صفحة ٢٩٨
انظر إلى دليل مراجعة الفصل الثاني. في هذا الجدول أمامك ملخص شامل للمفاهيم الرئيسية والمفردات التي مرت معنا حول الشمس والنشاط الشمسي. ففي القسم الاول نجد تفاصيل بنية الشمس الداخلية كاللب ومنطقة الإشعاع ومنطقة الحمل الحراري، وطبقاتها الخارجية كالغلاف الضوئي والطبقة الملونة والإكليل. أما في القسم الثاني فنرى ظواهر النشاط الشمسي مثل البقع الشمسية والتوهجات الشمسية والشواظ الشمسي والانبعات الكتلي الإكليلي والشفق القطبي. استخدم هذا الجدول كخريطة طريق لترتيب أفكارك وتثبيت المعلومات الأساسية قبل الانتقال للحل.
صفحة ٢٩٩
انظر إلى تقويم الفصل الثاني. صفحة الأسئلة هذه تبدأ بمراجعة المفردات حيث تملأ الفراغات بالكلمة المناسبة من الدرس، مثل تحديد أبرد منطقة على سطح الشمس وهي البقع الشمسية، أو ذكر طبقة الشمس ذات الحرارة التي تصل إلى درجة مئوية وهي اللب. بعد ذلك، انتقل إلى أسئلة التفكير الناقد والأسئلة البنائية؛ فمثلاً عندما يُطلب منك تفسير رؤية الكروموسفير خلال الكسكسف. انتبه إلى أن تحجب الشمس بصورة مؤقتة يتيح لنا رؤية الأغلفة القريبة منها التي تغمرها أشعتها الساطعة عادة. فكر في كل سؤال بهدوء واربطه بالمعلومات التي درستها في هذا الفصل.
صفحة ٣٠٠
انظر إلى خريطة المفاهيم في تقويم الفصل. المطلوب منك هنا إكمال الفراغات لتنظيم معلوماتك حول الظواهر الشمسية التي ترصد في الغلاف الضوئي أو الفوتوسفير. تفرع من الشكل الرئيسي للظواهر كل من التوهجات الشمسية والشواظ الشمسي، وعليك إكمال المربعات الأخرى بظواهر مشابهة مرصودة في نفس الطبقة مثل البقع الشمسية. أما في سؤال التحفيز أسفل الصفحة، فيُطلب منك التفكير في أثر انطلاق شواظ شمسي بالقرب من مرصد باركر الشمسي؛ تذكر أن الشواظ يحمل بلازما ومجالات مغناطيسية قوية، ففكر كيف سيؤثر ذلك على أجهزة المرصد القريب.
صفحة ٣٠١
انظر إلى اختبار مقنن للطيف والنشاط الشمسي. في قسم اختيار من متعدد، ابدأ بقراءة السؤال الأول بعناية: ماذا يحدث أثناء عمليات الاندماج النووي؟ تذكر أن الهيدروجين يندمج ليكون هيليوم وينتج طاقة هائلة، فالخيار الصحيح يربط بين الاندماج وتكون الهيليوم. وفي السؤال الثاني عن طبقات الشمس الثلاث الداخلية، تذكر الترتيب من المركز إلى الخارج: اللب، ثم منطقة الإشعاع، ثم منطقة الحمل الحراري. في الأسئلة القصيرة، اشرح كيف ساعدت دراسة الطيف البني النجمية في فهم تركيب النجوم عبر مقارنة خطوط الطيف بخطوط العناصر المعروفة لدينا على الأرض.
صفحة ٣٠٢
انظر إلى الفصل الثالث بعنوان الأجهزة الفلكية، وتحديداً إلى الفكرة العامة التي تؤكد أن معرفتنا بالكون مستمدة من رصد وتحليل طيف النجوم وآلية انتقاله. في القسم الأول، ندرك أن الضوء المرئي ليس سوى جزء صغير جداً من كامل الإشعاع الكهرومغناطيسي. أما في القسم الثاني، فيمتلك الفلكيون اليوم أدوات لرصد كل أنواع هذا الإشعاع من الفضاء وتحليلها. في حقائق فلكية أسفل الصفحة، تلاحظ أن التلسكوب الفضائي هابل واجه عيباً في المرآة الرئيسية تم إصلاحه برحلة فضاء، بينما تلسكوب جيمس ويب يمتلك مرآة عملاقة يبلغ قطرها متراً لتجميع أكبر قدر من الضوء.
صفحة ٣٠٣
انظر إلى نشاطات تمهيدية لتجربة استهلالية بعنوان كيف نستطيع معرفة تركيب النجوم؟ يدرس الفلكيون الألوان التي تصدر عن النجوم لتحديد نوع ذرات العناصر التي سببت توهجها. اتبع الخطوات لإعداد مطوية المنظمات الففكرية بأربع جيوب تحمل عناوين: البصرية، الراديوية، تحت الحمراء، وفوق البنفسجية. في خطوات التجربة، استخدم مقصاً ومسطرة وورق مقوى وقرص حاسوب ضوئي CD؛ حيث تقص مستطيلاً صغيراً في الطرف لتجعل طرفاً منه يظهر من خلال الشق. وجه القرص إلى مصادر ضوئية مختلفة مثل ضوء النافذة أو مصباح النيون، وأغمق عينك اليسرى وانظر باليمنى للشقوق، ثم أمل القرص لتظهر الألوان، وأجب عن أسئلة التحليل بربط لون الطيف بمصدره.
صفحة ٣٠٤
انظر إلى درس الطيف الكهرومغناطيسي. الطيف الكهرومغناطيسي هو مدى كامل لكافة الترددات الكهرومغناطيسية وأطوالها الموجية، من موجات الراديو إلى أشعة جاما، بينما الضوء المرئي لا يمثل إلا جزءاً ضئيلاً جداً منه. لاحظ أن الأطوال الموجية تقاس بالمتر، وللمسافات القصيرة جداً نستخدم وحدة الأنجستروم Å حيث أنجستروم يساوي ملم، أي أن الملم الواحد يحتوي على عشرة ملايين أنجستروم. انظر إلى الجدول للأشعة الكهرومغناطيسية، وتأمل كيف تقل الحرارة كلما زاد الطول الموجي للأشعة، فأشعة جاما الأقصر طولاً موجياً تخرج من مصادر فائقة الحرارة مثل التفاعلات النووية.
صفحة ٣٠٥
انظر إلى معادلات الطيف الكهرومغناطيسي في الصفحة. تشترك جميع أجزاء الطيف بنفس السرعة m/s وهي سرعة الضوء. يربط القانون بين التردد والسرعة والطول الموجي بالمعادلة حيث كلما زاد الطول الموجي قل التردد. ولحساب طاقة الفوتون نستخدم المعادلة حيث هو ثابت بلانك وقيمته جول ثانية. وبالتعويض تصبح المعادلة والتي توضح أن الطاقة تناسب عكسياً مع الطول الموجي، فالأشعة فوق البنفسجية قصيرة الطول الموجي ذات طاقة عالية قد تسبب أمراضاً عند التعرض لها.
صفحة ٣٠٦
انظر إلى شرح المطياب أو Spectroscope واستخدامه في تحليل أطوال الأشعة. يوضح الشكل تلسكوب المطياب الذي يستقبل الأضواء عبر شق، ثم يمررها عبر محزوز لتحليلها إلى أطياف تستقبلها شاشة أو كاشف. نتعرف هنا على ثلاثة أنواع من الأطياف: الطيف المستمر وهو منبعث من جسم ساخن، وطيف الانبعاث الناتج من غاز ساخن، وطيف الامتصاص الناتج عن مرور ضوء مستمر على غازات باردة، مثل خطوط فرنهوفر الشهيرة في طيف الشمس. تذكر أن انتقال الإلكترون بين مستويات الطاقة المختلفة يسبب إما انبعاث فوتون عند الانتقال لمستوى أقل، أو امتصاص فوتون عند الانتقال لمستوى أعلى.
صفحة ٣٠٧
انظر إلى الشكل الذي يوضح الفرق بين طيف الانبعاث وطيف الامتصاص والطيف المستمر في ذرة الهيدروجين، وهي أبسط الذرات تركيباً إذ توجد بذرة الهيدروجين إلكترون واحد يتحرك في مستويات للطاقة حول النواة. المستوى الأقرب للنواة هو أقلها طاقة ويعرف بالمستوى الأرضي. عندما يمتص الإلكترون كمية من الطاقة ينتقل لمستوى أعلى في حالة تسمى إثارة، وعندما يعود لمستوى أقل يشع الطاقة على شكل فوتون. انظر إلى الرسم التوضيحي: المصدر الضوئي المستمر يعطي طيفاً مستمراً، وعند مروره بسحابة غازية باردة يظهر طيف امتصاص، بينما الغاز الساخن وحده يعطي طيف انبعاث.
