زمين ساخت
ورقه اي – زمين لرزه ها
"" 7 ""
آزمايش
اهداف:
آزمايش يا امواج انرژي
مشاهده اينكه چطور امواج از مواد متفاوت عبور ميكند.
لغات:
بسامد يا فركانس
امواج
لرزهاي
لرزه نگاشت
امواج
مواد:
تايمرهاي چگالي
سكههاي پني
نيكل
زمينه:
همانطور كه در قبل از آزمايش معرفي شد، امواج انرژي از مواد متفاوت با
سرعتها و فركانسهاي متفاوت عبور
ميكنند. امواج لرزهاي اين موضوع را به چندين راه تشريح ميكنند. اول،
هردو موج
S
و P از سنگهاي چگال نظير گرانيت نسبت به
مواد گم چگالتر نظير خاك يا ماسه سريعتر عبور ميكنند. دوم زماني كه
اين امواج از رسوبات يا خاكهاي سست (ناپيوسته) عبور ميكنند، امواج
كندتر و توسعه مييابند و ارتفاع موج افزايش مييابد. نهايتاً، امواجS
از مايعات عبور نميكنند. مولكولهاي يك مايع، به آساني در كنار
همديگرميلغزند تا حركت برشي امواج S را منتقل كنند. در اين آزمايش، دانشآموزان انتقال انرژي از
مواد متفاوت را تجربه خواهند كرد. آنها مستقيماً با امواج انرژي كار
نخواهند كرد، آزمايش كه آنها انجام ميدهند مشابه همين رفتارها خواهد
بود.
رفتار امواج لرزهاي، زمانيكه از درون زمين عبور ميكنند براي
تشريح ساختار درون زمين استفاده شده است با مطالعه دقيق لرزه نگارها،
دانشمندان فهميدهاند كه امواج زمانيكه از درون زمين عبور ميكنند، تغيير
ميكنند با اين كار، آنها تشريح كردهاند كه زمين سه ساختار دروني اساسي
دارد.
از مركز به سطح، زمين شامل هسته، گوشه و دسته پوسته ميباشد.
هسته اساساً از دو فلز تشكيل شده است، آهن و نيكل. هسته دو قسمت دارد،
هسته خارجي كه فلز آن مايع ميباشد (نه مثل شير، بيشتر شبيه عسل ضخيم) و
هسته دروني كه جامد ميباشد، گوشه هسته را احاطه كرده و از كانيهاي
سيليكاته خيلي چگال تشكيل شده است. بيشتر گوشته خميري از بلور و مقداري
ماگما ميباشد (سنگ گداخته)، شايد شبيه به يك مخروطي برخي از لحاظ بافتي
باشد (اما داغتر) قسمت بالاتر گوشته جامد ميباشد. گوشته با پوسته كه
خارجيترين لايه زمين ميباشد، يكي شده است تا صفحات را بسازنند.
روشها:
- مواد
آزمايش را براي هر دانشآموز يا گروه دانشآموزان مرتب كنيد. توضيح دهيد
كه امواج انرژي از مواد متفاوت با روشهاي متفاوتي عبور ميكند. يك
مقايسه خوب كه براي دانشآموزان آشنا باشد، راهي است كه صدا در هوا در
مقابل صدا در زير آب حركت ميكند، به نظر ميرسد صدا در زير آب بد فرم
ميشود زيرا سريعتر از اين حد متوسط چگالتر حركت ميكند.
به دانشآموزان توضيح دهيد كه آنها انتقال انرژي در مواد متفاوت
را مشاهده خواهند كرد. واكنشهايي كه آنها ثبت ميكنند، توسط تفاوتهاي
بين مواد و مقدار انرژي كه براي آزمايش بكار ميبرند ايجاد ميشود. تأكيد
كنيد كه آزمايشات بايد به كندي و به دقت انجام شوند.
2- از دانشآموزان بخواهيد كه آزمايش كامل كنند.
3- از دانشآموزان بخواهيد كه به طور مستقل نتيجه را تشريح
كنند، سپس يك بحث گروهي براي اطمينان از اينكه آنها جواب صحيح را
ميفهمند داشته باشيد. تأكيد كنيد كه اين آزمايشات مشابه رفتار امواج
لرزهاي درون زمين ميباشد.
به سوالات آزمايش پاسخ دهيد:
تمرين 1. وقتي شما به زمين ضربه ميزنيد انرژي از شما به پني منتقل
ميشود (منشاء انرژي). اگر پني به پنيهاي ديگر برخورد كند، دوباره انرژي
را منتقل ميكند، اما يك
انتقال كلي انرژي وجود ندارد. پني كند ميشود. اين مسئله مهم
است كه دانشآموزان تا اندازهاي اين موضوع را نشان دهند كه وقتي اولين
پني به دومين پني برخورد ميكند، تغيير ميكند. آن ميتوانند به اين سوال
به چندين طريق جواب دهند، به شرط اينكه آنها يك تغيير را در ديگري انرژي
تشريح كنند. همين مسئله براي نيكل نيز صادق است. بجز اينكه انرژي بايد
نسبت به يك پني به پني ديگر متفاوت به نظر برسد. اين حالت مشابه امواج
لرزهاي در حال عبور بين دو نوع لنگ، جايي كه يك نفر در (موج) انرژي
اتفاق ميافتد، ميباشد. اينجا جوابهاي پيشنهاد شده به سوالات آورده
شده است:
1-
مستقيم، انتقال انرژي كند ميشود.
2- متقيم، نيكل دري كندتر است.
3- جهت پنيها زاويه دار ميباشد.
4-
جهت سيكلها زاويهدار ميباشد اما كندتر از شماره
3
می باشد.
5-
انرژي به بزرگي زمانيكه نيكل استفاده شده نيست. جهت امواج ميتواند تغيير
كند، اگر انتقال انرژي، انرژي را به رفتن در جهتهاي مختلف وادار كند.
در تمرين 2
و3
دانشآموزان بايد بفهمند كه همان انرژي از مواد متفاوت به طور متفاوت
عبور ميكند آنها
ميتوانند
تفاوت در بهترين
2
را ببيند. (يك سيال موج بزرگتري نسبت به
ديگران خواهد
داشت). در تمرين
3
دانشآموزان
تفاوتها را خواهند شنيد. براي
نتيجهگيري دانشآموزان
بايد بفهمند كه مواد متفاوت اجازه عبور انرژي را به طور متفاوت ميدهند.
آنها همچنين بايد بفهمند كه چطور زمين شناسان را از امواج لرزهاي را
براي مطالعه درون زمين استفاده ميكنند. آنها بايد اطلاعات ارائه شده در
زمينه را با كلمات خود نشان اظهار كنند.
