الوسم: الثامن

* تعريف التكاثر:
التكاثر هو الرغبة فى البقاء والاستمرار، وهذا ما يحدث مع جميع الكائنات الحية من إنسان وحيوان ونبات.
وطريقة التكاثر تختلف بين الأنواع والأجناس المختلفة للنباتات، لذا فإن الخبرة بأنواعها ودراسة التركيب الداخلي ومعرفة وظائفها الفسيولوجية يساعد على فهم الكثير لهذه الحياة الغنية المتنوعة.
– تعريف التكاثر.
– متطلبات التكاثر.
– عوامل تؤثر على التكاثر.
– أنواع التكاثر.

وإذا تحدثنا عن التكاثر فينبغي أن نتحدث عن نسيج "الكامبيوم" الذي يتكون من خلايا نشطة تنقسم باستمرار، ويمثل هذا النسيج الجزء المستمر فى النمو فى السيقان والجذور الذي يسبب لها النمو السنوي فى السمك. وهو يلعب دوراً كبيراً فى عملية التكاثر لكنه غير ظاهراً لأي شخص. نجد مكان نسيج "الكامبيوم" دائماً ما بين الخشب واللحاء تحت قلف النباتات الخشبية (قلف النبات هو القشرة المحيطة بالساق والفروع).
المزيد عن الأشجار ..

* ما هي متطلبات التكاثر؟
1- الرطوبة العالية وحركة الهواء البطيئة، مطلوبة للتكاثر لأنهما يعملان على تقليل فقد الماء من العقل أو البادرات. ويمكن أن يزود النبات برذاذ من الماء والهواء لمنع حدوث الجفاف.
فالاحتياج إلى الرطوبة يرجع إلى أن العقلة قد تم فصلها عن النبات الأم الذي كان يمدها بالغذاء والرطوبة. ونجد أنه فى العقل الورقية تستمر الأوراق فى عملية النتح حتى بعد الفصل مما يؤدى إلى فقد كمية من الرطوبة، وينبغي الحفاظ عليها فى مرقد مغلق وأن يكون الجو المحيط بها رطباً.

2- درجة الحرارة الملائمة ما بين 16-24 درجة مئوية، فالنبات يتأثر بعامل الحرارة وخاصة عند إخراج الجذور. وكقاعدة هامة ينبغي أن تكون درجة حرارة الهواء أقل من درجة حرارة التربة التي توجد بها العقلة لأن الجذور تنمو بشكل أسرع من تكون الأوراق والبراعم ومن المجموع الخضري أيضاً.

3- التهوية، لابد من توفير التهوية الملائمة أو التنفس الملائم إن جاز القول لأنسجة النبات حتى ينمو بشكل صحي، ولهذا الغرض يتم إضافة تربة من الرمل للتربة الطينية لأنه من المعروف عن الرمل أنه يسمح بدخول الهواء بينما تحتفظ التربة الطينية بالرطوبة.

4- الضوء، ينبغي أن تكون هناك كثافة ضوئية ملائمة للنبات. فالضوء المباشر القوى يعرضه للذبول والظل الكامل لفترات طويلة يجعل النبات غير قادر على إنتاج الغذاء، لذا يجب أن تتعرض النبتة الصغيرة لأيام قليلة للظل ثم يقلل تدريجياً حتى تصل إلى تمام النمو.

* ما هي العوامل التي من الممكن أن تؤثر على عملية التكاثر؟
– الظروف البيئية والجوية وخاصة فيما يتصل بدرجات الحرارة والتي تترجم إلى "صلابة النبات". فصلابة النبات من العوامل العامة التي تؤثر على عملية التكاثر لذا فلابد من الإدراك الجيد لصلابة النبات وتحمله. النباتات التي تُزرع فى العراء (فى الأرض مباشرة) توصف بأنها نباتات صلبة (Hardy plants)، أما التي تُزرع فى العراء فى فصول معينة من السنة (فصول الصيف الدافئة) يُطلق عليها نصف صلبة
(Semi-hardy)، وتحتاج إلى صوب زجاجية أثناء فصل الشتاء لإكمال نموها أو يتم تسخينها صناعياً.

– درجة نضج النبات الأصل "النبات الم"، إذا أُخذت العقل من نباتات غير ناضجة فهي تزهر مبكراً.

– نوعية النبات وما يحتاجه من طريقة التكاثر؟ إذن ما هي أنواع التكاثر المختلفة .. دعونا نتعرف عليها بشيء من التفصيل.

* أنواع التكاثر:
يتم استمرار حياة النباتات بواسطة التكاثر، ويتم التكاثر فى الحياة النباتية بإحدى الطرق الآتية:
1- التكاثر الجنسي/البذري (Sexual propagation).
2- التكاثر الخضري (Asexual/Vegetative propagation).
3- التكاثر بالهرمونات.

* أولا التكاثر الجنسي:
تتكاثر معظم النباتات عن طريق البذرة التي تتكون نتيجة لعمليات التلقيح والإخصاب وهذا ما يُسمى بالتكاثر الجنسي.
والبذرة هي البويضة المخصبة الناضجة التي نشأت من اتحاد النواة الذكرية بالخلايا المؤنثة، والنواة الذكرية هي حبوب اللقاح التي توجد داخل المتك أما الخلايا المؤنثة هي التي توجد فى الكيس الجنينى داخل الميسم، وعندما يجث الإخصاب تنمو أنبوبة اللقاح إلى داخل الميسم وتتحد إحدى النوايا الذكرية مع خليتين من الخلايا المؤنثة لتكون الجنين. ونواة أخرى مع خليتين مؤنثتين فى وسط الكيس الجنينى لتكون "الأندوسبرم"، أما بقية الخلايا الموجودة فى الكيس الجنينى تكون بعض الأنسجة الأخرى اللازمة لحياة الجنين (البذرة) أو لإمداده بالغذاء.
وقد تحتوى أو لا تحتوى البذرة على "الأندوسبرم"، وعندما يكتمل غلاف البذرة يكون ذلك دليلاً على نضجها. يتم جمع البذور عقب نضجها وتُترك لتجف بإبعادها عن مصادر الرطوبة والبلل، ثم تُخزن بعد غربلتها فى آماكن جافة بها تهوية (دواليب ذات أدراج مبطنة بالزنك أو يمكن وضعها فى أكياس ورقية).
ينبغي الإسراع فى جمع البذور الخفيفة ذات الأجنة التي تتطاير بمجرد جفافها.

أ- قياس جودة البذرة:
البذرة الجيدة هي المتماثلة فى الحجم واللون مع مثيلاتها، وتكون ممتلئة ولها رائحة طازجة. وغير الجيدة تلك الصغيرة فى الحجم والمجعدة والمختلفة فى اللون. كما أن الجودة تتعلق بالنقاوة والقدرة على الإنبات.
ونقاوة البذرة تُقاس بوجود المواد الغريبة التالية بها:
1- بقايا أجزاء النبات فيها بالإضافة إلى القاذورات (لا ضرر كبير من ذلك).
2- بذور غريبة تختلف عن إجمالي البذور الأخرى (لا ضرر كبير من ذلك).
3- بذور الحشائش الضارة (قد تنقل بعض الأمراض للحديقة).
وتُحسب درجة نقاء البذرة على أساس الوزن، تؤخذ عينة (100) جرام من البذور الصغيرة و(1000) من البذر الكبيرة ويتم وزنها ثم فصل البذور النقية عن المواد الغريبة، ثم يتم وزنها مرة أخرى.
فإذا كان وزن العينة الأصلية (1009 جرام والعينة النقية (85) جرام:
يُحسب النقاء بالمعادلة الآتية = 85×100 = 85%
1000
ولتحديد القدرة على الإنبات، يتم ذلك بواسطة الملاحظة والمراقبة حيث تؤخذ عينة وتُترك لتنبت على قطعة من القماش مبللة فى غرفة دافئة درجة حرارتها 21 درجة مئوية مع ملاحظة النبات كل 2-3 أيام والمداومة على جعل قطعة القماش رطبة دائماً. يستمر هذا الاختبار من 10-20 يوماً، وبعد عد البذور التي بدأت فى الإنبات (تُجرى التجربة على 3-4 عينات أخرى) من مجموع البذور.

ب- تحضير التربة للبذور:
تحضير التربة يسبق عملية نثر البذور، فى حالة التربة الجيدة يتم تقليبها بالفأس أو بالمحراث ثم تُترك لمدة أسبوع للتهوية ثم تسوى الأرض مع إزالة الأحجار، ثم تُنعم بالشوكة. وفى حالة التربة الضعيفة يتم إضافة السماد العضوي لها ليحسن من خواصها والمواد التي تزيد من خصوبة التربة بالإضافة إلى ورق الشجر المتحلل والطمي الذي يضاف للأرض أثناء حرثها بعمق 15-25 سم، بجانب الثلاث عناصر الأساسية المغذية للنبات من النيتروجين والبوتاسيوم والفوسفور.

ج- زراعة البذور ونثرها:
– الزراعة فى العراء (الأرض مباشرة)، وتتم بطريقتين الزراعة على خطوط حيث تُستخدم البذور التي لها غطاءاً كاملاً والتي تستطيع مقاومة الحشائش. تتم الزراعة بواسطة الفأس أو بواسطة آلة التخطيط.
الطريقة الثانية هي الزراعة بالنثر، وذلك عن طريق أخذ كمية من البذور فى اليد ثم يُسمح لها بالسقوط بواسطة تحريك الأصابع والإبهام، وتوجد طريقة أخرى بإسقاط كمية صغيرة من البذور فى الخط ثم ترك مسافة صغيرة وهكذا أو بواسطة آلة أيضاً.

– الزراعة فى المواجير:
أولاً يتم تطهيرها بتعريضها لبخار الماء أو الماء الساخن أو الكيماويات التجارية مثل الفورمالديهيد، ثم تُملأ التربة بالمناسيب المتساوية من الرمل والطمي والدُبال ثم تُضغط على التربة باليد أو بقطعة مستوية من الخشب لتثبيتها ثم تروى وتنثر البذور، وتُغطى بعد ذلك بطبقة من الرمل الناعم التي تتناسب مع حجم البذور.
المزيد عن غاز الفورمالديهيد وعلاقته بغازأول أكسيد الكربون

يفضل الكثيرون زراعة المواجير لقلة عمقها فلا ترسل الشتلات جذوراً طويلة تتأثر عند إعادة نقلها إلى التربة الدائمة (عملية التفريد) وقبل النقل بحوالى ساعتين تروى المواجير رياً خفيفاً. وعلامة نقل البادرة (النباتات الصغيرة) يكون بحدوث الإنبات للبذرة بخروج أربع وريقات صغيرة (Seedling).

– الأصص والصناديق الخشبية:
عن زراعة البذور فى الأصص، يتم ملء ثلثها بالخزف المكسور ثم يكمل بقيتها بالتربة المخلوطة وتُضغط بالأصابع، وبعد وضع البذور يُنخل من أعلى قليلاً من التربة الناعمة. أما الصناديق الخشبية فلا توضع مادة للصرف وإنما أوراق جرائد فى القاع ثم توضع التربة ويتم الضغط عليها وبعد الانتهاء من نثر البذور تُغطى الصناديق الخشبية أو الأصص بألواح زجاجية ويُكشف عنها يومياً لملاحظة الإنبات ولإزالة الماء المتكثف على الزجاج. عند الإنبات تُنقل الأصص أو الصناديق الخشبية إلى الضوء ليستمر نموها مع الابتعاد فى نفس الوقت عن أشعة الشمس المباشرة الساطعة، ولا يُنصح بالري حتى يحدث الإنبات وتظهر البادرات.

* تعريف هام:
ما هو الكمر البارد (Stratification)؟
هي طريقة إنبات البذور حيث يتم معاملتها معاملة خاصة بتعريضها لدرجة حرارة باردة وظروف رطبة، ويكون ذلك بخلط التربة مع البذور والرمل، أو بترتيب البذور فى طبقات متبادلة مع التربة والرمل.

* ثانياً التكاثر الخضري (اللاجنسى):
يُبنى التكاثر الخضري على أساس فصل أجزاء من النبات ثم زراعته وتركه لينمو من أجل ظهور نباتات جديدة تماثل الأصل، ومن أهم أنواع التكاثر الخضري:
أ- التكاثر بالعقل (Propagation by cutting):
إكثار النبات عن طريق فصل أجزاء خضرية منه، وهذه الأجزاء قد تكون من الساق وتسمى بالعقل الساقية أو من الأوراق وتسمى بالعقل الورقية أو من الجذور وتسمى بالعقل الجذرية أو من السوق المتحورة وتسمى بالعقل المنحدرة من ريزومات ودرنات وكورمات وأبصال.
وتعتمد جودة العقل المأخوذة على الكمية المخزنة فى أنسجة العقلة من المواد الكربوهيدراتية، فالنسبة العالية من المواد الكربوهيدراتية تُعطى نتائج ممتازة عند زراعتها، كما أن العقل المأخوذة من النباتات الصغيرة فى السن تُخرج جذوراً جيدة بصفة عامة أكثر من عقل النباتات الكبيرة.

ب- التكاثر بالترقيد (Propagation by layering):
طريقة أخرى من طرق تكاثر النبات، حيث يتم جعل أفرع النباتات أو سيقانها تنتج جذوراً وهى مازالت ملتصقة بالنبات الأم. لكنها طريقة صعبة ولا تُستخدم مع الكثير من النباتات لصعوبة إخراج، ويُستعمل على نطاق واسع مع النباتات الخشبية الصلبة أو مع بعض النباتات العشبية مثل القرنفل.
ومن أنواع الترقيد المتعددة:
– الترقيد الأرضي: بحنى فرع من أفرع النبات على الأرض ويُدفن جزء منه فى التربة بعمق 5-10 سم بعد عمل قطع فى الجانب السفلى من هذا الجزء المدفون، وعلى أن يتم ريه من آن لآخر ويُخرج جذور يتم فصلها من الأم تدريجياً، يستغرق تكون النبات الجديد من 3-6 أشهر. يُجدى هذا النوع من التكاثر مع المتسلقات والياسمين بأنواعه.
– الترقيد القمعي: ويُستخدم مع النباتات التي له فروع قريبة من سطح الأرض بالاستعانة بأقماع من الزنك ذات مفصلات لفتحها أو غلقها، حيث ترقد الأفرع فى القمع بعد عمل قطع فيها مثل الترقيد الأرضي. ثم يُملأ القمع بالتربة التي يتم ريها من حين لآخر، وقد يتم استبدال القمع بأصص مشقوقة إلى نصفين بوضع الفرع بين هذين الشقين ثم يغلقا بعد ملئه بالتربة وريها ثم ربط الشقين برباط.
– الترقيد الثعباني: تدفن أجزاء من الساق المراد ترقيدها بالتربة عند أماكن عديدة بالتبادل مع أماكن أخرى غير مغطاة من الساق.
– الترقيد المستمر: دفن الفرع بأكمله فى التربة لعمق 10 سم على أن يُترك الطرف فقط ظاهراً فوق سطح التربة.
– الترقيد الهوائي: تتبع هذه الطريقة فى النباتات التي تحمل أفرعها بعيداً عن التربة ولا يمكن توصيلها لها، حيث يقع الاختيار على الأفرع الصغيرة التي ليس بها أوراق بعمل قطع رأسي ثم يُغطى القطع أو (الجرح) بواسطة مادة منشطة للنمو وتُغطى بطبقة من (Sphagnum moss) تغطية كاملة (وهو نوع من أنواع الطحالب التى تُستخدم كتربة معدلة).
ج-التكاثر بالتطعيم (Propagation by grafting):
التطعيم هو عبارة عن تركيب برعم أو أكثر أو جزء من نبات على نبات آخر ينتج عنه التئام الجزأين سوياً.
وتُجرى عملية التطعيم للنباتات على طبقة من الكامبيوم مستمرة بين اللحاء والخشب، ومن الأفضل أن تكون النباتات منتمية إلى نفس السلالة وأفضلها على الإطلاق إذا كانت من نوع واحد (وهذا لا ينفى وجود التكاثر بهذا النوع بين الأجناس وبعضها).
توجد أنواع عديدة للتكاثر بالتطعيم:
– التطعيم الدعامى.
– التطعيم بالقلم أو بالشق.
– التطعيم بالعين.
– التطعيم السوطى.
– التطعيم اللساني.
– التطعيم بنزع قطعة من الساق.
– التطعيم القاعدي.
– التطعيم بالرقعة.
– التطعيم بالقشرة.
– التطعيم بالقلم الجانبي.
– التطعيم باللصق.
– التطعيم البر عمى.
– التطعيم فى الصوب الزجاجية
ويُطلق على الجزء من النبات الذي يطعم عليه البراعم "الأصل" Stock من الجذر أو الساق، ولفظ "الطعم" Scion على الجزء من النبات الذي يتحد مع الأصل وعادة ما يكون ساق. تختلف الطعوم فى طولها حسب طول كل نبتة والطول العادي هو (15) سم. يتوقف نجاح التكاثر بالتطعيم على كيفية اتحاد كامبيوم الأصل بكامبيوم الطعم بحيث يكونا على اتصال مضبوط، ويتم ربط الطعم بالأصل وبعد الربط يتم اللصق بمادة لاصقة لتمنع دخول الماء وكذلك لمنع جفاف الأنسجة المقطوعة (المجروحة) حديثاً. توجد مادة للتشميع قديمة مؤلفة من طين (جزأين) وجزء من روث البقر وقليل من الدريس، تخلط مع بعضها بعد إضافة الماء لتكون شبيهة بالمعجون، أما الشمع الجديد فيتكون من جزء من شحم البقر وجزأين من شمع النحل وأربعة أجزاء من الصمغ. يتم صبهم جميعاً فى الماء البارد وتعجن المكونات باليد، وعند استخدامه يُسخن مرة أخرى ويُطلى به مكان الاتحاد لكن ليس بدرجة كبيرة حتى لا تتلف الأنسجة. والآن يوجد شمع للتطعيم يُستخدم بارداً، كما يوجد شريط لاصق يقوم بالربط والتشميع فى آن واحد.
واللجوء إلى التكاثر بالتطعيم يكون للأغراض التالية:
– تجديد النباتات القديمة.
– أقلمة بعض النباتات فى أجواء غير مناسبة.
– تغيير بعض الصفات النباتية.
– مساعدة النباتات ضعيفة الجذور أو التي لديها حساسية شديدة للإصابة بالأمراض والآفات.

د- التكاثر بالجراثيم (Propagation by spores):
المقصود بالجراثيم هنا أجسام ذات خلية واحدة تقوم مقام البذور لإتمام عملية التكاثر فى النباتات عديمة الإزهار ولا يتوقف على الاختلاط الجنسي كما فى النباتات الزهرية. ويشبه هذا النوع التكاثر بالبذور لكن الفرق بينهما هو أن التكاثر بالجراثيم لا يحتوى على جنين. فعندما تسقط هذه الجراثيم على الأرض من النباتات مع مساعدة الماء والرطوبة تُخرج أجساماً خيطية صغيرة تكون الأعضاء التناسلية بحيث يحمل كل عضو تناسلي مؤنث جرثومة مؤنثة، وكذلك يحمل عضو التناسل المذكر عدة جراثيم هدبية. وتسبح إحدى الجراثيم الهدبية بمعاونة قطرات الماء لنقل الجرثومة المؤنثة ثم تلقيحها، وتكون الزيجوت الذي ينمو ويشكل النبات الجديد.

هـ- التكاثر بالتقسيم (Propagation by division):
وهو يُتبع مع النباتات مثل الفوجير (Nephrolepis) والأسبرجس (Asparagus)، التي تخرج تيجاناً فى أطراف سوقها الأرضية أو الريزومات، بحيث يتم تقسيم الريزومات إلى قسمين أو ثلاثة يحمل كل منها جزء من الأوراق ويتم زراعتها على حدة.

و- التكاثر بالخلفة/الفسائل (Propagation by offsets):
الخلفة هو عبارة عن نمو ثانوي من براعم إبطية قرب أو تحت سطح التربة، ويكون لها جذور مستقلة عن النبات الأم لذا فهو يشابه النبات الأم فى كل صفاته ويُراعى عند الفصل ألا تحدث جروح كبيرة تعرض النبات الجديد للفطريات، ويفضل عزله عندما يكون الجو معتدلاً فى الربيع والخريف. بعد الفصل يتم تغطية النبات بقش الأرز لحمايته من المؤثرات الخارجية. تصلح هذه الطريقة مع نباتات الزينة.
المزيد عن زراعة الأرز ..

ز- التكاثر بالسرطانات (Propagation by suckers):
السرطانات عبارة عن نمو ثانوي من براعم ساكنة بالقرب من قاعدة النبات أو تحت سطح التربة، لكن ليس لها جذور مستقلة بنفسها كما فى حالة الخلفة وتعتمد فى غذائها على الأم. وعند الفصل لابد وأن تُفصل النموات بجزء من الجذع الأصلي الذي يُطلق عليه الكعب ليساعد النبات الجديد على تكوين الجذور لأنه يحتوى مواد غذائية من النبات الأم.

ويوجد للتكاثر الخضري مزايا وعيوب، فمن مزايا هذا التكاثر الوصول على النضج الكامل للنبات بعد فترة قصيرة من الزراعة، كما أنه لا يحتاج إلى عناية كاملة لأطوار الحياة الأولى للنبتة والتعرض للحشائش والآفات الضارة أقل من التكاثر البذري.
أما عن العيب الذي يتواجد فى هذا النوع من التكاثر هو احتمال نقل الأمراض من الآباء، فى حين أنه لا يحدث ذلك مع التكاثر البذري.

* ثالثاً التكاثر بالهرمونات:
قد توصل علماء النبات أن عملية النمو فى النباتات تتحكم فيها مواد كيميائية يُطلق عليها الهرمونات وهى ذات طبيعة نشطة. تُنتج هذه الهرمونات فى البراعم والأوراق أو فى القمم النامية، ثم تنتقل هذه الهرمونات إلى الأجزاء الأخرى فى النبات لكي تقوم بعملها فى زيادة النمو، وأصبحت هذه الهرمونات تأخذ مجالاً كبيراً فى الأبحاث حيث تم التعرف على الأنواع التي تحدث تأثيراً فى عمليات التنفس بل وأمكن تحضيرها صناعياً ويطلق عليها العلماء "المواد المنظمة للنمو".
ومن هذه المواد المنظمة للنمو "أندول حامض البيوتريك" حيث يساعد نباتات معينة على إخراج جذورها بل ويسرع فى إخراجها .. لكن هناك تحذير دائم وأبداً بان الإفراط فى أي شيء يقدم الضرر وليس النفع وهكذا الحال مع الهرمونات المنظمة للنمو.
كما بينت التجارب أن هذه المواد تؤثر على العقل الورقية تحت درجة حرارة 18 درجة مئوية وعندما تكون التربة حامضية نوعاً ما أو متعادلة.
توجد طريقتان لمعاملة العقل بالهرمونات المنظمة للنمو:
– الطريقة الأولى: بغمس العقل فى محلول الهرمون لمدة (18-24) ساعة ثم تغسل وتزرع.
– الطريقة الثانية: استخدام الهرمون فى شكل المسحوق، أولاً يتم غمس العقلة فى الماء ثم هزها للتخلص من الماء الزائد ثم غمس قاعدة العقلة فى المسحوق ثم هزها للتخلص من المادة الزائدة وتُزرع.

* تعريفات هامة:
– الأبصال: الأبصال هي عبارة عن ساق قرصية أرضية قصيرة، تحمل برعم طرفي كبير وتحيط به الأوراق اللحمية العصارية المليئة بالغذاء.

– الكورمات: الكورمات عبارة عن سيقان منتفخة تخزن فيها المواد الغذائية، ويوجد عليها أوراق حرشفية تحمل فى داخلها براعم. وتتكون عند قاعدتها جذور عرضية تمتص الماء والأملاح وقد تنمو البراعم الجانبية مكونة ساقاً منتفخة تختزن الغذاء.

المصطلحات
انكسار الضوء
هو تغير اتجاه الشعاع الضوئي عندما يجتاز السطح الفاصل بين وسطين شفافين مختلفين
الكثافة الضوئية لوسط ما
هو المقدار الذي يميز اعتماد سرعة انتشار الضوء على نوع الوسط وتقاس بالقيمة العددية لمعامل الانكسار المطلق للوسط أو هي قدرة الوسط على كسر الأشعة الضوئية عند نفاذها فيه
السطح الفاصل
هو السطح الذي يفصل بين وسطين شفافين مختلفين في الكثافة الضوئية
الشعاع الضوئي الساقط
هو الشعاع المتجه الى السطح الفاصل ويقابله في نقطة السقوط
زاوية السقوط
هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل
الشعاع الضوئي المنكسر
هو المسار الجديد للشعاع الضوئي في الوسط الثاني بعد نفاذه من السطح الفاصل
زاوية الانكسار
هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي المنكسر والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل
قانون الانكسار الأول
نسبة جيب زاوية السقوط الى جيب زاوية الانكسار لوسطين معينين هي مقدار ثابت يعرف بمعامل الانكسار النسبي بين الوسطين
قانون الانكسار الثاني
يقع الشعاع الساقط والشعاع المنكسر في مستوى واحد مع العمود المقام من نقطة سقوط الشعاع على السطح الفاصل بين الوسطين
معامل الانكسار النسبي بين وسطين
هو النسبة بين سرعة الضوء في الوسط الأول وسرعة الضوء في الوسط الثاني
معامل الانكسار المطلق لوسط
هو النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ أو الهواء وسرعة الضوء في هذا الوسط
قانون سنل
ناتج ضرب معامل الانكسار المطلق للوسط الأول في جيب زاوية السقوط يساوي ناتج ضرب معامل الانكسار المطلق للوسط الثاني في جيب زاوية الانكسار
ملاحظات هامة
1 – من القانون الأول يتضح أن بزيادة زاوية السقوط تزداد زاوية الانكسار ولكن ليس بصورة متناسبة
2- للشعاعين الساقط والمنكسر خاصية انعكاسية
3- عند عبور شعاع الضوء من وسط كثافته البصرية أقل – السرعة فيه أعلى – الى وسط كثافته البصرية أعلى – السرعة فيه أقل – فانه ينكسر مقتربا من العمود
4- عند عبور شعاع الضوء من وسط السرعة فيه أقل الى وسط السرعة فيه أعلى – من ماء الى هواء – فان الشعاع ينكسر مبتعدا عن العمود ومقتربا من السطح الفاصل وفي هذه الحالة يكون معامل الانكسار النسبي بين الماء والهواء أصغر من الواحد وهذا الذي يفسر النقص الظاهري لعمق خزان الماء عندما ينظر الانسان الى الماء
5 – اذا سقطت الأشعة الضوئية على السطح الفاصل بين وسطين شفافين بصورة عمودية فانها تنفذ الى الوسط الثاني دون أن تنكسر
6- عند سقوط حزمة ضوء رفيعة من الهواء الى الماء نلاحظ أنه في نقطة السقوط ينعكس جزء من الضوء وينفذ الجزء الاخر في الماء منكسرا وبالتالي تكون هناك زاوية سقوط وزاوية انعكاس وزاوية انكسار ونسأل هنا سؤال كم من الطاقة التي ينقلها الاشعاع الى السطح الفاصل بين الوسطين تؤخذ من قبل الاشعة المنعكسة وكم من الطاقة تؤخذ من قبل الاشعة المنكسرة ؟ للاجابة على هذا السؤال نفرض أن الاشعاع يحمل الى نقطة السقوط خلال فترة زمنية معينة طاقة ولتكن E بعد ذلك تنقسم هذه الطاقة فيكون نصيب الاشعة المنعكسة منها E refl بينما نصيب الاشعة المنكسرة E refr ومن قانون حفظ الطاقة نجد أن الطاقة الساقطة تساوي مجموع الطاقتين التي تحملها الاشعة المنعكسة والتي تحملها الاشعة المنكسرة وبما أن كل وسط ما عدا الفراغ يمتص من طاقة الاشعاع اذا لا تصلح هذه المساوة الا عند القياس بالقرب من نقطة السقوط فاذا عبر الشعاع الضوئي لمسافات كبيرة من الوسط ولم يضعف الا بشيء صغير نسمي هذا الوسط وسطا شفافا مثل الزجاج والماء والكحول وبالعكس تمتص المعادن بشدة كبيرة الاشعاع الضوئي الذي ينفذ اليها بمعنى أنها ليست شفافة بالنسبة له وتعكس القسم الاعظم من الاشعاعات التي تسقط عليها ونلاحظ هنا أن كل وسط بدرجة أو بأخرى يعكس ويمتص الاشعاع الضوئي ويعتمد انعكاس وامتصاص الاشعاع الساقط على الجسم على – نوع المادة – حالة السطح – تركيب الاشعاع – زاوية السقوط – حيث عند زيادة زاوية سقوط الاشعة يزيد نصيب الضوء المنعكس وينقص نصيب الضوء المنكسر ونلاحظ أيضا اعتماد الانعكاس والامتصاص على تردد الموجات يكون له طبيعة اختيارية أي أن المادة تعكس أو تمتص بقوة ذبذبات بتردد معين وتضعف ذبذبات بتردد اخر وعلى سبيل المثال يمتص الغلاف الجوي للارض الموجات ذات الطول الموجي القصير من الطيف المرئي بقوة ( وهذا من نعمة الله علينا ) بينما يمتص الموجات الطويلة أضعف بكثير وهنا أطرح سؤالا لماذا نستخدم الضوء الأحمر للاشارة الى الخطر وأيضا للتنبيه على الرغم من أن العين حساسة أكثر للاشعة الخضراء ؟

________________________________________
كيف يعمل البريمج
1- يمكن التحكم في زاوية السقوط اما بزيادة 5 درجات في كل مرة تنقر بالماوس على المفتاح + 5 والعكس عند الانقاص – 5
2- يمكن تغيير الوسط الثاني من خلال الاختيار بين الهواء والماء والزجاج التاجي والزجاج الصخري والماس ويلاحظ أن الوسط الأول فراغ وأيضا نلفت الانتباه الى أن سرعة انتشار الضوء في الهواء تساوي تقريبا سرعة انتشار الضوء في الفراغ
3 – يمكن التحكم في الطول الموجي للضوء الساقط عن طريق النقر بالماوس على المفتاح + 15 لزيادة الطول الموجي 15 نانومتر لكل نقرة والعكس بالنسبة للمفتاح – 15

________________________________________
اسئلة التعليل
1- معامل الانكسار المطلق لوسط يكون دائما أكبر من الواحد الصحيح ؟
2- معامل الانكسار النسبي بين وسطين يمكن أن يكون أقل من الواحد الصحيح
3 – عندما يكون المنشور في وضع النهاية الصغرى للانحراف تكون زاوية الانكسار الأولى مساوية زاوية السقوط الثانية ؟
4- يتحلل الضوء الأبيض الى ألوان قوس قزح بعد مروره في منشور ثلاثي في وضع النهاية الصغرى للانحراف
5 – زاوية الانحراف للضوء البنفسجي أكبر من زاوية انحراف الضوء الأحمر بعد مرور الضوء الأبيض في منشور ثلاثي في وضع النهاية الصغرى للانحراف

انعكاس الضوء________________________________________

مقدمـــــــــــــة

من المعروف أن علم الفيزياء عرفه العرب بعلم الطبيعيات ومن فروع هذا العلم التي كان للعرب دورا عظيما فيها ( فيزياء الضوء ) ويعتبر عبقري العرب (( الحسن بن الهيثم )) ( 965 م – 1039 م ) منشىء علم الضوء بلا منازع ولا يقل أثره في علم الضوء عن أثر نيوتن في علم الميكانيكا ويعتبر كتابه المناظر المرجع لفيزياء الضوء لعدة قرون وقد وضع ابن الهيثم القوانين الاساسية لانعكاس الضوء وانكساره وفسر الرؤية المزدوجة وظاهرة السراب ولكن أهم انجازاته كانت الخزانة ذات الثقب والتي تعتبر البداية والمقدمة لاختراع الكاميرا وصولا الى عصر المعلوماتية الان وما نستخدمه من أوساط متعددة

——————————————————————————–

الضوء : موجات كهرومغناطيسية تنتقل في الفراغ بسرعة تساوي 300 ألف كيلومتر في الثانية وتتوقف طاقة موجات الضوء على تردد هذه الموجات فكلما زاد تردد موجة الضوء زادت طاقتها

والضوء الابيض خليط من ألوان الطيف السبعة والتي يمكن جمعها في كلمتين ( حرص خزين ) حيث يمثل كل حرف الحرف الثاني من اسم اللون وهي مرتبة تصاعديا حسب التردد ( أحمر – برتقالي – أصفر – أخضر – أزرق – نيلي – بنفسجي )وتعتبر الشمس أكبر مصدر للطاقة الضوئية

طبيعة الضوء

مقدمة تاريخية : بما أن الضوء يملك طاقة وينقلها في الفضاء وبما أن الطاقة تنقل إما بالاجسام أو بالموجات اذا يوجد فرضيتين حول طبيعة الضوء هما ( النظرية الجسيمية – الدقائقية – لنيوتن ) ( النظرية الموجية للعالم الهولندي هيجنز ) ولكن لم تسطع هاتين النظريتين تفسير جميع الظواهر البصرية مما استوجب وضع نظرية توحد بين الخواص الموجية والجسيمية للضوء هي النظرية الكمية ونذكر هنا بلانك واينشتين وبوهر

——————————————————————————–

خواص الضوء

الخواص الهندسية [الانتشار في خطوط مستقيمة – السرعة المحدودة – الانعكاس – الانكسار – التشتت ]ــــــــ

الخواص الموجية [ التداخل – الحيود – الخاصية الكهرومغناطيسية- الاستقطاب – الانكسار المزدوج ] ــــــــ

الخاصية الكمية [ المدارات الذرية – كثافات الاحتمالية – مستويات الطاقة – الكمات – الليزر ] ــــــ

——————————————————————————–

انعكاس الضوء

انعكاس الضوء : ارتداد الاشعة الضوئية في نفس الوسط عندما تقابل سطحا عاكسا

الشعاع الساقط هو الشعاع الذي يصل الى السطح العاكس

الشعاع المنعكس هو الشعاع الذي يرتد عن السطح العاكس

زاوية السقوط هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس

زاوية الانعكاس هي الزاوية المحصورة بين الشعاع المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس

قانونا الانعكاس Laws of Reflection

القانون الأول زاوية السقوط = زاوية الانعكاس

القانون الثاني الشعاع الضوئي الساقط والشعاع الضوئي المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس تقع جميعا في مستوى واحد عمودي على السطح العاكس

الكتاب لين صفحة 117

ممكن