الفكرة العلمية :
توضح التجربة ظاهرة البرق الناتجة من شحن السحب وتأين الهواء بما يسمح بمرور شرارة كهربية
مكونات التجربة
أنبوبة زجاجية كبيرة مفرغة من الهواء وبها غاز خامل – قطع عديدة من شظايا الزجـاج – محول كهربي
خطوات التجربة
وصل التيار الكهربي ولاحظ إنكسار الضوء في الأنبوبة
التفسيــر
عند التأثير بجهد مناسب على قطبي الأنبوبة فإن الغاز الموجود يتأين و ينتج عنه إلكترونات سالبة وأيونات موجبة تساعد على مرور التيـار وينتج ما يسمى بالتفريغ الكهربى والتى تظهر على هيئة ضوء يختلف لونه بإختلاف نوع الغاز الموجود
التطبيقات
في الأيـام الرعدية تشحن السحب بشحنات مختلفة القطبية مما ينتج عنه إنهيار عزل الهواء بما يسمح بتفريغ الشحنات وظهور البرق
التعليـق
ما ترى أمامك هو نموذج لما يحدث فى ظاهرة البرق حين يتم توزيع شحنة كهربية بين سحابتين أحدهما مشحونة بشحنة سالبة و الأخرى مشحونة بشحنة موجبة وعندئذ تحدث شرارة تسبب سخونة الهواء إلى 30 ألف درجة مئوية أى خمس مرات درجة حرارة سطح الشمس ومثل هذه الحرارة تسبب تمدد الهواء بسرعة أسرع من سرعة الصوت وهذا ما يسبب صوت الرعد فى الأنبوبة التى أمامك يحدث التفريغ الكهربى فى وسط مليء بشظايا الزجاج فترى مسار التفريغ الكهربى نتيجة الإنكسار و التشتت و فى حالة العواصف الرعدية فإننا نرى البرق قبل سماع صوت الرعد لأن الضوء ينتقل بسرعة حوالى مليون مرة أكبر من سرعة الصوت
الأخـذ والعطـاء
توضــح التجربــة أن الأجســام التـى تمتــص جيـداً تشــع جيــداً والأجسام ضعيفة الإمتصاص ضعيفة الإشعـاع
الأدوات المستخدمة
أربعة ألواح مختلفة من الخشب – السيراميك – الميكا – الإستانليس كل لوح منها مرتبط بثرمومتر و له شاشة أمامية- ثرموستات لضبط الوقت – حامل لرفع الألواح عليه – ثرمومتر عادى
خطوات التجربة
أ- أضبط الثرموستات على دقيقتين مثلاً وإبدأ التسخين
ب- لاحظ قراءة كل ثرمومتر و إرتفاع درجة حرارته
ج- إرفع كل لوح من مكانه على الحامل حتى يبرد فى الهواء الطلق
د- قس درجة حرارة كل لوح بإستخدام ثرمومتر عادى
التفسير
تتميز جميع الأجسام بأنها تشع طالما أن درجة حرارتها أكبر من الصفر المطلق كما أنها تمتص فى نفس الوقت الحرارة الساقطة عليها و إذا تساوى معدل الإمتصاص و معدل الإنبعاث من الجسم فإنه يكـــون فى حالة إتزان حــرارى
و يعتمد معدل الإشعاع الحرارى للجسم على ثلاثة عوامل هى :-
أ- درجة حرارته
ب- مساحة سطحه
ج- طبيعة السطح
التطبيقــات
البيت الزجاجى أو البيت الأخضر الذى يكون عادة مصيدة للحرارة : وفيه يتم إحتجاز أشعة الشمس ثم يشع بدوره بموجـات ذات طول موجى طويل فى درجات الحرارة المنخفضة ، فتنعكس بالتالى مرة أخرى إلى داخل البيت الزجاجى و هذه الظاهرة تحدث أيضاً فى جو الأرض حيث تسمح الغازات الموجـودة فى الجو- وخاصة ثانى أكسيد الكربـون – بتوصيل الأشعــة الشمســـية ولكنهــا أيضــاً تمتـص الأشعة الأرضيــة ، و تبعثها ثانية الى الأرض ، و تسمــى هـذه الظاهـرة ظاهـرة البيت الزجاجـى وهذه هى إحدى مشكلات ثقب الأوزون و الذى سيتسبب فى إرتفاع درجة حرارة الأرض
التعليق
الطاقة تنتقل من صورة لأخرى و على ذلك فحين يتم تسخين سطح ما فإن الذرات تتذبذب نظراً لما إكتسبته من طاقة ، ثم تقوم بدورها بإشعاع الحرارة إلى الوسط المحيط بحيث تحافظ على درجة حرارتها الجديدة فيحدث الإتزان الحرارى بين ما تكتسبه من حرارة نتيجة التسخين و ما تفقده إلى الوسط المحيط نتيجة الإشعاع و يلاحظ أن الأجسام المختلفة فى التركيب الكيميائى تختلف فى خواصها الحرارية ، فالخشب مثلاً يختلف عن الألومنيوم فالأول عازل للحرارة بينما الثانى موصل جيد للحرارة و تجد المعادن تكتسب الحرارة بسرعة و تفقدها بسرعة ، بينما المواد العازلة لا تكاد تكتسب حرارة و بالتالى لا تفقدها
