التعليمية الحقيبة ّ لكتاب الفيزياء العلمي ال�ساد�س لل�صف ّ ّ الف�صل التا�سع النظر ّية الن�سب ّية �أربيل 2012/7/18-8 الف�صل التا�سع: الن�سبية النظرية ّ ّ فهر�س المحتويات الموضوع تحليل محتوى الفصل ودروسه الصفحة ................................................................................................................. 3 ......................................................................................................................... 4 الملخص العلمي للدروس ّ ّ خطة الفصل ................................................................................................................................................... ّ اختبار قبلي للفصل ّ خطة الدروس ................................................................................................................................................. ....................................................................................................................................... النسبية يفية للفيزياء ّ الدرس األول :مقدمة تعر ّ ............................................................................................ الخاصة النسبية الدرس الثاني :النتائج المترتبة على النظرّية ّ ّ 7 9 9 .......................................................... 11 ................................................................................................. 13 ................................................................................................................................. 15 ................................................................................................................................................. 16 الدرس الثالث :مبدأ تكافؤ الكتلة والطاقة مراجعة الفصل التاسع اختبار بعدي 6 تحليل محتوى الف�صل ودرو�سه �ص الف�صل ّ ملخ ُ أقل بكثير من سرعة الضوء الفيزياء الكالسيكية هي فيزياء األجسام التي تتحرك بسرعات ّ ّ تتحرك بسرعات عالية ًّ جدا والتي أما األجسام التي ّ في الفراغ ،والتي تخضع لقوانين نيوتنّ ، النسبية. تقترب من سرعة الضوء فهي تخضع لقوانين النظرّية ّ النسبية الخاصة التي اقترحها العالم اينشتين عام 1905من أكثر النظريات تُعد النظرّية ّ الكالسيكية وطبيعة الفيزيائية إثارة إذ إنها أحدثت العديد من التغييرات على مفاهيم الفيزياء ّ الجسيمات النووية وبعض الظواهر الكونية. الحقيبة التعليمية لكتاب الفيزياء للصف السادس العلمي العلمي للدرو�س الملخ�ص ّ ّ ملخ�ص ّ النسبية تعريفية للفيزياء مق ّدمة ّ ّ أقل بكثير من سرعة الضوء ،والتي الكالسيكية هي فيزياء األجسام الفيزياء المتحركة بسرعات ّ ّ ّ تتحرك بسرعات عالية ًّ جدا تقرب من سرعة الضوء فهي أما األجسام التي ّ تخضع لقوانين نيوتنّ ، النسبية. تخضع لقوانين النظرّية ّ النسبية على مفهوم أطر اإلسناد ،إو�طار اإلسناد هو الموقع الذي يقوم فيه شخص ما تعتمد النظرّية ّ معين. برصد حدث ما في زمن ّ أن الميكانيكا أن ّ الزمن المقاس لحدث هو ذاته في كال اإلطارين القصورّيين ،و ّ الكالسيكية تفترض ّ ّ بغض النظر عن سرعة حركة إطارّي اإلسناد. الزمن يسير بالمعدل نفسه قياس ّ ّ الخاصة: النسبية فرضيتا آينشتاين في النظرّية ّ ّ أن تكون واحدة في أطر اإلسناد القصورّية جميعها. إن قوانين الفيزياء يجب ْ • ّ • سرعة الضوء في الفراغ لها مقدار ثابت في أطر اإلسناد القصورّية جميعها. الدر�س الثالث ملخ�ص ّ الدر�س الأول الفصل التاسع :النظرية النسبية مبدأ تكافؤ الكتلة والطاقة ال ًّ جدا من الكتلة يعطي طاقة ًا أن مقدار ضئي ً تنص معادلة آينشتاين الشهيرة ( )E =mc ²على ّ ّ هائلة. بأن النجوم ،بالنظر إلى ما يحدث فيها وعمرها فسرت معادلة آينشتاين تكافؤ الكتلة – الطاقةّ ، ّ تمد بها الفضاء المحيط بها بأكمله. مادتها لتعطي طاقة ّ كمية قليلة من ّ الطويل ،تفقد ّ يتحرك بسرعة مقدارها ( )vيعطى بالعالقة: نسبية ()m الزخم النسبي الخطي لجسيم كتله ّ ّ ّ ّ ّ الكلية: النسبية الطاقة ّ ّ mov ¯¯¯¯¯ =Prel =mv 1-v ² √¯¯¯¯¯¯¯¯/ c² العالقة بين الزخم والطاقة: E rel = (KE )rel+moc ² (E rel ) ² = (Prel )²c ²+mo ² c 4 الدر�س الثاني ملخ�ص ّ الخاصة النسبية النظرية النتائج المترتبة على ّ ّ ّ النسبية الزمن ،واالنكماش الطولي ،والكتلة النسبية للنظرّية تمدد ّ الخاصة ثالثة تطبيقات ،هيّ : ّ ّ ّ ّ الزخم والطاقة. وتكافؤ الكتلة و ّ نسبية السرعة)، منية معامل لورنتز، الزمن) ،الكتلة ّ تمدد ّ نسبية ّ الزمن (أو ّ ّ ّ الز ّ ّ (تغير الكتلة مع ّ الطول (أو انكماش الطول). 4 5 الحقيبة التعليمية لكتاب الفيزياء للصف السادس العلمي النسبية: النظرية ب .1إحدى ّ ّ ّ سَ الكميات اآلتية ُتع ّد ثابتة َح َ وبالسرعة نفسها ،تساوي: الفضائية األولى وباالتجاه نفسه للمركبة ّ ّ فإن: النسبية لنظرية آينشتاين َ .3وف ًقا الخاصةّ ، ّ ّ ّ قبلي للف�صل اختبار ّ لكل فقرة من الفقرات اآلتية أربع إجابات ،واحدة منها صحيحة ،حد ّدها. ّ -1 فإن شعاعا فضائية سرعتها 0.9( 0.9من سرعة الضوء) .2تطلق مركبة ًّ ضوئيا .بناء عليهّ ، ً ّ فضائية أخرى تسير على نحو مو ٍ از النسبية لهذا الشعاع الذي يرصده طاقم مركبة السرعة ّ ّ ّ بتعجيل منتظم. منتظمة وثابتة. غير منتظمة ومتذبذبة. انية. دور ّ النسبية. للنظرية المهمة يذكر بعض التطبيقات ّ ّ ّ رياضية. مسائل حل في من الز ّ تمدد ّ يطبق قانون ّ ّ ّ النسبية. ة النظري فق و الطول نسبة ح يوض ّ ّ ّ َ النسبية. النظرية الزمن َوفق يوضح نسبية ّ ّ ّ ّ ّ �ص� � � � �ت � � � ��ان م� � �ص � � ّ�ورات م�ب��دأ تكافؤ الكتلة والطاقة،الميكانيك النسبي ،ح � � � � ّ ّ ت� �ع� �ل� �ي� �م � ّ�ي ��ة، دراسيتان النسبية، الحركية الزخم النسبي الخطي ،الطاقة ّ ّ ّ ّ ّ ّ س� �ل��اي� � ��دات، الكلية. ة النسبي الطاقة ّ ّ ال� � �ت� � �ع� � �ل� � �ي�� ��م اإللكتروني ّ النسبية. نسبية الطول ،الكتلة الزمن، نسبية ّ ّ ّ ّ م� � �ص � � ّ�ورات ت� �ع� �ل� �ي� �م � ّ�ي ��ة، س� �ل��اي� � ��دات، ال� � �ت� � �ع� � �ل� � �ي�� ��م اإللكتروني ّ �ص� � � � �ت � � � ��ان م� � �ص � � ّ�ورات ح� � � � ّ ت� �ع� �ل� �ي� �م � ّ�ي ��ة، دراسيتان ّ س� �ل��اي� � ��دات، ال� � �ت� � �ع� � �ل� � �ي�� ��م اإللكتروني ّ حصة واحدة فرضية آينشتاين، النسبية ،أطر اإلسناد، النظرية الكالسيكية وف�ي��زي��اء �وض��ح ال�ع�لاق��ة ب�ي��ن ال�ف�ي��زي��اء ي� ّ ّ ّ ّ ّ ّ تحويالت غاليلو ،معامل لورينتز. النسبية. ّ القصوري. اإلسناد أطر مفهوم يعرف ّ ّ يقارن بين تحويالت غاليلو وتحويالت لورينتز. تغير سرعة ّ مع ّ بالرسم ّ تغير معامل لورينتز َ يوضح ّ األجسام المختلفة. يوضح مبدأ تكافؤ الكتلة والطاقة. • ت�ك��اف��ؤ الكتلة • ّ الزخم النسبي الخطي. والطاقة • يذكر قانون ّ ّ ّ والزمن. • يبين العالقة بين الطاقة ّ ّ • ال� � � �ن� � � �ت�� � ��ائ � � ��ج ال� � �م� � �ت � ��رت� � �ب � ��ة النظرية ع��ن ّ ال � � �ن � � �س � � �ب� � � ّ�ي� � ��ة الخاصة ّ • • • • • م�� � � � �ق� � � � � ّ�دم� � � � ��ة • ت� � �ع � ��ري� � �ف � � ّ�ي � ��ة ل� � �ل� � �ف� � �ي � ��زي � ��اء • • النسبية ّ • الدرس كل درس نتاجات ّ المفاهيم والمصطلحات الخطة الزمنية ّ الموا ّد الالزمة للمختبر مالحظات النسبي ( )Prelومقدار الزخم -2جسم يتحرك بسرعة منتظمة ثابتة .v=0.6cما النسبة بين مقدار ّ ّ ّ الزخم الكالسيكي ( )Pcal؟ ّ ّ النسبية .عدد الحصص 5 :حصص العلــمي .المبحث :الفيزياء .عنوان الفصل :النظرية الصف /المستوى :السادس ّ ّ خطة الف�صل ّ فإن قوانين الفيزياء جميعها واحدة في أطر القياس النسبية لنظرية آينشتاين َ .4وف ًقا الخاصةّ ، ّ ّ ّ التي تكون سرعتها: أ - ب- ج- د - الزمان الطاقة الزمان الطاقة والمكان تعبيران متالزمان. والكتلة تعبيران متالزمان. والطاقة تعبيران متالزمان. والكتلة تعبيران غير متالزمان. أ - ب- ج- د - .0.9c .1,8c .1.6c .c أ - ب- ج- د - سرعة الضوء. الزمن. ّ الكتلة. الطول. أ - ب- ج- د - 7 6 الفصل التاسع :النظرية النسبية الحقيبة التعليمية لكتاب الفيزياء للصف السادس العلمي • إلى راصد ساكن على سطح األرض؟ • التدريس التقييم الزمن الختامي التكويني القبلي ّ �ص� � ��ة ب� ��ال�� �ت�� �ع � ��اون • م � � � ��ا م � � �ق� � ��دار • م� � ��ا ال� �ع ��ام ��ل ح� � � ّ م � َ�ع ال�م�ع�ل��م، منية األس��اس��ي في واحدة الفترة ّ الز ّ ّ يفرق الطلبة ب� �ي ��ن ح��دث �ي��ن قياس األبعاد ّ ب� � �ي�� ��ن أط�� ��ر م � �ت � �ع� ��اق � �ب � �ي� ��ن ال� �ف� �ي ��زي ��ائ � ّ�ي ��ة اإلس � � � � � �ن� � � � � ��اد ف ��ي إط ��اري ��ن للجسم؟ �وري ��ة قصوريين؟ • ي �ح� ّ�ل ال�م�ع�ل��م ال� �ق� �ص � ّ ّ واألط � � � � � � � � � ��ر • ه� � ��ل س ��رع ��ة أس �ئ �ل��ة ن�ه��اي��ة المتحركة. ال � � � � � � �ض� � � � � � ��وء ال �ف �ص��ل ل�ه��ذا ّ الدرس. �راغ � � ف � � ل ا �ي � � ف ّ ث� � ��اب � � �ت� � ��ة ف ��ي أط ��ر اإلس �ن��اد �وري� ��ة ال � �ق � �ص� � ّ جميعها؟ خطة الدر�س الأول ّ -9مسطرة طولها 1mتسير بسرعة تبلغ نصف سرعة الضوء باتجاه طولها ،ما طول المسطرة بالنسبة • تفقده الشمس من كتلة في الثانية الواحدة؟ • -8إذا كان مقدار الطاقة المنتجة من الشمس في الثانية الواحدة ،هي ( ،)3.77x10 26wفما مقدار ما يذ ّكر المعلم ال� � � �ط� � � �ل� � � �ب � � ��ة ب� � � � ��ال� � � � � ّ�درس �س � � ��اب � � ��ق، ال � � � ّ وه� � � � � � � � � � � � � � � � ��و ال� � �ف� � �ي � ��زي � ��اء ال�ك�لاس�ي�ك� ّ�ي��ة ال �ت��ي تعتمد ع � �ل� ��ى أط� ��ر اإلس � � � � � �ن� � � � � ��اد ال � � �ث� � ��اب � � �ت� � ��ة، وي � ��ذ ّك � ��ره � ��م �ض� � � � � � � ��ا أي� � � � � � � � ً ب� � � � � ��األط� � � � � ��ر �وري ��ة ال� �ق� �ص � ّ الثابتة. طاقة. س � �ل � ��اي� � � � ��دات ،التهيئة أن كيف ابقة الس المراحل في شفافيات التعلم درسنا ّ ّ ّ اإللكتروني .األجسام التي تتحرك بسرعة مختلفة ّ أقل من سرعة الضوء تخضع لقوانين ّ ن �ي��وت��ن ،وف���ي ه ��ذا ال� � � ّ�درس س�ن�ت�ن��اول دراس��ة حركة األجسام بسرعة عالية ج � ًّ�دا ،تقترب م��ن س��رع��ة ال �ض��وء في يسمى ال �ف��راغ ،وه��ذه تخضع إل��ى م��ا ّ النسبية. بالنظرية ّ ّ • يطلب المعلم إل��ى الطلبة المقارنة الكالسيكية والفيزياء بين الفيزياء ّ النسبية. ّ النشاط • ي�س��أل المعلم الطلبة األس�ئ�ل��ة اآلتية كمدخل للدرس: الكالسيكية الفيزياء �رق بين • م��ا ال�ف� ُ ّ النسبية؟ والفيزياء ّ الخاصة؟ ة النسبي ة النظري أسس • ما ّ ّ ُ ّ ثم يناقش إجابات الطلبة. ّ التدريس النسبية على مفهوم النظرية • تعتمد ّ ّ أطر اإلسناد وفرضيتي آينشتاين. • يطلب المعلم إلى الطلبة المقارنة بين والمتحركة، القصورية أطر اإلسناد ّ ّ وكيفية التحويل من تحويالت غاليلو ّ ثم يناقشهم في لورينتز، وتحويالت ّ توصلو إليه من إجابات. ما ّ الموا ّد واألدوات يتكون تسعة غرامات من الماء مع ثمانية غرامات من األوكسجين -7باتحاد غرام واحد من الهيدروجين َ ّ مع المتحولة نتيجة هذا التفاعل إلى كمية ( )2x10 5Jمن الطاقة ،احسب الكتلة تقريباَ . تحرر ّ ً ّ ّ �وض � ��ح ال� �ف ��رق ي�� ّ وال� � � � � � �ع � � �ل� � ��اق � � � � � ��ة ب � �ي� ��ن ال � �ف � �ي� ��زي� ��اء ال� � �ك �ل��اس� � �ي� � �ك � � ّ�ي � ��ة وال� � � � �ف� � � � �ي � � � ��زي � � � ��اء ال� � �ن� � �س� � �ب � � ّ�ي � ��ة م ��ن خ �ل�ال ال �ع�لاق��ات الرياضية. ّ ي� � �ع � � ّ�رف م��ف��ه��وم أط� � � � ��ر اإلس � � �ن� � ��اد القصورية. ّ ي � � � � � �ق� � � � � ��ارن ب � �ي� ��ن تحويالت غاليلو وت � � � � �ح� � � � ��وي� � �ل� ��ات لورينتز. �وض���ح ب��ال��رس��م ي�� ّ ت� � �غ � � ّ�ي � ��ر م� �ع ��ام ��ل ل� � ��وري � � �ن � � �ت� � ��زم� � � َ�ع سرعات األجسام المختلفة. أن هذا صحيح؟ إن الما ّدة ال تفنى وال تستحدث ،فهل تعتقد ّ -5هناك قول ّ التعلُّم القبلي ّ أن تصل سرعته إلى سرعة الضوء في الفراغ؟ -6هل يمكن لجسم ما ْ النتاجات التعلمية ّ النسبية؟ األساسي بين تحويالت غاليلو وتحويالت الفرق -4ما ُ ّ ّ المالحظات 9 8 حصة واحدة النظرية العلمي المبحث :الفيزياء عنوان الفصل: الصف /المستوى :السادس ّ النسبية عدد الحصصّ : ّ ّ ّ التاريخ.................... : النسبية تعريفية للفيزياء عنوان ال ّدرس :مقدمة ّ ّ تم تبريدها من درجة ،300Cإلى درجة حرارة الغرفة؟ -3هل تتأثر كتلة ساق مع ِد ّ نية ساخنة إذا ّ الفصل التاسع :النظرية النسبية الحقيبة التعليمية لكتاب الفيزياء للصف السادس العلمي • • • • النتاجات التعلمية ّ �وض��ح قانون ي� ّ ت � �م� � ّ�دد ال � ّ�زم ��ن َوف���ق ال�ن�ظ�رّي��ة النسبية. ّ ي� �ب ��يّ ��ن ق ��ان ��ون ان� � � � �ك� � � � �م�� � � ��اش ال � �ط� ��ول َوف� ��ق ال� � � �ن� � � �ظ� � � �رّي�� � ��ة النسبيّة. �وض��ح قانون ي� ّ ت� �غ � ّ�ي ��ر ال �ك �ت �ل��ة �س ��رع ��ة م� � � َ�ع ال � ّ َوف���ق ال�ن�ظ�ريّ��ة النسبية. ّ ي�ط� ّ�ب��ق ق�وان�ي��ن ت � �م� � ّ�دد ال � ّ�زم ��ن وان � � � �ك � � � �م� � � ��اش وتغير ال�ط��ول ّ ال� � �ك� � �ت� � �ل � ��ة ف ��ي ح � � � ّ�ل م��س ��ائ��ل رياضيّة. النتاجات التعلمية ّ التعلُّم القبلي ّ �وض ��ح ال�م�ع�ل��م ي� ّ ال� � � �م� � � �ف � � ��اه� � � �ي � � ��م ذات ال� �ع�ل�اق ��ة ب��ال� ّ�درس ،وه��ي: النظريّة النسبيّة الخاصة ،وأطر ّ اإلسناد. القبلي التعلُّم ّ الموا ّد واألدوات م � � �ص� � � ّ�ورات، س� �ل ��اي � � ��دات، ش� � �ف � ��اف � � ّ�ي � ��ات ال � � � �ت � � � �ع � � � �ل� � � ��م اإللكتروني. ّ الموا ّد واألدوات • يطلب المعلم إلى الطلبة المقارنة بين تحويالت غاليلو وت�ح��وي�لات لورينتز، مع ّ ويوضح بالرسم ّ تغير معامل لورنتز َ ثم يحاورهم المختلفة، األجسام عات سر ّ �اص � خ � ل ا المنحنى اءة ر � � ق ات ر �ا � ه � م �ول ح� ّ مع ينتز ر لو معامل ر تغي بين بالعالقة ّ َ سرعات األجسام المختلفة. التقييم �خ��ص سريع � ل � م � ب رس �د � � ل ا �م � ل � ع � م � ل ا �ي • ي�ن� ِه� ّ ّ ِ �ص��ة ،م��ن خالل � ح � ل ا �ي � ف تناوله �م � ت ّ ل�م��ا ّ م�ج�م��وع��ة م��ن األس �ئ �ل��ة ال �ق �ص �ي �رة ال�ت��ي ي �ص��وغ �ه��ا ث� � ّ�م ي��وج �ه �ه��ا إل � ��ى ال�ط�ل�ب��ة، مستفيدا م��ن األسئلة ال � �واردة ف��ي حقل ً التقييم :التكويني ،والختامي. ّ ّ التوسع ّ • يطلب المعلم إل��ى الطلبة تقديم بعض ال �م �ق �ت��رح��ات ل�ل�إف ��ادة م ��ن م��وض��وع��ات العملية ،أو في الربط الدرس في الحياة ّ ّ مع الموضوعات الالحقة. َ التدريس التهيئة يناقش المعلم الطلبة ف��ي المفاهيم ذات الحصة ،مثل :النظرّية العالقة بموضوع ّ الخاصة ،أطر اإلسناد القصورّية النسبية ّ ّ المتحركة. و ّ النشاط يناقش المعلم الطلبة في مجموعة األسئلة اآلتية: الزمن الذي يسجله أن يكون ّ • هل يمكن ْ المتحرك �د � ص �ر ا � ل ا �ع � م �ن � ك �ا �س� ال� ّا ّ َ ّ �رص��د ال� ّ متساويا في حالة حركة الجسم بسرعة ً قريبة من سرعة الضوء؟ وماذا يحدث لو كانت متساوية؟ • هل إطار إسناد ثابت يختلف في قياسه متحرًكا؟ إذا كان إطار اإلسناد ّ التدريس • يشتق المعلم ،وبمشاركة الطلبة ،عالقة الخاصة النسبية بالزمن َوفق التمدد ّ ّ ّ ّ الزمن ات ر متغي بين العالقة المعلم ح يوض ّ • ّ ّ والكتلة والطول ضمن األطر القصورّية المتحركة ،وعالقة ذلك بمعامل لورنتز. و ّ • ي��وج��ه ال �م �ع �ل��م ال �ط �ل �ب��ة إل���ى ال �ع �م��ل في ثنائية وه��م ف��ي مقاعدهم، مجموعات ّ كل ث� ّ�م العمل ف��ي مجموعات رب��اع� ّ�ي��ة؛ ّ معا في مجموعة. مقعدين ً التدريس القبلي إعداد اختبار ت �ش �خ �ي �ص��ي ّ ع� ��ن م �ف �ه��وم ال � � �ن � � �ظ � � �رّي� � ��ة ال� � �ن� � �س� � �ب � ��يّ � ��ة �اص� � ��ة ال�� � �خ� � � ّ ومفهوم أطر اإلسناد. القبلي التكويني التقييم حل المسائل ّ ال � �ري� ��اض� � ّ�ي� ��ة ال �ت��ي ت�رت�ب��ط تمدد بقانون ّ ال � � � � � � ّ�زم � � � � � ��ن، وق� � � � � ��ان� � � � � ��ون ان� � � �ك� � � �م � � ��اش ال� � � � � �ط � � � � ��ول، وقانون تغيّر ال� �ك� �ت� �ل ��ة م � َ�ع الزمن. ّ التكويني التقييم الختامي ّ الزمن �ص�� �ت� ��ان ي � � �ح� � � ّ�ل ال� �م� �ع� �ل ��م ح� � ّ اسيتان. ال � � � � �م � � � � �س� � � � ��ائ� � � � ��ل در ّ التطبيقية ال �واردة ّ ف � � � � � � ��ي ن� � � �ه � � ��اي � � ��ة ال� �ف� �ص ��ل ،ذوات األرق � ��ام9 ، 3 : ،12 ،ص�ف�ح��ة .282 الختامي ّ الزمن اسيتان النظرية العلمي المبحث :الفيزياء عنوان الفصل: الصف /المستوى :السادس ّ النسبية عدد الحصصّ : حصتان در ّ ّ ّ ّ التاريخ.................... : الخاصة النسبية النظرية عنوان ال ّدرس :النتائج المترتبة على ّ ّ ّ خطة الدر�س الثاني ّ المالحظات المالحظات 11 10 الفصل التاسع :النظرية النسبية الحقيبة التعليمية لكتاب الفيزياء للصف السادس العلمي النتاجات التعلمية ّ �وض � ��ح م� �ب ��دأ • ي�� ّ ت� �ك ��اف ��ؤ ال �ك �ت �ل��ة والطاقة. • ي � ��ذك � ��ر ق� ��ان� ��ون ال� ّ�زخ��م النسبي ّ الخطي. ّ • ي� �ب � ّ�ي ��ن ال �ع�ل�اق��ة ب� � �ي � ��ن ال � �ط� ��اق� ��ة والزخم. ّ التعلُّم القبلي ّ �س � � � � �ل� � � � ��وك ال � � � � � ّ ال � � � � � �م� � � � � ��زدوج ل� � � �ل� � � �ف � � ��وت � � ��ون �ص � � � � �ف� � � � ��ة (ال� � � � � ّ ال� � � �م � � ��وج � � � ّ�ي � � ��ة �ص � � � � �ف� � � � ��ة وال� � � � � ّ ال � �ج � �س � �ي � �م� � ّ�ي� ��ة للفوتون). النتاجات التعلمية ّ التعلُّم القبلي ّ الموا ّد واألدوات الموا ّد واألدوات القبلي • يناقش المعلم الطلبة ،م��ن خ�لال ق��ادة المجموعات ،في ما توصلوا إليه. �وص � �ل� ��ت إل �ي��ه • ي� �ل � ّ �خ ��ص ال� �م� �ع� �ل ��م م� ��ا ت� � ّ السبورة. على المجموعات ّ التقييم الزمن وانكماش تمدد ّ • يطبّق المعلم قوانين ّ حسابية. ة تطبيقي لحل مسائل الطول ّ ّ ّ حل المسألة • يناقش الطلبة في خطوات ّ الحسابية المتعلقة ّ الخاصة. ة النسبي بقوانين ّ ّ �ج��ل ال�م�لاح�ظ��ات ع��ن المجموعات • ي�س� ّ �ب ورق� ��ة ال�ت�ق�ي�ي��م (ق��ائ �م��ة الشطب � �س َ َح � َ �اص���ة ب �ت �ق �ي �ي��م ال� �ع� �م ��ل ال �ج �م��اع��ي � � خ ال � � ّ ّ المرفقة). تم تدريسه عن لما يعة ر س اجعة ر • إجراء م ّ طريق ط��رح األسئلة ال� �واردة في عمود التقييم الختامي. ّ التوسع ّ • يطلب المعلم إل��ى الطلبة ذك��ر بعض النسبية. المهمة للنظرّية التطبيقات ّ ّ • يطلب المعلم إل��ى الطلبة كتابة تقرير الخاصة. حول النظريّة النسبيّة ّ التدريس القبلي التهيئة ي � �ت� � ّ�م ال��ت��أك��د النفجار ر مصو أو فيلم عرض • نووي ،من المفاهيم ّ ّ ثم توجيه مجموعة ال� � � �ت � � ��ي ل� �ه ��ا ّ من األسئلة ،منها: ع� � � �ل� � ��اق� � � � � � ��ة �ري� � ��ة • من أين تأتي الطاقة الهائلة في االنفجار ب � � �ن � � �ظ� � � ّ النووي؟ آي � �ن � �ش � �ت� ��اي� ��ن ّ �س��ر المعلم م��ا ت� ّ�م ع��رض��ه ،ث� ّ�م يناقش التي درسها ي�ف� ّ الطلبة في اإلجابات. ال� � � �ط� � � �ل� � � �ب � � ��ة النشاط سابقا. • ي �س��أل ال�م�ع�ل��م ال�ط�ل�ب��ة ع��ن وج ��ود ف��رق الداخلة في التفاعل بين مجموع الكتل ّ النووي والكتل الخارجة منه. ّ • ي �ن��اق��ش ال �م �ع �ل��م ال �ط �ل �ب��ة ف ��ي إج��اب��ات �ه��م تحولت للتوصل إلى ّ ّ أن الكتلة المفقودة ّ إل��ى ط��اق��ة هائلة َوف��ق ع�لاق��ة آينشتاين .E=mc2 التدريس • ي�ع�م��ل ال�ط�ل�ب��ة ف��ي م�ج�م��وع��ات ث�ن��ائ� ّ�ي��ة، ث� ّ�م مجموعات رب��اع� ّ�ي��ة ضمن المقاعد الصف؛ االعتيادية في وجلسات الطلبة ّ ّ والزخم. الطاقة بين العالقة للتوصل إلى ّ ّ (Erel)2 = (Prel)2c2+mo2c4 • ب��ال �ت �ع��اون م � َ�ع ال �ط �ل �ب��ة ،ي �ن��اق��ش المعلم �اص��ة بمبدأ خ �ط��وات ح � ّ�ل ال�م�س��أل��ة ال �خ� ّ يحل على هذا ثم ّ تكافؤ الكتلة والطاقةّ ، حسابية. المبدأ تطبيقات ّ التدريس الختامي ّ المالحظات التكويني التقييم الختامي ّ الزمن المالحظات �ص��ة �ص � �ت� ��ان م ��ن ال �ح� ّ يتأ ّكد المعلم • ي�ح� ّ�ل السؤالين ح� � ّ دراسيتان .األول � � � ��ى ي �ت��م م� ��ن م �ع��رف��ة رق ��م 11، 10 ّ توضيح مبدأ ال� � � �ط� � � �ل� � � �ب � � ��ة من الكتاب. ت�ك��اف��ؤ الكتلة ل� � �م� � �ف � ��اه� � �ي � ��م وال � � �ط� � ��اق� � ��ة، تكافؤ الكتلة • ي� � � � �ت � � � � ّ�م ت� �ق� �ي� �ي���م و�ي � � � � � � �ج� � � � � � ��اد وال� � � �ط � � ��اق � � ��ة ع� �م���ل ال �ط �ل �ب��ة إ ال� � � � �ع � �ل� ��اق � � � ��ة وال � � � � � ّ�زخ � � � � ��م م � � � � � � ��ن خ� � �ل� ��ال ب��ي��ن ال �ط��اق��ة النسبي ،كما ال � � �ن � � �ش� � ��اط� � ��ات ّ أما �م، � خ �ز � ل وا السابقة. ي�� �ت� ��أ ّك� ��د م��ن ّ ّ ّ �ص��ة م � �ع� ��رف � �ت � �ه� ��م ف ��ي ال �ح� ّ ال �ث��ان �ي��ة ي�ح� ّ�ل ال � � � �ع � �ل ��اق� � � ��ة ال � � �م � � �س� � ��ائ� � ��ل ب �ي��ن ال �ط��اق��ة ال � �م � �ت � �ع � �ل � �ق� ��ة والزخم. ّ بالموضوع. التكويني التقييم الزمن اسيتان النظرية العلمي المبحث :الفيزياء عنوان الفصل: الصف /المستوى :السادس ّ النسبية عدد الحصصّ : حصتان در ّ ّ ّ ّ التاريخ.................... : عنوان ال ّدرس :مبدأ تكافؤ الكتلة والطاقة خطة الدر�س الثالث ّ 13 12 الفصل التاسع :النظرية النسبية النسبيةة النسبي الفصل التاسع :النظرية ّ الحقيبة التعليمية لكتاب الفيزياء للصف السادس العلمي النتاجات التعلمية ّ مراجعة الف�صل التا�سع التعلُّم القبلي ّ • الفيزياء الكالسيكية هي فيزياء األجسام التي تتحرك بسرعات أقل بكثير من سرعة الضوء في الفراغ والتي جدا والتي تقترب من سرعة الضوء فهي تخضع لقوانين نيوتن أما األجسام التي تتحرك بسرعات عالية ً النسبية. تخضع لقوانين النظرية ّ الموا ّد واألدوات النسبية الخاصة التي اقترحها العالم اينشتن عام 1905من أكثر النظريات الفيزيائية إثارة • تُعد النظرية ّ إذ إنها أحدثت العديد من التغييرات على مفاهيم الفيزياء الكالسيكية وطبيعة الجسيمات النووية وبعض الظواهر الكونية. التقييم توصل إليه الطلبة في يلخص المعلم ما ّ ن�ه��اي��ة ال� � ّ�درس م��ن خ�ل�ال م�ج�م��وع��ة من األسئلة القصيرة التي يصوغها إلنهاء الدرس والتهيئة للدرس القادم، موضوع ّ أيضا في المسائل ال��واردة في ويناقشهم ً عمود التقييم الختامي. ّ التدريس النسبية على مفهوم أطر اإلسناد ( ،)Frame of Referencesإو�طار اإلسناد ببساطة • تعتمد النظرية ّ هو الموقع الذي يقوم فيه شخص ما برصد حدث ما في زمن معين .هذا الشخص سنطلق عليه تسمية مراقب ( )Observerألنه يرصد الحدث ويقوم بالقياسات. النسبية فإن رصد حدث ما في الفضاء بدقة يتم بتحديد موقعه وزمنه باستعمال أربعة • ووف ًقا للنظرية ّ احداثيات هي ( )t، z، y، xإذ تمثل ( )z، y، xاحداثيات الموقع أما ( )tفهو احداثي الزمن الذي تم فيه القياس. القبلي التكويني التقييم • ان الميكانيك الكالسيكي افترض ان الزمن المقاس للحدث هو ذاته في كال اإلطارين القصوريين وأن قياس الزمن يسير بالمعد نفسه بغض النظر عن سرعة حركة إطاري اإلسناد أي أن المدة الزمنية بين اضحا حدثين متعاقبين يجب أن تكون واحدة لكال الراصدين ،وعلى الرغم من أن هذا الفرض ربما يبدو و ً ال أنه يصبح غير صحيح عندما تكون فيها سرعة حركة الجسم مقاربة أو يمكن وف ًقا للنظرية الكالسيكية إ ّ النسبية. مقارنتها بسرعة الضوء إذ يجب في هذه الحالة اعتماد فرضيات النظرية ّ الختامي ّ الزمن المالحظات 14 15 الحقيبة التعليمية لكتاب الفيزياء للصف السادس العلمي بعدي اختبار ّ مما يأتي: الصحيحة ّ -1ضع دائرة حول رمز اإلجابة ّ لكل ّ .1 .2 .3 .4 .5 16 النسبية: ب النظرّية إحدى الكميات اآلتية تُ ّ عد ثابتة َح َس َ ّ ّ أ -سرعة الضوء الزمن بّ - ج -الكتلة د -الطول فإن فضائية (سرعتها )0.9c 0.9من سرعة الضوء تطلق مركبة شعاعا ضوئيًّا .بناء عليهّ ، ً ّ فضائية أخرى تسير على نحو مو ٍ از للمركبة النسبية لهذا الشعاع الذي يرصده طاقم مركبة السرعة ّ ّ ّ وبالسرعة نفسها ،تساوي: الفضائية األولى وباالتجاه نفسه ّ ّ أ 0.9c - ب 1,8c - ج 1.6c - د c - فإن: النسبية َوفقا لنظرّية آينشتاين الخاصةّ ، ّ ّ الزمان والمكان تعبيران متالزمان. أ ّ - ب -الطاقة والكتلة تعبيران متالزمان. الزمان والطاقة تعبيران متالزمان. جّ - د -الطاقة والكتلة تعبيران غير متالزمان. فإن قوانين الفيزياء جميعها واحدة في أطر القياس التي النسبية َوفقا لنظرّية آينشتاين الخاصةّ ، ّ ّ تكون سرعتها: أ -بتعجيل منتظم ب -منتظمة وثابته ج -غير منتظمة ومتذبذبة انية د -دور ّ فإن: َوفقا لمعادلة آينشتاين الشهيرة بتكافؤ الكتلة والطاقةّ ، أ E =m 2c - ب E =m 2c 2 - ج E =mc 2 - د E =mc - الفصل التاسع :النظرية النسبية أيضا بموازاتة بانطالق مقداره ،0.8cفكان طولها .6وضعت س��اق ب�م�وازاة المحورX وتحركت ً ّ فإن طولها في إطار إسناد ساكن يكون: الظاهرّي يساوي 1مترّ ، أ 0.5m - ب 0.6m - ج 0.7m - د 0.8m - الزخم الزخم -2جسم النسبي ( )Prelومقدار ّ يتحرك بسرعة منتظمة ثابتة . v=0.6cما النسبة بين مقدار ّ ّ ّ الكالسيكي ( )Pcal؟ ّ ِ ررة الغرفة؟ تم تبريدها من درجة ،300Cإلى درجة ح ا إذا ساخنة ة ني د مع ساق كتلة -3هل تتأثر ّ ّ النسبية؟ الفرق األساسي بين تحويالت غاليلو وتحويالت -4ما ُ ّ ّ أن هذا صحيح؟ إن المادة ال تفنى وال تستحدث ،فهل تعتقد ّ -5هناك قول ّ ّ -6هل يمكن لجسم ما أن تصل سرعته إلى سرعة الضوء في الفراغ؟ يتكون تسعة غرامات من الماء -7باتحاد غرام واحد من الهيدروجين َ مع ثمانية غرامات من األوكسجين ّ المتحولة نتيجة هذا التفاعل إلى طاقة. كمية ( )2x10 5Jمن الطاقة ،احسب الكتلة تحرر ّ تقر ً يباَ . مع ّ ّ -8إذا كان مقدار الطاقة المنتجة من الشمس في الثانية الواحدة ،هي ( ،)3.77x10 26wفما مقدار ما تفقده الشمس من كتلة في الثانية الواحدة؟ -9مسطرة طولها 1mتسير بسرعة تبلغ نصف سرعة الضوء باتجاه طولها ،ما طول المسطرة بالنسبة إلى راصد ساكن على سطح األرض؟ -10ما الزيادة في كتلة بروتون ( ،)mo =0.6726x 1027kgإذا كانت سرعته تساوي 0.9c؟ السكونية؟ السرعة المطلوبة لزيادة كتله جسم ما بمقدار 10%من كتلته ّ -11ما ّ السكونية؟ النسبية تساوي ثمانية أمثال طاقة كتلته -12ما سرعة جسم طاقته الحركية ّ ّ 17