة كل تفصل الخطوط من متالصقة موجات من يتكون الطيف وهذاتتكون التى الغازات من ينبعث الطيف وهذا مظلمة منطقة األخرى عن

. أكثر أو ذرتين من جزئياتها Continuous Spectrumالطيف المتصل: .3

بصورة منه ينبعث الضوء بأن المتوهج الجسم يتميز الحالة هذه وفىمنطقة وتشمل تتقطع أن دون بعضها وراء ومتالصقة متصلة موجات

. الطيف مناطق من محددةAbsorption Spectrumطيف االمتصاص: .2

المادة فى تمتص موجاته بعض فان شفاف جسم فى ابيض ضوء مررنا أذاللمادة االمتصاص بطيف تعرف الممتصة الموجات وهذه األخر البعض وينفذ

. الضوئية المادة وخصائص نوعية على للتعرف كوسيلة الطيف هذا ويؤخذ Photometryقياس الضوء:

فى للمادة الضوئية الخصائص استنتاج يمكن السابقة الدراسة منعليها الساقط للضوء المادة هذه امتصاص طريق عن نقائها مدى عن التعرفتبنى , األولى الحالة هذه وفى تسخينها عن منها المنبعث الضوء طريق عن أو

الضوء كمية فى التغير أن على ويعتمد للمادة اللونى التقدير على الدراسةالمادة . هذه ايونات أو بجزيئات الضوء هذا المتصاص نتيجة يحث خالل للمادة

يمتص الذى الجزئى أو الذرة طاقة على التعرف إلى الضوء امتصاص ويؤدى. الضوئية الطاقة هذه

77

والقوانين التعريفات من بعضا سنطرح الدراسة فهم من وللتمكناألساسية:

Luminous Fluxالفيض الضوئي: ) تنساب ) التى الضوئية الطاقة أو الضوء شدة بأنه الضوئي الفيض يعرفووحدة , األشعة اتجاه على عموديا المساحات وحدة خالل الواحدة الثانية فى

ليومن هى الضوئي الفيض يمر , Lumenقياس الذى الضوء شدة مقدار وهىمقدارها سطح من مساحة على عموديا الثانية المصدر 2سم 1فى عن تبعد

مسافة .1الضوئي سم Law of Light Absorptionقوانين امتصاص الضوء:

Lambert‘s Lawالقانون األول : قانون المبرت : الطول األحادي الضوء من حزمة سقطت أذا أنه على القانون هذا ينص

فيه المار الوسط سمك مع أسيا تتناقص الضوء شدة فأن وسط على الموجىالضوء.

الساقط الضوء شدة أن السطح I0نفرض من الخارج الضوء شدة وانللوسط الوسط Iاألخر هذا سمك فان : Lوان

I = I0

قياسه حيث ووحدة للضوء الوسط امتصاص بمعامل يعرف ثابت مقدار) (1-متر) سم ) أن :1-أو نجد المعادلة طرفى لوغاريتمات وبأخذ

االنطفاء Kويسمى = Kحيث Extinction Coefficientمعامل

المقدار الضوئية Log ويعرف الكثافة له Optical densityباسم ويرمزباالمتصاص O .Dبالرمز يسمى .Absorbanceأو

االمتصاص معامل أن كانت ويالحظ لو للمادة التركيز معامل يتضمن. الصلبة المادة كثافة يتضمن أو محلول صورة على

Beer‘s Lawالقانون الثانى : قانون بيير : جزيئات عدد مع يتناسب الضوء امتصاص مقدار أن على القانون هذا ينص

. خاللها المار للضوء الممتصة المادةفى للضوء الممتصة المادة أذيبت ما أذا فانه القانون هذا على وبناء

التركيز مقدار مع طرديا يتناسب المحلول امتصاص فان شفاف .Cمحلولالمعامل كتابة يمكن بالصورة :Kلذا

K =

الجزئي حيث التركيز انطفاء بمعامل يعرف ثابت Molor extinctionمقدارcoefficient

78

اآلتية : العامة بالصورة األول القانون كتابة يمكن ولذا

بيير . بقانون وتعرف االمتصاص بقانون الخاصة الصيغة هى وهذه

العدساتمن وتصنع بها مروره إثناء الضوء النكسار بصرية وسائل هى العدسات

فى متساويين البسيطة العدسة وسطح كروية أسطح وللعدسات الزجاجوتبعا العدسة محمور باسم االنحناء بمركزى يمر الذى الخط ويعرف االنحناء

مفرقة ) ( . عدسة أو المعة مجمعة بأنها العدسة توصف الضوء انكسار لكيفيةالنقطة وتمثل العدستين كال فى الضوء مسار التالى الشكل بؤرة Fويبينتكون المتكونة والصورة المفرقة للعدسة سالب البؤرى والبعد العدسة

) حقيقية ) غير تقديرية

فى والتخيلية الحقيقية الصورة تكوين وكيفية البؤرى للبعد توضيحى شكل. المفرقة والعدسة المجمعة العدسة

يلى : كما للعدسات العام القانون أثبات ويمكنالمثلث السابق الشكل المثلث OAMفى :BIMيشابه فان ولذلك

المثلثين فى فان :IBF , CMFوكذلك ومنهما متشابهين

79

سالبموج

F

OO

M

FI AM

FI

B

F

F

+f -f

L+ L’+

- L’

L+

C

أن O A = C Mوحيث

أن : نجد بالرسم الموضحة بالقيم عنها وبالتعويض

f = L - L f & f + L f = Lالمقدار على المعادلة طرفى أن :LLfوبقسمة ينتج

أهم التطبيقات الفيزياء العامة في المجاالت الزراعية

Heatأوال: الحرارة عملية حيث من أساسا التطبيقية المجاالت فى الحرارة نظريات تستعمل

وخالفها - - الحضانات الثالجات األفران مثل المختلفة األجهزة حرارة تنظيمعلى تعمل الحرارة تغيرات أن على تعتمد األساسية والفكرة األجهزة من

الفتحات فى للتحكم الفرصة يتيح مما حجمها يتغير وبالتالى السوائل تمددتغير أساس على تعتمد أو االستصباح غاز دخول تنظيم فكرة فى كما وذلك

عن الحرارة تنظيم أو االزدواج منظمات حالة فى كما المعدنية المواد تمدد. الكبسولة طريق

وتعتمد .1 االستصباح غاز دخول منظممستودع وجود على األساسية الفكرة

الغاز , خروج بأنبوبة متصل للزئبقالزئبق يتمدد الحرارة ترتفع فعندما

الزئبق سطح بين المسافة تقل حتىفى التحكم ويمكن الغاز خروج وأنبوبة

الغاز تيار ضبط وبالتالى الزئبق كمية. خارجى مسمار طريق عن

وتعتمد .2 الكهربائى الحرارة منظمتمدد على أيضا األساسية فكرتهأو أنبوبة فى الموضوع الزئبق

بمسمار طرفه يتصل والذى مستودع

80

مخرغازج

زئبق

مسمار

ضب

مل

أ

-

ب

أسفلها بحافظة يتصل بسلك يتصلالزئبق . يتصل كمغناطيس يعمل ملف

تنشيط على يعمل كهربى بمصدرالحرارة . ارتفاع عند المغناطيس

الزئبق سطح فيالمس الزئبق يتمددويعمل الدائرة فتتم السلك

الدائرة ) عن التيار فيقطع المغناطيسفإذا ( التسخين مقاومة بها التى ب

الدائرة فى التيار ينقطع الزئبق بردب) ( ) ( الدائرة فى التوصيل ويعود أ

وهكذا التسخين على المقاومة فتعملفى التيار واتصال انقطاع يستمر

دائرتين .انتيمون ) - (.3 بزمونت معدنيين ساقين من أساسا ويتركب االزدواج منظم

يكونان بحيث حرارته تنظيم المطلوب التفريغ جهاز أو الفرن فى يدخالنبجلفانومتر اآلخران الطرفان ويتصل الطرفين احد فى أال متالمسان غير

عندما . الجهاز داخل موجودة مقاومة عن التيار قطع أو توصيل على يعمليعود برد فإذا التيار قطع على ويعمل الجلفانومتر يتأثر الحرارة درجة ترتفع

تسخين إلى المقاومة فتعود التيار سريان بعودة الذى للوضع الجلفانومتر. وهكذا الجهاز

معدنية .4 علبة وجود على أساسا وتعتمد المنظمة بالكبسولة الحرارة تنظيمفيبعد بها البخار ضغط زيادة من الحرارة ارتفاع عند يعمل سائل بها صغيرة

الجهاز . فى السفلى الجزء يثبت والسفلى العلوى سطحيها بين المسافةعلى تعمل الروافع من بعدد يتصل العلوى السطح أما حرارته ضبط المراد

الحرارة وتنخفض المقاومة عمل يبطل التيار ينقطع وعندما التيار قطعالتسخين عملية وتبدأ ثانيا التيار فيبدأ الكبسولة حجم فيه يقل الذى للقدر

وهكذا.

Gasesثانيا: الغازات قياس الضغط الجوى :

الجوى الضغط وجود إظهار يمكنأنبوبة وهى البارومترية باألنبوبة وقياسه

حوالى طولها الزجاج مقفولة 90من سم . ثم النقى بالزئبق وتمآل طرفيها إحدى من

فيشاهد زئبق به حوض فى رأسيا تنكسحوالى إلى ينخفض السائل .76أن سم

81

-

األنبوبة مالت مهما يتغير ال البعد هذا وانفراغ يسمى فراغ إال الزئبق فوق يبقى وال

تورشيللى.البسيط : - البارومتر مثل البارومترات من متباينة أخرى أنواع وهناك

. المعدنى - - البارومتر فورتن بارومتر المحص ذو البارومترالمانومترات :

الفرق قياس على مبنية وفكرتها واألبخرة الغازات ضغوط لقياس أجهزة . المانومتر ومنها ما طريقة بواسطة معروف أخر وضغط المجهول الضغط بين

. الفراغ ) ( - ) ( ومانومتر بودون المعدنى المانومتر والمغلق المفتوح السائلىبعض التطبيقات :

على - الطفو البارومترات تصحيح فى بويل قانون استخدام على وتشتملالعملية - - ) (. الدراسة السيفون أو الممص الوزن على الطفو تأثير الغازات

أن أساس على فكرتها بنيت والتى المضخات دراسة المجال هذا فى ويهمناارتفاع عن يزيد ال ارتفاع إلى الماء من عمود يرفع أن يمكنه الجوى الضغط

. المائى البارومترالمضخة الماصة :

البئر من الماء لمص أنبوبة من تتركبصمام ) ويفصلهما اسطوانية قصبة A1تعلوها

رافعة( بواسطة مكبس القصبة فى ويتحرك (D ) ( ) صمام بالمكبس ويوجد المضخة يد

أعلى ( A2أخر ) إلى يفتحان الصمامين وكال. أفقى مستوى فى العادية الحالة فى ويكونان

حجم يزداد أعلى إلى المكبس رفع وعندالجوى الضغط عن ضغطة فيقل تحته الهواء

البئر ) فى الماء سطح على يؤثر (Bالذىالقصبة إلى البئر من الماء يرتفع هذا وعلى

الصمام ) يرتفع ( A1رافعا ويظل أعلى إلىالصمام هذا فوق الضغطان يتساوى حتى

بسبب نفسه تلقاء من يغلق وعندئذ وتحتهالصمام. ) أما بسبب ( A2وزنه مغلقا فيظل

. تحته الضغط عن فوقع الضغط زيادة

قفل - فيزداد ضغطة فيزداد تحته الهواء حجم يقل المكبس خفض وعندالصمام ( ) A1الصمام ) . A2ويفتح العمل ( هذا ويتكرر أعلى إلى الماء فيندفع

الفوهة فى يفيض حتى القصبة فى تدريجيا الماء منسوب ويرتفع مرة كل فى (F.)

82

F

D

A2

B

A1

جانبى = على الماء ضغطى بين الفرق المكبس لرفع الالزمة القوة أن ويالحظيرتفعها × = × التى المسافة القوة الشغل أن كما المكبس مساحة المكبس

الماء.حدود استعمال المضخة :

يكون أال فيلزم المضخة فى الماء عمود يرفع الذى هو الضغط أن بماالمائى ) البارومتر ارتفاع من أكثر الفوهة يصل ( 10.33ارتفاع ال الواقع وفى م

واالرتفاع , الصمامات ضبط وعدم االحتكاك بسبب االرتفاع هذا إلى الماءحوالى هو .8الواقعى أقدام المضخة الرافعة :

استبدال مع السابقة المضخة نفس هىراسية ) بأنبوبة صمام ( )Rالفوهة يسدها

A3 ) المكبس صعود أثناء الماء يرتفع فعندماالصمام ) فوقه ( A3يرفع ويمر أعلى إلى

يقفل فانه المكبس هبوط عند والعكستدريجيا , الماء يرتفع وبذا فوقه الماء ويظل

الرتفاع . حد هناك وليس الرافعة األنبوبة فىعلى يستوقف هو آذ األنبوبة هذه فى الماءأنبوبة , فى الماء ارتفاع أما المبذول الجهد

البارومتر فى ارتفاعه يتعدى لن فانه المصالمائى.

مضخات الهواء :من نوع على لحصلنا الهواء لمص استخدمت للماء المعتادة أن تصورنا لو

. الهواء مضخاتالمضخة الهوائية :

من بمستودع متصلة قصبة من تتركبتفتح ( Aالهواء ) كلها صمامات ثالث بها يوجد

عند . ) بالمكبس بدأنا فإذا أعلى وأخذنا ( Bإلىبين ) نسبى فراغ تكون اعلي إلى رفعة ( ,Bفى

(D ( ) تحت الضغط فوقها ( Bفيكون منة اكبرالصمام ) المكبس ( Bفيفتح دافعا الهواء فيمر

فوق ) الضغط يزيد الوقت نفس وفى اعلي إلىD ( ) الصمام على يتغلب فيفتحه ( Cحتى

. الجو إلى الهواء ويخرجبين ) الهواء ينضغط أذا العكس فيحدث المكبس خفض أذا (B ( , ) Dأما

الصمام ) الصمام ( ) Bفيقفل الذى ( Dويفتح الحيز إلى الهواء من جزء ويمر. وهكذا فوقه

83

A

CB

B

C

A2

A1

A3

الصمام ) فائدة هذا ( Cأما فوق الضغط يكون المكبس نزول عند فانهالصمام ) فتح على يساعد وهذا الجوى الضغط من اقل بسيط (Dالمكبس. الجوى للضغط معرض نفسه هو كان ما أذا الحال بعكس كبيرة بسهولة

المضخة الكابسة :النظام فى المستودع سعة أن افترضنا لو

هى ) سعة ( Vالسابق وان الصبة قاعدة حتىهو ( ) vالقصبة ) للهواء االصلى الضغط (Pوان

حركة نصف المكبس رفع بعد للهواء الجديد والضغطهو ) بويل ( :P1كاملة قانون حسب فيكون

حجمه الهواء من مقدار ليسحب المكبس خفض نفس vوعند ويبقى

أى المستودع فى الهواء اآلن Vحجم ضغطه مرة . P2وليكن العملية بتكراريكون : ثانية

= رقم العملية بعد الضغط يكون Pnهو nوهكذا

Natural of Lightثالثا: طبيعة الضوء تعيين معامل انكسار سائل :

يستخدم ألنه الهامة الطبيعية الخصائص من للسائل االنكسار معامل يعتبرباستخدام . للسوائل االنكسار معامل تعيين ويمكن المادة نقاء مدى من للتأكد

منها : نرد األجهزة من العديد Pulfrich Refractometerجهاز بلفرتش :

من اسطوانية خلية من الجهاز هذا يتكونمعامل تعيين المراد السائل بها يوضع الزجاج

أسفل , من الخلية بهذه ويتصل انكسارهالزاوية ) قائم زجاج( Bمنشور من ومصنوعمادته انكسار .1.6معامل تقريبا

سقط اللون أحادى ضوئيا شعاعا نفرضكما به ويمر للمنشور األفقى للسطح موازيا

شكل ) فى مبين (.4هو

المعادلة ) أن( :6من نجد

84

r1

i1

r2

i2

A

n2

B

n1

شكل

سقوط = لزاوية حيث . 90وذلك n1 , السائل انكسار انكسار n2معامل معامل. المنشور مادة

الصورة : على السابقة المعادلة كتابة ويمكنn1 = n2 sin r1 ) 7(

المنشور مادة إلى بالنسبة االنكسار معامل من :n2ولكن تعطى

الشكل ) أن( : 4ومن r1 + r2 = 90يتضح

or

or : تعيين يمكن المعادلة هذه بمعلومية n1ومن وزاوية n2للسائل المنشور لزجاج

. المنشور من الشعاع خروج

طرق القياس الفوتومترى :فى دخولها قيل الضوئية الطاقة قياس عن عبارة الفوتومترى القياس

المادة تركيز على التعرف بقصد المحلول من خروجها بعد وكذا ما محلولعلى التعرف يمكن المحلول امتصاص طيف من وكذا المحلول فى المذابة

من , متسعة منطقة فى للمحلول الفومونية الطاقة قياس ويمكن المادة نوعتحت المنطقة وحتى البنفسجية فوق منطقة كل تعطى الموجى الطول

. المرئى الضوء منطقة من بينها وما الحمراءعلى تعتمد أنها إذ بدقتها تمتاز األغراض هذه فى المستخدمة واألجهزة

وقلة , األداء بسرعة تمتاز وكذا حساسة ضوئية بخاليا مزودة أنها إذ العين رويةمادة , تقدير بإمكانية الفوتومترية األجهزة هذه تمتاز كما المختبرة المادة

. أخرى ملونه مواد وجود فى ملونةاوأل : قياس كمية الضوء الممتص بواسطة المحاليل :

Colorimetryطريقة القياس اللونى : أ-شكل ) فى كما الكلريميتر ضوئى ( 5يتكون مصدر مرشح S1من إمامة

الضوء( Filterللضوء ) شدة وتكون فتحة خالل المرشح من الخارج الضوء يمرالفتحة من دراسته I0الخارج المراد المحلول على ذلك بعد الضوء يسقط ثم

85

ما بشدة المحلول من الضوء شدة Iويخرج تقيس ضوئية خلية على فيسقطالجلفانوميتر بقراءة الذى الكهروضوئى التيار قياس طريق عن الضوء هذا

مقياسا الجلفانوميتر يسجله الذى التيار شدة ويكون الضوئية بالخلية المتصلالضوء كمية مقدار مع عكسيا يتناسب أنه أى المحلول من المار الضوء لشدة

. . فتحة المحلول تركيز مع عكسيا يتناسب أى المحلول امتصها التى

(5شكل) المقارنة أنبوبة تسمى أنبوبة توضع بالجهاز العمل بدأ Comparableوعند

tube بالنك أنبوبة دراسته Blankأو المراد المحلول مكان فى الضوء مسار فى ) مرور ) نفاذ لحالة ممثال الحالة هذه فى الجلفانوميتر تيار يؤخذ أى% 100ثم

تركيزه % , شدة تعيين المراد المحلول يوضع ذلك بعد ثم صفر امتصاص حالةيؤخذ الذى بالجلفانوميتر التيار قراءة ويؤخذ الضوئى المسار طريق فى

. التركيز لشدة نسبى كمقياسالذى الضوئى الطيف من جزء بمرور فقط ليسمح المرشح ويستخدم

الموجات يمتص فانه احمر المحلول لون كان أذا فمثال المحلول يمتصهالنيلى بالضوء فقط يسمح حيث أزرق لونه مرشح يستخدم ولذا القصيرة

. القصير الموجى الطول ذو بالضوء أى بالمرور والبنفسجى Spectrophotometerاألسبكتروفوتوميتر : ب-

عمل قدرة نفس له الجهاز هذاطريقة وحتى السابق الجهاز

عن يمتاز أنه إال تكوينه وأجزاءعلى منه الحصول بإمكانية سابقه

الموجى الصول أحادى ضوءMonochromatic أى يكون وبذل

الضوئية الشدة على يطرأ تغيراالمتصاص هو الوحيد معزاه يكون

. المحلول طريق عنالضوء على الحصول ويمكن

بأن وذلك الموجى الطول األحاديالمصدر من الصادر الضوء Sيمر

شكل ) فى محزوز ( 6كما علىللحيود

Diffraction grating إلى الضوء فيتحلل المنشورات من مجموعة على أوضيقة فتحة خالل من تمر متوازية ضوئية حزم بصورة األلوان وتخرج ألوانهيمكن الفتحة وهذه امتصاصه معامل أو تركيزه تعيين المراد المحلول أمام

86

المحل

ضوء

أح

محزوز

أزر

فت

فتحةضيقة

جلفانو خلية

مصدر

S.

مصدرجلفانو

خليةفت

المحل مرشحS.i i0

والضوء األلوان من غيره دون فقط المناسب الطول نختار بحيث تحريكهاتيارا تعطى التى الضوئية الخلية على ذلك بعد يسقط المحلول من النافذلشدة كمقياس تؤخذ التيار هذا شدة حيث الجلفانوميتر يسجله كهروضوئى. للمقارنة , بالنك أنبوبة نستخدم سبق وكما المحلول من النافذ الضوء

األخرى األجهزة بعض هناك األساسيين الجهازين هذين إلى باإلضافةهذه أمثلة من السابقين للجهازين الفائقة بالدقة تمتاز ال والتى السريعة

العينات أنابيب المبرت Guvettesاألجهزة قانون يستخدم الجهاز هذا وفىتكون ولذا المحاليل فى التركيز لتقدير كمقياس الضوئية الكثافة تؤخذ حيث

شدة وتقارن مختلفة تركيزات على ومحتوية مماثلة كلها المستخدمة األنابيبضمن تكون التى بالنك أنبوبة من ينفذ الذى بالضوء منها كل من الخارج الضوء

. األنابيب مجموعةدرجة رفعت أذا يتغير ال به خاص طيف معدن لكل أن المعروف ومن

فى أهمية وله الضوئية الخصائص أهم من الطبيعى التحليل يعتبر لذلك حرارتهاألجهزة : هذه ومن الصلب الجسم لون تقدير عند وكذلك الكيميائي التحليل

:Spectroscopeسبكتروسكوب ج-

بعض موجة وطول إشعاع قوة أن فى تنحصر األساسية الفكرةبأطوال بالمقارنة قياسها يمكن العناصر بعض من الصادرة اإلشعاعات

البوتاسيوم , و الصوديوم أشعاع كموجات معلومة ضوئية موجاتعلى . تعمل التى العدسات من مجموعة على الجهاز فيعتمد السترانشيوم

كمية وتحيد له لونية موجة طول قياس المراد المصدر من الضوء تجميعتحليل على يعمل الكوارتز من منشور أو زجاجى منشور على النافذ الضوء

أنبوبة فى المنكسر الشعاع استقبال ويمكن ضوئية حزم إلى الشعاعمسافة نحدد أن نستطيع بها المسامير بعض طريق عن والتى تليسكوب

ضبط . ويمكن تدريج أنبوبة خالل أطواله قراءة يمكن والذى بالضبط الشعاع. عنها الصادرة الموجة طول المعروف العناصر بعض بلهب باالستعانة الجهاز

موجة بطول األحمر اللون هو عنه الصادر والضوء المصدر البوتاسيوم مثلمن 7669 موجة بطول األجهزة . 5890 - 5896والصوديوم من أخرى أنواع وفى

على تظهر فهى وبالتالى حساس فيلم على الناتجة الطيفية الحزم تسجيل يتم. محددة موجية أطوال ذات الخطوط من مجموعة هيئة

87

مجمععدسات

تدريج

تليسكوب

المصدر

الميكروسكوبات :المجردة بالعين ما جسم يرى عندما

هو الجسم لهذا الظاهرى الطول فانوبعده للجسم الحقيقى الطول بين النسبة

بالتقدير , اإلبصار زاوية على أى العين عنالظاهرى. الطول أن ذلك ويعنى الدائرى

الزاوية يساوى قرب AOBللجسم وإذا

الوضع فى العين إلى فان الجسم

للزاوية مساويا يصبح الظاهرى Oطوله.

تزيد حتى العين إلى تقريبه فيجب دقيق جسم فحص يراد عندما ذلك وعلىعن . يزيد ال العين حالة فى التقريب فهذا إبصاره مقدار 25زاوية وهو سم

. للعين الواضحة الرؤيةالميكروسكوب البسيط :

بتقريب وذلك أكيفها من فتزيد العين أمام توضع ألمة عدسة عن عبارة هوللعين ) القريبة النقطة من اقل مسافة إلى فحصة المطلوب الجسم مسافة

من ( 25 اقل مسافة الجسم عن العدسة وتبعد أبصارة زاوية تزداد وبذا سمتراها التى وهى للجسم مكبرة معتدلة تقديرية صورة فتتكون البؤرى بعدها

العين.عند = / الجسم أبصار زاوية الصورة أبصار زاوية التكبير درجة وتكون

. معادلة نجد للعدسات العام القانون وبتطبيق الرؤية من القريبة النقطةهى : المستعملة العدسة

- L + F = - 1 / 0.25

التكبير = درجة أن :وتكون أى

يصبح : التكبير فان العدسة بؤرة فى الجسم يكون وعندما

الميكروسكوب المركب :ال التى الصغيرة األجسام تكبير فى المركب الميكروسكوب يستخدم

. الواضحة الرؤية القريبة النقطة عند وضعت لو حتى بدقة فحصها يمكنوهى الشيئية العدسة تسمى األولى عدستين من مبسطة صورة فى ويتركب

من قوتها تبلغ آلمة الجسم 300إلى 100عدسة ويضع منها A Bديومتر قريبا

88

O

A

B

مكبرة مقلوبة حقيقية صورة له فتتكون البؤرى البعد من قليال اكبر بعد علىA1 B1.

قوتها ) ( تبلغ العينية العدسة الثانية العدسة (Δديومت ) 50 - 20أماكميكروسكوب A1 B1والصورة تعمل التى العينية للعدسة بالنسبة جسما تعتبر

وتبعد صورة A1 B1بسيط لها فتتكون البؤرى بعدها من اقل مسافة العينية عناالصلى ) (. للجسم بالنسبة مقلوبة أى معتدلة مكبرة تقديرية

يلى : كما المركب الميكروسكوب فى التكبير قوة وتعرف

ضرب حاصل تساوى أنها نجد المركب للميكروسكوب التكبير قوة ولحسابالشيئية ) العدستين تكبير (.m2والعينية ( ) m1قوتى

m1 = L / أن فان :Lوحيث للشيئية البؤرى البعد تقريبا تساوى

m1 = / f = Fالعينية ) العدسة تكبير (m2وقوة

m2 = 1 + 0.25 Fللميكروسكوب :- الكلية التكبير قوة تصبح

M = F ) 1 + 0.25 F (

Nicol-Prismمنشور نيكول من بللورة نيكول العالم أخذ

تكون بحيث سطحها وشكل الكالسيتالضوء علية الساقط السطح بين الزاوية

والسطح) ( للمنشور العرضى السطحتساوى للمنشور اختار , 680الطولى ثم

جزئين إلى قطعة أذا بحيث المنشور طول

89

شيئية

عينية

B1

A1

B2

A2

B

A

B A

C D

E.R680

الساقط السطح فان القطرى االتجاه فىزاوية المقطع هذا مع يكون الضوء عليه

إلى. المنشور نيكول قطع أن بعد قائمةكما تماما بلصقهما قام متساويين نصفين

كندا صمغ بواسطة .Canada Palsamكانالعمل : فكرة

السطح على الضوء من شعاع سقط فان ABلو المنشور لطول موازيا . يتقابل عندما عادى غير واألخر عادى احدهما شعاعين إلى ينقسم الشعاع هذاثم كليا انعكاسا العادى الشعاع ينعكس الكندى الصمغ طبقة مع الشعاعين

السطح على سوداء مادة بواسطة فانه ADيمتص العادى غير الشعاع أماويخرج المنشور من الثانى النصف داخل ينكسر ثم الصمغ مادة داخل ينكسر

السطح الحالة DCمن هذه فى ويكون االصلى التجاهه مواز اتجاه فى. استوائيا استقطابا مستقطبا

الساقط الشعاع حول المنشور أدرنا يصبح 900أذا العادى الشعاع فانالذى الشعاع يمر وبذلك عاديا شعاعا يصبح عادى الغير والشعاع عادى غير

. المنشور داخل كليا انعكاسا ينعكس كانغير الشعاع منهما ليمر منشورين أخذنا أذا فإننا األساس هذا وعلى

ويسمى متوازيان المنشورين إن نقول فأننا بالتوالى منهما كل فى العادىالمحلل أدرنا وإذا محلل فيسمى الثانى أما مستقطب األول حول 900المنشور

فى ) ( ونتحدث أطالقا يمر ال الضوء فان الضوء شعاع حول االصلى الوضع. متعامدين منشورين عن الحالة هذه

الضوء كان أذا ما لمعرفة المنشور نستخدم أن يمكننا األساس هذا علىالسالفة بالطريقة المنشور فى الشعاع بتمرير وذلك ال أم استوائيا مستقطبافى الضوء اختفى فإذا كاملة دورة الشعاع حول المنشور إدارة ثم الذكر

يختف لم أذا أما استقطابا مستقطبا الساقط الضوء كان تاما اختفاء وضعين. طبيعيا ضوءا يكون فانه إطالقا

دوران مستوى االستقطاب :الضوء شعاع على يحتوى الذى المستوى هو االستقطاب مستوى عرفنا

تذبذب اتجاه أى المستقطب الشعاع تذبذب اتجاه على العمودى واالتجاهمستوى على عموديا يكون المستوى هذا أن عرفنا كما المغناطيسى المجال

هو االستقطاب مستوى لدوران الفزيائى المعنى فان ذلك وعلى التذبذب. الشعاع على العمودى المستوى فى التذبذب اتجاه دوران

أو المواد بعض فى يمر عندما المستقطب للضوء يحدث الدوران هذاضوئيا النشطة بالمواد االستقطاب مستوى تدير التى المواد وتسمى المحاليل

وكذلك المواد هذه من الكيميائية والمحاليل العضوية المركبات ومعظمالبللورات.

90

يمكن الدوران فان العين إلى الشعاع منها يصل التى الجهة إلى نظرنا أذافى الدوران كان فإذا اليسرى اليد اتجاه فى أو اليمنى اليد اتجاه فى يحدث أن

المادة سميت الساعة عقارب اتجاه فى أى اليمنى اليد deztro-rotatoryاتجاهالمادة سميت الساعة عقارب عكس اتجاه فى الدوران كان أذا -laevoأما

rotatory.زاوية مقدار فان كيميائى محلول فى المستقطب الضوء يمر عندما

مع dالدوران طرديا تتناسب كما المحلول تركيز درجة مع طرديا تتناسبالمحلول فى الضوء يقطعها التى المسافة التركيز Lطول درجة كانت )Cفإذا

سم / هى ( 3جم الدوران زاوية فان :iوكانتI = i0 L C / 10

بأن العلم الدوران i0مع زاوية عن عبارة وهو المحلول نوع على يتوقف ثابتهى الضوء يقطعها التى المسافة كانت وكانت ) ( 10أذا واحد ديسيمتر سم

هى التركيز لكل 1درجة النوعى ) 3سم 1جم بالدوران الثابت هذا (i0ويسمىSpecific rotation. والمحاليل المواد خواص من خاصية وهى

:Polarimeterالبوال ريمتر أو االستقطاب مستوى دوران زاوية لقياس يستخدم جهاز هو البوالريمتر

فانه السكر تركيز درجة لقياس استخدم وإذا المحاليل تركيز درجة قياسسكاريمتر نيكول Saccharimeterيسمى منشور من البواليمتر وذلك N1يتكون

أنبوبة ومن مستقطب ضوء على منشور CBللحصول ثم المحاليل لتعبئةثانى تكون . N2نيكول بحيث معدنية اسطوانة داخل واألنبوبة المنشوران يثبت

بين ووضعها األنبوبة أخراج يمكن وبحيث المنشورين وسط فى األنبوبة. بالمحلول ملئها بعد بسهولة المنشورين

المنشور ) ( وظيفة الصوديوم ضوء مثل اللون أحادى مصدر يستخدم. N1األول فى الضوء هذا يمر عندما مستقطب ضوء على الحصول هى

الثانى منه N2المنشور يمر ال فانه المحلول من فارغة األنبوبة تكون عندما . بين وضعت ثم بالمحلول األنبوبة ملئت أذا متعامدين المنشوران يكون عندما

مستوى الن الضوء بعض الضوء اآلن يظهر فانه المتعامدين المنشورين. األنبوبة وطول المحلول تركيز درجة على تتوقف بزاوية دار قد االستقطاب

الذى الوضع على نحصل حتى المحلل الثانى المنشور ندير الزاوية هذه لقياس . المحلل الثانى المنشور يدورها التى الزاوية هذه ثانية الضوء عنده يتالشى

وضع بقراءة الزاوية هذه قياس ويمكن االستقطاب مستوى دوران زاوية هىعلى والحصول دورانه بعد وضعة قراءة ثم دورانه قبل المحلل المنشور

. ثانية مرة الضوء عنده يتالش الذى الوضع ,Duncanالدوران النوعى لبعض المواد واتجاه انحراف الشعاع عن )

Starling 1957) المذيالمادة

ب الدورانالنوعى

المذيالمادةب

الدورانالنوعى

91

القصب سكر حمض

الطرطريكتربنين

ماءماءنقى

+66.670

+15.060

-370

كبريتاتالكوتينالنيكوتينالكافور

ماءماء

كحول

-2140

-1620

+54.40

اليمين+ اتجاه فى دوران إلى تشيراليسار- اتجاه فى الدوران إلى تشير

الميكروسكوب المستقطب :المواد بللورات تحثمزدوجا انكسارا المختلفة

قيمته تختلف الضوئية لألشعة. أخرى إلى مادة من واتجاهه

المستقطب الضوء فان لهذاأن يمكن المواد خالل المار

إيجاد بهدف تغيره يقاسالمواد لهذه الضوئية الخواص

. ويستخدم تركيبها ودراسةلهذا المستقطب الميكروسكوب

مستقطب من فيتكون الغرضالمستقطب الضوء بمرور يسمحالمراد العينة شريحة خالل

بعد األشعة تخرج ثم دراستهاإلى ومنه المحلل إلى ذلك

أن. ويحدث الميكروسكوبعند المستقطب الشعاع ينفصل

مستقطبين شعاعين إلى العينةمتعامدين مستويين فى

مختلفتين , بسرعتين وينتشرانالتذبذبات بمرور المحلل ويسمح

المستوى فى تقع التى . أن وحيث فقط استقطابهشعاع من يندمجان الشعاعين

فأنها , لذا مستقطب واحدالفرق على يعتمد تداخال يحدثانويظهر العينة فى مساريهما بين

92

الىالعين

الشعاعانالمتعامدان

فتحةاألضاف

محلل

شيئيةالمق

ساحبضوء

عدسةمجمعة

عليا عدسةالعينية

عدسة سفلى

مستقطب

أشعةمنعكسة

أشعةمرآساقطة

ه

محورالميكروسكو

المس

غير مكبرة صورةمعكوسة حقيقية

رؤية مجال فى محددة بصورةالميكروسكوب.

الوحدة الثالثةاألرصاد الجوية

وذلك المناخ عناصر فى المختلفة التغيرات بدراسة الجوية األرصاد علم يهتمالظواهر لهذه التفسيرات ووضع األرضية بالكرة المحيط الجوى الغالف فى . األرصاد تهتم بينما متفاوتة زمنية فترات خالل لها المتوقعة التغيرات ومدىارتباطا األكثر للمنطقة المحلى المناخ فى التغيرات بتناول الزراعية الجوية

. نبات من عليها ينمو وما الزراعية بالتربةمتبادل بشكل ويستخدمونها والمناخ الطقس مفهوم بين تخلط الناس بعض

: . والطقس المناخ بين التفريق من البد لذا تفريق دون البعض بعضها مكان: المنطقة، المناخ تلك في الجو حالة عن وشاملة عامة صورة يعطي

المناطق من غيرها عن تميزها التي المناخية شخصيتها يعطيها وبالتاليعن تقل ال مدة خالل وقيمها، ومتغيراتها، متوسطاتها، حساب طريق عن

صيفا، 30 جاف حار بأنه المتوسط البحر حوض مناخ يوصف فمثال سنة،وممطر حار بأنه االستوائية المنطقة مناخ يوصف أو شتاء، ممطر ومعتدل

... وهكذا العام، طوال: مكان " الطقس في الجوي الغالف نظام حالة بأنه الطقس يعرف عادة

عدة إلى الواحدة الساعة بين تتراوح الزمن، من وجيزة فترة خالل ماوأخرى. ساعة بين الطقس يتغير قد األماكن معظم وفي يوم ،شهور ومن

يوم . ،إلى آنية حاالت الطقس حاالت فإن ولذلك فصل إلى فصل ومن . عادة ما وقت خالل ما مكان في فيه يحدث ماذا تبين الجوي للغالف

االرتفاع حيث من ما لمنطقة الجو حالة عن مؤقتة صورة الطقس يعطىوهذا الرياح، هبوب أو األمطار، سقوط أو الحرارة، درجات في واالنخفاض

معينة . لمنطقة الجوية النشرة وصف على ينطبق ما أهمية دراسة المناخ لإلنتاج الزراعي:

اثر عناصر المناخ على تكوين التربة :-.1الصخور تحلل و تفكك نتاج هي و البيئي، النظام مكونات من جزء هي التربة

التربة مناخ يتأثر و السائد، للمناخ وفقا المختلفة التجوية عوامل بفعل المعادن والبيولوجية و المعدنية بالمكونات تأثره جانب إلى بها، المحيط الهواء بمناخ

في التربة تكوين في المناخ يلعبه الذي الكبير الدور أهمية مدى يظهر و للتربة،ظروفهما في مختلفتين منطقتين في الصخري األصل في التربة تتشابه قد أنه

في كليا يكون يكاد اختالفا األخرى عن تختلف تربة ذلك عن فينتج المناخيةفترتبط المختلفة المناخ بعناصر لتأثرها نتيجة الكيميائية و الطبيعية خصائصها

الحرارة، درجات وانخفاض المطر هطول بزيادة التربة في العضوية المواد زيادة

93

يرتبط كما األمطار هطول بمعدل التربة غرويات أي الطين زيادة معدل يتوقف واألمالح تراكم و ترسيب يزيد و األمطار، بغزارة المعدنية المواد من التربة غسيل

غير بطريق حين في األمطار، قلة و الحرارة درجة ارتفاع مع التربة سطح علىالمواد كمية على ذلك يؤثر و الطبيعي النبات غطاء كثافة المناخ يحدد مباشر

بذلك تتحدد و التربة، خصوبة درجة تحدد بدورها التي و المتحللة العضوية. فيها تزرع أن يمكن التي الزراعية المحاصيل

الهوائية الطبقة حرارة درجة عن تختلف خصائص التربة حرارة لدرجة والتربة حرارة على تؤثر الطبقة هذه حرارة كانت إن و األرض، سطح من القريبة

معظم أهميتها في تتعدى التي الحرارة درجة خالل من ذلك و كبيرة بدرجةحرارة درجة ارتفاع فيؤدي النبات، حياة على المؤثرة األخرى المناخ عناصر

و امتصاصه، النبات على يسهل بالتالي و فيها المياه حركة سرعة إلى التربةذات والمفككة القوام الخشنة التربة إن نجد الواحدة المناخية الظروف تحت

امتصاصا أكثر الداكنة التربة إن كما الثقيلة، الطينية التربة من أعلى حرارةعلى المرتفعة الحرارة درجة تؤثر كذلك و اللون، الفاتحة التربة من للحرارةالنشاط سرعة يرتبط و التربة، بناء سرعة وبالتالي العضوية المواد تحلل سرعة

عند مستوى أقل إلى تصل حيث التربة بحرارة سرعة 10الميكروبي وأقصى مبين تتراوح حرارة عند حرارة 30- 18لها درجة عند تماما يتوقف بينما كما 40م م،

الغذائية والمواد الماء امتصاص على وقدرتها تفرعها ويقل قصيرة الجذور تكون . النبات نمو سرعة على ذلك وينعكس التربة حرارة انخفاض مع

النبات النامي :-اثر عناصر المناخ على.2وال والمناخية، الطقسية بالخصائص وثيقا ارتباطا الزراعية األعمال ترتبط

الشمسي اإلشعاع من كل أثر أحد على والرطوبة Isolationيخفى ،Moisture، الصقيع Windوالرياح وحدوث ،Frost والندى ،Dew والبرد ،Hail النبات نمو على ،

. الزراعية المتيورلوجيا هو جديد علم ظهر ثم ومن المختلفة النمو مراحل أثناء ) دور) لها التي المناخية، العوامل أثر دراسة يتناول وهو ، الزراعية الجوية األرصاد

للزراعة، األرض إعداد فترات أثناء تحدث التي وتلك النبات، نمو مراحل في بارزالمحاصيل، وجمع الزراعية، الدورة وخصائص الثمار، ونضج اإلزهار، ومواعيد

. الصرف وطرق ومواعيدها، الري، وطرقمكان ومن آخر إلى محصول من المناخ عناصر من عنصر كل أهمية وتختلف

وقد معين، لمحصول بالنسبة العناصر أهم من المطر كمية تكون فقد آخر إلىالمياه توفير يمكن مادام اثر أقوى الرياح أو الرطوبة كمية أو الحرارة درجة تكون

وبعض الرئيسي العامل هو الصقيع من الخالي الفصل طول يكون وقد صناعيافي السحب من لغطاء األخر البعض يحتاج بينما مشمسة لفترة يحتاج المحاصيل

. النمو بدء : واهم عناصر المناخ التي تؤثر في اإلنتاج الزراعي

درجة الحرارة:.1أهمية لها فالحرارة النباتات ونوع النمو فصل طول الحرارة درجة تحدد

اقتصادية منفعة أقصى على والحصول المحاصيل بعض إنتاج تحديد في كبيرةبدراجات. المحاصيل وارتباط الزراعي التخصص ظاهرة إلى هذا أدى وقد منها

كان كلما المتفاوتة الحرارة درجات تحمل على النبات قدرة زادت وكلما الحرارة . انتشارا أوسع

94

أن حيث المحصول لنمو الالزم األدنى حدها عن الحرارة درجة تقل إال ويجبامتصاص معدل ويقل التربة فى المياه تجمد إلى يؤدى الحرارة درجة انخفاض

تمزق إلى الماء امتصاص نقص يرجع وقد وتموت األنسجة تجف وبالتالي النباتتركيز فيزداد الخلية ماء من جزء نزع إلى يؤدى الذى الصقيع نتيجة الجذور

. داخل الخلوي للعصير تجمد يحدث وقد البروتويالزم وجفاف الخلوي العصير. الرطبة الثمار فى خصوصا الخلوية الجدر فتنكسر الماء حجم فيزداد الخلية

فى واضطراب جفاف ويصبحه النتح معدل زيادة إلى حرارة درجة ارتفاع ويؤدى . الضوئي والتمثيل التنفس عمليتي

األمطار : .2للمياه الرئيسي المصدر ألنها المحاصيل نمو على كبير تأثير لها األمطار

بكمية الزراعي اإلنتاج على المطر كمية تؤثر ولذلك للنبات الالزمة العذبةالذي المحصول نوع محددة سقوطها ونظام سقوطها وفصل الساقطة األمطار

الموسم فى اإلقليم معظم على تسقط فاألمطار المنطقة في زراعته يمكنفي الشتوية المحاصيل تزرع كما كاألرز الصيفية المحاصيل تزرع ولذلك الصيفي

االحتياجات وتختلف الشتوية األمطار على اعتمادا كالقمح المتوسط البحر إقليموكما فيها يزرع التي العروض الختالف تبعا المحصول نوع حسب للنباتات المائية

الفيضانات في يحدث كما ضارة تكون فأحيانا للزراعة مفيدة األمطار تكونالمدمرة.

الرياح : .3أثارها فمن الزراعي واإلنتاج الزراعة على سيئة وأخرى طيبة أثار للرياحالكهربائية الطاقة توليد ومراوح الهواء طواحين وإدارة اللقاح حبوب حمل الطيبة

بمعدل الحرارة درجة رفع على تعمل الجليد 12والتي إذابة في تتسبب درجةوالنمسا ألمانيا جنوب في الزراعات بعض نضج في الرياح هذه تفيد ولذالك

. كسر تسبب التي الشديدة سرعتها للرياح الضارة اآلثار ومن والكمثري كالتفاحفي وخاصة التربة تعرية في دورها جانب إلى الضعيفة النباتات بعض سيقانمن والنتح البخر معدل في الرياح اثر يظهر حال كل وعلى الجافة المناطق

. التلقيح عملية في كبيرا دورا وتلعب النباتالضوء : .4

بواسطتها يمكن التي الكلوروفيلى الضوئي التمثيل عملية على الضوء يؤثرغذائية عناصر إلى التربة من النبات يمتصها التي الذائبة والمواد األمالح تحويل

, وصالبة قوة وزيادة التفريع على الضوء وفرة وتساعد النبات نمو على تعملمن الضوء يزيد كما الحبة ووزن الحبوب وعدد الكلي النبات وزن وزيادة السيقان

. الكلي المحصول إلى القش نسبة من ويقلل الكلي المحصول إلى الجذور نسبةالرطوبة : .5

ولدرجة الصناعات بعض قيام وفي المحاصيل بعض على هام اثر للرطوبةمما بالتبخير األرض السطح من تفقد التي المياه كمية على تأثير الجوية الرطوبة

درجة على يؤثر ذلك كل النتج عملية من يقلل أو يزيد كما النبات نمو على يؤثر . األرض في الموجودة الماء إلى النباتات هذه احتياج لشدة النمو

سقوط الثلج : .6

95

على يقضي الضغط بفعل جليد إلى وتحوله وتراكمه الثلج سقوط أنوتعزلها التربة تحمي عازلة طبقة يعتبر ذاته حد في والثلج المختلفة الزراعات

بعض نمو على يساعد عندما بالزراعة ضار والثلج الهواء حرارة درجة عنالقمح زراعة عند يحدث كما اإلنسان يزرعها التي بالمحاصيل الضارة الحشاشحيث كبيرة أضرارا األرض على الثلج سقوط على ويترتب السويد شمال في

. ذوبانه عند المدمرة الفيضانات يسببالصقيع : .7

الصقيع يعت ويحدث النباتات على المناخية العوامل اخطر من الصقيع يرالمرور دون مباشرة الصلبة الحالة إلى الغازية الحالة من الماء بخار تحول نتيجة

أي الخريف فصل خالل موجاته حدثت أذا الصقيع خطورة وتزداد السيولة بحالةشدة مقاومة من تمكنه حالة في يكون أن قبل النبات لنمو األولى المراحل في

وقت في أي الربيع فصل أواخر في جاء أذا جدا خطيرا الصقيع يكون كما البرودةالتربة تجمد بسبب الضرر يكون وقد بالثمار يضر الحالة هذه في وهو الحصاد

زمنية فترة فيء تنضج نباتية وفصائل سالالت استنباط الزراعيون يحاول ولذلك. شماال الزراعة في التوسع أمكانية على يساعد مما بالصقيع تتأثر ال حتى قصيرة

:-أثر المناخ فى انتشار األمراض النباتية.3المتعلقة المختلفة العوامل من مجموعة محصلة إال هو ما النباتي المرضحدوث أثناء بهما تحيط التى البيئية والعوامل العائل والنبات الطفيل من بكل

. البيئية العوامل على باألمراض اإلصابة فتتوقف المرض وتكشف اإلصابةتوافق, " " " " على االنتشار و الشدة حيث من المرض تقدم ويتوقف المحيطة

. انتشار على تؤثر إلى البيئية العوامل أهم ومن والبيئة المرضى المسبب. الضوء : & & الرطوبة الحرارة األمراض

:- المناخ واإلنتاج الحيواني.4سطح على المناخية األقاليم بتغير للحيوانات الجغرافي التوزيع يرتبطتضطر لذا الخاصة، وطيوره حيواناته مناخي إقليم لكل يكون ويكاد األرض،

الظروف لتغير تبعا الفصلية بالهجرة القيام إلى البرية والطيور الحيواناتمناطق. ففي الطبيعية، المراعي تتنوع المناخية الظروف لتنوع وتبعا المناخية

في وتتمثل والماشية، األبقار رعي حرفة تسود المدارية العروض في السافاناوبعض والماعز الجمال رعي حرفة المائية الموارد تقل حيث الحارة الصحاريجانب إلى الخيول رعي حرفة االستوائية االستبس سهول في ويسود األغنام،

. الضأن تربيةبعض المعامالت الزراعية لتقليل اثر عناصر المناخ الغير مناسبة

لذا مناسبة الغير المناخ عناصر ظروف لبعض الحقل فى المزارع يتعرضمثل : - الزراعية المعامالت بعض طريق عن معها التعامل إلى يلجأ

: عند انخفاض درجة الحرارة يلجأ إلىالمناطق .1 فى الفاكهة ثمار تجمد لمنع الصقيع فترة خالل الصناعية التدفئة

الباردة.بالحصر .2 النامية القمم ومناطق الصغيرة واألشجار البادرات تغطية

. ايثيلين البولي وأكياس

96

3.. الصقيع حدوث قبل الطماطم مع يحدث كما بالقش النباتات تغطية4.. األشجار بين مؤقتات بزراعة األشجار بين المسافات تضيق5.. الكبيرة األشجار تدفئة على يعمل الرياح اتجاه مع دخان أطالقالميكانيكية .6 أضراره من يقلل قليلة بفترة الصقيع حدوث قبل األرض ري

. الجذور على: عند ارتفاع درجة الحرارة يلجأ إلىعلى .1 الشمسية األشعة اثر لتقليل الغاب أو الذرة عيدان من تعاريش عمل

. المشاتل فى خصوصا الصغيرة والنباتات البادرات2. ) الممتصة ) الحرارة لتقليل األبيض الدهان الجير بماء األشجار جذوع طالء

. االنعكاس وزيادة3.. مقاومة أخرى أشجار تحت الحساسة األشجار بعض زراعة4.. الجو لتلطيف الرش أجهزة بتشغيل الجوية الرطوبة زيادة الشديدة الرياح اثر لتفادى المزارع حول الرياح مصدات أقمة

: العوامل المؤثرة فى المناخيكون قد واألخر متغير غير بعضها عامة بمتغيرات منطقة الى المناخ يتأثر

ومنها :- للتغير قابل يكون قد اى محليا :الموقع بالنسبة لدوائر العرض.1

الحرارة فيها تكثر منه القريبة فالجهات االستواء، لخط بالنسبة موقعه وهوعنه البعيدة والجهـات والنهار، الليل طول ويتعادل األمطار هطول درجة وتزدادالليل طول بين النسبة ويتغير األمطار وكميات موسم ويتغير الحرارة فيــها تقل

عن وميلها منه القريبة الجهات على الشمس أشعة لتعامد تبعا وذلك والنهار، . يتأثر التى المختلفة المناخية المناطق من مجموعة وتتكون عنه البعيدة الجهات

. المحلى بالموقع بعضها : ارتفاع اإلقليم أو انخفاضه عن سطح البحر ) التضاريس (.2

انخفض، كلما حرارته وتزداد البحر سطح عن ارتفع إذا المكان حرارة تقلسطح تسخن وإنما فيه، بمرورها الهواء تسخن ال الشمس أشعة ألن وذلك

الطبقات وتكون الجو، طبقات إلى األرض سطح من الحرارة تنعكس ثم األرض،شديدة الجبال أن نجد ولذلك فوقها، التي من حرارة أشد الهواء من السفلى

. الثلوج وتكسوها ماؤها يتجمد البرودة: اللذين أثر االرتفاع والضغط الحرارة في التضاريس ارتفاع يؤثر

شكال والتساقط التكاثف في االرتفاع يؤثر كما االرتفاع، زاد كلما يتناقصانالتساقط ويصبح االرتفاع زاد كلما والتساقط التكاثف يتزايد إذ كمية و

. الجهات في الحرارة قلة على يساعد ومما العالية المناطق في ثلجيا الحرارة يمسك ال مخلخل فيها والهواء منخفض، الجوي ضغطها أن العالية

عالية فإنها السفلى الهوائية الطبقات عكس على وذلك يحفظها أودرجة فترتفع بعض على بعضها فيها الهواء جزيئات وتضغط الضغط،

ارتفعنا. كلما واحدة مئوية درجة بمقدار الحرارة وتنخفض 150حرارتهاإلى ووصلت الحرارة وقلت كثيرا االرتفاع زاد فإذا البحر، سطح عن مترا

. ) جليد ) إلى والماء وبرد، ثلج إلى البخار تحول صفر درجة

97

: المقابلة أثر االتجاه الجبلية فالسفوح الحرارة في التضاريس اتجاه يؤثرالجنوبية ) السفوح القطبين تقابل التي تلك من حرارة أكثر االستواء لخط

للشمس تعرضها بسبب حرارة األكثر هي الشمالية الكرة نصف فيالسائدة ( الرياح صد في االتجاه ويؤثر الجنوبية الكرة نصف في والعكسرطبة للرياح المواجهة الجبلية السفوح يجعل مما الداخل في توغلها أو

هذه مثل في الجبلية للفتحات ويجعل المعاكسة، السفوح من مطرا أكثرمالحظة ويمكن تقابلها التي الداخلية المناطق مناخ في هاما دورا الجبال

. الجبلية وفتحاتها الغربية الشام بالد سالسل في : قرب المكان أو بعده من البحر )توزيع اليابس والماء(.3

يعرف لطيف معتدل بمناخ به المحيطة أو البحر من القريبة الجهات تتمتع . الجهات أما رطبا وهواؤها معتدال وصيفها دافئا شتاؤها ويكون البحري بالمناخالحرارة، شديد وصيفها البرد، قارص فشتاؤها البحار تأثير عن البعيدة الداخلية

. قاريا مناخها ويكون غالبا األمطار بها وتقل . ذلك ويظهر المجاورة المناطق مناخ على كبير أثر المائية وللمسطحات

وهذا اليابسة عكس على ببطء ويبرد يسخن البحر ماء أن فبما الحرارة في , يكون لذا لليابس النوعية الحرارة من اكبر للماء النوعية الحرارة أن اى راجعحرارة وأكثر صيفا المجاورة اليابسة هواء من حرارة أقل له المالمس الهواء

في برودته ومن الصيف في المجاور اليابس حرارة من البحر يعدل لذا شتاء بين الشتاء. الحرارة لتبان فنظرا والرياح الضغط في المائية المسطحات وتؤثر

. فوقهما الضغوط تتباين والماء اليابسالنسبية الرطوبة أن فبما والتساقط الرطوبة في المائية المسطحات وتؤثراليابسة داخل المناطق هواء من بكثير أعظم والسواحل البحار فوق الهواء فيوتزيد البحرية، الرياح عليها تهب التي السواحل على غزيرة األمطار تكون لذا

. الساحل خط مع الرياح تلك تعامدت كلما غزارتها : نوع الرياح التي يكثر هبوبها على المكان واتجاهها.4

الرياح كانت فإذا واضحا، تأثرا عليه تهب التي الرياح بنوع اإلقليم مناخ يتأثرجهات من آتية كانت وإذا باردا، مناخه جعلت باردة جهات من آتية عليه تهب التي

. إلى البحر جهة من تهب التي الرطبة الرياح إن ثم حرارته درجة ترفع فإنها حارةأو اليابس ناحية من تهب التي والرياح عادة، والدفء األمطار له تجلب اليابس

أو الحرارة وترفع والرمال الغبار تحمل ما وكثيرا جافة، تكون الجبال أو الصحاري . خالله تهب الذي للفصل تبعا تخفضها

: التيارات البحرية.5السواحل حرارة ترفع فهي طبيعتها باختالف البحرية التيارات آثار تختلف

. باردة كانت إذا الوضع وينعكس حارة كانت إن رطوبتها وتزيد بها تمر التيوأكثر حرارة أعلى تكون الحار الخليج تيار بها يمر التي الغربية أوربا فسواحل

يمر حيث األمريكية المتحدة والواليات كندا في لها المقابلة السواحل من رطوبةشتاء للمالحة مفتوحة الغربية أوربا في المرافئ تبقى ولهذا البارد البرادور تيار

عرض درجة بسبب ° 75حتى األمريكي الساحل على مثيالتها تتعطل حين فيعرض درجة من اعتبارا 0 °50التجمد

:الغطــاء النباتــي.6

98

عن الشمس أشعة وحجب النتح عملية بسبب والحشائش الغابات تعمل , بين الحرارة درجات اختالف لنا يفسر وهذا الحرارة درجة خفض على األرض

. االستوائية والغابات الصحراوية المناطقالغالف الجوي

تامة إحاطة يحيط الذي الغازي الغالف على الجوى الغالف اسم نطلقاألرضية األرضية بالكرة الجاذبية بفعل إليها سطحها مجذوب فوق يمتد والذي ،

من الرغم على الراهن الوقت حتى بدقة تحديده يتم لم بسمك وماء يابس من. الغالف هذا دراسة في الباحثين يستخدمها التى المتطورة الحديثة األجهزة

إذ و األرض، حول الماء لنقل ويستخدم للمياه كبيرا مستودعا الجوي الغالف يعتبرحوالي إلى الجوي الغالف في الموجود الماء حجم مكعب 12,900يصل كيلومتر

حدث إذا أنه حيث والبحار المحيطات في أمطار شكل على معظمها يتساقطستغطي فإنها واحد آن في الجوي الغالف في الموجودة المياه كل وسقطت

إلى يصل بعمق األرضية . 2,5الكرة الغالف يحتويها التي السحب ثقل ويقدر سم. األطنان من الماليين بآالف الجوى

: تركيب الغالف الجوىشبه نسب في تكون بعضها الغازات، من مجموعة من الجوي الغالف يتركب

وغيرها، والهيدروجين والهليوم والنيون واألرجون والنتروجين كاألوكسجين ثابتةالحال هو كما أخر، إلى زمان ومن أخر إلى مكان من نسبتها تتغير األخر والبعض

. الماء وبخار األوزون، وغاز الكربون، أوكسيد ثاني لغاز بالنسبةنحو غازات خمس النتروجين ٪99,997وتشغل وهي الهواء حجم من

. الغازات وبعض الكربون أوكسيد وثاني واألرجون الماء وبخار واألوكسجيناألعظم الجزء يمتص الذي األوزون غاز خاصة أهمية ذات أنها إال جدا قليلة نسبتها . مكان من نسبته فتختلف الماء بخار أما البنفسجية فوق الشمسية األشعة من

. أخر إلىالتركيب الغازي للغالف الجوى

نسبة المكونالمكونحجما

نسبة المكونوزنا

78,0975,527نيتروجين20,9523,143أوكسجين

0,931,282ارجونأكسيد ثانى

0,030,546الكربون

الماء متغير٪(4متغير )بخار0,0018النيون

0,0005الهليوم0,0006األوزون

0,0005الهيدروجين

99

الجوي و قابل الغالف وهو كيماوي مركب وليس ميكانيكي مخلوط , يصل فمثال عالية كثافة ذات السفلى طبقته يجعل مما كبيرة بدرجة لالنضغاط

إلى السفلى الطبقات فى المكعب المتر التربة 1,2وزن سطح عند كجمليصل ارتفاع 0,7ويتناقص على . 500كجم السطح من متر

نصف نحو ويتركز الكيلومترات، بعشرات تقدر مسافة الجوى الغالف يمتد وسطح فوق كيلومترات ستة ارتفاع حتى الجوي الغالف لغازات اإلجمالي الوزن

ارتفاع إلى الوصول قبل الغازات معظم اختفاء يعني وهذا 500 - 300البحربه. ويحس والرائحة، والطعم اللون عديم الملوث غير العادي والهواء كيلومتر

. رياح شكل على يتحرك أو يتنفسه عندما اإلنساننسبته : بخار الماء لكن الجوي، الغالف غازات أهم من الماء بخار يعتبر

حوالي إلى نسبته فيها تصل قد الرطبة المناطق ففي ألخر، وقت من متفاوتةالصحراوية 4٪ المناطق في الصفر قرابة إلى تنخفض بينما الهواء، كتلة من

. الخالي الربع وصحراء الكبرى والصحراء في و الجافة، الماء بخار وجود يتركزوالتكاثف التبخير عمليات تكثر حيث التروبوسفير طبقة من األسفل الجزء

. الطبقة تلك نهاية مع وجوده ينعدم ويكاد والتساقط، والندى السحب وتكونانه : في أهميته بعض وتكمن ، الجوي الغالف في كبير دور الماء ولبخار

والتبخر ..1 والندى التساقط وحدوث السحب تكون عن المسئولمباشر ..2 بشكل اإلشعاعية الموازنة على يؤثرالحرارة ..3 لدرجة والسنوي اليومي المدى على يؤثر

: يذوب النتروجين وهو الجوى، للغالف المكونة الغازات من نسبة أعلى يحتلهو ومصدره األكسجين، عكس االحتراق على يساعد ال ولكن الماء في

NH3األمونيا.: هو األكسجين الرئيسي ومصدره األرض، سطح على الحياة أساس يمثل

مما فيه، ويذوب الماء تركيب في يدخل كما النباتات فى الضوئي البناء عمليةذلك في بما األرض، سطح فوق األحياء كل حياة في بالغة أهمية يعطيه

. المائية والنباتات الحيوانات: وأهمها ثاني أكسيد الكربون مصادره توفر حسب على طفيفا تغيرا يتغير

و المزدحمة والمدن الصناعية المناطق في والتلوث االحتراق النشاطعملياتأو البركاني الجو من استخالصه لزيادة طبقا أو بكثرة، الكيماويات واستخدام

في نسبته تزيد حيث السنة مدار على الزمنية الفترات حسب استخالصه عدمالجو في نسبته وتقل النباتات، نمو توقف مع والشتاء الخريف فصلى في الجو

النمو عملية ازدهار مع والصيف الربيع فصلى الضوئي في البناء عملية وزيادةالشمسية. األشعة من جزء بامتصاص يقوم انه إلى أهميته وترجع للنباتات

البناء عملية فى ضروري انه كما واالحتراق األكسدة عمليات ينظم انه بجانب . ارتفاع إلى الجو فى الكربون أكسيد ثانى زيادة وتؤدى النباتات فى الضوئي

الممتصة الشمسية األشعة لزيادة األرضية الكرة سطح حرارة درجةبواسطته.

: ويرمز األوزون ببعضها مرتبطة أكسجين ذرات ثالث من األوزون غاز يتكونالكيميائي ) بالرمز بشكل(. - O3إليها يتكون والذي األكسجين غاز يصطدم

100

من أكسجين ) طبيعي ذرتي المنبعثة( - O2جزيئات البنفسجية فوق باألشعةواحدة ) أكسجين ذرة مع ويتحد الشمس، األوزون( )Oمن غاز (. O3مكون

بـ األرض سطح عن األوزون غاز ارتفاع يصل 50 - 30ويقدر وسمكه كيلومتر،بين . 8- 2ما من أقل ارتفاع في األوزون طبقة تتكون أن ويمكن كم 30كيلومتر

: وأكسيد الهيدروكربون مثل الكيميائية المواد تفاعل طريق عن ذلك ويتممع األكسجين بها يتحد التي الطريقة بنفس الشمس ضوء جانب إلى النيتريك

بسحابة " يسمى بما التفاعل من النوع هذا ويكون الشمس، من المنبعثة الطاقة . " وكلما السيارات عادم من الكيميائية المواد هذه تأتى حيث والدخان الضباب

على تكونت إذا أما مفيدا، كان كلما عال ارتفاع على األوزون طبقة تكونتتسبب ألنها والنبات والحيوان باإلنسان وضار خطيرا ذلك كان منخفضة ارتفاعات

التسمم. الضارة األشعة من األرض سطح حماية هي األوزون طبقة وظائف أهم ومن

وخاصة لإلنسان بالغة أضرارا تسبب التي البنفسجية، فوق األشعة مثل للشمس . . الهواء فى وجوده أن كما سواء حد على والنبات للحيوان وأيضا الجلد سرطانات

: اإلرهاق من حاالت التنفس، فى ضيق التالية األعراض يسبب كبير بتركيز. والتنفسي العصبي الجهاز تأثر مدى تعكس التي االضطرابات وبعض والصداع

التالية : التفاعالت حدوث خالل من األوزون طبقة تآكل ويتمالكلوروفلوروكربون )-1 مركبات بتحطيم البنفسجية فوق األشعة CF2تقوم

Cl2 , CF Cl3 . لذرة( يمكن حيث نشطة كلور ذرة انطالق إلى يؤدى ممامن يقرب ما تحطيم واحدة يلي : 100كلور كما األوزون من جزيء ألف

CF2 Cl2 + Uv → CF2 Cl + ClCF Cl3 + Uv → CF Cl2 + ClCl + O3 → Cl O + O2

Cl O + O → Cl + O2

وجاهزة نشطة الكلور ذرة تكون تتم وبذلك وهكذا جديد أوزون جزيء لتحطيم.الدورة

النيتروجين : -2 أكسيد وثاني النيتروجين أكسيد أول مثل النيتروجين أكاسيدطبقة بمستوى تطير التي الطائرات أنواع بعض من ينطلقان الذين

األوزون.NO + O3 → NO2 + O2

NO2 + O → NO + O2

3- ) التبريد ) وأجهزة المكيفات فى المستخدمة الكلوروفلوروكربون مركباتفى المستخدمة تلك أو السيارات، أو المنازل فى سواء مكان أي فى

واألدوية . الحشرية والمبيدات العطور تركيب.Hallonsالهالونات )-4 الحرائق( مكافحة فى تستخدم التيالميثيل )-5 لتعقيم( Methyl bromideبروميد حشري كمبيد المستخدم

. نفسها الزراعية التربة ولتعقيم الزراعية المحاصيل من المخزونالمذيبات )-6 األجزاء( Solventsبعض تنظيف عمليات فى المستخدمة

. اإللكترونية والدوائر الميكانيكيةاألضرار الناتجة عن تآكل طبقة األوزون:

101

تكون -1 إلى يؤديان البنفسجية فوق األشعة وزيادة األوزون طبقة استنزاف " أليام، " الجو فى معلقا يبقى الذي الدخانى الضباب السوداء السحابة

وظائف فى قصور من يحدثه لما عالية الوفيات فى نسبة عنه وينجم. واالختناق التنفس

إلى -2 متزايدة بكميات البنفسجية األشعة واختراق األوزون طبقة تآكلأكثر ويجعله اإلنسان عند المناعة جهاز كفاءة من يضعف األرض سطح

صفحات على سلفا المقدمة الجرب مثل بالفيروسات لإلصابة عرضةبالبكتريا اإلصابة أو عالجه، وطريقة وأعراضه له تعريف من فيدو موقع

. األخرى األمراض من وغيره الدرن مرض مثلمثل -3 كبيرة أضرارا بالعين يلحق األوزون، طبقة فى التآكل زيادة مع

. الزرقاء المياه أو البيضاء بالمياه اإلصابةعلى -4 بها اإلصابة تصل أن المتوقع من التي الجلدية باألورام اإلنسان إصابة

بـ ) يقدر ما إلى العالم السرطانات( 300مستوى من سنويا حالة ألفالجلدية.

5-. الحراري االحتباس أزمة تفاقملها -6 التي النباتات بعض هناك أنه حيث والزراعية، النباتية الحياة تأثر

وتضر إنتاجها على تؤثر التي البنفسجية فوق األشعة من كبيرة حساسية. ضعيف زراعي محصول وبالتالي الغذائية وقيمها المعدني بمحتواها

تستطيع -7 ال النباتية والعوالق األسماك على تشتمل التي البحرية الحياة تأثر . الحية الكائنات فهذه األوزون طبقة الختالل المدمرة اآلثار من الفرارالعوالق وخاصة البيئي التوازن على المحافظة فى كبير دور لها البحرية

إمداد وبالتالي الجو من الكربون أكسيد ثاني تمتص حيث النباتيةاالحتباس ظاهرة من والتخفيف األخرى الحية للكائنات األكسجين

الحراري.والتي -8 الحرارة درجات ارتفاع عند وخاصة الطقس، فى المناخية التغيرات

. األرض سطح حرارة درجة أن حيث الهواء تلوث معضلة من بدورها تزيدالجوى، التلوث حركة على وبالتالي وهبوطا صعودا الهواء حركة على تؤثرمن السفلية للطبقة المستمرة التسخين عملية الملوثات صعود فيتبع

تبلغ والتي النهار ساعات أثناء األرض سطح على الموجود الغازي الغالفحركة مع للملوثات انتشار يحدث لذلك ونتيجة الصيف شهور خالل ذروتها

عملية من ينشأ الهواء مع انتقالها وعدم الملوثات تلك هبوط أما الهواء،مما الشتاء فصل خالل تزيد والتي الليل ساعات أثناء المستمرة التبريد

. الملوثات لهذه ترسيب عملية إلى يؤدىالبحر -9 سطح مستوى فى واالرتفاع التصحر وظاهرة الغابات حرائق

. األوزون طبقة ثقب جراء من ذلك كل العالم فى عديدة لشواطئحيث االرتفاع زاد كلما تدريجيا الهواء تركيب يتغير العموم وجه وعلىوثانى واألوكسجين النيتروجين وهى الثقيلة الغازية العناصر نسب تتناقص

والهليوم الهيدروجين مثل الخفيفة عناصره نسب تتزايد بينما الكربون، أوكسيدحتى العليا القطاعات في تتناقص أن األخرى هى تلبث ال كانت وإن والنيون،

بين يتراوح ارتفاع على تقريبا للغالف 500إلى 300تختفي ارتفاع أعلى وهو كم،الغازي.

102

فإنه السابقة، الغازية العناصر من أساسا يتركب الجوى الغالف كان وإن . الجزيئات كل من الغبار ويتكون الغبار من متباينة نسب مكوناته في يحتوى

كمياتها تتفاوت الكثافة عالية مواد وهى الهواء يحملها التى الصلبة والحبيباتومع مصادرها، توافر حسب على آلخر وقت ومن آخر، إلى مكان من ومعدالتها

الناعمة والرمال األتربة جزئيات وأهمها المواد، هذه نسب تتناقص االرتفاع تزايدوالرماد الجافة النباتات وجزيئات األشجار من المتطايرة اللقاح وحبوب واألمالح،

عن المتخلف الكوني الغبار جانب إلى هذا البراكين، فوهات من المنطلق والغبار . كما للهواء، الطبيعية الملوثات أهم الغبار ويمثل والنيازك الشهب من كل احتراق

يساعد وأنه كما الهواء، في الماء بخار عليها يتكاثف التى النويات مصدر هو أنهسرعة وعلى النهار أثناء الشمس أشعة من الحرارة امتصاص على الهواء

. الظاهرات بعض إحداث في الماء بخار مع ويشترك الليل أثناء باإلشعاع فقدانهاعند وأحيانا الشمس غروب عند عادة يظهر الذي الشفق مثل المعروفة الضوئية

شروقها.أهمية الغالف الجوي

1-. للتنفس بالهواء الحية المخلوقات يزوداإلشعاعات -2 من وغيرها الحمراء تحت واألشعة المرئية األشعة بنفاذ يسمح

يوفر مما األرض تمتصها والتي الشمس من القادمة والضوئية الحرارية. والحماية الدفء

وصولها -3 ويمنع الضارة البنفسجية فوق اإلشعاعات من األرض سطح يقيجلدية وأمراض الجلد سرطان مثل عديدة أمراض تسبب التي لألرض

. كثيرة وبصريةالكرة -4 سطح على السائدة الحرارة درجات وتوزيع تنظيم في يساهم

األرضي اإلشعاع كل نفاذ ويمنع الشمس أشعة وصول ينظم حيث األرضيةالمدى لتجاوز لألرض جويا غالفا هناك يكن لم ولو الخارجي، الفضاء إلى

.200اليومي حرارية درجة5-. المختلفة العالم مناطق على الماء بخار بتوزيع يقومالضارة، -6 الكونية اإلشعاعات من األرض سطح على الحية الكائنات حماية

. البنفسجية فوق األشعة وخاصةسطح -7 يحمي واقيا درعا يتفتت األرضيشكل حيث والشهب النيازك من

. واحتراقه بالهواء احتكاكها نتيجة األرض، سطح إلى وصوله قبل معظمهاوجود -8 ولوال األصوات فيه وتنتقل الطائرات، تستخدمها اتصال واسطة يعد

. األرض سطح على مخيف وهدوء سكون لساد الجوي الغالف في الهواء9-. مناسب بشكل الضوء انتشار ينظم

طبقات الغالف الجويالمتجانس الهواء طبقة هما طبقتين إلى عامة الجوى الغالف طبقات تقسم

حوالي إلى ارتفاعها الهواء 20ويصل فيها ويكون األرض سطح من كيلومترأهم الكربون أكسيد وثانى األوكسجين غاز ويعتبر متجانس شبه أو متجانسا

. األولى الطبقة بعد تمتد والتى متجانس الغير الهواء وطبقة الطبقة هذه مكوناتاألزون غاز فيها يتركز التى الطبقة على تحتوى وهى الجوى الغالف نهاية وحتى

ارتفاع على تتواجد .25والتى األرض سطح من كيلومتر103

سمك . الجوي الغالف ويقل الطبقة وتتالشى األرض سطح عن ارتفعنا كلماللغالف الرياح الجوي الخارجية تقابل حيث الخارجي الفضاء في بالتدريج

من. المشحونة الجسيمات من مستمر دفق الشمسية والرياح الشمسيةالشمس.

ويرجع دقيقا، تحديدا الجوي للغالف الرأسي االمتداد تحديد الصعب ومنمن الجو في العليا النهايات من كل بين تميز فاصلة حدود وجود عدم إلى ذلك

أساس وعلى أخرى، ناحية من خلفه يقع الذي الخارجي الفضاء وبداية ناحية،غازاته، وأنواع الجوي الغالف ومكونات الحرارة درجات في الرأسي االختالف

التالية الطبقات إلى الجوي الغالف العلماء : قسم

Troposphereطبقة التروبوسفير : .1بين ينحصر والتى الجوى، الغالف طبقات من األسفل الجزء بها ويقصد

وارتفاع األرض أرباع 12سطح ثالثة حوالي الطبقة هذه وتضم المتوسط، فى كمخاصـة اضطرابا الجـوى الغالف طبقات أكثر بأنها وتتميز الجوى، الغالف وزنوهى كيلومترات، ثالثة حوالي مسافة إلى يمـتد والذي منها، السفلى بالجزءتوزيع في تتحكم والتى الجوية، الظواهر معظم أو كل بها تحدث التى الطبقة

األرض سطح على والمناخ الطبقة .الطقس هذه داخل في الحرارة درجة وتقلوبمعدل أعلى إلى االرتفاع أعلى° 6,5حوالي مع إلى ارتفعنا كلما ،م1000م

وبالتالي البحر، سطح من كيلومترات ثالثة مستوى فوق التناقص هذا وينتظمهما : فرعيين قسمين إلى التربوسفير طبقة تقسيم يمكن

ويتميز الجزء السفلى : أ- كيلومترات، ثالثة األول الجزء هذا سمك يبلغسطـح لمالمسته نتيجة أجزائه بين الحرارة توزيع انتظام وعدم باضطرابه

باإلشعاع تأثره جانب إلى هذا والماء، باليابس تأثره تفاوت مع األرض،

104

انقالبية حركات وحدوث ضغطه بارتفاع أيضا يتميز كما وذبذباته، األرضيالمناطق مثل الجهات بعض وفى أحيانا يؤدى قد مما هوائه في

. الغبار أو كاألتربة بالهواء العالقة المواد بعض ارتفاع إلى الصحراويةوهو الجزء العلوي :ب- البحر سطح من كيلومترات الثالثة مستوى فوق ويقع

. الجزء هذا ففى السفلى بالجزء بالمقارنة انتظاما أو استقرارا أكثرحوالي يبلغ منتظم بمعدل الحرارة درجة إلى° 6,5تنخفض ارتفعنا كلما م

بالتدريج 1000أعلى الرياح سرعة وتزيد الجوى الضغط ينخفض كذلك ، ممستوى الجوى 12حتى الضغط يصل حيث البحر، سطح فوق متر كيلو

إلى 200إلى الرياح سرعة وتصل على / 144ملليبار ويطلق ساعة، كمالنفاثة التيار اسم الرياح الغرب Jet Streamهذه من عادة اتجاهه ويكون ،

في الغرب إلى الشرق ومن العكسية الرياح هبوب نطاق في الشرق إلى . التجارية الرياح هبوب نطاق

التروبوبوز بطبقة تعرف ساكنة طبقة توجد التروبوسفير طبقة أعلى وفىTropopause التروبوسفير طبقتي بين السمك قليلة الطبقة هذه وتفصل

الحرارة بها تتناقص وال جدا منخفضة حرارتها درجة بأن وتتميز واالستراتوسفير،باالرتفاع محسوسا .تناقصا

Stratosphereطبقة االستراتوسفير : .2من الطبقة هذه ارتفاع تمتد على يقع الذي االستراتوبوز حتى 50التروبوبوز

-55. بها كيلومتر الهواء حرارة درجة تجانس بسبب االسم هذا عليها أطلق وقدأكثر وهى تماما، نطاقها داخل واألعاصير العواصف أشكال كل من تخلو أنها كمايكاد حتى االستواء خط عند يقل سمكها كان وإن التروبوسفير، طبقة من سمكا

كثيرا تتناقص ال كانت وإن عام، بشكل منخفضة حرارتها ودرجة تقريبا، يختفيهو, مما العكس وعلى العالقة، والمواد الثقيلة الغازات بها وتنعدم باالرتفاع

في القطبين نحو االستواء خط من باالتجاه الحرارة درجة تناقص من معروفخط من باالتجاه االستراتوسفير طبقة في تزداد الحرارة فإن التروبوسفير، طبقة

. القطبين نحو االستواءاسم أحيانا عليها ويطلق األوزون طبقة خاللها الطبقة هذه وتضم

حوالي Stratopauseاالستراتوبوز الوسطى العروض في ارتفاعها متوسط ويبلغفي 20 الموجود األوزون غاز من نسبة أعلى تتجمع الطبقة هذه وفى مترا، كيلو

فوق. باألشعة الهواء في الموجود األوكسجين فيها يتأثر التى الطبقة وهى الجومن فيتحول قصيرة موجات شكل في الشمس من تنبعث التى البنفسجية

الذرات ثنائي الذرات o2أوكسجين ثالثي أوكسجين . o3إلى باألوزون يعرف ما أوفوق األشعة تتحول أوزون إلى األوكسجين تحول عملية أثناء وفى

يمنع األوزون ولكن شديدة حرارة منها وينبعث حمراء، تحت أشعة إلى البنفسجيةيتبدد بينما الحرارة بعض الطبقة هذه تمتص حيث األرض، سطح إلى وصولها

هذه تأثير من حماية في األرض تكون وبهذا العليا، الجو طبقات في الباقياألرض سطح إلى الشمس حرارة من يصل وما شيء، لكل المدمرة الحرارة

. الحية الكائنات صحة على يحافظ وبالتالي الضارة الجراثيم لقتل ضروريMesosphereطبقة الميزوسفير : .3

105

في حوالي األدنى حدها تبلغ بحيث الحرارة درجة تتناقص الطبقة هذه وفىبين ما يتراوح ارتفاع وعلى الطبقة هذه أجزاء ويرجع 85إلى 80أعلى مترا، كيلو

غاز وجةد قلة وبالتالى االوكسجين وجود وندرة الماء بخار وجود النعدام الى ذلك , تندفع والتى والنيازك الشهب تحترق الطبقة هذه خالل وفى االرتفاع مع األوزونعلى يطلق أن للبعض يحلو وأحيانا األرض، سطح اتجاه في الخارجي الفضاء من

المكهربة الطبقة اسم الطبقة طبقة Electric Layerهذه بين ويفصلالميزوبوز باسم يعرف وهمي خط والثرموسفير .Mesopause الميزوسفير

Thermosphereطبقة الثرموسفير : .4 , بارتفاع عموما وتتميز الجوى الغالف من العلوي الجزء تمثل التى وهى

من أكثر إلى الطبقة هذه من العليا األجزاء في تصل قد التى حرارتها 1000درجةوليس درجة الشمس من مباشرة حرارتها درجة تمتص الطبقة هذه ألن مئوية،

االشعة امتصاص على القدرة له الذي الذرى اآلوكسجين ووجود ـ األرض من , تحلل كيميائية طاقة الى امتصاصها عند منها جزءا يتحول حيث البنفسجية فوق

تتم التى التأين عمليات التمام الالزمة الكهربية جسيماتة الى الذرى اآلوكسجين , طاقة الى األخر البعض يتحول كما جدا منخفضة ضغوط تحت الطبقة هذه فى . إلى هذا فيها الحرارى التوازن وتحفظ الطبقة تلك حرارة درجة ترفع حرارية

حوالي ارتفاع من الطبقة هذه وتمتد األوزون، طبقة من إليها يرتد ما 80جانبحوالى ارتفاع على يقع الذي الثرموبوز حتى الميزوبوز من مترا من 500كيلو كم

. األرض سطحاألينوسفير طبقة باسم الطبقة هذه من السفلى الجزء ،Ionosphereويسمى

بين ما سمكها يتراوح خاللها 375إلى 75والتى الطبقة هذه وتضم مترا، كيلوأن العلماء يرى ولذلك والهليوم، الهيدروجين غازا بها يوجد ولذلك خفيفة، غازات

يعطيها ما وهذا الفراغ، من االقتراب حد إلى جدا الضغط مخلخلة الطبقة هذهالالسلكية الموجات عكس على القدرة لها تجعل التى الكهربائية الخصائص بعض

المغناطيسية اإلشعاعات بعض أيضا خاللها تنتقل كما األرض، نحو القصيرةالجو أعلى في كهربائية شحنات وجود إلى فتؤدى القطبين نحو والكهربائية

األورورا " القطبي بالوهج المشهور الوهج ظهور على ".Aurora فتعمل (Exosphere الطبقة الخارجية : ) االكسوسفير.5

األقمار فيه تسبح حيث الخارجي بالفضاء الجوى الغالف اندماج منطقةواالتصاالت الطقس ومعرفة التليفزيوني البث في تستخدم التي وتمتد. الصناعية

ارتفاع على الجوي الغالف نهاية وحتى الثيرموسفير طبقة فوق كيلو 1000منإلى والجزيئات الذرات تهرب حيث جدا، رقيق الجوي الغالف يصبح وعندها متر،

أثار وبها موجودة غير تعد إنها حد إلى الوجود نادرة الهواء جزيئات وتصبح الفضاءتوهج دون يحول الذي الحد إلى الكثافة من يمكن ما اقل إلى تصل الغازات من

. األرض جو تدخل التى الشهبدراسة في تهمنا التى المناخية الظواهر جميع أن القول يمكن تقدم ومما

طبقة داخل أي الغازي الغالف من األسفل الجزء في كلها تحدث والمناخ الجوعناصر بعض دراسة عند مثال قلنا ما وإذا األرض، لسطح المالمسة التروبوسفيرطبقات في تحدث أنها التكاثف مظاهر من وغيرها والسحب األمطار مثل المناخ

طبقة من العلوي الجزء في تتم الظواهر هذه أن ذلك معني فإن العليا، الجو. الجوى الغالف من السفلى الطبقة أعلى أو التروبوسفير

106

Atomospheric Elementsالعناصر الجوية : Solar Radiationاإلشعاع الشمسي :

: تعريف اإلشعاع الشمسيDefinition of Solar Radiationآذ الجوي الغالف في للطاقة الرئيسي المصدر الشمسي اإلشعاع يعد

من بأكثر سطح 99,97يساهم وعلى الجوي بالغالف المستغلة الطاقة من ٪ النجوم وطاقة األرض باطن بطاقة والمتمثلة للطاقة الباقية المصادر أما األرض

عن يزيد ال جدا ضئيل بقسط إال تسهم ال فأنها والجزر والطاقة 0,03والمد ،٪ الجوي الغالف في تحدث التي العمليات جميع عن المسئولة هي الشمسية

. أنها كما وغيرها والرعد والبرق والرياح واألمطار والسحب الجوية كاالضطراباتوتغيره، الطقس وتقلب الجوي للغالف المستمرة الحركة في الرئيسي السبب

مصدرها األثيرية اإلشعاعات من مجموعة عن عبارة الشمسي واإلشعاعقطرها, يبلغ ملتهبة غازية كتلة والشمس يبلغ 864000الشمس وحجمها ميال

بنحو سطحها حرارة درجة وتقدر األرض حجم قدر مرة تبلغ 60000مليون بينما ممن بأكثر مركزها . 30حرارة درجة مليون

اسم األرض إلى تصل التى الساقطة الشمسية األشعة على ويطلقinsulation الصطالح اختصار اإلشعاع incoming Solar Radiationوهى كثافة وتبلغ

المتوسط فى األرض سطح من المربع السنتيمتر إلى تصل التى الشمسيالشمسي الثابت علية يطلق ما وهو الدقيقة فى حراريين سعرين Solarحوالي

Constant .من و أنواع عدة من األرض إلى الواصل الشمسي اإلشعاع يتكوناألرض بجو وعالقتها وخصائصها موجاتها وأطوال ألوانها في المختلفة األشعة

على يعيش وبما وحيوية، وكيمائية طبيعية عمليات من فيهما يحدث وما وسطحها. واألنواع األشكال بمختلف حية كائنات من األرض

موجات اإلشعاع الشمسي طول الموجةنوع اإلشعاع

بالميكرونالكونية 10األشعة --6 10-10

جاما 10أشعة --4 10-6

اكس 10أشعة --1 10-4

فوق األشعة0,4 - 0,1البنفسجية

المرئي 0,7 - 0,4الضوءالحمرا تحت 10األشعة -5 0 , 7

الرادار 8-10أمواج 105

الراديو أمواج) 10الالسلكي) -16 108

وقد ميز العلماء ثالث أنواع مختلفة من اإلشعاع الشمسي والتي تشمل :

مرئية أشعة غير مرئية :.1 غير أشعة وهي الحمراء تحت باألشعة وتعرفالموجات ذات األشعة مجموعة إلى وتنتمي الكهرومغناطيسي للطيف

107

من ) موجاتها طول ويتراوح نستها( 0,9ـ 0,7الطويلة وتقدر ميكرونهذه 51حوالي من األكبر الجزء ويسهم الشمسي اإلشعاع مجمل من ٪

ذات بذلك وهي الجوي والغالف األرض سطح حرارة درجة رفع في األشعةالمناخية . الدراسات في كبير اثر

حوالي األشعة المرئية :.2 نسبتها ,37وتقدر الشمسي اإلشعاع جملة من ٪ من ) موجاتها طول الضوئية( 0,7ـ 0,4ويتراوح األشعة قوة وتزداد ميكرون،

. ويمكن الصيف فصل في النهار أثناء الظهيرة وقت في األرض سطح علىوايضا زجاجى بمنشور تحللها عند تظهر الوان الى المرئية االشعة تحليل

اخضر : - - - ازرق بنفسجي األتية االلوان الى الطبيعة فى قزح قوس فى . . النهار - - ضوء جميعا منهم ويتكون احمر برتقالى اصفر

حوالي أشعة قصيرة الموجة :.3 الشمسي 12وتشكل اإلشعاع جملة من ٪ من ) موجاتها طول فوق( 0,4ـ0,1ويتراوح االشعة وتمثل ميكرون

, البنفسجية - - فوق واالشعة السينية االشعة الكونية االشعة البنفسجيةبعض عالج على تساعد إذ قليليه بكميات تصله عندما لإلنسان مفيدة

فيتامين ) تكوين على لقدرتها وذلك الكساح وخاصة ولكان(dاألمراضتأثير ولها الحية الكائنات وجميع اإلنسان على بالغة أضرار األشعة لهذهقليلة نسبة إال األرض إلى منها يصل ال انه الحظ حسن ومن المناخ على

اإلشعاع من تبقى ما أما األوزون، غاز قبل من المتصاصها وذلك جداويقدر ..1الشمسي كاماوراديوية وأمواج سينية موجات بشكل فتكون ٪

المكونات الرئيسية للضوء األبيض طول الموجةنوع الموجة

بالميكرون طول الموجةنوع الموجة

بالميكرون0,58 - 0,56األصفر0,44 - 0,4البنفسجية

0,62 - 0,58البرتقالي0,52 - 0,45األزرق0,69 - 0,62األحمر0,56 - 0,52األخضر

0,7 0,4 0,17 : العوامل التى يتوقف عليها توزيع اإلشعاع الشمسي

Factor Affecting the Distribution of Solar Radiationألخرى فترة من الشمسي اإلشعاع قوة في تؤثر متعددة عوامل هناك

منها :وويصل : البعد بين األرض والشمس.1 فيقل والشمس األرض بين البعد يتغير

أقصاه ) (, إلى ويصل يزيد بينما يناير شهر أول فى الشتاء فصل فى أدناهاقتراب ) (. من الرغم على ولكن يوليو شهر أول فى الصيف فصل فى

108

قةطا

ال

يةس

شمال

الضوءاألبيض

الفوق

بنفس

حراري تحتحمر

حوالي بمقدار الشتاء فى نسبيا الشمس من الصيف ٪ 7األرض فى عنهاالتالية : العوامل تمحوه األشعة كمية فى والزيادة االقتراب هذا تأثير أن إال

األشعة زاوية سقوط األشعة :.2 سير اتجاه بين المحصورة الزاوية هىوتسمى السطح هذا على العمودي واالتجاه األرض سطح على الساقطة

, مقدار في األرض على الشمسية األشعة سقوط زاوية وتوثر الميل بزاويةآو العمودية األشعة الن وذلك األرض سطح قبل من المستلمة األشعة

تقطع ولكونها تركيزا واشد قوية تكون لألرض الواصلة العمودية شبةبفعل للضياع عرضة اقل هي لذلك المائلة األشعة من اقصر مسافة

أن وكما الجوي، الغالف في تحدث التي واالنتشار واالنعكاس االمتصاصفأنها المائلة األشعة أما قليلة مساحة على تتوزع العمودية األشعة حزم

. العمودية األشعة من تركيزا واقل اضعف فتصبح اكبر مساحة على تتوزعالحرارة كمية وبالتالي الشمس أشعة ميل زاوية من االستفادة أمكن ولقد

. الحقلية المحاصيل لزراعة الخطوط عمل فى الساقطةاختالف اختالف طول النهار :.3 يلعب

العرض دوائر عند النهار طولفي وحاسما كبيرا دورا المختلفة

الذي الشمسي اإلشعاع كمية اختالفتلك عند األرض سطح إلى يصل

ال المدارية المناطق ففي العروضعن كثير والليل النار طول يختلف

أما 12معدله قريبا، السنة طول ساعةالنهار فأن والباردة المعتدلة المناطق

والنهار الليل بين الفرق ويزداد الشتاء في ويقصر الصيف في طوال يزدادمما الشمس أشعة ضعف النهار طول ويعوض العرض دائرة زادت كلما

المدارية المناطق في مماثلة الصيف فصل في الحرارة درجات يجعلاإلشعاع من قليلة كميات تصل حيث الشتاء فصل في العكس وعلى

العروض هذه إلى .الشمسيعالقة خط العرض بطول النهار

خط°90°67,21°66,5°63°49°41°17°صفرالعرض

طولالنهار

1ساع2

ة1

ساعة21

ساعة21

ساعة21

ساعة21

6شهرساعة2شهور

الماء شفافية الغالف الغازي :.4 وبخار والسحب والرماد الغبار يلعب حيث , هذه تعمل كما وانعكاسها وتشتتها األشعة امتصاص عملية في كبيرا دورا

المناطق فان ذلك وعلى الجو في األرضي اإلشعاع حفظ في الشوائبمن قليليه كمية تستلم باألتربة الملوث والهواء السحب فيها تكثر التي

. الشفاف الجو ذات بالمناطق مقارنة الشمسي اإلشعاعاإلشعاع اختالف التضاريس :.5 كمية تباين في كبيرا دورا التضاريس تلعب

وانحدارها الجبلية السفوح فاتجاه ألخرى منطقة من الواصل الشمسيفي وخاصة السفوح تلك إلى يصل الذي الشمسي اإلشعاع كمية في يؤثر

109

في أما مائل بشكل الشمس أشعة تصلها حيث والمعتدلة الباردة المناطقالشمس أشعة إليها تصل حيث محدودا العامل هذا يكون المدارية لمناطق

. السنة طول عمودي شبة آو عمودي بشكل قدرة األرض وغالفها الجوى على عكس األشعة الشمسية إلى الفضاء.6

) االلبيدو ( :األشعة رد على الكلية والجوى األرض من كل قدرة األرضي باأللبيدو يقصد

, عن يعبر وهو حرارتهما على تأثير لها يكون أن دون الفضاء إلى الشمسيةمن جسم سطح عن المنعكس الشمسي اإلشعاع مقدار بين النسبة . ترتفع النسبة وهذه عليه الساقط الشمسي اإلشعاع ومقدار األجسام

أن المعروف من أنه حيث البياض، إلى أقرب الجسم لون كان كلما عادةالسطح على سقوطه بعد الفضاء إلى ينعكس األشعة من كبيرا جزءا

العالقة الماء وبخار الغبار بذرات اصطدامها بعد وكذلك للسحاب، العلوي. نفسه األرض سطح إلى تصل التى األشعة تلك أو بالجو،

رد على األجسام هذه لكل الكلية القدرة من األرضي األلبيدو ويتكونألبيدو ويمثل به، خاص ألبيدو له بأن منها جسم كل يتميز ولكن األشعة،لألرض الجوى الغالف إلى تصل التى لألشعة عاكس ألبيدو أكبر السحب

وحده يعكس جو 40حيث إلى تصل التى الشمسية األشعة مجموع من ٪ ـ ) الماء بخار الغبارـ الجوى الغالف فى العالقة المواد ألبيدو ويأتي األرض،

) حوالي يعكس حيث الثانية، المرتبة فى الكربون أكسيد من 15ثانى ٪ سطح ألبيدو يعكسه ما يقدر بينما األرض، جو إلى الواصلة األشعة مجموع

حوالي نفسه العالقة 10األرض والمواد السحاب ألبيدو من أقل أنه أي ،٪ من الثالث األنواع هذه تعكسها التى األشعة مجموع ويبلغ الجوى، بالغالف

حوالي .65األلبيدو األرض سطح إلى تصل التى األشعة مجموع من ٪حوالي يمثل فعال األرض سطح إلى أشعة من يصل ما فان ٪ 35وبالتالي

الواصلة الكمية هذه ولكن الجوى، الغالف من الواصلة األشعة مجموع منوالبالغة األرض سطح إلى ال 35فعال الشمسي اإلشعاع مجموع من ٪

تتوقف بل الجوى الغالف إلى جميعها من تنعكس المنطقة لموقع تبعاووجود والتركيب اللون حيث من السطح طبيعة واختالف العرض دوائر

فترة وطول بالثلوج المنطقة وتغطية وجودها عدم أو ونوعها النباتبقائها .

: قياس اإلشعاع الحراري للشمسMeasurements of Solar radiationفى ) ( الكالورى السعرات هى وحدات بثالث الحراري اإلشعاع يقاس

( , الحرارية البريطانية والوحدات الفرنسي النظام ( B. T. Uالنظام فىوالألنجلى, ) المساحة ( Lyاالنجليزي لوحدة بالسعرات الطاقة كمية وهى

المربع) (. السنتيمتروهناك عدة أجهزة لقياس اإلشعاع الشمسي :

Sunshine Recorderالهليو جراف ( مسجل أشعة الشمس) جهاز .1

110

فى يستخدمفيها تغيب أو تستطع التى الساعات عدد تسجيل

, فكرة يعطى ال وهو الظهور عن الشمس أشعةكانت طالما الشمس من الناتج الحرق يتساوى حيث الحرارية الوحدات عدد عن

. الجو حرارة درجة عن النظر بصرف ساطعة الشمسيبعد قوس وخلفها حامل على مثبتة كروية بلورية عدسة من الجهاز ويتكونورقة القوس هذا خلف ويوضع البلورية للكرة البؤري البعد تساوى بمسافة عنها

إلى مقسمة الخاص الكارتون النهار 12من ساعات عدد تمثل أجزاء وهى جزءمن الوقت حسب الورقة على سقطت األشعة هذه سقطت إذا بحيث وأجزائها

والتى األشعة سقوط زاوية ضبط طريقه عن يمكن متحرك محور وهناك اليوميعدل وكذلك الورقة على األشعة تجميع يمكن وبذلك السنة فصول حسب تتغيرمواجها الجهاز محور جعل مع العدسة محور على عمودية األشعة لتسقط الجهاز

النصف فى الحال بعكس الشمالي الكرة نصف في الغربي الجنوب نحواألرضية . الكرة من الجنوبي

يحدث وال الورقة وتحرق البؤرة في تتجمع الشمسية األشعة سقوط وعندالنقطة وتتحرك الشمس وجود وعدم السحب وجود عند الحال بطبيعة احتراقوتغير الشرق إلى الغرب من أي الشمس حركة بعكس النهار أثناء المتحرقة

عند الشمس ميل زاوية معرفة من والبد الغروب بعد يوم كل نهاية في الورقة. الجهاز استخدام

Solar Radiation Sensorجهاز قياس اإلشعاع الشمسي االلكتروني .2صغيرة شمسية خلية من االلكتروني الشمسي اإلشعاع جهاز يتركب

. كهربائيا تيارا يتولد عليها الشمس أشعة تسقط عندما السيلينيوم من مصنوعة , حرارة مع المتولد الكهربائي التيار كمية وتتناسب الخلية طرفي على صغيرا

, الحرارية الوحدات لقياس عداد إلى الخلية طرفي يوصل الشمس أشعةيتأثر. وال معه التعامل فى وبسيط االستعمال سهل بأنه الجهاز ويتميز المتولدة

. الجو فى الغبار بوجود أو بالرياحActinometer األكتينوميتر.3

الشمسية األشعة تأثير بقياس الجهاز هذا يقوموهو الالمعة، واألجسام المعتمة األجسام على

بغطاء محاط منهما كل ترمومترين عن عبارةبحرارة يتأثر ال حتى الهواء من مفرغ زجاجى

اإلشعاع بموجات يتاثر ولكن المحيط الهواء

111

والثانية سوداء بمادة مغطاة الترمومتران هذان أحد فقاعة فقط، الشمسىسطوعها، مدة طوال الشمس ألشعة الفقاعتان كال تعرض المعة، بمادة مغطاة

وقدرة األشعة، امتصاص على المعتمة األجسام قدرة على بينهما الفرق ويدليمكن خاص جدول من القراءتين مقارنة خالل ومن ردها، على الالمعة األجسام

اإلشعاع كمية .حسابRadiometer crooksراديومتر كروكس .4

زجاجية كرة عن عبارة الدقة متوسط جهاز وهومدبب بسن ينتهي حامل بداخلها الهواء من مفرغة

في الميكا من لوحين عليه يحمل ساق عليه يتحركبسهولة المدبب السن فوق بالدوران لهما يسمح وضعأسود بلون مطلي اللوحين من لوح كل سطحي احد

المطليان ) ( السطحان يتبادل بحيث السناج المع غير . الجهاز عرض فإذا اللوحان دوران عند مكانيهما

من أكبر كمية األسود السطح امتص الشمس ألشعةباللون مطلي الغير السطح من الشمس إشعاع

ويتحرك للوح المقابل المخلخل الهواء فيتمدد االسودوهكذا األخر اللوح محلة فيحل الهواء لتيار نتيجة اللوحما مقدار على الزمن وحدة في اللفات عدد ويتوقف للوحين دوران فيحدث

األشعة . من يمتصهعمله فكرة تعتمد ما سوداء وأخرى بيضاء أقراص قوامها التي األجهزة ومن

خالل قياسه يمكن حركي كهربي جهد فرق إلى الحراري الجهد فرق تحويل على. معينة زمنية فترات

: االتزان الحراري لألرضHeat Balance of Earthالحراري التوازن حفظ هو الجوى الغالف بها يقوم التى األدوار أهم من

تكتسبها, التى الحرارة تكون ال نهارا الشمس تستطع حينما انه بمعنى األرضى , الشمس تحجب وحينما سطحها فوق الحياة على تقضى بحيث جدا كبيرة األرضسطح فوق األحياء يتجمد بحيث جدا كبيرة منها المفقودة الحرارة تكون ال ليال

التوازن. حفظ فى الجوى الغالف به يقوم الذى الدور يتضح ولكي األرضبجانبين : اإللمام يجب لألرض الحراري

أوال : تأثير الغالف الجوى على الطاقة اإلشعاعية للشمس :من عمليات عدة إلى الجوي الغالف عبوره أثناء الشمسي إشعاع يتعرض

العمليات : تلك أهم ومن الجوي الغالف مكونات بعض قبلفي : Absorbanceاالمتصاص .1 الشمسي اإلشعاع بعض يمتص حيث

من جانبا يمتص الذي الذري األوكسجين قبل من العليا الجو طبقاتمن جانبا بغزارة يمتص الذي األوزون وكذلك البنفسجية فوق األشعة

ورود يقل حيث السطحية الهواء طبقات أما البنفسجية، فوق األشعةالجو طبقات في اغلبها امتصاص بسبب نسبيا البنفسجية فوق الطاقة

االمتصاص عمليات في دورا األزون أو الذري األوكسجين يلعب فال العلياتواجدهم يكثر الذي الكربون أكسيد وثانى الماء بخار الدور بهذا يقوم وإنماالغريبة والمواد الجو غازات بعض تقوم وكذلك السفلى الجو طبقات في

112

) ( باالمتصاص الغبار الجو في الطاقة. العالقة نسبة إلى نظرنا وإذابين ) تتراوح الممتصة ال ( 12 - 10اإلشعاعية االمتصاص عامل أن يتضح ٪

. األرض لجو الحراري التوازن حفظ حدود تأثيره يتعدىالغالف :Scatteringالتشتت .2 في مرورها أثناء األشعة انكسار على يترتب

التى للموجات إال التشتت يحدث وال االتجاهات جميع في انتشارها الجويوبخار ) الهواء جزيئات التشتت وسط مكونات أقطار عن أطوالها تصغر

الجوي ( الغالف فى العالقة الشوائب من وغبرها الغبار وذرات الماءالجو فى الزرقاء الضوئية األشعة تشتت هو التشتت على دليل وأوضح

. الزرقاء السماوية القبة مظهر عنها ينتج والتىالعواصف :Reflectanceاالنعكاس .3 تثيرها التى والرمال السحب تعكس

خاصة ) الشمسية اإلشعاعية الطاقة من كبيرا جزءا األرض جو فىللطاقة (. السطح عكس قوة وتعرف الموجة طويل الحراري اإلشعاع

االلبيدو ) باسم الشمسية مئوية. (Albedoاإلشعاعية كنسبة االلبيدو ويقدر . كانت فإذا الواصلة الكلية اإلشعاعية والطاقة المنعكسة الطاقة بين

هى ) األرض إلى الواصلة على ( Eاألشعة باالنعكاس منها يفقد ما وكانهو ) ما هو ( :Aسطح االنعكاس معدل يكون

Reflectance of surface albedo= AE

× 100

االلبيدومترات ) اسم عليها يطلق بأجهزة االنعكاس معدل (Albedometersويقاس. األشعة عليها تسقط التى األسطح طبيعة باختالف االلبيدو قيمة وتختلف

وقلة لونها وابيضاض جفافها بزيادة األشعة عكس على قدرتها تزيد فاليابسةلونها واسوداد رطوبتها بزيادة األشعة عكس على قدرتها وتقل النياتى غطائها

. اإلشعاع عكسها قوة فتتوقف المائية األسطح أما النباتي غطائها كثافة وزيادة . المائي السطح وتموج السماء وحالة األشعة ميل زاوية على

ثانيا : مصير الطاقة اإلشعاعية الشمسية التى تصل إلى سطح األرض وجوها :سرعان .1 والتى علية الساقطة اإلشعاعية الطاقة من األرض سطح يمتص

. أما النهار أثناء اليابس حرارة درجة ترفع حرارية طاقة إلى تتحول ماللماء النوعية الحرارة الرتفاع ببطء حرارتها درجة فترتفع المائية األسطح

اليابس؟ عنالمائية .2 األسطح إلى الواصلة الحرارية اإلشعاعية الطاقة من جزء يستنفذ

الطاقة هذه من آخر جانب يستنفذ كما التبخير عملية فى المكشوفة. النباتات أسطح من البخرنتح عملية إلتمام

الضوئية .3 اإلشعاعية الطاقة من قدرا الضوئي التمثيل عملية تستهلك.1حوالي) ) الشمسية اإلشعاعية الطاقة أجمالي من ضئيال جانبا تمثل ٪

عندما .4 حرارية طاقة إلى المشتتة الضوئية اإلشعاعية الطاقة تتحول. الوجيه أطوالها امتصاص على القدرة ذات المواد تستقبلها

سطح .5 بواسطة أو األرض جو فى سواء الممتصة اإلشعاعية الطاقة تنبعثلنظرية طبقا الموجة طويل حراري إشعاع صورة فى جديد من األرض

. على يقتصر ال الحراري األشعاعى النشاط أن توضح والتى اإلشعاع تبادل, به المحيط البارد الجو إلى الساخن الجسم من الحرارية األشعة انتقال

113

ما وهذا فيمتصها الجسم على تسقط حرارية أشعة بدوره يشع الجو أن بلاإلشعاع ) (. تبادل باسم يعرف

للطاقة االمتصاص بدور األرض جو فى قامت التى المواد أن يتضح سبق مماتبادل محصلة أن حيث ليال أو نهارا سواء اإلشعاع بدور نفسه الوقت فى تقوم

حيث ليال الحالي بعكس المادية األجسام حرارة درجة رفع تسبب نهارا اإلشعاع . المادية األجسام حرارة درجة خفض تسبب

Air Temperatureدرجة حرارة الهواء الجوى :

: تعريف درجة الحرارةDefinition , حرارة وترجع البرودة أو السخونة حيث من الجسم حالة على يدل عدد هي

. المناخ عناصر أهم من الحرارة درجة وتعتبر الشمس أشعة إلى أساسا الجو. والرطوبة والرياح الضغط مثل األخرى الجوية العناصر بقية على تؤثر فهى

, دونه ما آو الصفر درجة إلى تصل فقد كبير الحرارة درجة فيه تتغير الذي والمدىفوق ما والى الشتاء . 400فى على واضحة أثار وللحرارة هذا الصيف فى م

. والنبات والحيوان اإلنسان: وتستخدم عدة أنظمة لقياس درجة الحرارة وهى

إندريس :)Celsius )0Cالنظام المئوي .1 السويدي العالم صممهعام . 1747سيليسيوس الضغط تحت الماء تجمد درجة اعتبر وفيه ميالدية

هي العياري الضغط تحت الماء غليان ودرجة الصفر، هي م 1000العياريإلى بينهما المسافة درجة 100وقسم يعادل قسم كل متساوى، قسم

سيليزية ) (. مئويةحيث :)Fahrenheit )0Fالنظام الفهرنهيتي .2 فهرنهيت جابريل العالم صممه

هي العياري الضغط تحت الماء تجمد درجة غليان 0F 32 اعتبر ودرجة ، هي العياري الضغط تحت إلى 0F 212الماء بينهما المسافة وقسم ،180

. فهرنهيتية درجة يسمى منها كل متساوي قسمعام :)Kelvin )0Kنظام كلفن .3 كلفن اللورد أن 1852صممه اعتبر حيث ،

التدريج تقابل الماء تجمد يقابلها 273درجة الماء غليان .373ودرجةإلى بينهم المسافة درجة 100وتقسم يسمى منها كل متساوي قسم

مطلقة.درجة :)Reaumur )0Rالنظام الرومي .4 هى الماء تجمد درجة تكون وفيه

التدريج يقابلها الماء غليان ودرجة إلى. 80الصفر بينهم المسافة وتقسم80 . النظم هذه بين والعالقة روميرية درجة يسمى منها كل متساوي قسم

التالية : المعادلة من تتضحC 0

100=F0−32

180= K0−273

100= R

80: أجهزة قياس وتسجيل درجة الحرارة

Temperature Measurement and Recording Apparatusأنواع : عدة منها يوجد والتى بالترمومترات الحرارة درجة قياس يتم

: الترمومتر الزئبقي .1

114

انتشارا واألكثر األشهر هو النوع زجاجي هذا إناء عن عبارة وهومقدار على يحتوى الشكل أسطواني أو كروي مستودع من مكونمن شعرية أنبوبة داخل تمدده زيادة مع لملئه يكفى الزئبق من

زجاجي غالف داخل وتثبت مقفل وطرفها بالمستودع متصلة الزجاج . الحرارة درجة على االستدالل يمكن بواسطته تدريج وتوضعوبينهماحسب الماء غليان ونقطة الماء، فيها يتجمد التي النقطة عند عالمة

. المستخدم التدريج نوعيلي : بما ترمومتريه كمادة الزئبق ويتميز

الزجاج خالل رؤيته تسهل فضي .لونه .) ( بالزجاج يلتصق ال لذلك عالية جزيئاته تماسك قوة - عند يتجمد فهو واسع مدى في استخدامه عند° 39يمكن يغلي .357م م °

Maximum Thermometerترمومتر النهاية العظمى : .2

بالمستودع اتصالها عند الشعرية باألنبوبة اختناقا به أنه إال زئبقي ترمومتر هو. ) الحرارة ) ارتفاع مع تمدده بعد االنتفاخ الخزان إلى الرجوع من الزئبق لمنع

الناتجة القوة تأثير تحت االختناق خالل الزئبق يتدفق الحرارة درجة ارتفاع فعند , فان الحرارة درجة انخفاض وعند المستودع فى الموجود الزئبق تمدد عن

نتيجة المستودع إلى العودة يستطيع وال يبقى الشعرية باألنبوبة الموجود الزئبقدرجة أعلى على تدل بالساق الزئبق عمود نهاية فإن وبذلك االختناق وجود

مرة الترمومتر يستعمل ولكي المحددة الفترة خالل الترمومتر لها تعرض حرارةثم المستوى إلى الزائد الزئبق ليعود المستودع اتجاه فى بشدة يرج فإنه أخرى

. أفقيا يعلقMinimum Thermometer ترمومتر النهاية الصغرى :.3

به المستخدمة الترمومتريه والمادة الصغرى الحرارة درجة لقياس يستخدم . مؤشر أو دليل على الشعرية األنبوبة وتحتوى الزئبق من بدال الكحول هى للقياس

فى القرص يقع بحيث قصيرة بساق متصل قرص عن عبارة وهو الزجاج من. الشعرية األنبوبة فى الحركة وحر البصلة اتجاه

األنبوبة في سطحه فينخفض الكحول ينكمش الحرارة درجة انخفاض عندأسفل إلى الدليل معه ويتحرك السطحي الشعرية الجذب ترتفع, بفعل وعندما

الدليل تاركا الشعرية األنبوبة في سطحه فيرتفع الكحول يتمدد الحرارة درجةوصل حرارة درجة اقل على للدليل المحاذية الترمومتر قراءة وتدل موضعه في

115

. النهاية ترمومتر فى ترمومتريه كمادة الكحول ويستخدم اليوم أثناء الهواء إليهايستطيع بذلك و جدا منخفضة تجمده درجة الكحول ألن الزئبق من بدال الصغرى . للعمل الترمومتر هذا إعداد ويتم يتجمد أن بدون للجو حرارة درجة أقل قياس

. العادية الحرارة درجة عند الكحول سطح عند ليقف الدليل يتحرك حتى بقلبه Six ) ترمومتر سكس (:ترمومتر النهاية العظمى والصغرى.4

Ther

mometer

:

مستدع ) عن األنبوبة( Aعبارة من وجزء والمستودع ملتوية بأنبوبة يتصل , وفوقه بالزئبق مملوء الجهاز من الملتوي الجزء أما ملون بكحول مملوءة

بانتفاخ ) للمستودع المقابل اآلخر الطرف من األنبوبة هذه وتنتهي ملون Bكحولالحديد( من مؤشران الفرعين فى الزئبق سطح ويعلو بالكحول مملوء نصفه

. بالزجاج المغطىالمستودع ) فى الكحول يتمدد الجو حرارة درجة ارتفاع دافعا ( Aوعند

المؤشر ) ومحركا األنبوبة فى االنتفاخ ( )2الزئبق اتجاه على ( Bفى ويساعداالنتفاخ ) أن من ( Bذلك لمزيد يسمح وبذلك بالكحول منتصفه إلى مملوء

المؤشر ) تحرك عملية وتسهل يدخله أن .2الكحول حرارة ( درجة أعلى ليعطىالمستودع ) فى الكحول ينكمش الحرارة انخفاض جهة ( Aوعند الزئبق ويتحرك

المؤشر ( ) Aالمستودع ) يندفع المستودع ( )1وبالتالي اتجاه ليعطى ( Aفى ( , المؤشر يظل ثانية الحرارة ارتفعت فإذا حرارة درجة موضعه ( 2أقل فى

المؤشر ) بينما العظمى النهاية حرارة درجة الصغرى ( 1مبينا النهاية يبين. الحرارة لدرجة

Thermograph: ) مسجل درجة الحرارة (الثرموجراف.5

116

A

B

متوسط الحرارة

أعلى درجة

درجة اقلحرارة

ويتركب أسبوع إلى تصل كبيرة لفترة الحرارة درجة قياس فى يستخدم جهازمن :-

من الجزء الحساس :.1 مصنوع مقوس معدني شريط عن عبارة وهومختلفين معدنين من تماما ملتصقتين رقيقتين معامل صفيحتين فى

الطولى معامل التمدد من أقل منها الخارجي للمعدن التمدد معامليتصل برافعة القوس لهذا الخالص الطرف ويتصل الداخلي للمعدن التمدد

بحيث معد الطرف وهذا أسطوانة سطح على طرفه ينتهي مؤشر بها. تقريبا أسبوع طوال مبلل يجعله بمداد إمداده يمكن

يشبه أسطوانة التسجيل :.2 جهاز على مركبة أسطوانة عن عبارة وهى . األسطوانة وتوضع أسبوع فى دورته ويتم بانتظام يدور المنبه أو الساعة

. الحساس بالجزء القلم يتالقى بحيثطولية : ورقة بيانية.3 بخطوط ومقسمة لألسطوانة الجانبي السطح تغطى

إلى مقسم يوم وكل األسبوع أيام عدد ساعات 24تبين عدد تمثل قسمالحرارة. . درجات تعين عرضية وبخطوط اليوم

يقع بحيث التسجيل اسطوانة على البيانية الورقة بتثبيت الجهاز ويستعملبدء لحظة المنطقة فى الفعلية الحرارة ودرجة واليوم الساعة على القلم سن

. درجة ارتفاع ونتيجة عادى ترمومتر طريق عن معرفتها يمكن والتى العمليؤثر مما المعدني للقوس المكونان المعدنين تمدد يختلف وانخفاضها الحرارة

درجة يبين البيانية الورقة على منحنى فيرسم المؤشر فتحرك الروافع على . األسبوع خالل واليوم الساعة أثناء الحرارة

: التغير الحراريTemperature Changes , التغير يعتمد حيث للحرارة المنتظم وغير المنتظم بالتغير الجو حرارة تتأثر

, التغير يعتمد بينما األرض سطح فوق الشمس أشعة ميل درجة على المنتظم. أخرى إلى منطقة من الهواء كتل تحرك على للحرارة المنتظم غير

: المدى اليومي لدرجة الحرارةDiurnal Range of Temperature

117

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6

343230282624222018161210

غرب

شرق

غروبالشمس

شروقالشمس

نصفليلنهار نهار

درجات الحرارة

المدى ويختلف اليوم في تسجل حرارة درجة وأعلى أدنى، بين الفارق هوالقريبة الساحلية األماكن في صغيرا ويكون معين، مكان فى اليومي الحراريفي ويزيد الكثيف، النباتي الغطاء ذات األماكن أو المائية المسطحات منيكتسب اليابس أن ذلك في والسبب اليابس وسط تقع التي الداخلية األماكن

تكتسب المائية المسطحات أن حين في بسرعة ويفقدها بسرعة الحرارة. ببطء وتفقدها ببطء عمودية الحرارة الشمس تكون أشعة وعندما كمية تزداد

التى درجة الشمس من لها مستوى اعلى إلى األرض وتصل األرض إلى تصلالظهيرة وقت يقل Maximum Temperatureالحرارة الشمس أشعة ميل وبزيادة

وتزداد الشمس من المكتسبة الحرارة كمية وتقل األرض إلى الواصل اإلشعاعالفجر عند لها مستوى اقل إلى تصل حتى األرض من المفقودة الحرارة كمية

Minimum Temperature : المدى الحراري السنوي Annual Range of Temperature

) أغسطس ) أو يوليه يؤخذ عادة حرارة الشهور أعلى متوسط بين الفرق هو ) في ) واضحة بصورة ذلك ويظهر فبراير آو يناير حرارة الشهور أدنى ومتوسط

القارية األقاليم في وكذلك األربعة، الفصول يظهر حيث المعتدلة المناطقالسابقة العوامل بنفس السنوي الحراري المدى ويتأثر القارات وسط الواقعة

النباتي ) والغطاء المائية المسطحات اليومي الحراري المدى بها يتأثر التي,الكثيف(. العرض وخطوط الشمس أشعة على السنوي الحراري المدى ويعتمد

قوى وتتناقص قوى اإلشعاع ويكون عمودية الشمس تكون االستواء خط ففى. تدريجيا االستواء خط عن ابتعدنا كلما اإلشعاع

: تغير الحرارة باالرتفاعمقداره بمتوسط أعلى إلى ارتفعنا كلما الحرارة كل 6,50تنخفض 1م

منها : أسباب لعدة ذلك ويرجع ارتفاع كيلومترمن .1 جزء يمتص الذي الماء بخار بها يكثر الهواء من السفلى الطبقات أن

. الحرارة درجةاإلشعاع .2 بتأثير األرض لسطح مالمسته من حرارته يكتسب الهواء أن

. أعلى إلى ارتفعنا كلما تأثيره يقل الذي األرضيإلى .3 يؤدي مما االرتفاع زاد كلما ضغطه ويقل كثافته وتقل الهواء يتخلخل

. الحرارة انخفاض118

G F M A M J J A S O N D

ايرين

رايفب

ر مار س يلابر

ايوم

نيهيو

ليويو

سأغ

سط

مبسبت

ر توبأك

أعل ى

درج

اإلشعاعالشمسي

السماء)

ترمومتر

متوس ط

درجاتالحرار

أعلى قيمة

لإلشعا ع

األراضي .4 مساحة من أقل المرتفعات تغطيها التي األراضي مساحة أن. أقل تكون المرتفعات فوق الحرارة فكمية ولذلك المنبسطة

ألخر مكان من يختلف الحرارة درجة تغير بان القول يمكننا عامة وبصفة. ألخر يوم من نفسه المكان وفى

: ) خطوط الحرارة المتساوية ) الخطوط االيسوثرميةIsothermic Linesعلى ترسم التي الوهمية الخطوط المتساوية الحرارة بخطوط نقصد

تتساوى التي األماكن بجميع مارة عادة تكون والتي الجوية األرصاد خرائط . عن عامة صورة تعطي وهى السنوية آو الشهرية سواء حرارتها متوسطاتالبحرية والتيارات والماء اليابس أثر عن فكرة تعطي أنها كما وتوزيعها، الحرارة

. األرضية الكرة سطح على الحرارة توزيع في النباتي والغالف الجوي والغالفألن والبر، البحر من كل في الخطوط هذه نجد أن يمكن أخرى جهة من

. البحر فداخل ذلك، غير والعكس متساوية البحر حرارة درجة أن يعتقد من هناك . الحرارية الخطوط من الكثير نجد أن رسمها :يمكننا في يأتي ما ويراعى

استبعاد .1 ذلك ومعنى البحر سطح لمستوى بالنسبة الحرارة درجات تعديلواعتبار التضاريس عند ان أثر حرارتها درجة متوسطات أخذت األماكن

, ما مكان حرارة كانت فإذا البحر سطح وارتفاعه 10مستوى مئوية درجاتالبحر سطح واحدة 1500عن درجة حرارته درجة إلى نضيف فإننا متر

لكل , 150مئوية المكان هذا حرارة تكون بذلك و االرتفاع من تقريبا 20متر. مئوية درجة

األماكن .2 في الخرائط على تعديلها بعد الحرارة درجات متوسطات وضع. حرارتها درجة أخذت التي

بخط .3 يعرف بخط واحدة حرارة درجة في تشترك التي الجهات بين نصل. األماكن لهذه المتساوي الحرارة

في .4 عادة نجده و ثابتا المتساوية الحرارة خطوط بين الفرق يكون أنبـ المناخ .10أو 5خرائط درجات

: التدرج الحراريTemperature Gradient ) T. G (االرتفاعات ) لوحدة الحرارة درجة فى التغير بأنه الحراري التدرج يعرف

كالتالي( :100 رياضيا عنه ويعبر مترT . G= ∆ T

100ويكون :

الحراري .1 فى T. Gالتدرج يحدث وهذا باالرتفاع الحرارة نقصت أذا موجب.Troposphereطبقة

الحراري .2 الحرارة ) ( T. Gالتدرج درجة تزيد عندما الحراري االنقالب سالباطبقة فى يحث وهذا .Tropopauseباالرتفاع

الحراري .3 باالرتفاع T. Gالتدرج الحرارة درجة تتغير ال عندما صفراطبقة) ( من السفلى المستويات فى يحدث وهذا الحراري التساوي

االستراتوسفير. : حرارة التربةSoil Temperature

منها : عوامل بعدة التربة حرارة تتأثر119

لكل الثابت الشمسي :.1 الشمسي الثابت قيمة سطح 2سم 1تبلغ من , حدود فى متغير مقدار وهو الدقيقة فى حراريين سعرين حوالي األرض

جهة من والشمس األرض بين والمسافة جهة من باإلشعاع متأثرا ضيقةأخرى.

والغبار درجة شفافية الغالف الجوى :.2 الماء ببخار محمال الجو كان فكلماالواصل الشمسي اإلشعاع لقلة األرض حرارة درجة قلت كلما والدخان

. األرض سطح إلىعلى زاوية سقوط أشعة الشمس :.3 حرارتها تتركز العمودية فاألشعة

على حرارتها تتوزع المائلة األشعة بينما األرض من صغيرة مساحة . الحرارة درجة تقل وبذلك أكبر الحرارية مساحة االختالفات تظهر وهنا

. والشتاء والصيف والنهار الليل بينتزداد عدد ساعات سطوع الشمس :.4 الشمس سطوع مدة بزيادة

. الشمس سطوع ساعات عدد فى ويتحكم األرض إلى الواصلة الحرارةالنهار طال كلما الشمسي اإلشعاع يزداد حيث النهار ووجود طول

. كثافتها ودرجة السحب : تأثيرات حرارة الشمسEffects of Solar Temperature

تأثير الحرارة على األسطح المائية :.1المائية األسطح على تأثيرها عن اليابسة على الشمسية األشعة تأثير يختلف

اآلتية : لألسباب ذلك ويرجعأضعاف .1 أربع تبلغ للماء النوعية الحرارة الن اليابسة عن ببطء الماء يسخن

درجة لرفع اكبر حرارة كمية تستهلك وبذلك لليابسة النوعية الحرارة. الماء حرارة

تنفذ .2 حيث لشفافيتها نظرا الماء فى الحرارة من كبيرة كمية تتشتت , التى المعتمة األرض بخالف اكبر حجم فى وتنتشر اكبر أعماق إلى األشعة

. فقط األشعة عليها الواقع السطحية الطبقة فيها تسخنيعترض .3 المائية للمسطحات المالصق بالهواء الماء بخار من كمية وجود

. الماء تسخين سرعة من يبطئ مما نفاذها ويعرقل الشمسية األشعة4.. بخار إلى تحويله فى الماء على الساقطة الحرارة من جزء يستهلك

, الصيف فصل ففى اليابسة عن نسبيا ببطء ويبرد يسخن الماء الن ونظرا , فيهب لليابس المالمس الهواء من حرارة اقل البحر لماء المالمس الهواء يكون

. ) فى ) أما المناطق هذه جو لحرارة ملطفا اليابس على بارد هواء البحر من نسيملسطح المالمس الهواء من ادفأ يكون البحر لماء المالمس الهواء فان الشتاء

الباردة المناطق هذه جو الدافئ البحر هواء يلطف وبالتالي نسبيا البارد اليابس . البحار من القريبة األماكن أن نجد السبب ولهذا برودتها حدة من يخفف مما

ما أذا صغيرا بها والشتاء الصيف فى الحرارة درجة بين الفرق يكون والمحيطات . عنه البعيدة الداخلية باألماكن قورن

تأثيرات الحرارة على النباتات:.2المحاصيل وتطور نمو فى تأثيرا البيئية العوامل أكثر من الحرارة درجة تعتبر

لمرحلة الوصول وحتى اإلنبات من بداية النبات نمو مراحل جميع في تؤثر فهىصغرى حرارة درجة محصول ولكل أخرى مرة البذور وتكوين Minimumاإلثمار

120

Temperature حرارة ودرجة النمو عندها يحدث أن يمكن حرارة درجة أقل وهىودرجة Optimum Temperatureمثلي للنمو معدل أقصى عندها يحدث التي وهى

عظمى يحدث Maximum Temperatureحرارة أن يمكن حرارة درجة أعلى وهىالحيوية العمليات جميع تتأثر ذلك عن الحرارة درجات زيادة وعند النمو عندها

بالنبات.معدل يكون بينما يمكن ما أعلى يكون الضوئي البناء معدل أن ويالحظ

من نسبة أعلى توفر إلى يؤدى مما المثلي الحرارة درجة في عاديا التنفسالبناء معدل يقل المثلي عن الحرارة درجة وبانخفاض للنمو المجهز الغذاء

الغذاء في الفائض يقل ولذلك التنفس معدل انخفاض من أكبر بدرجة الضوئيالحرارة ارتفاع أما الصغرى الدرجة عند النمو يتوقف أن إلى للنمو الالزم المجهزالبناء زيادة من أكبر بدرجة التنفس معدل زيادة عنه فينتج المثلي الدرجة عن

عند النمو يتوقف أن إلى للنمو الالزم المجهز الغذاء أيضا ينقص وبالتالي الضوئي . العظمى الدرجة

-: التأثيرات الضارة للحرارة المرتفعةالنبات ..1 في المائي التوازن اختاللالحديث ..2 والعقد األزهار سقوطالحديثة ..3 الخضراء النموات و األوراق وجفاف احتراقالشمس ..4 لفحة مثل النمو أثناء النبات أنسجة في احتراق حدوثوالبروتينات .5 لإلنزيمات الجزيئي التركيب في فيها عودة ال تغيرات حدوث

المميتة . العظمى الدرجة من الحرارة درجات اقتراب عند -: التأثيرات الضارة للحرارة المنخفضة

الحرارة .1 درجات انخفاض نتيجة الصحراوية المناطق في الصقيع حدوثإلى والربيع الشتاء توقف 5في إلى ذلك ويؤدى الباكر الصباح في م

للنبات . الحيوية العملياتعلى .2 يعمل مما البينية المسافات في للماء تجمد الصقيع حدوث عن ينتج

الخاليا . لجدر تمزق أيضا ويحدث لخواصه وفقده البروتوبالزم تجمدوجودة .3 كمية من يقلل مما الخضر محاصيل بعض في مبكر تزهير حدوث

المحصول .Atmospheric Pressureالضغط الجوى :

الضغط الجوى : تعريفه Definition من يمتد واحد مربع سنتيمتر قاعدته مساحة الهواء من عمود وزن عن عبارة

. حوالي الوزن هذا ويبلغ الجوي للغالف العليا األطراف وحتى البحر 6,53سطحطوله الزئبق من عمود وزن يعادل وهذا الواحدة، المربعة البوصة على كيلوجرام

أو 76 أو 29,92سم البحر 1013بوصة سطح مستوى عند بالضغط مليبار ويسمى , . عن نقص وآذ مرتفع بأنه وصف القدر هذا عن الضغط زاد فإذا المعياري الجوى

. منخفض بأنه وصف ذلكمقطعه مساحة الزئبق من عمود وزن أن وارتفاعه 1أي مربع 76سنتيمتر

على الواقع الهواء عمود وزن يعادل الغالف 1سم ارتفاع وارتفاعه مربع سنتيمتر . لألرض الجوي

121

البار بوحدات الجوي الضغط يقاس تعادل Barكما سم /610 وهى وألن .2داينالمليبار هي أصغر وحدة استخدام تم كبيرة الوحدة بار = )هذه إذن( ملليبار1000ا

سم/ 310 =الملليبار .2داينيتغير الجوي الضغط أن كما االرتفاع مع يتناقص الجوي الضغط فان عامة وبصفة

. آلخر مكان من األرض سطح على

: العوامل التى تؤثر على الضغط الجوىFactors Affecting Atmospheric Pressure

منها : عوامل بعدة الجوي الضغط يتأثرالضغط االرتفاع عن سطح البحر :.1 يقل البحر سطح عن ارتفعنا كلما

زاد كلما ألنه وذلك البحر سطح مستوى دون انخفضنا إذا والعكس الجويالجوى الغالف نهاية بين ما الواصل الهواء عمود طول قل االرتفاع

. عامة وبصفة ضغطه يقل وبالتالي وزنه وقل فيه نقيس الذي والمكانبمقدار الجوى الضغط بمقدار 11يتناقص االرتفاع زاد كلما 100ملليبار

ارتفاع, حتى ثابتا التغير هذا ويستمر ثم 3000متر البحر سطح فوق مثر. ذلك من أكثر ارتفعنا كلما النقص معدل يقل

الحرارة درجة الحرارة :.2 درجة بارتفاع الجوي الضغط مقدار ينخفضمنه قسما أن إلى يؤدي الذي األمر يتمدد يسخن عندما الهواء ألن وذلك

وقلة الهواء عمود وزن نقص إلى ذلك ويؤدي األخرى الجهة إلى ينتقل

122

الضغط الجوى المعياري بوحداتالقياس المختلفة

1013 629,92

سطح مستوى

االرتفاع

الضغط تغير الجوى

التقريبي المعدلالضغط قيم لتغير

باالرتفاع الجوى

15000

10000

5000

وينكمش. يتقلص الهواء فان الحرارة درجة تهبط عندما حين في ضغطهيزداد وبالتالي وزنه يزيد مما إليه جديد هواء فيضاف حجمه ويصغر

. الحرارة. درجة مع عكسيا يتناسب الجوي الضغط مقدار أن أي ضغطهالشتاء فى وأيضا الظهر فى عنه الصباح فى مرتفعا الضغط يكون لذلك

. أهم من األرض سطح على الحرارة توزيع فان ذلك وعلى الصيف عن. الجوى الضغط توزيع فى تتحكم التى العوامل

الهواء اختالف كمية بخار الماء :.3 كثافة من أقل الماء بخار كثافة ألن نظراجزء بإزاحة يقوم ما منطقة فى هواء في الماء بخار كمية تزداد عندما فإنه

الجوي الضغط قيمة فتنخفض مكانه ليحل المنطقة تلك من الهواء منما منطقة هواء في الماء بخار كمية تقل عندما العكس إذن. ويحدث

" مع عكسيا يتناسب الهواء في الماء بخار مقدار أن أي عكسي التناسب." الجوي الضغط

ويبرد توزيع اليابس والماء :.4 ببطيء يسخن الماء أن سابقا عرفنا لقد , يسخن الصيف فصل في لذلك و اليابس على العكس ويحدث ببطيء

فإنه الماء بعكس أيضا بسرعة له المالمس الهواء ويتمدد بسرعة اليابس , الضغط يكون بذلك و ببطيء له المالمس الهواء ويتمدد ببطيء يسخن

فصل في العكس ويحدث مرتفعا الماء وعلى منخفضا اليابس على الجوياليابس وعلى نسبيا منخفضا الماء على الجوي الضغط نجد حيث الشتاء

مرتفعا.الهوائية حركة الهواء الراسية :.5 التيارات حدوث عند الجوي الضغط يقل

. ويزداد االستوائية المنطقة فى يحدث كما الهواء تخلخل نتيجة الصاعدةكما الهواء ثقل لزيادة الهابطة الهوائية التيارات حدوث عند الجوي الضغط

. المدارية المناطق فى ما يحدث أذا أيضا الراسية الهواء حركة وتحث . يودى حيث األرض سطح فوق متضادين اتجاهين من هوائيان تياران التقى

فى انخفاض عليها يترتب صاعدة هوائية تيارات حدوث إلى االلتقاء هذا . حدوث إلى يؤدى الجو أعلى فى االلتقاء حدث أذا أما الجوى الضغط

. الجوى الضغط فى ارتفاع حدوث فى تتسبب هابطة هوائية تياراتالخطوط االيزوبارية ( :خطوط الضغط المتساوي ( Isobars Lines

بين لتصل الخرائط على ترسم خطوط وهيهو كما المتساوية الضغط ذات المناطقبعد المتساوية الحرارة خطوط في الحال

حيث البحر سطح إلى منها كل ضغط تعديللكل واحد ملليبار بمقدار الضغط .9يقل أمتار

حساب على الخطوط هذه ترسم ووالسنوية، والفصلية اليومية المتوسطات

خطوط أما الطقس بحالة التنبؤ في اليومية المتساوي الضغط خطوط وتفيد . المناخ دراسة في تفيد فإنها السنوية و الفصلية المتساوي الضغط

عن تتباعد أو تتقارب قد أنها نالحظ المتساوي الضغط خطوط توزيع وفيالضغط خطوط تقاربت كلما ألنه وذلك كبيرة أهمية الظاهرة لهذه و بعضها

الرياح قوة وزادت المتساوي الضغط في التدرج حدة زادت بعضها من المتساوي

123

. صحيح العكس المسافة و مع عكسيا تناسبا تتناسب الرياح سرعة أن أي. المتساوي الضغط خطوط بين العمودية

: وتأخذ الخطوط االيزوبارية أشكاال عديدة تتمثل فى ما يليتكون :Cycloneاإلعصار .1 منخفض ضغط منطقة

وأحيانا بيضاوية مقفلة االيزوبارية الخطوط فيهافى, للضغط الصغرى النهاية وتكون مستديرة

. وهى الضغط زاد المركز عن بعدنا وكلما المركزجوية حالة وهى العالم فى الحدوث كثيرة منطقة . له اى متحرك واإلعصار ثابتة أو مستقرة غير

متباعدة فيها االيزوبارية الخطوط تكون مقدمة, متقاربة فيها االيزوبارية الخطوط تكون ومؤخرة

اقل اإلعصار مقدمة فى الرياح سرعة تكون ولذلك . مع الساعة عقارب عكس االنخفاض هذا حول الرياح وتدور مؤخرته فى منها

الكرة نصف فى اإلعصار كان طالما الداخل إلى الميل.) بالوت ) بايز قانون الشمالي

مرتفع :Anticycloneاإلعصار المضاد .2 ضغط منطه هىأو بيضاوية مقفلة ايزوبارية بخطوط محصورة

المركز, فى للضغط الكبرى النهاية وتكون مستديرة . فى المتساوية والخطوط المركز عن بعدنا كلما وتقل

. وتتجه بعضها عن بعدا أكثرا تكون المرتفع الضغطخطوط على مائلة الخارج إلى الداخل من فيها الرياح

اتجاه فى الرياح حركة وتكون المتساوي الضغط . جوية حالة المضاد واإلعصار الشمالي الكرة نصف فى الساعة عقارب

هواء نزول إلى تكونها سبب ويرجع فترة بعد تتالشى ولكنها تتحرك ال مستقرةمع للخارج الرياح وتتجه الضغط فيزداد ما مكان فى العليا الجو طبقات من

. الجو صفاء استمراريطلق اإلعصار الثانوي :.3 لذا اإلعصار ويجاور قليال ممتد ايسوبارى انخفاض هو

, موجه من ويتكون ومؤخرة مقدمة له اى متحرك وهو الثانوي اإلعصار عليةاإلعصار لموجه مجاورة تسير ساخن هواء من ثانوية

الرئيسي. انخفاض على شكل حرف.4

V: من اتجهنا كلما االيسوبارى الضغط قيمة فيه تقل , مقدمة له ولذا متحرك وهو الداخل إلى الخارج

الداخل إلى الخارج من فيه الرياح وتتحرك ومؤخرة. المؤخرة فى شدتها تزيد حيث

مرتفع :Collالكول .5 ضغط منطقتي بين تقع منخفض ضغط منطقة هىعواصف عادة ويصحبه كبير ارتفاع إلى بسرعة الحار الهواء بصعود وتتميز

. غزيرة أمطار سقوط مع وبرق رعديةوهو : Wedgeالوتد .6 إعصارين أو انخفاضين بين تسير مرتفع ضغط منطقة

, لذلك إعصار مؤخرة عن عبارة مقدمته وتكون ومؤخرة مقدمة له اى متحرك

124

واألمطار بالسحب فتتميز الحق إعصار مقدمة هى ومؤخرته صحو جوها يكون. للخارج الداخل من فيه الرياح وتهب

خطوط :Straight Linesالخطوط المستقيمة .7 هىاالنخفاض حسب تحديد دون اتجاه اى فى تمتد

عند العالية الرعدية السحب وتظهر الضغط فىتلبدا السماء وتزداد العالي الضغط خطوط

إلى اتجهنا كلما األمطار وسقوط الكثيفة بالسحب. المنخفض الضغط

تدرج الضغط :Pressure Gradient مقاسا ويكون المسافات لوحدة بالنسبة الجوي الضغط في التغير مقدار هو

الضغط خطوط على عموديا المنخفض الضغط إلى المرتفع الضغط منالتى (.Isobarالمتساوي ) الطبيعة فى األساسية القوة هو الضغط تدرج ويعتبر

. المنخفض الضغط مناطق إلى المرتفع الضغط مناطق من الهواء حركة تسببالضغط تدرج خطين P.Gويحسب بين الضغط فى الفرق معرفة من

بينهما∆ ( Pايزوباريين ) كاتالى∆ :SوالمسافةP .G=∆ P

∆ Sيلي : ما نتبع الضغط تتدرج ولمعرفة

فى .1 المتساوية الخطوط كانت أذاعلى عمودا نقيم متوازية الضغط

الضغط من اتجاهه يكون حيث األيزوبار. المنخفض الضغط إلى المرتفع

على .2 عمودا نقيم البعد منتظمة غير خطوط عن عبارة االيزوبار كانت أذا. المتوسط االيزوبار

دوائر .3 عن عبارة االيزوبار كانت أذاالضغط من الضغط تدرج اتجاه يكون

مع المنخفض الضغط إلى المرتفع. الدائرة قطر نصف اتجاه نفس

:تغير الضغط الجوي اليومييبلغ إذ يوميا تغيرا الجوي الضغط يتغير

اليوم في مرتين العظمى نهايته

125

تدرج اتجاهالضغط

1008 10004 1000 1000 1004 1008

ملليبار1000

تدرج اتجاهالضغط

االيزوبارالمتوسط

100ملليبار7

) مرتين) اليوم في الصغرى نهايته ويبلغ تقريبا مساء والعاشرة صباحا العاشرة. ) تقريبا ) مساء والرابعة صباحا الرابعة أيضا

. مدى التغير: االستواء خط عند ويزداد والصغرى العظمى النهايتين بين الفرق هو . القطبين عند ينعدم ويكاد القطبين نحو اتجهنا كلما اليابسة , ويقل فوق ويكون

. للضغط اليومي التغير ويتأثر هذا العرض خط نفس عند البحار فوق منه أكبر. الجوية والمرتفعات المنخفضات مرور من الناشئة المحلية بالتغيرات

التوزيع العام لمناطق الضغط الجوي

المناطق توزيع بين وثيقة عالقة هناكوتوزيع وشتاءا صيفا العالم في الحرارية . تقسيم ويمكن الرئيسية الضغط مناطق

للضغط رئيسية نطاقات إلى األرضية الكرةهي : الجوي

:منطقة الضغط المنخفض االستوائي.1خطي بين ما المنطقة هذه وتنحصر

و شماال 10oعرض ، تقريبا جنوبا والمنطقة هذه ضغط انخفاض تزيد يرجع التي الحرارة درجة ارتفاع بسبب

هوائية تيارات حدوث من عليه يترتب وما الهواء في الماء بخار نسبة من. العليا الجو طبقات إلى صاعدة

بين نطاقا الضغط المرتفع فيما وراء المدارين :.2 النطاقان هذان يمتد وعرض باسم° 40،° 30خطي النطاقان هذان يعرف و تقريبا جنوبا و شماال

هذين في الهواء يتحرك و ، المدرين وراء فيما المرتفع الضغط نطاقيمن . كل منهما يخرج كما أسفل إلى أعلى من رأسية حركة النطاقين

. العكسية و التجارية الرياحخطي نطاقا الضغط المنخفض دون القطبي :.3 بين النطاقان هذان يمتد

هذه° 70،° 60عرض فى المنخفض والضغط ، تقريبا جنوبا و شماالالرياح المنطقة التقاء من الناتجة الصاعدة الهوائية التيارات بسبب

القادمة العكسية بالرياح والجنوبي الشمالي القطبين من الزاحفة القطبيةعروض .30من وجنوبا شماال

فيما نطاق الضغط المرتفع القطبي :.4 القطبين حول النطاق هذا يتركز وعرض خطي ،° 90،° 75بين تقريبا جنوبا و الهوائية شماال التيارات بسبب

النخفاض باإلضافة التيارات لهذه الحرارة درجة انخفاض نتيجة الهابطة. الحرارة درجة

الضغط ومنطقتي االستوائي المنخفض الضغط منطقة تكون أن نجد وبذلكالمنطقتين في وانخفاضها األولى في الحرارة ارتفاع إلى يعود القطبية المرتفعالضغط ومنطقتا المدارين وراء فيما المرتفع الضغط منطقتا أما األخيرتين،التيارات هي تكوينهما في األول فالعامل القطبيتين الدائرتين عند المنخفض

مناطق على ويطلق الثانية في كما والصاعدة األولى في كما الهابطة الهوائيةمن يتحرك الهواء ألن السكون أو الرهو مناطق اسم والمنخفض المرتفع الضغط

. بطيئة حركة وهي أسفل إلى آو أعلى إلى إما رأسية حركة المناطق هذه

126

قياس الضغط الجوي:أو المعدني البارومتر أو الزئبقي البارومتر بواسطة الجوي الضغط يقاسالبوصة, أو المليمتر أو بالسنتيمتر إما الجوي الضغط مقدار ويحسب الباروجراف

الطريقة بنفس متوسطاته تحسب و الجوي الضغط مقاييس تؤخذ و الميلبار أوالحرارة . درجة في اتبعناها التي

أجهزة قياس الضغط الجوى Mercury barometerالبارومتر الزئبقى : .1

ملئ بخزان تنتهي زجاجية أنبوبة من يتكون جهازفى الزئبق عمود ويرتفع أسفل من بالزئبقالجوى الضغط على يتوقف ارتفاع إلى األنبوبة

فراغ يوجد الزئبق وفوق أعلى من مقفلة وهىمقسم معدني غالف باألنبوبة ويحيط تورشيلى

. بالمليمترات الخارج منعلى الجهاز هذا فى الجوى الضغط قياس ويعتمد

فيرتفع الوعاء على ضغطا يحدث الهواء آنالزئبق عمود يتزن أن إلى أعلى إلى الزئبق

سطح بين الفرق ويمثل األنبوبة فى المرتفع . ومن الجوى الضغط والحوض األنبوبة فى الزئبق

لتعرضه نقله ميسرا ليس أنه الجهاز هذا عيوبوالتلف . للكسر

: التالية لألسباب نظرا األنبوب في الزئبق يستخدم ويساوي ) .1 الزئبق عمود ارتفاع يكون لذلك عالية الزئبق في ( 76كثافة سم

يساوي ) العمود ارتفاع يكون الماء استخدم إذا أنه غير ( 10حين وهذا م . االستخدام أثناء عملي

تبخره .2 فإن ولذلك جدا عالية الزئبق غليان درجةقليل.

قوى .3 من أعلى الزئبق ذرات بين التماسك قوىالقراءة تكون لذا الزجاج وبين بينه التالصق

جزيئات بين التماسك قوى أن حين في دقيقةالزجاج وبين بينها التالصق قوى من أعلى الماء

. القراءة في خطأ نسبة هناك فتكونالزجاج ..4 خالل من رؤيته يمكن مميز لونه Fortin barometerبارومتر فورتن : .2

كالجلد لينة مادة من الزئبق خزان يصنع وفيه ) سن) الداخل من الخزان سطح وفوق الشمواة

يالمس ) ( بحيث الزئبق مع يتفاعل ال حتى العاج من السن يصنع األبيض العاج منبحيث تعديله يمكن الزئبق سطح ارتفاع تغير فإذا الزئبق سطح السن طرف

مسمار بواسطة أسفل من الجلد على الضغط بواسطة السن طرف يالمس . أن يجب الجهاز تشغيل وعند الخزان أسفل الخارجي الغالف فى مركب محوري

. العاج للسن مالمس الزجاجي الحوض فى الزئبق سطح يكون

127

Aneroid barometerالبارومتر المعدني .3النيكل من مستديرة معدنية علبة عن عبارةقل فإذا الهواء من تماما مفرغة والفضة

للعلبة الضغط المموج السطح على يضغطوينخفض العلبة سطح فتنخفض المفرغة

المحور فيتحرك والرافعة الساق معهأمام دائرية حركة به المتصل والمؤشر

, وإذا الضغط قيمة ليعطى المدرجة الدائرةمعه فيرتفع العلبة سطح يرتفع الضغط قل

والمؤشر المحمر فيتحرك والرافعة الساقالسابق االتجاه عكس فى دائرية .حركة

يتحرك مؤشر القاعدتين بإحدى ويتصلمن . النوع هذا ويمتاز مباشرة الضغط تبين أسطوانة على الموضوع التدريج على

وقت من قورن إذا إال كافية دقة دقيق غير ولكنه وتحمله وزنه بخفة البارومترات. زئبقي ببارومتر آخر إلى

Barographالباروجراف .4مباشرة الجوى الضغط يسجل جهاز وهو

الجهاز ويتركب أسبوع لمدة خريطة علىمن علب عدة عليها مثبت قاعدة من

, العلوي السطح يثبت بحيث الرقيق الصفيحلألخرى السفلى بالسطح الواحدة للعلبة

على الجوى الضغط تأثير لمضاعفة وذلكالعلبة وتثبت الهواء من المخلخلة العلب

يمكن بحيث قاعدة فى أسفلها من السفلىبواسطة خفضها أو وزميلتها هي رفعها

جميعا العلب ترفع وبالتالي محوري مسمارمتصلة رافعة العليا العلبة سطح على ويثبت أسفل إلى تنخفض أو أعلى إلى

فى وساعات أيام إلى مقسمة خريطة على يسجل والقلم قلم تحرك روافع بعدةمثبتة والخريطة العرضية التقسيمات فى بالمليبار والضغط الطولية تقسيماتها

, سبعة فى كاملة دورة تدور أسطوانة من التسجيل جهاز يتكون تسجيل جهاز فىالرقيقة, العلب على يؤثر ذلك فإن انخفاضه أو الجوى الضغط زيادة فعند أيام

على الحركة هذه يرسم الذي القلم ثم المؤشر ثم الرافعة على يؤثر مما. الجوى الضغط ويعطى وانخفاضا ارتفاعا الجهاز على المثبتة الخريطة

تصحيح قراءة البارومتراتنتيجة تصحيح خطأ الجهاز :.1 ثابتة قيمة له فنيا عيبا الجهاز خطأ يعتبر

. معياري ببارومتر الجهاز بمقارنة معرفته ويمكن التصنيعالفرق تصحيح درجة الحرارة :.2 بحساب الحرارة درجة خطأ تصحيح يتم

أساسها على البارومتر درج التى الحرارة ودرجة القياس حرارة درجة بين .) على) نحصل أن يمكننا خاصة جداول وباستخدام المئوي الصفر درجة

. أذا الجوى الضغط قيمة إلى القيمة هذه تضاف بالملليبار التصحيح قيمة

128

م صفر من اقل الحرارة درجة درجة oكانت كانت أذا القيمة هذه وتطرحم الصفر من أعلى البارومترات. oالحرارة فى التصحيح هذا ويستعمل

لها , مختلفة معادن فتستعمل المعدنية البارومترات أما فقط الزئبقية. الحرارة درجة باختالف تلقائيا تصحح مختلفة تمدد معامالت

تكون تصحيح االرتفاع عن سطح البحر :.3 أن على البارومترات صممت ) ونظرا ) البحر سطح مستوى صفر مستوى عند الجوى للضغط قراءتها

معه ويقل الهواء عمود طول يقل البحر سطح عن ارتفعنا كلما ألنهسطح , من معين ارتفاع عند البارومتر قراءة تؤخذ لذلك الجوى الضغط

الواجب , القراءات على منه للحصول خاص جدول ويستخدم البحر. الزئبقى البارومتر قراءة لتصحيح استخدامها

عجلة تصحيح عجلة الجاذبية :.4 تكون أن أساس على البارومتر صمماألرضية /981الجاذبية ثانية بالباروميتر, 2سم الزئبق عمود وزن أن وحيث

عرض خط اخذ لهذا األرض مركز عن ابتعدنا كلما فى ) 45oيقل يقع ) الضغط لقياس كأساس والقطبين االستواء خط بين المسافة منتصفباالستعانة. األخرى العرض خطوط عند المأخوذة القيم تعديل ويتم الجوى

أذا الجوى الضغط قيمة من المأخوذة القيمة تطرح حيث خاصة بجداولمن اقل العرض خط من , 45oكان أعلى العرض خط كان أذا تضاف بينما

45o) العرض. ) خط األرضية الجاذبية بعجلة المعدنية البارومترات تتأثر وال. التصحيح لهذا تحتاج ال ولذلك

Windالرياح :

مناطق إلى المرتفع الضغط مناطق من تهب وهي للهواء األفقية الحركة هي . تهب التي فالرياح منها، تهب التي الجهة باسم الرياح وتسمى المنخفض الضغط

. نقل هي للرياح الرئيسة الوظائف ومن وهكذا غربية رياح تسمى الغرب جهة منمن المناسبة الظروف تتهيأ وحين اليابسة إلى المائية المسطحات من الماء بخار

. تحمل كذلك وأمطار سحاب هيئة على الماء بخار يتكاثف والحرارة الرطوبةرطب - - - حار بارد هواء أي صفات، من فيه بما آلخر مكان من الهواء الرياح

ومن - - آلخر مكان من الجوية األحوال تغير إلى تؤدي وبذلك نشط خفيف جاف. آلخر وقت

: خصائص الرياحWind Features Wind Directionاتجاه الرياح : .1

, ذلك عن ويعبر الرياح منها تهب التي الجهة على الرياح اتجاه تعبير يطلق , وتبعا الجغرافي الشمال من ابتداء الساعة عقارب اتجاه في مقاسه بالدرجات

يوجد و 16لذلك رئيسيا ,32اتجاها شمال , : مثال للرياح وفرعيا رئيسيا اتجاها, , , , , شرق جنوب شرق شرق شمال شرق شرق شرق شمال شرق شمال شمال

. , , , محطات في الرياح اتجاه يعين كما الخ جنوب شرق جنوب جنوب شرق جنوب , في محدد اتجاه من رياح هبوب يتكرر عندما الرياح دوارة بواسطة الجوي الرصد

. سائدة رياح بأنها نقول ما موقعWind Speedسرعة الرياح :.2

, محدد زمن أثناء الهواء جزيئات تقطعها التي المسافة الرياح بسرعة يقصد , / , / للميل تقريبي مرادف وهى بالعقدة أو ساعة الكم أو ثانية بالمتر عادة وتقاس

129

يساوى الذي / 1,143البحري تساوى العقدة أن اى ساعة .1,84ميل / ساعة كيلومتر , فهي حركتها أثناء متوافق بشكل توجد ال والتي الغازات من خليط والرياح

فهي نفحات أو ومضات شكل على وتكون الجوي الضغط حزم حسب تتحرك , الوسطية بالسرعة ذلك عن ويعبر والهدوء السكون من مراحل تتالي عن عبارة

للرياح.الريشة ) برمز الرياح لسرعة سرعة( Featherويرمز ريشة كل تمثل بحيث

من . 12إلى 8مقدارها / من مقدارها سرعة الريشة نصف تمثل كما ساعة 3عقدة. 7إلى / من مقدارها سرعة فيمثل المثلث أما ساعة 52إلى 48عقدة

. ساعة/ عقدةWind Pressureضغط الرياح : .3

الرياح ضغط بها Pيعرف تؤثر التى القوة بأنهاألجسام من المساحات وحدة على الرياح

, المعادلة من حسابه ويمكن بها تصطدم التىاآلتية :

P=12

V 2 ρ

أن : الهواء = , ρحيث سرعة = Vكثافةالرياح

بالوت ) بايز قاعدة تستخدم الرياح ضغط قاعدة( Buys-Ballotولتقدير وهىاتجاه خالل من المنخفض الضغط ومنطقة المرتفع الضغط منطقة لتعيين تقريبية

الضغط : " يكون الرياح التجاه وظهره شخص وقف أذا انه على وتنص الرياحوالى يساره على فيكون المنخفض الضغط أما الخلف والى يمينه على المرتفع

. فيحدث الجنوبي الكرة نصف فى أما الشمالي الكرة نصف فى وذلك األمامالعكس".

Wind Movementحركة الرياح : .4من تهب ال والرياح الضغط الختالف أخرى إلى منطقة من الرياح تتحرك

يمين إلى تنحرف بل مباشرة المنخفض الضغط مركز إلى المرتفع الضغط مركزالنصف فى اتجاهها يسار والى األرضية للكرة الشمالي النصف فى اتجاهها

, الشمال من اآلتية الرياح تنحرف فمثال فرل بقانون يعرف ما وهو الجنوبي . نصف فى أما غربية جنوبية تصير الجنوب من واآلتية شرقية شمالية وتصبح

الجنوب من واآلتية غربية شمالية الشمال من اآلتية الرياح فتصير الجنوبي الكرة . شرقية جنوبية تصبح

وتنقسم الرياح بالنسبة إلى حركتها إلى قسمين :تيار رياح راسية :.1 شكل على أعلى إلى أسفل من الرياح تتحرك حيث

) نازل ) هوائي تيار شكل على أسفل إلى أعلى من أو ساخن صاعد هوائي . .) شائع) وغير قليل النوع وهذا الحرارة ظروف على ذلك ويتوقف بار

. والوديان المرتفعة الجبال وبين الشديدة المنحدرات فى إال الحدوثوهى رياح أفقية :.2 االفقى االتجاه فى آخر إلى مكان من الرياح تتحرك

. المنطقتين بين الجوى الضغط الختالف تبعا واالنتشار الحدوث شائعة: العوامل التى تؤثر على اتجاه الرياح

Factors Affecting Direction and Speed of Wind

130

منحدر الضغط الجوي : .1من الرياح تنتقل إذ الجوي الضغط تباين على وسرعتها الرياح حركة تعتمد

قوية الرياح وتكون المنخفض الضغط مناطق إلى المرتفع الضغط مناطق . كانت كلما الجوي الضغط في شديد االنحدار آو االختالف كان أذا وشديدة

هذه وفي صغيرا الضغط تدرج كان كبيرة المتساوي الضغط خطوط بين المسافة . الضغط خطوط بين المسافة كانت إذا أما أقل الرياح سرعة تكون الحالة

الرياح سرعة تكون الحالة هذه وفي كبيرا الضغط تدرج فيكون صغيرة المتساويبين. العمودية المسافة مع عكسيا تناسبا تتناسب الرياح سرعة أن أي أكبر

. المتساوي الضغط خطوط(Coriolis Force قوة كوريوليس) دوران األرض حول نفسها .2

تدور ال ثابتة األرضية الكرة كانت لولهبت محورها مباشرةالرياح حول

إلى المرتفع الضغط مراكز من. المنخفض الضغط ولكن مراكزنفسها حول االرض دوران نتيجة

يمينها الى للرياح انحراف يحدثيسار في والى الشمالي النصف

الجنوبي النصف في .اتجاههااللولبية الحركة رؤية في والسبب

عكس الجوية المنخفضات فيعقارب ومع شماال الساعة عقارب

الوضع الى يعود جنوبا الساعةالعلم مع االرضية للكرة الدوراني

في تنعدم كوريوليس قوة بانمن ) اقل االستوائية 5المناطق

) في تدور منخفضات او اعاصير رؤية عدم في السبب وهذا وجنوبا شماال درجات. . جنوبا او شماال اما االستواء خط عن ابتعدنا كلما قوية وتكون المناطق تلك

انحراف زيادة في السبب باتجاه الرياح ويرجع االستواء خط عن ابتعدنا كلماكلما أي العرض درجة زادت كلما لألرض الدوارنية السرعة زيادة إلى القطبين

ثابت جسم وجود نفترض ذلك ولتوضيح القطبين باتجاه االستواء خط عن ابتعدنايتحرك فانه الظاهرى ثباته من بالرغم الجسم ذلك أن نجد مباشرة القطب فوق , كان ولو تماما األرض محور على عموديه كلها حركته وتكون األرض حركة مع

موازية كلها تكون حركته فأن مباشرة االستواء خط على موجودا الجسم ذلكوخط القطب بين آخر مكان أي في موجودا الجسم كان لو أما األرض لمحور

. والموازية العمودية للحركتين محصله تصبح حركته فأن االستواءقوة أن تزداد كوريوليسوبما فأنها مباشرا ارتباطا العمودية بالحركة ترتبط

عرض درجة جيب مع طردا تتناسب كوروليوس قوة أن أي العرض درجة بازديادصفرا يساوي صفرا الزاوية فجيب عرض . المكان درجة جيب يصل إلى 90بينما

سرعة زادت كلما كوروليوس قوة تأثير ويزداد بين الرياح واحد العالقة أن أي. الرياح وسرعة كوريوليسقوة قوة تشبه طردية كبرى كوريوليسعالقة قوة

اتجاه في تأثير , الرياح تؤثر ولكن سرعتها على الجوي الضغط منحدر يؤثر بينما

131

الجوي كوريوليسقوة الضغط منحدر عن الناتجة القوة يمين إلى دائما يتجهاتجاه يصبح بحيث عليها متعامدا دائما محصلة الرياح ويظل الحالة هذه في

قوتين. االحتكاك بسطح األرض:.3

سرعة من السطح خشونة أن الرياح تخفف السفلى الرياح ولهذا الطبقة في . فوق أما تماما راكدة رياح مباشرة األرض لسطح المالصقة الجوي الغالف من

سرعة وتزداد يقل االحتكاك تأثير فان الطبقة يمكن الرياح تلك بحيث باالرتفاع . الضغط منحدر واعتبار العليا الجو طبقات في تماما االحتكاك عامل تأثير إهمال

حركة على المسيطرتين القوتين كوروليوس األرض .الرياحوقوة سطح على أماسرعة في تؤثر ثالثة قوة يعد االحتكاك تأثيره الرياح فأن في ويكون واتجاهها

. اتجاه فأن ولهذا الجوي الضغط منحدر لتأثير تماما هو الرياح معاكسا السطحيةواالحتكاك كروليوس وقوة الضغط منحدر هي قوى لثالث محصلة الواقع في

. الشكل انظرسرعة على االحتكاك تأثير وال الرياح يختلف السطح خشونة الختالف تبعا

تأثير يفوق السطح خشونة في الصغيرة العوارض تأثير أن ثابتا بات قد أنه سيما . باستثناء عامة األرض سطح خشونة تزيد والجبال التالل مثل الكبيرة العوارضالمائية المسطحات خشونة على الجليد آو الرملية بالكثبان المغطاة المناطق

يجعل مما أضعاف فوق الرياح بخمسة منها أسرع المائية المسطحات فوق . أن كما اتجاهها يمين إلى انحرافا واشد السهلية الرياح اليابسة المناطق فوق

وسرعة الوعرة المناطق فوق منها في الرياح أسرع منها أقل الكبيرة المدن في . من التقليل على االحتكاك عامل تأثير يقتصر ال المفتوحة الريفية المناطق

خطوط الرياح سرعة قطع إلى ويدفعها انحرافا أقل ويجعلها اتجاهها في يؤثر بلبها تقطع التى فالزاوية العمودية إلى أقرب بزوايا المتساوي الرياحالضغط

بين تتراوح المائية المسطحات فوق المتساوي الضغط بينما 20-10خطوطبين اليابسة 40-20تتراوح .فوق

قوة الجذب نحو المركز :.4فيها تدور التى النادرة الحاالت بعض في إال كبير تأثير القوة لهذه يوجد ال

أعاصير الرياح في الحال هو كما صغيرة مساحة ضمن كبيرة بقوةالتورنادو .

: أنواع الرياحTypes of Windاألرضية الكرة على محددة شبة مناطق فى الجوى الضغط توزيع على يترتب

, أنواع أربعة إلى تقسيمها إلى أدى الذي هو النظام هذا للرياح خاص نظام وجودكالتالي : رئيسية

السنة الرياح الدائمة :.1 أيام معظم سائدة برياح المناطق بعض تمتازتلك هبوب الرئيسية الرياح ويرتبط الجوي الضغط لنطاقات العام بالتوزيع

ومنها : الجوي للضغط الجغرافي التوزيع في ذكرها سبق التىوراء الرياح التجارية :أ- فيما المرتفع الضغط منطقتي من تهب

الرهو ) منطقة االستوائي المنخفض الضغط منطقة إلى المدارينالشمالي،. (االستوائي الكرة نصف في شرقية شمالية اتجاهها

الجنوبي . الكرة نصف في شرقية وجنوبية

132

بالرياح : تسمى لذلك ذكره السابق اتجاهها تغير ال مميزاتهافوق - - مرت أذا إال جافة تكون ما غالبا قوتها في معتدلة المنتظمة

جبلية - بسالسل اصطدمت آو مائية على مسطحات قاصرةمناطق - ) القارات شرق في واضح أثرها السفلية الجو طبقات

عليها( - تهب التي الجهات من الجو حرارة درجة من وتلطف هبوبها.

وراء الرياح العكسية :ب- فيما المرتفع الضغط منطقتي من تهبقرب ) العليا العروض في المنخفض الضغط منطقتي إلى المدارين

الكرة ( - نصف في غربية جنوبية اتجاهها القطبيتين الدائرتينالجنوبي . الكرة نصف في غربية وشمالية ، الشماليالسفلى : - الجو طبقات في تهب غالبا القوة شديدة مميزاتها

المناطق ) - والعليا من اقل مناطق على تهب ألنها ممطرة رطبة- ) ( - ) الجوية االنخفاضات األعاصير من العديد يصحبها منها اآلتية

تهب التي الجهات حرارة درجة ارتفاع على تساعد أنها حيث دفيئة.) هبوبها - ) مناطق القارات غرب الواضح أثرها عليها

إلى الرياح القطبية :ج- المرتفع الضغط حيث القطبين من تهبالقطبيتين - الدائرتين حول المنخفض الضغط رياح منطقتي وهى

بها , أصدامها عند العكسية الرياح عليها تتغلب ولذلك وجافة باردةمصاحبة - أعاصير الكرة مكونة نصف في شرقية شمالية اتجاهها

الجنوبي . الكرة نصف في شرقية وجنوبية ، الشماليلذلك الرياح الموسمية :.2 وبانتظام باستمرار معينة مواسم في تهب

الموسمية بالرياح فى سميت األحيان معظم فى يتغير اتجاهها بان وتتميزومنها : الشتاء فصل عن الصيف فصل

على موسمية صيفية :أ- الجوي الضغط ينخفض الصيف أشهر خاللالمحيطين فوق نسبيا مرتفعا الضغط يكون بينما أسيا قارة وسط

أسيا داخل إلى المحيطين من الرياح تهب لذلك والهندي الهاديعلى شرقية وجنوبية ، الهند على غربية جنوبية اتجاهها ويكون

ممطرة . رياح وهي واليابان، الصينالرياح موسمية شتوية :ب- فتهب العكس يحدث الشتاء أشهر خالل

والهندي الهادي المحيطين إلى المرتفع الضغط حيث اليابسة منالهند، على شرقية شمالية اتجاهها ويكون المنخفض الضغط حيث

العادة . في جافة رياح وهي والصين، اليابان على غربية وشماليةمناطق الرياح المحلية :.3 في إال يظهر ال تأثيرها الن االسم هذا عليها أطلق

ولمدة متقطعة فترات في إال تهب ال أنها بجانب العالم، من محدودةأن . يمكن قليلة أليام وأحيانا ساعات بضعة من ألكثر تستمر ال قد قصيرة

هي رئيسية أنواع ثالثة إلى المحلية الرياح تقسماالنخفاضات الرياح المحلية الحارة والجافة :أ- مقدمة في تهب وهي

في السموم ورياح مصر في الخماسين رياح أشهرها ومن الجويةالعرب . وبالد إفريقيا شمال

133

مقدمة الرياح المحلية الحارة :ب- في أيضا معظمها ويهبحيث الجبلية المناطق في إال تظهر ال ولكنها الجوية االنخفاضات

سفوح على هبوطها عند النضغاطات نتيجة حرارتها معظم تكتسبورياح ، أوربا في األلب جبال في العهن رياح أشهرها ومن الجبال

الشمالية . بأمريكا الروكي جبال في الشتوكالجوية الرياح المحلية الباردة :ج- االنخفاضات مؤخرة في تهب وهي

ورياح  و ، االدرياتيكي البحر شمال في البورا رياح أشهرها من. بفرنسا الراين حوض في المسترال

الهواء الرياح اليومية :.4 في تحدث التي اليومية الحركات عن عبارةإال . اليومية الرياح تظهر وال النهار أثناء في عنه الليل في اتجاهها ويختلف

أثارها محو إلى يؤدي القوية الرياح هبوب الن الساكنة األيام أهم .في ومنيلي : ما اليومية الرياح أنواع

نسيم البر ونسيم البحر :أ-

البر نسيم يحرك الذي الرئيس العاملالحرارة درجة في االختالف هو والبحر

. والبحر اليابسة بين الجوي والضغطأعلى النهار في اليابسة حرارة فدرجة

المائية المسطحات حرارة درجة منالجوي الضغط أن كما لها المجاورة

المائية المسطحات فوق منه اقل فوقهاتهب البحر الرياح ولهذا من النهار خالل

اليابسة حرارة درجة فتصبح الليل أثناء أما البحر بنسيم وتعرف اليابسة باتجاهاقل فوقها الجوي الضغط يصبح كما المائية المسطحات حرارة درجة من اقل

هبوب إلى يؤدي مما المائية المسطحات فوق البحر الرياح منه إلى اليابسة من . بر نسيم شكل على

الجوية االضطرابات تأثير من تخلو التي األيام في واضحا البحر نسيم يظهرالساعة بين الظهور في الساعة 11و 10ويبدأ بين قوته أقصى ويبلغ صباحا

. بين واالنحسار الضعف في يأخذ انه إال الظهر بعد والثانية والنصف الواحد . جوية اضطرابات فيها تحدث التي األيام في أما مساء والثامنة الثانية الساعة

. الرياح فأن والبحر البر نسيم على تطغى االضطرابات لتلك المرافقة المحليةتبعا اليابسة في إليها يصل أن البحر لنسيم يمكن التي المسافة طول يختلف

: واتجاه الساحل وطبيعة المائي المسطح مساحة أهمها العوامل من الرياحلعددوعوامل بالسحب السماء تغطية ونسبة الحرارة لدرجة اليومي والمدى السائدة

بين. المعتدلة المناطق في تتراوح وهي في 50 - 15أخرى يصل بينما كممن أكثر إلى المدارية اتجاه 60المناطق مع البحر نسيم اتجاه اتفق أذا أما كم

في الرياح الحال هو كما بكثير ذلك من ابعد مسافات إلى يصل فأنه السائدةالبحر نسيم تأثير يصل حيث العربي الخليج على المطلة العربية السواحل بعض

الساحل عن بعيده أماكن إلى البر . أحيانا نسيم من أقوى البحر نسيم أن والواقععليه ويقضي قوته البر نسيم يفقد الخشن األرض بسطح االحتكاك وان خاصة

134

نسيم خاللها يهب أن يفترض التي الليل ساعات من كبير عدد فأن ولذا أحياناتكون .الرياح البحر االتجاه ومتغيرة هادئة فيها

نسيم الجبل و الوادي :ب-بسبب الوادي و الجبل نسيم ينشأ

ما الحرارة درجة في اليومي االختالفللمرتفعات العليا السطوح بين

الواقعة المنخفضات وسطوح المواجهةفي تباين إلى يؤدي مما الظل في

النهار في الهواء فيتجه الجوي الضغطالبارد الوادي المرتفع من الضغط ذو

الضغط ذو الدافئ الجبل نحوالوادي ) بنسيم ذلك ويعرف المنخفض

Valley Breeze .) هذا ينزلق و والمرتفعات الجبال هواء يبرد الليل أثناء وفيو المرتفع الضغط بين الطبيعي االنتقال بفعل المجاورة الوديان إلى الهواء

حرارة درجة خفض على الهواء هذا ويعمل األرضية الجاذبية بفعل و المنخفضباسم الوديان إلى الجبال من المتحرك الهواء ويعرف الليل أثناء الوديان هذه

الجبل (.Mountain Breeze ) نسيم: تأثير الرياح على النباتات والعمليات الزراعية

Effect of Wind on Plant and Agricultural Proceduresأوال : تأثير الرياح على النباتات :

غير أحيانا يعتبر قد الدور هذا أن ولو الفاكهة زراعة فى هاما دورا الرياح تلعبالنتشار محددا عامال الرياح وتعتبر الحرارة به تقوم الذي للدور بالنسبة رئيسي

بعض فى وخاصة والتين، الموز مثل األوراق العريضة الفاكهة أصناف بعضفتؤدى التعرية لعوامل التعرض سهلة مفككة التربة تكون حيث زراعتها مناطق

ظاهرة ولوخطت للتعرية، لألشجار الجذري المجموع تعرض إلى الشديدة الرياحالجهات وبعض التحرير بمديرية المستصلحة األراضي فى التربة انجراف

الكثبان تكوين إلى يؤدى مما الرمال لهبوب بشدة معرضة تكون التى الساحليةفى . الفاكهة أشجار على الرياح تأثير ينحصر وعموما النباتات تغطى التى الرملية

والفسيولوجي : الميكانيكي التأثيرالتأثير الميكانيكي .1

والثمار واألزهار األوراق وإسقاط األفرع كسر الشديدة الرياح عن يتسببيحدث كما بالرمال األشجار ردم أو األشجار اقتالع إلى الرياح شدة تصل وقد

األحيان بعض فى الشديدة والرياح الصحارى، فى األشجار زراعة عند عادةاألشجار نمو يعرقل مما سيقانها تحنى أو معين اتجاه فى األشجار نمو تسبب

أن كاليفورنيا فى وجد أنه إال الحالة هذه عن الناتجة األضرار تقدير الصعب ومنسنين خمس مدة تتطلب للرياح معرضة منطقة فى الموجودة البرتقال أشجارمعرضة غير منطقة فى الموجودة البرتقال أشجار تصله ما حجم إلى تصل لكي

القوية للرياح حساسة الكاكاو شجرة أن المعلوم ومن سنتين، ظرف فى للرياححمايتها أمكن إذا إال مباشرة البحار سواحل على زراعتها عدم يفضل ولهذامجموعه وضعف حجمه بصغر األناناس نبات يتميز وكذلك الرياح، بمصدات

135

تلف أو النباتات اقتالع تسبب التى القوية بالرياح تأثره شدة يسهل مما الجذريالريح لفحة الضرر هذا على ويطلق ضرورة Wind Burnاألوراق يالحظ ولهذا

الرياح . بمصدات المزارع حمايةالتأثير الفسيولوجي .2

الرياح هبوب أثناء كبيرا يكون النتح بعملية الماء فقد أن المعروف مناختالل يسبب مما الخماسين كرياح جافة ساخنة الرياح كانت إذا وخصوصا

مما األشجار على ثمار وجود حالة فى الضرر هذا ويزداد لألشجار، المائي للتوازنالثمار، من جزء سقوط ذلك على ويترتب الثمار من للماء األشجار سحب يسببفإن األزهار لسقوط باإلضافة للرياح المزهرة األشجار تعرضت إذا أنه ويالحظ

جفاف نتيجة ويكون يجف اللقاح حبوب إنبات على يساعد الذي المياسم إفرازفى وقلة التلقيح عملية فشل وبالتالي اللقاح حبوب إنبات فشل المفروزة المادة

الجنوبية الناحية من الثمار تحمل بمصر األشجار بعض أن ويالحظ الثمار، تكوينعملية نجاح عدم بسبب أو األزهار سقوط بسبب للريح المضادة الناحية أو

التلقيح .األزهار زيارة من والحشرات النحل امتناع منها أخرى تأثيرات وللرياح

الشديدة الرياح وهبوب الثمار، عقد فيقل التلقيح عملية لتمام انتقاص وبالتالييعرقل األشجار فى والحشرات اآلفات مقاومة أثناء التدخين أو الرش عملية أثناءيجب لذلك العمليات هذه من المرجوة الفائدة حصول عدم ويسبب العملية تلك

تساعد األحيان بعض وفى ، الريح هبوب أثناء المقاومة عمليات منع أو تأخيرالحشائش بذور نشر على وتساعد والحشرات األمراض انتشار على الرياح

الثمار . بقشرة جروح إلى يؤدى بالرمال المحملة للرياح الثمار وتعرض الضارةاألفرع أو باألوراق واصطدامها الثمار اهتزاز نتيجة أيضا الضرر هذا ينشأ قد كما

تلك إلى الفطريات نفاذ سهولة ذلك عن ينجم وقد األشواك عليها توجد قد التىباألمراض . وإصابتها المجروحة األنسجة

لكثير األزهار تلقيح عمليات ما حد إلى تساعد أنها أهمها فوائد عدة وللرياحالليالي فى الرياح هبوب أن كما اللقاح، حبوب بنقل وذلك الفاكهة أصناف منلسقوط الضار التأثير من تقلل والبرد الصقيع فيها يسقط التى الصافية الباردة

البارد الهواء أو الصقيع وطرد الجو بتقليب تقوم حيث األشجار على الصقيع . أسفل إلى المتجه

المتوسطة السرعة ذات التجارية الرياح السنة أيام معظم مصر على وتهبأوائل فى ولكن للنباتات، أضرارا تسبب وال الشرقي الشمال أو الشمال من

أيام ثمانية حوالي تستمر البرودة شديدة رياح البالد على تهب عادة مارس شهرالحرارة درجات انخفاض ويتسبب الحسوم، أو العجوز ببرد األيام هذه وتسمى

التفتح، المبكرة األزهار أو الحديثة األنسجة موت إلى يؤدى قد صقيع حدوثومايو وابريل مارس أشهر فى وجفافها بحرارتها المعروفة الخماسين رياح وتهب

درجة ترتفع وقد الجنوب من وتهب بالرمال محملة تكون عادة وهى ويونيهفوق ما إلى هبوبها أثناء بالغة 40الحرارة أضرار الرياح هذه وتسبب درجة،

المحصول وقلة الصغيرة والثمار األزهار سقوط إلى يؤدى مما الفاكهة ألشجار. الرياح تلك فيها تشتد التى السنين فى وخاصة

ثانيا : اثر الرياح على بعض العمليات الزراعية:أنها : إلى الزراعية الناحية من الرياح وسرعة اتجاه معرفة أهمية ترجع

136

بعض .1 إجراء عند احتياطات من اتخاذه يجب ما إلى الزراع الرياح تنبه . رش عمليات مع يتالءم ال الرياح سرعة فاشتداد الزراعية العمليات

. سوف ذلك الن وغيرها بالرش الري أو األسمدة نثر أو التعفير أو المبيدات. العمليات هذه إتمام كفاءة على سلبيا ينعكس

مقدار .2 وكذلك المحتملة الرطوبة محتوى عن فكرة الرياح اتجاه يعطىحدوث درجة الن عليها تمر التى المائية السطوح من يحدث قد الذى البخر

. الرياح سرعة مع طرديا تتناسب البخر : قياسات الرياحMeasurements of Wind

Qualitative Measurementأوال : التقدير الوصفي : وسرعتها الرياح قوة لتقدير بوفورت مقياس يستخدم من وفيه يتألف وهو

إلى صفر من األعداد من . 12سلسلة وقد الرياح سرعات إلى لإلشارة ويستعملعام في المقياس هذا فرانسيس 1805صمم البريطاني البحري العميد م

الخاص. بوفورت مقياس مفهوم تحديد يمكن الحاضر الوقت وفي بوفورتنطاق في قياسها يمكن والتي الرياح، كما 10بسرعات األرض، سطح فوق م

. الرياح سرعات تقدير في أحيانا المقياس هذا يستعمللتقدير قوة الرياح وسرعتهاجدول بوفورت

درجةالرياح

سرعةنوع الرياحالمصطلحمدى استجابة األشياء للرياحالرياح

هواءصفرساكن

من اقلأعلى 1 إلى الدخان Calmارتفاع

هواء1أفقيا 3 - 1خفيف الدخان Light airيحرك

نسيم2ودوارة 7 - 4طفيف األشجار أوراق يحرك

Hight breezeالرياح

نسيم3األعالم 12 - 8هادئ رايات Gentle breezeيحرك

نسيم4أوراق 18 - 13معتدل وتطاير األتربة يثير

األشجارModerate

breeze

نسيم5الكبيرة 24 - 19عليل األشجار أغصان Fresh breezeيحرك

قوى 6 الكبيرة 31 - 25نسيم األشجار أغصان يحركStrong breezeواألمواج

عالية 7 االتجاه 38 - 32رياح فى السير يصعبللرياح Moderate galeالمضاد

رياح8األشجار 46 - 39هوجاء أغصان بعض Fresh galeيكسر

9 رياح

هوجاءشديدة

المداخن 54 - 47 وتقع السيارات Strong galeيكسر

الدمار 63 - 55 رياح10 ويسبب األشجار Whole galeيقتلع

137

هوجاءعاصفة

ألسقف 75 - 64عاصفة11 وتطاير شديد تدميرStromالمنازل

من إعصار12 أكثر75

تسقط وقد وشامل عام تخريبالسفن وتغرق Hurricaneالطائرات

Quantitative Measurementثانيا : التقدير الكمي : والسرعة الرياح دوارة باستخدام االتجاه تعيين للرياح الكمي التقدير يشمل

. االنيموميترات أجهزة باستخدام اتجاه الرياح

باستعمال الرياح اتجاه على التعرف يمكنلها الرياح أن نظرية على تعمل كثيرة أجهزة

للحركة القابلة األجسام تدفع أن على القدرةالرياح اتجاه قاس فى المستخدمة األجهزة ومن

الرياح دوارة يسمى جهاز واسع نطاق علىعمود) (. من الجهاز هذا ويتكون الرياح ديك

للحركة قابلة أفقية ساق عليه مثبت رأسيخفيف معدني لوح طرفيها أحد في مثبت

. تهب وعندما سهم عن عبارة األخر والطرففى تضعه بحيث المعدني اللوح تدفع فأنها الرياح

عكس فى ويكون المعدني اللوح تحريك على الرياح قدرة فيه تقل الذي الوضعتأتى التى الجهة إلى مشيرا األخر الطرف فى السهم يكون وبذلك الرياح اتجاه

. أو بالذراع ملحق سهم طريق عن الرياح اتجاه على االستدالل ويمكن الرياح منها. الرياح دوارة بعد من فيه تتحكم كهربائي مؤشر طريق عن

من معينة ساعات فى الجوية األرصاد محطات فى الرياح اتجاه ويسجلهبوب, لمرات المئوية النسبة تبين وشهرية يومية متوسطات له وتستخرج اليوم

. هذه وتوضح الرصد مرات عدد لمجموع بالنسبة المختلفة االتجاهات من الرياح , عبارة وهى الرياح وردة تسمى تخطيطية برسوم المناخية الخريطة على النسب , بداخل ويضح المنطقة على تهب التى الرياح اتجاهات يبين تدريج عليها دائرة عن

. السكون لحاالت المئوية النسبة الدائرةاستعمال بوساطة الرياح اتجاهات إلى يشار ما على° 360وغالبا موضحة

وتهب. الصفر، بدرجة الشمال، اتجاه إلى الدائرة هذه من اإلشارة ويمكن دائرةدرجة من الشرقية من° 90الرياح الجنوبية والرياح درجة° 180، من والغربية ،

270. المتعددة°. االرتفاعات عند واالتجاه السرعة في الرياح تختلف ما وغالبااتجاه يأخذ قد مدخنة فوهة من المنبعث الدخان أن يالحظ المثال سبيل فعلى

. الشرق صوب السماء في األعلى السحب تتجه بينما الشمال،سرعة الرياحFan anemometerاألنيموميتر ذو المروحة : .1

138

ذات الخفيف األلمونيوم من مروحة من يتركبكاملة دورة دارت كلما وبالتالي معلوم قطر

باعتبار عليها مر الذى الهواء طول معرفة يمكن , عن المروحة وتتصل المروحة محيط يمثل انه

تحرك التى التروس من بمجموعة عتلة طريقتدريج على تتحرك المؤشرات من مجموعة

الوسط فى الموجود األكبر التدريج يقرا بحيثإلى مقسم الرياح 100وهو موجة طول قسم

تحيط والتى المؤشرات أما باألمتار المارةدار أذا بحيث مرتبة فهى الوسطى بالمؤشر

مؤشر أول تحرك كاملة دورة الوسطى المؤشر, 1/10بمقدار يقرا التالي والمؤشر الدورة .1/10من وهكذا السابق المؤشر من

. الجهاز استعمال عند العدادات تصفير منه يمكن مفتاح ويوجدبعض وتترك الرياح اتجاه المروحة تقابل بحيث يوضع الجهاز الستعمال

العتلة طريق وعن للرياح الحقيقية السرعة المروحة سرعة تأخذ بحيث الوقتتسجيل بدأ عند الزمن تسجيل مراعاة مع بالعدادات المروحة توصيل يتم

, حساب يمكن الرياح موجه طول وبمعرفة محددة فترة الجهاز ويترك المؤشراتالتالية : المعادلة من المحددة الفترة خالل للرياح المتوسطة السرعة

الموجه طولالزمن = الرياح سرعة

Cup anemometerاألنيموميتر ذو األقداح : .1بها تقاس التي األداة اسم هو المرياح

. اخترعه الرياح روبنسون األيرلنديسرعةهذه, 1846سنة من عديدة أنواع وهناك

يكون, الذي هو استخداما أنواعها أكثر األداةمخروطي شكل لها أربعة أو أقداح ثالثة له

قضبان نهاية في موصول مغلق قمعي أومن طولها األقداح. 20إلى 5يبلغ وتتوزع سم

. دائرية بكرة رأس على محوري بشكلضغط أن في األداة هذه عمل آلية وتتلخص

أكبر يكون للقدح المغلق القعر على الرياح , من وهذا منه المفتوح الجانب على منه , دوران سرعة زادت أسرع الرياح كانت وكلما الحركة إلى األقداح يدفع أن شأنهخالل, األقداح دوران مرات عدد بحساب ذلك بعد الرياح سرعة وتقاس األقداح

, , نفسه المرياح في مدرج قرص إلى النتائج ترسل ما وغالبا معينة زمنية فترةمسافة على موجود للعرض أجهزة إلى كهربائيا النتائج ترسل أن أيضا ويمكن

. المرياح من قريبةAir Humidityالرطوبــــة الجوية :

تتجاوز ال والتي الجوي الغالف في الموجود الماء نسبة ضآلة من 0,01رغم ٪ السحب تكوين في األساسي الدور لها النسبة هذه أن إال المائي، الغالف

139

مظاهر جميع عن األساسي المسئول وهو الرطوبة وأشكال والندى والضباب . الجوية والمنخفضات األعاصير مثل الرئيسية الطقس

:ولبخار الماء وظائف ضمن النظام األرضي يمكن إجمالها بما يليوهي .1 للمادة الثالث الحاالت في األرضي النظام في بوجوده الماء ينفرد

يذوب فعندما مستمرة، حركة في الماء ويظل والغازية، والسيولة الصالبةإلى السيولة من يتحول يتبخر وعندما السيولة، إلى الصالبة من يتحول

. وتعرف .. الخ ثلج أو مطر إلى يتحول أن يمكن يتكاثف وعندما الغازية،إمكانية : وتتضمن الهيدرولوجية، بالدورة األرضي النظام في المياه دورة

.أ- أخرى إلى حالة من الماء تحولالالزمة ب- الطاقة يستمد يتبخر عندما فالماء للطاقة، كبير تبادل

الطاقة هذه وتعرف منه، تبخر الذي المائي المسطح من لتبخرهوتساوي للتبخر الكامنة واحد 573بالحرارة غرام لكل حراريا سعرا

نفس يطلق الجوي الغالف في الماء بخار يتكاثف وعندما الماء، من. للتكاثف الكامنة بالحرارة تعرف وهذه الطاقة، من الكمية

معظم .2 ويحجز ، األرض سطح إلى الشمس أشعة وصول الماء بخار ينظمدرجة تنخفض ال ولهذا األرض، سطح من قريبا ويبقيه الشمسي اإلشعاع

في والسنوي اليومي الحراري المدى يظل كما ، كثيرا الحرارة. معتدال البحرية المسطحات

في .3 ومعظمه التروبوسفير، طبقة ضمن تقريبا الماء بخار جميع يوجداألحوال مظاهر معظم تحدث حيث الطبقة، هذه من األسفل الجزء

الجوية.فالمناطق .4 آخر، إلى وقت ومن آخر إلى مكان من الماء بخار كمية تختلف

القطبية المناطق بينما رطوبة، المناطق أكثر هي والمعتدلة االستوائية. أقلها الصحراوية والمدارية

مقاييس الرطوبةبخار ضغط أهمها الجوية الرطوبة مقدار عن للتعبير مقاييس عدة تستخدم

النسبية : والرطوبة المطلقة والرطوبة النوعية والرطوبة الماء(Vapour Pressureضغط بخار الماء : ).1

140

ويشارك الجوي، الغالف تركيب في تدخل التي الغازات أحد هو الماء بخارالماء بخار مقدار الختالف تبعا الماء، بخار ضغط ويختلف الضغط، ذلك تحديد في

يرتفع مرتفعة الجو في الماء بخار نسبة كانت فإذا الجوي، الغالف في الموجود . في تستمر ال الجو في الماء بخار ونسبة ضغطه ينخفض قليلة كانت وإذا ضغطه،

ببخار مشبعا عنده الهواء يصبح معين حد عند تتوقف وإنما النهاية، ما إلى االرتفاععندها الماء بخار ضغط ويعرف إضافية، كمية أية يحمل أن يستطيع وال الماء،

الماء ) لبخار المشبع مقدار( . Saturation Vapour Pressureبالضغط ويعتمدبينهما والعالقة الحرارة، درجة على كليا اعتمادا الماء لبخار المشبع الضغط

. طردية عالقةالبخاري ) الضغط حساب التالية ( :eويمكن المعادلة من

e=Pvap

Mw.R . T

أن : حيثPvap / =سم جم الماء بخار 3كثافة

M w( =وقدره للماء الجزيئي جزئ 18الوزن (1- جمR ( =للغازات العام درجة / 7 10 × 8,31الثابت مول جم ارج

مطلقة ( T =الماء لبخار الحامل للهواء المطلقة الحرارة درجة

(Specific Humidityالرطوبة النوعية : ).2الهواء في الموجودة الماء بخار كتلة عن للتعبير النوعية الرطوبة تستعمل

) الموجودة ) / الماء بخار جرامات عدد أي ، كجم جم الجوي الغالف من الرطبفي الماء بخار كمية ازدادت وكلما الرطب، الهواء من الواحد جرام الكيلو في

من نوعين بين التمييز يتم وهنا نهاية، ال ما إلى ليس ولكن وزنه، ازداد الجو،هما : النوعية الرطوبة

الماء الرطوبة النوعية االشباعية : أ- ببخار مشبعا الهواء يصبح أن وتعنيبخار من إضافية كمية أية بعدها يستوعب أن الهواء يستطيع ال بحيث

. وبهذا الجو في األقصى الحد إلى وصلت قد الماء بخار كتلة أن أي الماء،بخار حمل على الهواء لمقدرة مقياسا االشباعية النوعية الرطوبة تمثل

. الحرارة درجة ارتفعت كلما تزداد وهي الماء،في الرطوبة النوعية الحقيقية : ب- الموجود الماء بخار لكمية مقياس وهي

. الحرارة درجة على أيضا تعتمد وهي فعال، الهواء(Absolute Humidityالرطوبة المطلقة : ).3

م ) / جم الهواء من معين حجم في الموجود الماء بخار كتلة كأن ( 3وهي ، على يحتوي الطبيعي الهواء من الواحد المكعب المتر أن من 70نقول جراما

. في فعليا الموجودة الماء بخار كمية عن تعبر النوعية الرطوبة فان لذا الماء بخارالهواء ) ( . الجو

(Relative Humidityالرطوبة النسبية : ).4بخار كمية وبين فعال الهواء في الموجودة الماء بخار كمية بين النسبة تقيس

: يلي كما مئوية كنسبة عنها ويعبر مشبعا، الهواء ذلك يكون حتى الالزمة الماء

141

100 × معينة حرارة درجة فى الجوى الهواء من معلوم حجم فى الموجود الماء بخار كتلةحرارة درجة نفس فى الجوى الهواء من الحجم نفس يشبع الذى الماء بخار كتلة النسبية= الرطوبة

. الماء بخار فكمية اإلشباع عن الهواء بعد أو لقرب مؤشر النسبية والرطوبةالنسبية رطوبته هواء في عندما 50الموجودة يحملها التي الكمية نصف هي ٪

. عكسية، عالقة النسبية والرطوبة الهواء حرارة درجة بين والعالقة مشبعا يكوندرجة تنخفض وعندما ، النسبية الرطوبة تنخفض الحرارة درجة ترتفع فعندما

. تزداد النسبية الرطوبة فإن الحرارة، : التغير اليومي والسنوي للرطوبة الجوية

عاملين أهم الهواء في الموجودة الماء بخار وكمية الحرارة درجة تعتبركتل أو جبهات من تخلو التي الهادئة األيام وفي النسبية، الرطوبة في يؤثران

في وتستمر الشمس، شروق بعد باالنخفاض تأخذ النسبية الرطوبة فإن هوائية،ساعات في لها حد أعلى تبلغ حتى باالرتفاع تبدأ ثم الظهيرة، فترة االنخفاض

للرطوبة اليومية الدورة أن على مؤشر وهذا الشمس، شروق قبل األولى الصباح. الحرارة لدرجة اليومية للدورة معاكسة تكون الظروف هذه مثل في النسبيةمنه أكبر والجافة القارية المناطق في النسبية للرطوبة اليومي المدى يكون لهذا

. المدارية المناطق في النسبية الرطوبة تكون كما الرطبة البحرية المناطق فيوالباردة، المعتدلة المناطق وفي الشتاء، في منها الصيف في أعلى البحرية

. الصيف فصل في منها أعلى الشتاء فصل في النسبية الرطوبة تكونبشدة وتتناقص االستوائية، المناطق في لها حد أقصى النسبية الرطوبة تبلغ

: لسببين الجافة المدارية المناطق الجفاف- 1باتجاه -2سيادة. الهابطة الهوائية التيارات نشاط

: لسببين النسبية الرطوبة ترتفع المعتدلة المناطق وفي1.. الشتاء في الحرارة درجة انخفاض2.. الهوائية الجبهات بفعل الصاعدة الهوائية التيارات وحدوث

في عنها الشتاء في اليابسة فوق النسبية الرطوبة تزيد أخرى جهة ومنلكتل تتعرض التي آسيا شرق جنوب في الموسمية المناطق باستثناء الصيف،

في منها أعلى الصيف في النسبية الرطوبة يجعل مما الصيف، في رطبة هوائيةالشتاء.

: العوامل التى تؤثر على الرطوبة الجويةالماء درجة حرارة الجو :.1 بخار من بمزيد التحمل على الهواء مقدرة تزداد

. , تنخفض ولهذا انخفاضها حالة فى صحيح والعكس الحرارة درجة بارتفاع. الليل فى تزداد بينما النهار فى النسبية الرطوبة

الى نشاط الرياح :.2 المكان تعرض اذا الجو فى النسبية الرطوبة تنخفضالمحيط الرطب الهواء تطرد النها نظرا جاف مكان من تهب رياح

. الهواء خلط يتم ثم ومن المائية والمسطحات النبات مثل بمصادره . الى الرطوبة فتجلب الرطبة الرياح اما الجاف الرياح بهواء الرطب

. علية تهب التى المكان, درجة ابتالل سطح األرض :.3 الجزء خاصة لألرض المائى المحتوى يؤثر

, , زيادة الى ذلك ويرجع الجو فى النسبية الرطوبة على منها السطحى . الرطوبة ترتفع ولهذا األرض فى الرطوبة كمية بارتفاع المتبخر الماء

142

البعيدة بالمناطق مقارنة المبتلة خاصة األرض سطح من قريبا النسبية. األرض سطح عن

,غطاء المزروعات :.4 النسبية الجوية الرطوبة على الخضرى الكساء يؤثروالنتح يالبخر يفقد ما لزيادة المكان رطوبة تزداد النباتى الغطاء فبزيادة

. عنها البعيدة االماكن مع مقارنة منها :قياس الرطوبة الجويةMeasurements of Air Humidity

من مختلفة أنواع بواسطة نسبية رطوبة صورة على الجوية الرطوبة تقاسومنها :- االستعمال الشائعة األجهزة

Chemical Hygrometerالهيجروميتر الكيماوي : .1

وعاء عن مادة aspiratorعبارة بها أنابيب مجموعة من الهواء وسحب لجذبالمركز - - الكبرتيك حمض الكالسيوم كلوريد مثل بشدة الماء بخار تمتص

بها الهواء تمرير وبعد الوزن معلومة تكون األنابيب تلك الفوسفور أكسيد خامسفيمكن الماء لبخار بداخلها التي المادة امتصاص بعد األنابيب مجموعة وزن يعاد

الهواء ) من معلوم حيز فى الرطوبة كمية معرفة مرة( Mبذلك التجربة تعاد ثمفى ماء سطح تحت األنابيب مجموعة دخوله قبل الهواء بمرور ولكن أخرى

وزن ويعاد التجربة إجراء حرارة درجة فى الماء ببخار مشبعا منها فيخرج زجاجةبذلك فيمكن الماء لبخار بداخلها التي المادة امتصاص بعد األنابيب مجموعة

الحيز ) نفس تشبع التى الرطوبة كمية النسبية (.M1معرفة الرطوبة تحسب ثمالتالية : العالقة من

× 100 M القائمة الظروف تحت الحيز فى الموجود الماء بخار كميةM1 القائمة الظروف تحت الحيز فى الموجود الماء بخار كمية النسبية= الرطوبة

Silling’s Hygrometer الترمومتر الجاف والمبتل(سيكروميترسلينج ).2عليها مثبت معدنية لوحة من الجهاز ويتكون

وبذلك ترمومتران الجاف الترمومتر يسمي أحدهما, العادية الجو حرارة درجة يقرا ملفوف فهو واألخر

به صغير حوض فى تتدلى الشاش من قطعة عليهبدرجة منها يتبخر قماش قطعة فى يسرى ماء

وعكسيا للجو الحرارة درجة بازدياد طرديا تتناسبانخفاض فى ذلك فيتسبب الجو رطوبة درجة مع

الحرارة من درجة اقل حرارة درجة يقيس فانه ولذادرجة إلى يحتاج الذى الماء لتبخر األولى الترمومتر

143

جاذبهواء

موادهيجروسكوبي

ماء

. كان كلما جفافا أكثر الهواء كان فكلما الترمومتر مستودع من يستمدها حرارةبين الحرارة درجة في الفرق وكان سرعة أكثر الرطب الغطاء على من التبخير . بين العالقة توضح خاصة جداول طريق وعن أكبر والمبلل الجاف الترمومتران

معرفة من الجو فى النسبية الرطوبة معرفة يمكن والرطوبة الحرارة درجة. والرطب الجاف الترمومترين بين الحرارة درجات بين الفرق

درجة كانت أذا الجو فى النسبية الرطوبة لمعرفة سيلنج سيكروميتر يصلح وال , فقاعتي من كال على الثلج تراكم نتيجة التجمد حرارة درجة من اقل الجو حرارة

) والمبتل ) الجاف الترمومترين Hair hygrometerالهيجرومتر الشعري : .3

على الجهاز عمل فكرة اعتمدت تبعا العضوية المواد من بعض أبعاد تتغيرالحصان زيل شعر أو اإلنسان شعر استخدام تم وقد الرطوبة، من محتواها لتغير

عشر السابع القرن منذ النسبية الرطوبة لقياس منه الشحم إزالة ثبت .بعد حيثبين ما الشعر طول يزداد صفر 2,5- 2أنه من نسبية الرطوبة لتغير المعدل في ٪

مابين 100- عادة الشعر طول ويكون الخاصية سم 20 -٪15 هذه استغلت ولذلكالشعري . الهيجرومتر لعمل

عنها المزال الحصان زيل شعر أو اإلنسان شعر من خصلة من الجهاز يتركب , الحصان زيل شعر ويفضل الرطوبة لنسبة حساسة تكون حتى الدهنية المادة

. الجهاز قاعدة فى طرفها من الشعر خصلة تثبت حيث أطول مدة يعمر انه حيثمؤشر بها رافعة يحرك بزنبرك يتصل اآلخر والطرف محوري مسمار طريق عن

. الشعر خصلة تحفظ النسبية للرطوبة المئوية النسبة يبين تدريج فوق يتحركبخار من يحمله بما الهواء بتبادل لتسمح واسعة ثقوبا مثقبة معدنية علبة داخل

المسمار. يحرك حيث السابقة الدقيقة األجهزة بأحد الجهاز ضبط ويتم ماءالقياس تدريج على المؤشر قراءة يطابق حتى الجهاز قاعدة فى المحوري

. النسبية الرطوبة بدرجة المقارن . ولكنه االستعمال وسهل الحمل خفيف بأنه الشعري الهيجروميترى ويمتاز

خصلة على الرطوبة تغير تأثير الن القراءة تثبت حتى الوقت بعض إلى يحتاج . لمعرفة لخر وقت من معايرته يجب كما الوقت بعض االنتظار إلى يحتاج الشعر

. ودقته كفاءته مدىبمواد ملحوظة : الرطوبة نسبة قياس في المستخدم الشعر تنظيف يجب

الن وذلك اللمس نتيجة الشحوم تراكم من دوري وبشكل الكحول مثل خاصة. للتلوث جدا حساس الشعر

Daniel's hygrometerهيجرومتر دانيال : .4

144

النسبية ) الرطوبة أن العالقة( :RHحيث من تحسب× 100 M

M1 =( RH ) النسبية الرطوبة

الماء ) بخار ضغط ألن الموجودة ( Pونظرا البخار جزيئات عدد مع يتناسب . التعبير فيمكن البخار كتلة مع طرديا يتناسب أي الهواء من الحجوم وحدة فى

بالعالقة : النسبية الرطوبة عن × 100 P

P 1 =( RH ) النسبية الرطوبة

القياس = Pحيث : حرارة درجة عند الجو فى فعال الموجود الماء بخار ضغط P1 = حرارة من الدرجة هذه عند الجو يشبع الذى الماء بخار ضغط

المشبع غير البخار ضغط قيمة إلى التوصل الصعب من كان لذلك Pولما, رطوبة من فيه بما مشبعا الجو يصبح حتى صناعيا الجو حرارة خفض إلى نعمد

الحال هذه على الندى ويطلق التى) Dew Pointنقطة الحرارة درجة وهىثم ( األرض سطح من القريبة الباردة المناطق على الماء بخار عندها يتكاثف

درجة عند المشبع الماء بخار ضغط فيكون الندى نقطة عند الحرارة درجة نقيسالمشبع ) غير البخار ضغط هو الندى نقطة العادية ( Pحرارة الحرارة درجة .فى

طرفيها ينحني عريضة أنبوبة من الجهاز ويتكونبانتفاخ طرف كل وينتهي قائمة زاوية شكل على

ترمومتر لوضع ويسع طويال الطرفين أحد ويكونالحامل . على ويوضع قصيرا واآلخر بداخله

درجة لقياس ترمومتر االنتفاخيين لهذين الخشبي . و الجو عليه (A ) البصلة حرارة الطويلة الساق ذو

بسائل مملوءة وهى الذهب من نطاق الخارج منو. القصيرة ) البصلةاألثير الساق يغلفه (Bذو

ببخار مملوءة كلها واألنبوبة وهو الشاش من قطعةسائل األثير. يضاف الندى نقطة على وللحصول

على يخفض ( B) البصلةاألثير مما تبخير له فيحثحرارة فيقل ( B) البصلةدرجة به الموجود األثير بخار تكثيف على ذلك ويعمل

فى جزيئاته المستعرضة ( B) البصلةتركيز األنبوبة فى جزيئاته تتحرك وبالتاليفى األثير سائل سطح على الجزيئات األثير ( A) البصلةمخلخلة من جزء فيتبخر

االنتفاخ حرارة درجة انخفاض ذلك ويصاحب بها .A) الذى أثير ( من بها ومافى الحرارة درجة انخفاض األثير ( A) البصلةويستمر سائل إضافة باستمرار

للبصلة ( B) البصلةعلى المالمس الهواء يصبح حرارة ( A) حتى درجة فىالماء بخار من فيه بما مشبعا المحيط الجو فيه يصبح الذى الحد إلى منخفضةالموجود الذهبي النطاق على تترسب الندى من قطرات شكل على ذلك ويظهر

درجة ( A) البصلةعلى وتمثل الداخلي الترمومتر قراءة نأخذ الحد هذا عند. , الجو حرارة درجة تمثل الخارجي الترمومتر وقراءة الندى نقطة عند الحرارة

الندى ) نقطة عند المشبع البخار ضغط يستخرج خاصة جداول (Pومنالجو ) حرارة درجة عند المشبع البخار النسبية ( P1وضغط الرطوبة .RHفتكون

RH= PP1

×100

145

B

A

البصلة إلى األثير كل ينقل الجهاز تشغيل البصلة. (A) وعند تبعد أن )ويجبA , جيدا ( تمسح وان الزفير من الماء بخار عليها يترسب ال حتى التنفس عن

. ندى نقطة أول تظهر حتى الشمواه من بقطعة .Hygrograph)مسجل نسبة الرطوبة : ).5

الرطوبة لتسجيل يستخدم جهازعادة طويلة لمدة الجو فى النسبية

نفس هو به الحساس والجزء أسبوعذو الهيجرومتر فى الحساس الجزء

فيه . وتستعمل من حزمةالشعرةميكانيكية الشعر تحريك قوة إلعطاءمسمار للجهاز. فى الحزمة هذه وتثبت

من الجهاز حامل فى مثبت محوريساقا فيحرك الحر طرفها أما طرف

انكماش أو تمدد لدرجة تبعا مرتفعا أو منخفضا يتحرك مؤشر أو بقلم متصلة , يمثل منحنى ترسم وبذلك الجوية الرطوبة نسبة حسب على وبالتالي الشعر

تلف أسطوانة بواسطة تدور التى التسجيل ورقة على الجو فى النسبية الرطوبةالباروجراف جهازي فى للمتبع مشابهة بطريقة أسبوع خالل كاملة دورة

أخرى . ووضع التسجيل ورقة بنزع وذلك أسبوعيا الجهاز يضبط والثرموجرافقراءة بالساعة الزمن يطابق بحيث الهيجروجراف قراءة وضبط منها بدال

. لذلك المعد : الهيجرومتر عن ناتجة القياس فى للخطأ مصادر عدة توجد1. : الخشن التعامل بسبب يجب مما أكثر الشعر شد عن هذا ينتج الصفر تغير

. كذلك تأثرت قد الجهاز ودقة حساسية وتكون2. : األسترطابية الشعر خواص يجعل والغبار القذارة ، الشحم رواسب

) يعود) مما الخاطئ التعامل أو التلوث بسبب أسوأ الرطوبة امتصاص. والدقة الحساسية في تدهور أو تدريجي تلف إلى

الحراري .3 التباطؤ معامل التباطؤ، معامل على الحرارة درجة تأثيرالحرارة . درجة انخفاض مع وازدياده ، السالب

: التــــكاثــفإلى الغازية حالته من الجو في الموجود الماء بخار تحول بالتكاثف يقصدحرارة درجة تنخفض فعندما المجردة، بالعين رؤيته يمكن صلب أو سائل جسم

و ـ األرض سطح من بالقرب ـ الندى نقطة أو التجمد نقطة إلى يحدث الهواء لكيهما : أساسي شرطين توفر من البد التكاثف

فى أوال :تشبع الهواء ببخار الماء : التشبع حالة إلى بالهواء الوصول ويمكنهما : بطريقتين الطبيعة

البحار .1 فوق أحيانا يحدث كما الجو إلى المياه من كبيرة كميات تبخر . االستوائية والمحيطات

2. . على الهواء قدرة أن حيث الندى نقطة من اقل درجة إلى الهواء تبريدفكلما , ذلك وعلى الحرارة انخفاض مع تدريجيا تضعف بالرطوبة االحتفاظ

إلى يصل حتى التشبع نقطة من الهواء اقترب الحرارة درجة انخفضتبالرطوبة الهواء ذلك فيها يتشبع الندى نقطة تسمى معينة حرارة درجة

146

شعر زيل

اسطوانة

. التكاثف بإحدى ويحدث وتحدث الجو فى شيوعا األكثر هى الطريقة وهذهاآلتية : الطرق

بالتوصيل أ- الهواء هواء : Conductionتبريد يالمس عندما ذلك يحدثدافئ . رطب عنه وينتج الندى نقطة من اقل حرارته درجة بارد سطح

ضباب - - صقيع ندى صورة فى محدود تكاثفبالخلط ب- الهواء الهواء : Mixingتبريد من كتلتان تختلط عندما ذلك يحدث

قريبة منهما لكل النسبية الرطوبة وتكون باردة واألخرى ساخنة احداهماالى الناتج الهواء لوصول الماء بخار تكاثف الى يؤدى مما التشبع من

تكاثف عنه وينتج للمخلوط الجديدة الحرارة درجة فى التشبع درجة. الخلط ضباب صورة فى محدود

للهواء ج- الذاتي الهواء :Adiabatic Coodingالتبريد من كمية تجبر عندمامستويات الى النتقالها نتيجة تتمدد فانها الجو فى راسيا الصعود على

. الى تحتاج الهواء من الكمية هذه تمدد وعملية باستمرار اقل ضغط ذاتحرارته درجة تقل وبذلك نفسة للهواء الداخلية الطاقة من تستمد طاقة

. الذاتى بالتبريد الصاعد الهواء حرارة درجة فى التناقص هذا ويسمىبحوالى الذاتى التبريد معامل الرطب 100ويقد الهواء من كيلومتر لكل م

. بسبب التكاثف اذا اما تكاثف اى صعودة يصحب لم الذى مشبع الغيريصبح الذاتى التبريد معامل فان الهواء م 0 6التبريد من كيلومتر لكل

المشبع الممطرة. الرطب السحب تكوين الذاتى التبريد عن وينتج. المطر ونزولثانيا : نويات التكاثف:

في الموجودة الشوائب من الخالي النقي الهواء في يتكاثف ال الماء بخار إنوصول عند يبدأ أن يمكن التكاثف فإن الشوائب، هذه وجود ومع الجوي، الغالفدقيقة نويات بدور تقوم الجوية الشوائب هذه إن بل اإلشباع، درجة إلى الهواء

. ومصادر اإلشباع درجة إلى الهواء يصل أن قبل حتى حولها الماء بخار يتكاثف: أهمها كثيرة، الجوي الغالف في الشوائب

والغبار النويات العادية :.1 والنيازك والشهب البركاني الرماد عن عبارةإلى وقت ومن أخرى إلى منطقة من الشوائب نسبة وتختلف الكوني،

الصناعية والتجمعات الريفية المناطق بين ما مثال تختلف فهي آخر،أطنان من باالف تقذف التي الثائرة البراكين مناطق بين وما الضخمة،القارية المناطق بين ما وكذلك عنها، البعيدة والمناطق البركاني الرماد

من أكثر على يحتوي البحرية المناطق هواء من الواحد فاللتر والبحرية،من أكثر على يحتوي القارية المناطق هواء بينما تكاثف، نوية مليون

. نوية ماليين ارتفاع خمسة من البد النوع هذا على التكاثف يحدث ولكيإلى النسبية .100الرطوبة أكثر ٪أو

عن ( :Hygroscopic nucleiالنويات المشبعة أو المتميعة ).2 المسئولة هىالغبار ذرات من فاعلية أكثر وهي الجوي، الغالف في الماء بخار تكاثف

. من مجموعة هي المتميعة والنويات التكاثف عملية حدوث في والرمال ) الرطب ) الجو في تذوب التي والحوامض، الصوديوم كلوريد مثل األمالحيصل أن قبل حتى ، بسرعة الماء بخار عليه يتكاثف ذائبا محاوال وتكون

147

منه أقل حولها الماء لبخار االشباعي الضغط ألن التشبع، درجة إلى الهواءالمسطحات - أجواء في األمالح وتشكل العادية الماء قطرات حول

عند الجوي الغالف تدخل حيث النويات، لتلك الرئيس المصدر البحريةالبحار . أمواج في المياه فقاعات في انفجار التكاثف عليها يحدث إذا

من اقل نسبية إلى 100رطوبة أحيانا تصل ٪85٪قدفاعلية التكاثف نويات أكثر لكن حجمها، حيث من التكاثف نويات وتختلف

وهناك ميكرون، عشرة إلى ميكرون بين ما منها الواحدة قطر نصف يتراوحعن قطرها نصف يتجاوز ال صغيرة تكاثف عديمة 0,001نويات وهي ميكرون

رطوبة. إلى إضافة ونسبتها، وطبيعتها التكاثف نويات حجم أن يعني وهذا الفاعلية. الجوي الغالف في الماء بخار تكاثف لحدوث الالزمة العوامل من هي الهواء،

مظاهر تكاثف الرطوبةCondensation Featuresمختلفة، صورا تتخذ التي التكاثف، لعمليات الهواء في الماء بخار يتعرض

مجموعتين إلى والتساقط التكاثف إشكال تقسيم :يمكناألرض األولى : سطح قرب الماء بخار تكاثف نتيجة تتكون التي الظواهر تشمل

الندى و والصقيع Dewمنها ،Frost والضباب ،Fogs . المختلفة بأنواعهفي الثانية : تتكون التي تتكون التي الظواهر تشمل جدا المرتفعة المستويات

والفجائية التدريجية التكاثف لعمليات الماء بخار يتعرض حيث األرض، سطح منالبرد منها مختلفة مظاهر والثلج Hailوتتخذ ،Snow والسحب ،Clouds والمطر ،

Rain.أوال : بعض مظاهر التكاثف في الهواء القريب من سطح األرض

Dewالندى : .1النباتات، أوراق على الباكر الصباح في تشاهد مائية قطرات عن عبارة وهو

للجو المعرضة الصلبة األجسام من وغيرها النوافذ، وزجاج الحدائق، وأسوار . تنخفض عندما ذلك ويحدث لها المالصق الهواء في الماء بخار لتكاثف نتيجة

) الخاصة ) المئوي الصفر الندى نقطة إلى وتهبط الليل، أثناء األجسام تلك حرارة. لها المالمس بالهواء

السماء و ذات الطويلة الليالي من الباكر الصباح ساعات في الندى يتشكلالهواء واستقرار األرض سطح برودة على يساعد مما الهادئة، والرياح الصافية

. يؤدي الشمس شروق بعد يتبخر ما سرعان لكنه سطحي، حراري وانعكاسترسبه ألن الجافة، شبه المناطق في البعلية الزراعة نجاح في مهما دورا الندى

النتح عملية بدء يؤخر والمزروعات النباتات أوراق على الباكر الصباح ساعات في. منها النتح معدل ويقلل األوراق، تلك حرارة درجة ويلطف

Frostالصقيع .2المعتدلة المناطق في تحدث التي الحادة الجوية الظواهر من الصقيع

في والباردة عنه يختلف أنه إال تكونه ومواقع أوقات حيث من الندى يشبه وهوانخفاض إلى ذلك ويرجع الثلج، من صغيرة بلورات من يتألف حيث التكوين،

وغالبا المئوي، الصفر من أقل إلى األرض لسطح المالمس الهواء حرارة درجةالمالمسة الجوية الغازات تتجمد بحيث فجائيا، انخفاضا االنخفاض هذا يكون ما

ما وهو مباشرا، تجمدا األرض سطح من والقريبة المعدنية األجسام لسطح . التسامي بعملية يسمى

148

خاصة النباتات إتالف إلى يؤدي الصقيع فإن النباتات، نمو يفيد الندى كان وإذا . المثمرة األشجار بمزارع بالغة أضرار حدوث عنه ينجم وقد نموها بداية عند

مستوى )والحدائق، على والتجمد الصقيع حدث إذا سطح( 5وخاصة من سمالجوي( )Ground frostاألرض ) الصقيع عن يختلف يحدث( Air frostالذي الذي

كشك مستوى علــــى التجمـد درجــــة إلى الحرارة درجـــــة تنخفض عندماالجوية ) ( .150األرصاد بين سم تصف خاصة مواقد إشعال إلى المزارع ويضطر

. الرياح كانت إذ أثره يزول الذي الندى وبخالف ليال لتدفئتها المزروعة األشجاركانت إذ أضراره وتزداد ساكنا، الهواء كان إذ أخطاره تقل الصقيع فإن شديدة،

. شديدة الرياح سرعةعندئذ فيسمى األرض سطح على الجليد من شفافة بللورات الصقيع صاحب أذا

األبيض ) الجليد،( White frostبالصقيع تكون يشترط ال الصقيع حدوث أن إال ، الجاف ) بالصقيع الجليدية البلورات تكون يرافقه ال الذي الصقيع Blackويعرف

frost.):تأثير الصقيع على النباتات

وأطوار وأصنافها أنواعها حسب الحرارة لدرجات تحملها في النباتات تختلفحرارة - درجة الزهرية البراعم تتحمل المثمرة لألشجار وبالنسبة درجة 3نموها

حتى - األزهار وتتحمل تتحمل -2مئوية الصغيرة والثمار وأخطر 1درجة درجةأعضاء أن ويالحظ األزهار بتالت سقوط فترة هي الفاكهة أشجار لجميع فترة

. ال الصقيع أضرار أن كما غيرها من للصقيع تعرضا أكثر بالماء الغنية الغضة النبات أيضا تتعلق ولكن فحسب النبات أعضاء إليها تصل التي الدنيا بالحرارة تتعلق

حرارة - درجة يتحمل أن لنبات يمكن فمثال الصقيع ضرر 4باستمرارية أي دون محرارة - درجة بينما قصيرة التعرض فترة كانت إذا 3إذا فادحة أضرار به تلحق م

. أطول التعرض فترة كانتفي الشتوي الصقيع من تتضرر كما النمو فترة في بالصقيع النباتات تتأثر

وعقده الجذور هي الشتوي للصقيع المعرضة النبات وأعضاء السكون طورالصقيع يسبب إذ والزهرية الخشبية والبراعم وتفرعاته الساق وأسفل الطعمقاعدة وتكون الحديثة الفروع في وخاصة والزهرية الخشبية البراعم تخريبسطح من بالقرب البارد الهواء تجمع بسبب تضررا األكثر األجزاء من الساق

أثر ويظهر باإلشعاع الحرارة ضياع شدة بسبب األغصان قمة وكذلك التربة. النمو فترة من األولى األسابيع خالل النباتات على الصقيع

النمو وانعدام الزهرية البراعم تخريب بسبب األزهار عدد في نقصا فنالحظبصورة تجف واألوراق واألزهار البراعم أن كما بالماء، الغنية الحديثة الفروع في

والجوز المشمش يتضرر كثيرا، تخربت قد الحاملة األنسجة كانت إذا مفاجئةبالماء مليئة األنسجة تكون إذ الربيعي الصقيع من خاصة بصورة والكرمة

وأضرار الحية للنسج ميكانيكيا تخريبا يسبب وهذا الخاليا بين الجليد فيتشكلمباشرة البروتوبالزما على المنخفضة الحرارة تأثير بسبب تنتج الربيعي الصقيع

تعفن الصقيع ويسبب ثانية جهة من الخلية في الماء نسبة على وتأثيره جهة منلها مشوهة وأشكاال للثمار مضطربا نموا يعطي أنه كما األزهار، وسقوط البراعم

. السفلي وجهها على ومشققة مجعدة ويجعلها األوراق ويخربالمذكرة األعضاء تلون حدوثه بعد فيالحظ الصقيع بسبب األزهار تتضرر

في األسود باللون التلون فيبدأ الزهرة في التأنيث أعضاء أما األسود، باللون

149

قضى البويضة حواجز إلى السواد وصل وإذا البويضة في وينتهي اإلبرة رأس. وتموت الغضة الثمرة تذبل ثم الخارج من ذلك يظهر أن دون نهائيا عليها

: طرق الوقاية من الصقيع ومقاومتهالوقاية طرق الوقاية السلبية : .1 على تساعد وقائية إجراءات عن عبارة وهي

ومنها : شدته من تحدد كما الصقيع من بالنسبة والموقع المحلية المكان شروط تؤثر حيث الموقع اختيار

شدة تغير على الطبوغرافي الحقل وشكل المنطقة في للتضاريس. حدوثه وطبيعة الصقيع

واألقل اإلزهار متأخرة واألصناف األشجار أنواع تختار حيث األصناف انتقاء. للصقيع عرضة األكثر األماكن في بالصقيع تضررا

البارد الهواء تصريف تسهل التي اإلجراءات تتخذ حيث الزراعية األعمالبعد األرض وتسوية المثمرة األشجار تحت األعشاب بقص يوصى كمااألشجار وتقليم العميقة التربة طبقات من الحرارة انتقال لتسهيل الحراثة

صفوف وتوجه اإلمكان قدر األرض سطح عن الشجرة تاج يبتعد بحيث. البارد الهواء تصريف على تساعد بحيث التضاريس حسب األشجار

أو طرق الوقاية اإليجابية: .2 الصقيع حدوث لمنع إليها يلجأ الطرق وهذهمقاومة لعملية االقتصادية الجدوى تكون أن شريطة أضراره من للتقليل

حرارة لحفظ تسعى اإليجابية الوقاية طرق مختلف وإن هذا إيجابية، الصقيعحرارة على الحفاظ أما هدفها الطرق هذه وتحقق مقاومته حد فوق النبات

قدرة بإعطاء أو باإلشعاع الحرارة فقد تقليل طريق عن الدنيا الجوية الطبقةإلى : اإليجابية الوقاية طرق وتقسم الطبقة لهذه إضافية حرارية

الطرق البيولوجية :.1. والمائية الغذائية شروطها بتحسين وذلك األشجار مقاومة زيادة استعمال أو متأخر نمو ذات أصول باختيار ذلك ويتم واإلزهار النمو تأخير

نمو بأحداث المتضررة األزهار وتعالج هرموني أساس ذات محاليلحمض مثل المركبات بعض باستعمال للبويضة مباشر تلقيح بدون للثمار

وسيكوكوك لألجاص جيبراليك حمض ويستعمل الحامضي الفانفتالينوكذلك األجاص أزهار .Pgلتأخير والتفاح للكريز آالر

المراوح الطرق الفيزيائية:.2 ، السطحي الري أو بالرذاذ الري وتشمل. والتدفئة التغطية والتدخين، الصناعي الضباب الهواء، وخلط

: األشجار فوق الماء برش الصقيع يقاوم السطحي والري بالرذاذ الريتحتها، الرش فاعلية من أكثر األشجار فوق الرش وفاعلية تحتها أو

في األغصان على الجليد تراكم منها األشجار فوق للرش محاذير وهناكاألمراض انتشار على المساعدة وكذلك الشديد، الصقيع حاالت

الرش فاعلية التالي الجدول ويبين الرطوبة زيادة بسبب والحشرات . في وذلك السكون فترة إلطالة بالرذاذ الري يستخدم كما األشجار فوق

بداية في البيولوجي الصفر عن فيها الحرارة معدل يزيد التي األيامأسابيع أربعة إلى أسبوع من اإلزهار العملية هذه تؤخر حيث ظهرا الربيع

بسبب أمريكا في واسع بشكل األشجار تحت بالرذاذ الري ويستعمل

150

كما ، األغصان على الجليد وتكون األمراض انتشار في تسببه عدم. والخضراوات الزاحفة للكرمة وخاصة السطحي الري يستعمل

: من القريب البارد الهواء بخلط وتتم الهواء خلط وطريقة المراوحليالي في األعلى الطبقات في المتواجد األدفأ الهواء مع األرض سطح

. قطر مراوح أو الهيلوكبتر طائرات تستعمل حيث اإلشعاعي الصقيعمن( )4-2.5شفراتها ) وتدور . 1300-900متر حيث( الساعة في دورة

حول كاملة دورة وتجري أمتار عشرة ارتفاعه برج على المراوح توضعأو كهربائي المحرك يكون أن ويمكن ودقيقتين ساعتين كل البرج محور

بين تتراوح ساعة خالل الالزمة واالستطاعة السائل HP 30-20بالوقودمن الواحدة المروحة األرض 4-2وتغطي باتجاه مائل ومحورها هكتار

تتلخص 20-10بزاوية المراوح الستخدام مثلى شروط وهناك درجةبالتالي :

كبيرة - المحمية المساحةمن - الحراري االنقالب متر 15-12سقفمستوي - الحقلارتفاع - على الحرارة بين الفرق أمتار 15نصف خمسة وارتفاع متر

مئوية 3-1بين درجةاإلشعاعي - النوع من الصقيعالصقيع - حدوث من ساعة نصف قبل المراوح تشغيل يجب

:أو بالقش أو البالستيكية المواد أو بالزجاج النبات بتغطية وتتم التغطيةعن أو باإلشعاع الحرارة فقد من التغطية تحد إذ التراب أو القماش

الزجاجية البيوت المبدأ هذا على وتعمل الحمل تيارات طريقالبالستيكية.

: أخرى مواد أية أو الصلب أو السائل الوقود بحرق وتتم التدفئة طريقةالحجم كبيرة من أفضل الحجم صغيرة التدفئة وأجهزة لالشتعال قابلة. درجات ثالث إلى درجتين من الهواء حرارة الوسائل هذه وترفع

: هذه مساوئ من الرطبة النفايات تستخدم حيث النفايات استخدامشدة في التحكم إمكانية وعدم األكوام إشعال صعوبة الطريقة

. لالحتراق القابلة غير بالمواد والتربة البيئة وتلوث االحتراق : من عادة األجهزة تصنع السائل الوقود تستخدم التي التدفئة أجهزة

لـ يتسع معدني مدخنة 20-10وعاء ذات أو بسيطة تكون أن أما وهي لتر . تسخين بأن التجارب دلت الثاني النوع ويفضل والوقود للهب منظم معدرجات ثالث حوالي الهواء حرارة ترفع المختلفة التدفئة بأجهزة الهواء

بين يتراوح األجهزة عدد كان إذا الهكتار 250-100مئوية في جهازاالصقيع وشدة الحقل تضاريس حسب وذلك البستان في موزعة الواحد

ارتفاع / على الحصول ويمكن المحصول عدد  درجات/ 5ونوع زيد إذاإلى باختالف 500-400األجهزة للوقود الجهاز استهالك ويختلف جهاز

من يقدر أنه إلى الواحدة 600-200نوعه الساعة في للهكتار وذلك  كجم. الجهاز ومردود الحقل وطبيعة الصقيع شدة باختالف

للحد من أضرار الصقيع على األشجار المثمرة : يمكن تنفيذ التعليمات الفنية التالية:

151

1.. المثمرة باألشجار المزروعة البساتين من األعشاب إزالة2. . النشارة أو بالقش األشجار مسقط تحت التربة سطح تغطيةبالخيش .3 السن الحديثة والغراس األشجار جذوع لفذلك .4 أن حيث االحتياج عن زائدة ريات إعطاء وعدم األشجار ري تنظيم

. الصقيع حدوث عند كبير بشكل تتأثر غضة نموات يعطيالمعرضة .5 األماكن في وخاصة للبرودة الحساسة األصناف زراعة استبدال

للصقيع.احتمال .6 بعد ما إلى للصقيع تتعرض التي المناطق في األشجار تقليم تأخير

. الصقيع حدوثمجموعها .7 يتضرر قد التي األشجار من اليابسة واألغصان الفروع قطع

تتم وبعدها لألفرع الجفاف منطقة من القطع يتم حيث جزئيا الخضري. للشجرة جديدة هيكلية أفرع تربية

خالل .8 الورقية األسمدة برش المصابة األشجار نمو سنوات 4-3تقويةخالل والكيماوية العضوية األسمدة من متوازنة دفعات وإعطاء القادمة

. السنوات هذهالكلس .9 بمادة األوراق من تعرف التي الهيكلية واألفرع األشجار ساق دهن

. الشمس ضربة من لحمايتها Fogالضباب : .3

الغالف من السطحية الطبقة في الماء بخار يتكاثف عندما الضباب يتكونميكرون، مئة على منها الواحدة قطر يزيد ال صغيرة قطيرات شكل على الجوي

الرؤية مدى من يقلل مما القطيرات، تلك صغر بسبب الجو في عالقة تبقى حيث( . عن يقل الرؤية مدى كان وإذا النسبية الرطوبة زيادة مع مداها يتناقص والتي

عن ( )1000 الرؤية مدى زاد وإن ضبابا، الحالة سميت ( 1000متر سميت مترشبورة ) أو خفيفا ضبابا عند(. mistالحالة تنقشع ما سرعان األخيرة الحالة وفي

. سالمة على الضباب حدوث لخطورة ونظرا الباكر الصباح في الشمس سطوعهذا ويعتمد للضباب دوليا مقياسا العلماء وضع فقد البري، والنقل الطيران حركة

رؤية للعين يمكن مسافة ألقصى تبعا المجردة، بالعين المشاهدة على المقياس . بوضوح عندها األشياء معالم

ويقسيم الضباب تبعا للظروف التي يحدث بسببها التكاثف إلى األنواع التالية:

ما ( : Radiation Fogالضباب اإلشعاعي ).1 أو اإلشعاعي الضباب تكونفي والعليا الوسطى العروض في المتنقل الضباب أو البر بضباب يعرف

صافية السماء تكون حينما الطويلة الليالي حيث والربيع الشتاء فصليالليالي تلك خالل األرض سطح فقدان إلى يؤدي مما هادئة، والرياح

شروق وقبل الليل نهاية في وخاصة األرضي، اإلشعاع من كبيرة كميات . طبقة/ استقرار ويعد الحرارة درجة انخفاض إلى يؤدي مما الشمس

وأن خاصة اإلشعاعي، الضباب لتكون ضروريا شرطا السطحية الهواءاألرض، سطح تبريد من ويضاعف الرياح هدوء على يساعد الهواء استقرا

صغيرة كتل شكل على متقطع ضباب تكون على يعمل التام الهدوء أن إالالسطحية الهواء طبقة مزج على يساعد ضعيفة رياح هبوب لكن منفصلة،

152

فوقها الواقعة الهواء طبقة مع مباشرة األرض لسطح المالمسة الرقيقةالضباب نمو على وتعمل المتكاثف، الماء بخار كمية من يزيد مما مباشرة،

حوالي ) تصل والتي سماكته الريـــاح( 30وزيادة سرعة تتراوح عندما مترابين .3-2ما / ساعة ميل

يتكون ( : Adverted fogالضباب المتنقل ).2 ألنه البحر بضباب أيضا ويعرفتمر عندما الشتاء فصل في الساحلية والمناطق المائية المسطحات فوق

عندما الحال هو كما بارد، سطح فوق الرطب الدافئ الهواء من كتلةتيارات فوق ويمر الدفيئة، البحرية التيارات يعلو الذي الهواء، يتحرك

الدفيئة البحرية التيارات التقاء مناطق عند الضباب يزيد لهذا باردة، بحريةبتيار الدافئ كيروسيفو تيار يلتقي حيث اليابان، جزر منطقة مثل والباردة،

. هذا دفع في البحر نسيم يسهم الساحلية المناطق وفي البارد كمتشتكا . المسطحات في الضباب هذا يتكون كما الداخلية المناطق إلى الضباب

عند الصيف فصل في والباردة، المعتدلة المناطق في الواقعة المائية. باردة بأخرى دافئة بحرية تيارات التقاء

ركود ( : Town Fogضباب المدن ) .3 بسبب المدن أجواء في يحدث وهوالليل، أثناء األرض سطح حرارة النخفاض تبعا حرارته وانخفاض الهواء

ذرات انتشار التكاثف حدوث على ويساعد الماء، بخار يتكاثف وبالتاليالمدن أما المدن، في تكثر التي المصانع دخان من والكربون الغبار

المصانع مداخن تفقده لما نتيجة الشديد بالتلوث ضبابها فيتسم الصناعية . الملوث الضباب هذا على ويطلق الهواء في مختلفة غازات Dirty Fogمن

األسود الدخاني الضباب بالدخان. Smogاسم ممزوج كثيف ضباب وهو ) أن) + ويمكن المطر، بسقوط وال الشمس بشروق يتأثر وال دخان ضباب

. أيام لعدة يستمر:أثر الضباب على المزروعات

والمواصالت النقل حركة على للضباب السيئة النتائج بعض وجود رغمفبعض للمزروعات، الفوائد بعض للضباب أن إال اإلنسان، ونشاط والسياحة

بعض ري في الضباب من تستفيد الساحلية والصحاري الجافة المناطقمن السنوي التساقط قدر وقد األمطار، قلة عن الضباب وتعوض المزروعات،

بـ هاواي جزر إحدى على .1270الضباب السنة في مليمتراثانيا : بعض مظاهر التكاثف في الهواء المرتفع عن سطح األرض

درجة إلى ويصل األرض، سطح عن المرتفع الهواء في الماء بخار يزداد عندماالنسبية ) الرطوبة أي وينتج( 100التشبع التكاثف، لعمليات الهواء هذا يتعرض ، ٪

البرد منها الجوية الظواهر من العد تكون ذلك والثلج Hailsعن ،Snow والسحب ، Clouds واألمطار ،Rainfalls .تسقط واألمطار والثلج، البرد، من كال أن ويالحظ

التساقط تعبير سقوطها على ويطلق األرض، سطح . Precipitationعلى Hailsالبرد : .1

الثلج من مستديرة حبات عن عبـارة حـوالي Lumps of Iceوهـو قطرها يبلغ ، البرد 1,5 نشأة وترتبط سنتيمترات، عشرة إلى وتصل ذلك عن تزيد وقد سم،

بشدة الهواء لصعود تتعرض التي المناطق في الصاعدة الهوائية التيارات بحركة

153

Extremely Strong Updrafts of Air مناطق في البرد حدوث يزداد وبالتالي ، الركامي المزن سحب . Cumulonimbus Cloudتكوين

وجود عدم بسبب الحدوث، نادر أمرا القطبية الجهات في البرد سقوط ويعد . الجهات في يسقط ال أنه كما الجهات تلك في الصاعدة الهوائية التيارات

المزن وسحب الصاعدة الهوائية التيارات وجود من الرغم على االستوائيةمنه،. السفلى الطبقات في الهواء حرارة ارتفاع إلى ذلك ويعزى الركامي

. مطر إلى وتحولها األرض سطح إلى وصولها قبل البرد حبات انصهار وبالتالي Snowالثلج .2

الجو طبقات في الماء بخار لتجمد نتيجة التكاثف مظاهر من مظهرا الثلج يعدصلب جسم شكل على وظهوره انخفضت Solidالعليا، إذا إال ذلك يحدث وال ،

مباشرة بصورة الثلج يتكون وقد التجمد، درجة من أقل إلى الهواء حرارة درجة . قطرات تتعرض قد أو المطر، بماء الثلج بلورات تختلط وقد التسامي طريق عن . بداية عند الثلج ويتكون التجمد إلى الباردة المناطق في سقوطها عند المطرالجو في وتتطاير الوزن، خفيفة هشة قشور من األرض سطح على سقوطه

لالنضغاط، بدوره يتعرض بعض فوق بعضه الثلج تجمع عند لكن كالقطن،بالجليد الحالة هذه في ويعرف الصالبة، شديد ويصبح بشدة . Iceويتماسك

تعطيل مثل األضرار، بعض المأهولة الجهات في الثلج تساقط على ويترتب . أجسام على ترسبه أو الثلج تساقط على ويترتب والمواصالت النقل سبل

الحمل على قدرتها وضعف توازنها في اختالل حدوث طيرانها أثناء الطائراتخاصة. السحب مستوى فوق االرتفاعات عادة الطيارون يفضل لهذا والطيران

الركامي النوع من كانت إلزالة. Cumulusإذا خاصة بأجهزة الطائرات بعض وتزود . بأول أوال عليها الثلوج من يترسب قد ما

الســــــحب.3من دقيقة لجزيئات مرئي تجمع عن يتراوح الجليدأو الماءعبارة معا كليهما أو

بين ما مختلفة ميكرون 100إلى 1قطرها ارتفاعات على الجو في سابحة تبدوعلى تحتوي كما متباينة، وألوان وأحجام بأشكال تبدو الماء كما والغبار بخار

من هائلة من الهواءوكمية منبعثة صلبة وجزيئات أخرى سائلة ومواد الجاف.الغازات الصناعية

أشكال من شكل عن عبارة بالعين الرطوبةوهى رؤيتها يمكن التي الجويةأن حيث تقوم الشمسالمجردة، الماء، لدورة األساسي المحرك تعتبر التي ،

بخار، المحيطاتبتسخين إلى السائلة حالتها من مياهها من جزءا تحول التيالهوائية فتقوم داخل التيارات إلى الماء بخار بأخذ الجوي المتصاعدة الغالف

) بذلك) مكونا الماء ببخار المشبع الهواء فيتكاثف المنخفضة الحرارة درجات حيث. السحب بذلك مشكلة الغبار بذرات فتمتزج المتجمدة أو السائلة الماء جزيئات

من هي السحب كثافة درجة أن الهواء 100إلى 10بما كثافة درجة من أقل مرةالحركة هو الرياح عبر السحب تحرك يفسر ما أما السماء، في تطفوا فإنها

. السحب ذلك في بما بها تحتك التي الكتل كل تدفع التي الهواء لجزيئات الدائمة

: أنواع السحب

154

تصنيف السحب من حيث طبيعة تكوينها ومظهرها العام إلى ثالثأ-مجموعات هي:

رقيقة ( :Stratusالسحب الطبقية ).1 طبقات شكل على السحب هذه تظهر. ممطرة ليست فهي وغالبا بعضها، فوق

الخارجي ( :Cumulusالسحب الركامية ).2 شكلها في السحب هذه تبدو قويا ارتباطا ترتبط وهي منفصلة، كتل هيئة على القرنبيط رأس مثل

. المناطق في الركامية السحب تشكل يكثر الصاعدة الهوائية بالتيارات . يسقط أخرى ومناطق المدارية المناطق من الماطرة واألجزاء االستوائية

بالمزن حينها وتعرف قوية، برياح مصحوبة الغزير المطر من زخات منها.Cumulonimbusالركامي ) ) أمطارا السحب أنواع أكثر من يعتبر الذي

طبقات ( :Circusسحب السمحاق ).3 في تتكون السحب، أنواع أعلى وهيبين ) يتراوح ارتفاع على العليا في( 15-6الجو تشبه رقيقة سحب وهي ، كم

الماء بخار ويتكاثف أبيض، لون وذات المنفوش الصوف أو الريش شكلها. العادة في أمطارا تسقط ال سحب وهي ثلجية، بلورات شكل على فيها

تصنف السحب تبعا الرتفاعها إلى ثالثة أقسام هي:ب-1.( : عن مستواها يقل التي السحب وهي المنخفضة (2000السحب ، متر

الطبقية : والمزن الطبقية والركامية والطبقية الركامية السحب وتشمل. الركامية والمزن

2.( : بين ما تتراوح مستويات على وتتكون المتوسطة 6000-2000السحبمتوسطة( : ركامية وسحبا االرتفاع متوسطة طبقية سحبا وتشمل متر

االرتفاع.بين : ).3 ارتفاعها يتراوح مستويات على وتتكون العالية 15000-6000السحب

. الطبقي( والسمحاق الركامي السمحاق سحب وتشمل ، متر Rainالمطر : .4

األهمية هذه وترجع الهواء، في الماء بخار تكاثف مظاهر أهم من المطر يعتبر . ويحدث األرض سطح على الحياة أنواع مختلف وبين بينه الوثيقة الصلة إلى

يبلغ عندما التساقط ويبدأ بالهواء العالق البخار تكاثف لعملية نتيجة التساقطللسحب المكونة المائية القطرات الهواء 0,1قطر على يصعب عندما أي سم

تكوين إلى حتما يؤدي التكاثف كان إذا ولذا لثقلها، المائية القطرات هذه حملكون هذا في والسبب التساقط، إلى حتما يؤدي ال السحاب فإن السحب

. التهاطل قطرات من بكثير أصفر للسحب المكونة المائية القطرات: وهناك العديد من العوامل تؤثر على سقوط األمطار من هذه العواملالتي اتجاه الرياح :.1 الماء بخار كمية في هاما دورا الرياح اتجاه يؤدي

. اليابس إلى كبير مائي مسطح أو البحر من الرياح هبت فإذا الرياح تحملهاسقوط إلى يؤدى الذي الماء، ببخار ومحملة رطبة، تكون الرياح فهذه

. رياحا تكون فإنها البحر إلى اليابس من متجهة الرياح كانت لو بينما أمطاروفرصة الجافة الرياح اسم عليها ويطلق الرطوبة، فيها وتقل جافة،

. منعدمة تكون تكاد بسببها األمطار سقوطالتبخر، درجة الحرارة :.2 عمليات زيادة على الحرارة درجة ارتفاع يعمل

الهواء، في الرطوبة ازدياد إلى يؤدى مما المائية، المسطحات خاصة

155

في األمطار وسقوط الصاعدة، الهوائية التيارات نشاط على ذلك ويساعد . خاصة العكس، حدث إذا أما المائية المسطحات بها تتوفر التي الجهات،

درجة انخفاض أن فيالحظ المائية، المسطحات بها يقل التي المناطق، فيأي حدوث وعدم الهواء في الرطوبة نسبة انخفاض إلى يؤدى الحرارة

تكاثف.والمحيطات الموقع الجغرافي :.3 البحار عن المناطق بعد أو قرب يؤثر

واسعة بحار بها تحيط التي فالمناطق، وكمياتها، األمطار توزيع علىالتي المناطق، من مطرا أكثر الغالب في تكون كبيرة، مائية ومسطحاتفي مطرا الجهات أغزر من الساحلية الجهات تعد ولذا البحار، عن تبعد

العالم.أكثر التضاريس :.4 األمطار، من كبيرة كمية الجبال وقمم المرتفعات تجذب

القمم أن إلى ذلك سبب ويرجع السهول، تستقبلها التي الكميات، منفيحدث أعلى إلى االرتفاع إلى وإجبارها الرياح إعاقة على تعمل الجبلية

. األمطار سقوط لذلك نتيجةوتنقسم األمطار تبعا للظروف التي تسقط بسببها إلى ثالثة أنواع

هي: Convectional Rainاألمطار االنقالبية أو أمطار التيارات الصاعدة : .1

االستوائية الرهو مناطق في كما الرطب الهواء صعود عن الناتج المطر هو وتشتد و الحرارةحيث فتبرد العليا الجو طبقات إلى الهوائية التيارات تتصاعد و

على المطر هذا غزارة تتوقف و المطر فيسقط الماء بخار من بها ما يتكاثفهما يحملها:  عاملين التي الماء بخار العليا الهواءكمية الطبقات حرارة درجة ثم

و االستوائية المناطق في األمطار من النوع هذا يكثر و السحب إليها تصعد التيالتصاعد يحدث و السنة فصول جميع في منتظمة بصورة يسقط حيث المدارية

و المساء في المطر يتساقط و الحار النهار أثناء لهذا السحبالهوائي المصاحبةقد لهذا و وابل هيئة في و بالغزارة المطر يتصف و الركامي هي المطر من النوع

يجرف قد الغزير السطحي الجريان أن كما بالمحاصيل إلى التربةيضر يؤدي وتعريتها.

Orographic or Relief Rainاألمطار التضاريسية .2ازداد كلما والباردة المعتدلة المناطق في لألمطار السنوي المعدل يزداد

) االرتفاع ) إلى تضطر الرياح أن إلى ذلك سبب ويعود ، التضاريس ارتفاع االرتفاعتلك اجتياز من تتمكن كي وذلك ، ضخمة جبلية بسالسل تصطدم عندما

وتتكون التكاثف ويحدث فيها الماء بخار ويبرد حرارتها درجة فتنخفض السالسل،. األمطار وتسقط السحب،

السفوح من أمطارا أكثر الرطبة للرياح المواجهة الجبلية السفوح تعتبرالمطر ) ظل في تقع والتي عنها المحجوبة أغزر( Rain shadowاألخرى وأن ،

مباشرة، تليها التي المنطقة على بل نفسها، الجبال قمم على تسقط ال األمطارالقمم إلى وصولها بعد االرتفاع عن تتوقف ال الرياح أن إلى ذلك سبب ويعزى

غير الهوائية الكتلة كانت إذا خاصة قليال، االرتفاع في تستمر بل مباشرة، الجبليةمستقرة.

156

األمطار، في زيادة من الرطبة للرياح الجبال اعتراض على يترتب ما إلى وإضافةفي تساعد كما استقرارها، وعدم الرياح اضطراب من تزيد المرتفعات تلك فإن

. حدتها وزيادة الحمل تيارات نشاطوالباردة، المعتدلة المناطق في عامة ظاهرة باالرتفاع األمطار تزايد ويعتبر

المسطحات من القريبة المرتفعة الجبلية المناطق على األمطار أغزر وتسقطالمناطق في السائدة السحب وأن خاصة الرياح، اتجاه مع والمتعامدة المائيةمعدالت تزداد ولهذا مرتفعة، طبقية سحب الغالب في هي والباردة المعتدلة

. ال فيها األمطار أن وجد فقد المدارية، المناطق في أما االرتفاع زيادة مع األمطاراألقصى فالحد بالتناقص، تأخذ ثم معين، حد إلى إال باالرتفاع الزيادة في تستمر

جاوه جزيرة مرتفعات في الزيادة عن األمطار عنده تتوقف الذي االرتفاع منهو ) المدارية( 1200االندونيسية السحب أن إلى ذلك في السبب ويعود ، متر

على ) قممها ارتفاع يزيد ال منخفضة، ركامية سحب الغالب في هي الماطرة3000 . بكثير( ذلك دون األمطار فيه تتركز الذي قواعدها مستوى يكون بينما ، متر

األمطار اإلعصارية أو أمطار الجبهات .3Cyclonic or Frontal and Convergent Rain

المسماة الجوية االنخفاضات بها تكثر التي العكسية الرياح مطر وهوأمطار أمثلتها من و المتوسط باألعاصير غرب البحر أمطار يتسبب أوروباو و

اإلعصار يجذب أن يحدث إذ الجوية االنخفاضات أو األعاصير مرور سقوطه فيمن تيار يأتي كأن الحرارة درجة حيث من المصدر مختلفي هوائيين تيارين

عملية تحدث يتقابالن حينما و الحار أو الدافئ الجنوب من آخر و البارد الشمالمن به ما يتكاثف و يبرد فإنه يعلو حينما و وزنا أخف ألنه الدافئ الهواء تصعيد

غزير الماء بخار الصاعد الهواء يكون حينما المطر يكثر و المطر فيسقط . الرطوبة

: قياس االمطارMeasurement of Rainوالبوصة الملليمتر متل الطولية بالوحدات الساقطة االمطار كمية عن يعبرحوض فتحة خالل تسقط التى الكمية حجم حساب بواسطة االمطار وتقاس

, او سمك عن عبارة الناتج فيكون الحوض هذا مساحة على مقسومة استقبال . شدة وتنقسم الطولية بالوحدات المساحات محدة على المتساقط الماء عمق

الى : المطر تساقطحتى : .1 قليلة اثار من يبدأ بعمق المطر سقوط معدل اذا خفيف 2,5مطر

, ساعة/ مممن : .2 اكثر بعمق المطر سقوط معدل اذا متوسط 7,6وحتى 2,5مطر

. ساعة/ مميزيدعن : .3 بعمق المطر سقوط معدل اذا شديد .7,6مطر / ساعة مم

. وتوضع المطر قياس باجهزة تسمى اجهزة بواسطة المطر كمية وتقاس, الجوية األرصاد محطة فى العراء فى دائما االجهزة هذه

انواع : عدة منها ويوجدمقياس المطر القياسي.1

حاليا - المستخدم شيوعا األكثر المطر مقياس اختراع تم - من أكثر قبل والمطارات الرسمية الرصد أقسام بواسطة

100 . قياس وأنبوب قمع مع كبيرة اسطوانة من يتألف وهو عام

157

" " . الواليات مكتب حدده الذي الرسمي المطر مقياس طول يبلغ داخلها أصغرللطقس قطره 50المتحدة بأنبوب . 20سم قياس أنبوب في الماء تجميع يتم سم

. ارتفاع فإن لذلك، نتيجة القمع لسطح العرضية المقطعية المنطقة عشر يمتلكبالضبط يبلغ القياس أنبوب في المجمع تم 10الماء لو عليه سيكون ما أضعاف

. هطول من لسنتيمتر واحد عشر شأن من مثال، لوحدها االسطوانة في تجميعه . الماء بارتفاع المبالغة هذه إن القياس أنبوب من واحد سنتيمتر يمأل أن المطر

لهطول دقيقة قياسات إجراء من الجويين األرصاد علماء يمكن األنبوب فيبعين. المبالغة ألخذ القياس أنبوب في خاصة قياس عصاه تدريج يتم المطر

االعتبار. مقدراه ما يقيس أن القياسي المطر لمقياس المطر )5يمكن من 1,97سم

االسطوانة(. داخل الماء يفيض سنتيمتر، خمس المطر هطول تجاوز إذا بوصة . بإفراغ المشرف يقوم المطر، كيمه إجمالي ولحساب القياس بأنبوب المحيطة

ويسكبه 5 االسطوانة في الموجود الماء يأخذ ثم الكامل، القياس أنبوب في سم . ينتج الخمس، السنتيمترات إلى العيار هذا بإضافة حاليا الفارغ األنبوب في بحذر

. المطر لكمية النهائي المقدار:مقياس المطر ذو الدلو القالب .2

الدلوين أحد فيه يقلب الذي الزمن القالب الدلو ذو المطر مقياس يسجلالماء من معين حجم يسقط عندما يحدث الذي األمر الغرض، لهذا المصممين

عادة ) أو 0,1فيه بسرعة ( . 0,1سم اآلخر يتحرك الدلوين، أحد ينقلب عندما بوصة . مرة كل وفي المتساقط المطر من التالية الوحدة الستيعاب المخصص للمكان

. في بساعة موصول لمسجل إلكترونية إشارة إرسال يتم الدلو، فيها ينقلبحاجة هنالك ليس وهكذا القاع، من الماء يرشح ، القالبة الدلو مقاييس معظم

. زمنية فترات أثناء هطل الذي المطر كمية تحديد الجهاز هذا ويتيح يدويا إلفراغه . المطر حجم لمعرفة إضافة الطقس محطة في شخص أي حضور دون معينة

. سبيل على كثافته معرفة أيضا المفيد من محددة، زمنية فترة خالل سقط الذيأن إال بأمان، ترشح أن معين يوم طوال تسقط سنتيمترات لخمس يمكن المثال،

. فوري بفيضان تتسبب قد واحدة ساعة خالل المتساقطة الكمية نفسهطول قياس في خاص بشكل جيد القالب الدلو ذو المطر مقياس يعتبر

. المطر فإن للمطر، جدا خفيف سقوط وخالل المتوسط إلى الخفيف المطر . وخالل المزيد إضافة قبل يتبخر وقد لقلبه كافيا يكون ال قد جدول في المتجمع

باالنهمار الماء يستمر قد الرعدية، العواصف مثل للمطر، جدا الغزير السقوط. المخصص المكان إلى التالي الدلو يتحرك أن قبل بالتفريغ، يقوم بينما الدلو على

. وقد المطر كمية تقدير يبخس القالب الدلو ذو المطر مقياس فإن لذلك، نتيجة. العنكبوت شبكة بفعل وغالبا تتعطل، التي القلب آلية بسبب أيضا الفشل ينتج

بيوت الحشرات، الطيور، أعشاش الثلج، البرد، يعمل قد ذلك، على عالوة . السبب، لهذا فيضان إلى يؤدي مما القمع، سد على النباتات وأوراق العناكب،

األخطاء كشف يمكن بحيث متجاورين، منفصلين مقياسين وضع الشائع من. بسرعة وتصحيحها

مقياس المطر الوزني :.3

158

. وعند مدرج بمقياس متصلة منصة على منصوب دلو في الماء يجمع فإنه . الحركة هذه رصد ويتم أسفل إلى المنصة المطر ماء وزن يدفع الدلو، امتالء

. الحاسوب طريق عن ومعالجتهامسجل المطر ذو العوامة :.4

سقوط زمن تسجيل طرق إحدى إنميكانيكي مسجل استخدام هي المطر

داخل. بقلم ملتصقة عوامة بة برميلي . ارتفع فإن المياه تجميع اسطوانة

ترتفع االسطوانة، في الماء مستوىفي التغير التسجيل قلم ويتتبع العوامة

. المخطط يتصل مخطط على االرتفاع . عندما ببطء يدور ساعة بآلية ببرميل

تقوم التجميع، اسطوانة تمتلئسيفون أنبوب عبر تلقائيا بالتفريغ

. وعندما تحتها أكبر تجميع علبة داخلمن التسجيل قلم يغطس هذا، يحدث

للمخطط الصفر خط إلى حد أقصى . يجب أخرى مرة متصاعد خط تسجيل في يبدأ بالهطول، المطر استمر وإن

- فيه - يتم الذي الوقت في عادة شهريا أو أسبوعيا بانتظام المخطط استبدال. أيضا التجميع علبة محتويات قياس

منطقة لكل المتساقط المطر سجالت تجميع الجهاز هذا استخدام مميزات ومنالسنوى او الشهرى التساقط متوسط منها يحسب خاصة جداول فى حدة على

. وتسمى بالمطر الخاصة الكنتورية الخرائط على توضع حيث طويلة لفتراتالحرارة تساوى خطوط توقيعها فى وتشبة المطر تساوى خطوط بخرائط

والضغط.

أمثلة محلولة : ذبذبته .1 زمن بسيط طوله , 4.2بندول عن مترا البندول طول نقص فإذا ثانية

الذبذبة زمن أصبح وكذا . 3.7األصلي األرضية الجاذبية عجلة أوجد ثانية. للبندول األصلى الطول

الحل :األصلى البندول طول المناظر Lنفرض الذبذبة الجديد , )tوزمن Lالطول

له( 1 - الذبذبة : t1وزمن

المعادلتين ) أن( :2و( )1بقسمة نجد159

بالتربيع

أن : نجد L = 4.46 mومنهاعن رقم )L = 4.46بالتعويض المعادلة أن( : 1فى g = 9.9 m /sec2نجد

قطره .2 النحاس من طرفه 2سلك في وعلق طرفيه احد من راسيا علق مممن السلك حرارة درجه خفضت ثم معين ثقل الصفر 20األسفل إلى م

بال السلك يبقى حتى االصلى إلى إضافته الالزم الثقل كتله فاوجد المئويللنحاس المرونة معامل بان علما 12×1.1تغيير

التمدد 2سم 10 معامل وانللنحاس 10 ×0.18الطولي

-6. مئوية درجهدرجه الحل : عند السلك طول ان هو 20نفرض درجه lم عند طوله وان

المئوي l0الصفرL =L0(1+α T )

، α حيث للنحاس الطولي التمدد الحرارة tمعامل درجه

L =L0+L0 α T

α L =L−¿ L0 α T = L0 18 x 10-6 x 20

السلك:. طول يكون الصفر حرارة درجه نجعله loعند من lولكن فالبدقوة : fوضع المعادلة حسب السلك على

y =

FA

ΔLL

، yحيث للسلك يانج السلك aمعامل مقطع مساحه

¿

FΠ (0.1)2

18 x10−6 x20 = F

3 .14 x10 -2 x18 x 10-6 x 20 1.1×10

BUT f = MG = M ×980

160

m= Fg

= 1. 1 x 1012 x 3.44 x18 x10−8 x20980

=1 .27 x 104 gm

المكبس .3 مساحه ان علم اذا سيارات رافع لتشغيل يلزم ضغط اقل اوجدالسيارة فوقه توضع والمكبس 120الذي السيارة وزن وان 3000بوصه

باوند.الحل:

المساحة = × الضغط القوة3000 =p×120

p=25 IB/IN2

شعرية .4 أنبوبه في السائل . 7ارتفع اوجد الخارجي اإلناء في منه أعلى سماالنبوبه قطر نصف أن علم اذا السائل لهذا السطحي التوتر مم 0.1قوة

السائل كثافة متر /800وان صفرا .3كجم التماس وزاويةالحل:

2π R t COS Θ = π R2 H Ρ G 2 t = R H Ρ G t=1/2 × )0.1( × 10-3 × )7 ×10-2( × 800 × 9.8= 0.274 NT/M

به .5 وضع من 3سم 200مسعر يبرد انه ووجد الكحول إلى 60من في 20م 6ميبرد انه فوجد الماء من الحجم نفس بالمسعر ووضع الكحول فرغ دقائق

إلى 60من في 20م . 8م بان علما للكحول النوعية الحرارة احسب دقائقسم / 0.8كثافته للمسعر 3جم المائي المكافئ .10وان / مئوية درجه سعر

الحل:االبتدائية الحرارة درجه نفس لها السائلين إن حيث للتبريد، قانون حسب

كميه فقد معدل فان المسعر نفس ويحتويهما الوسط نفس في وأنهما. الكحول = من الحرارة كميه فقد معدل الماء من الحرارة

(m1 s1 + ms )(θ1 −θ2 )t1

=(m2 s2 +ms )( θ1 −θ2 )

t2

النوعية، S1و M1حيث وحرارته الماء وحرارته S2و M2كتله الكحول كتله = للمسعر المائي المكافئ وان MSالنوعية

(100 ×1 + 10)(θ1 −θ2 )18×60

=( 80 s2 +10 )( θ1 −θ2 )

6×6010018

=10+80 s2

6

s =650−18080×18

=48080×18

=13

cal /(gm c )

161

كتلته .6 حرارته 3جسم ودرجه النوعية 105جم وحرارته /0.095م / م جم سعرالشعرية االنبوبه في الزئبق يتحركها التي المسافة اوجد مسعر فى اسقط

الداخلي قطرها كان الجليد 1.6اذا النصهار الكامنة الحرارة بان علما مموكثافته / 80هى ، جم .3سم /0.917سعر

الحل: M1S )Ө1- Ө( = M2 L3 × 0.095 × 105 = M2L

m = 3×0. 095×10580

ولكن المذاب الجليد بمقدار 1كتله حجمه يتغير الثلج من بعد 3سم 0.083جم حيث M2الذوبان

V=M2 ×0.083

v =3×0.095×105 ×0 .08380

الكلى vحيث الحجم فى التغير =vولكن

l)πR2(v= 3.14×0.08×0.08×l

L= v3 .14×0 . 08 ×0.08

=1 . 7 cm

هو .7 الزجاج من لقطعه األزرق الضوء انكسار معامل كان وكان 1.643أذاالزجاج لنفس األحمر الضوء انكسار سرعتي 1.618معامل بين الفرق اوجد

الفراغ في الضوء سرعه بان علما الزجاج هذا في واألحمر األزرق الضوء.810 ×3هي ثانيه / مترالحل :

v0

v1=

n1

n0

أن ، V0نفرض الهواء في الضوء الزجاج V1سرعه في األزرق الضوء سرعهانكساره معامل .N0وان N1الذي الهواء انكسار معامل

3×108

v1= 1. 543

1

v1=3×108

1 . 643=1 . 83×108 m /sec

162

سرعته فان األحمر للضوء المعادلة : V2وبالنسبة من تعطىv2=

v0 n0

n2=3×108

1.618=1. 85×108 m /sec

الشعاع .8 خروج زاوية أن وجد سائل انكسار معامل لتعيين بلفرتش جهاز فيالمنشور من معامل 60الضوئي كان أذا السائل انكسار معامل اوجدالمنشور مادة .1.6انكسار

الحل: وان السائل انكسار معامل أن وان N1نفرض المنشور ماده انكسار معاملهي المنشور من الشعاع خروج : Iزاوية يتكون

n2=|n2−sin2 i1n2=|(1.6 )2−0 . 75n2=|1 .81 =1.35

طولها .9 الضوئية 25أنبوبه كثافته محلول بها امتصاص 0.5سم معامل اوجد. له االنطفاء معامل وكذا للضوء المحلول

الحل. : بالعالقة تعطى الضوئية الكثافة

log =(l0

l)

log =(l0

l)

=kl ولكنحيث : ، kولكن االنطفاء معامل : lهو االنبوبه طول

1/2 =k×25

k = 150

cm−1 =0. 02 cm −1

α=2 .3 k

α=2 .3 × 150

=0 . 046 cm−1

المراجع

1. . . . ف / أ باشا .1977دكتور القاهرة, – – جامعه الزراعة كليه العامة الطبيعة2. . . . ع / م الشين -1980دكتور العلوم – كليه مذكرات والكهرباء الحرارة ،

. االسكندريه جامعه3. . . م / غريب .1962دكتور المصرية – النهضة مكتبه المادة خواص فيزياء ،4. . . م / غريب .1962دكتور المصرية – النهضة مكتبه الديناميكية الحرارة ،5. . . م / ناشد .1962دكتور المصرية – االنجلو مكتبه والمغناطيسية الكهربية ،6. . . . ع / م مصطفى .1964دكتور المصرية – االنجلو مكتبه األول الجزء الضوء ،

163

7. . وآخرون / . ص س سليم وخواص 1979دكتور والطبيعي الهندسي الضوء ، . - االسكندريه جامعه العلوم كليه الحديثة والفيزياء المادة

8. . . . م / م لله عبدا كليه, – 1981دكتور الزراعة في الطبيعة و الفيزياء علم. القاهرة – جامعه الزراعة

9.. . . ف / م قنديل جامعه – – 1983دكتور الزراعة كليه مذكرات الفيزياء ، القاهرة.

10.. . . ع / م شوقي جامعه – – 1993دكتور الزراعة كليه مذكرات الفيزياء ، القاهرة.

11.. . م أ السمنودى الزراعة – 1983دكتور كليه مذكرات الفيزياء علم ،أسس. القاهرة – جامعه بالفيوم

12.. . م أ السمنودى الزراعة – 1993دكتور كليه مذكرات الفيزياء علم ،أسس. القاهرة – جامعه بالفيوم

13.. . م أ السمنودى الزراعة – 2003دكتور كليه مذكرات الفيزياء علم ،أسس. القاهرة – جامعه بالفيوم

14.. . م أ السمنودى الزراعة – 2008دكتور كليه مذكرات الفيزياء علم ،أسس. القاهرة – جامعه بالفيوم

164