شرح طيف الضوء للأطفال

توضح أقواس قزح وغروب الشمس والشموع المتلألئة في الظلام قدرة الطيف على تشكيل العالم من حولك. تعرف ناسا الطيف بأنه "نطاق كل الإشعاعات الكهرومغناطيسية." يشير مصطلح EM إلى الكهرومغناطيسية - وهو مصطلح يصف الضوء الذي يمكنك رؤيته والإشعاع الذي لا يمكنك رؤيته. قد لا يكون العلم وراء طيف الضوء بسيطًا ، لكن لا يزال من الممكن تعليم الأطفال كيف يؤثر على كل شيء بدءًا من الإرسال اللاسلكي وحتى الموجات الدقيقة.

اعتقد الناس ذات مرة أن الألوان ناتجة عن خلط الظلام بالنور. في أحد الأيام ، أثبت السير إسحاق نيوتن أنهم مخطئون من خلال إجراء تجربة شهيرة. عندما ترك ضوء الشمس يسطع عبر أحد جوانب المنشور ، ظهرت ألوان قوس قزح من الطرف الآخر. أثبتت هذه التجربة أن الضوء العادي يتكون في الواقع من ألوان تشكل الجزء المرئي من الطيف. اشرح هذا للأطفال واسمح لهم بتجربة اكتشاف نيوتن مباشرة من خلال مناشيرهم الخاصة.

أظهر للأطفال كيف يمكنهم تعلم ألوان الطيف من خلال تذكر اسم Roy G Biv. ترمز حروفها إلى الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي. اطلب منهم فحص قوس قزح ولاحظ كيف ترى ألوان الطيف تظهر بالترتيب المدرج في اسم Roy G Biv. اشرح كيف تظهر ألوان الطيف المرئي دائمًا بهذا الترتيب ، سواء كانت موجودة في أقواس قزح أو تخرج من جانب المنشور. أخبرهم كيف يمتلك كل لون قدرًا معينًا من الطاقة ، حيث يمتلك اللون الأحمر أقلها والبنفسجي أكثر.

لاحظ العالم ويليام هيرشل أن المرشحات الملونة المختلفة يبدو أنها تمرر كميات مختلفة من الحرارة عندما يتم توجيه ضوء الشمس من خلالها. كتجربة ، سمح لضوء الشمس بالمرور عبر منشور لإنتاج ألوان الطيف. ثم قام بعد ذلك بقياس درجة حرارة كل لون ووجد أن درجات الحرارة ترتفع من الطرف البنفسجي للطيف إلى النهاية الحمراء. جاءت مفاجأة عندما فحص منطقة خارج اللون الأحمر ، حيث لا يوجد ضوء الشمس ، ووجد أن درجة الحرارة الأكثر دفئًا هي الأكثر دفئًا. تتكون تلك المنطقة من إشعاع كهرومغناطيسي غير مرئي أطلق عليه هيرشل "الأشعة الحرارية". أعاد العلماء فيما بعد تسمية هذه "الأشعة تحت الحمراء".

حصل الإشعاع الكهرومغناطيسي على اسمه من حقيقة أنه يتكون من موجات من المجالات المغناطيسية والكهربائية التي تهتز. هذه الموجات لها مستويات طاقة مختلفة وخصائص أخرى يمكن للأطفال التعرف عليها. تشمل الأشكال الأخرى من الكهرومغناطيسي غير المرئي أشعة جاما والموجات الدقيقة وموجات الراديو. اكتشف يوهان ريتر أشعة فوق بنفسجية عالية الطاقة تقع وراء الضوء البنفسجي على الطيف. ومن المثير للاهتمام ، أنه بينما لا يستطيع البشر رؤية هذا الضوء ، يمكن للنحل وبعض الكائنات الحية الأخرى ذلك.

للأشعة تحت الحمراء استخدامات عديدة ، بدءًا من الكاميرات التي تساعد الجيش والشرطة إلى طرق مراقبة التلوث وتحليل أنسجة الجسم في العلاج الطبي. تسبب الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس تلفًا خلويًا وحروق الشمس وآثارًا جانبية أخرى غير مرغوب فيها. اشرح أن الأنواع الأخرى من الكهرومغناطيسية ، مثل موجات الراديو والميكروويف ، تجعل من الممكن للأطفال الاستمتاع بألحانهم المفضلة وتسخين شريحة من البيتزا بسرعة.