حجرة التنقيط السوائل اللزجة تصنع عرضًا ضوئيًّا مبهرًا. اصنع عملًا فنيًّا متحركًا خلابًا عن طريق إضاءة سائل لزج وشفاف باستخدام مصباح الهاتف الخلوي. وتسمى تلك الأنماط الضوئية البراقة التي تشكلها السوائل اللزجة «الحارقات»، وهي موجودة في كل مكان، من أعماق حمامات السباحة إلى تشوه الضوء القادم من المجرات البعيدة.
الأدوات والخامات
	زجاجة شفافة ذات جوانب مسطحة، مثل زجاجة ماء بلاستيكية مربعة الشكل أو قارورة مزرعة خلوية معملية.  سائل لزج شفاف، مثل سائل غسيل صحون شفاف، أو زيت معدني ثقيل، أو شراب الذرة الخفيف، أو الجلسرين. كشَّاف ثابت، مثل ذلك الموجود في معظم الهواتف الخلوية. ورقة بيضاء، لتعمل بوصفها شاشة (غير ظاهرة في الصورة). غرفة مظلمة.
التجميع لعمل حجرة التنقيط، اسكب بعض السائل اللزج الذي اخترته في الزجاجة أو القارورة. اسكب فقط ما يكفي من السائل بحيث يشكل طبقة لا يتعدى سمكها بضعة ملليمترات عند وضع الحجرة مسطحة.
ماذا تفعل وماذا تلاحظ؟ أنر كشَّافك وادخل غرفة مظلمة، ثم ضع ورقة بيضاء على الطاولة. احمل حجرة التنقيط على ارتفاع 6–12 بوصة (15–30 سم) أعلى الورقة واحمل المصباح على ارتفاع 4 بوصات (10 سم أو أكثر) فوق حجرة التنقيط، موجهًا إلى الأسفل. (اضغط على الصورة الأولى أدناه لتكبيرها). الآن، اقلب حجرة التنقيط سريعًا بحيث تصبح «أرضية» الحجرة «السقف». بينما يشع الضوء عبر الحجرة، شاهد العرض على شاشتك الورقية بينما تنزل القطرات إلى الأسفل. (اضغط على الصورة الثانية أدناه لتكبيرها) رائع، أليس كذلك؟
ما الذي يحدث؟ الأنماط الضوئية التي تراها على الشاشة الورقية يشكلها انحناء الضوء المسمى «انكسار» بينما يمر خلال الأشكال المدورة للسائل الشفاف. مثل العدسة، يمكن لسطح السائل المنحني إما أن يركز وإما أن يشتت الضوء، متسببًا في ظهور مناطق أكثر سطوعًا وأخرى أكثر ظلامًا على الورقة. تلك الأنماط الضوئية تسمى «الحارقات». بما أن السائل سائل بطبيعة الحال، فإنه يتدفق ويغير شكله، متسببًا في التغير المستمر للأنماط الحارقة.  يمكنك العثور على الحارقات في أماكن متعددة. تصنع قطعة رخام أو كوب من الماء على عتبة نافذة مشمسة حارقات جميلة. وتعد شبكات الحارقات المتلألئة مشهدًا معتادًا في أعماق حمامات السباحة. ويمكن لزجاج نافذة قديم متموج بعض الشيء عمل حارقات على الجدران والأرضيات. وعلى نطاق أكبر، فإن التواء الضوء بفعل الجاذبية يتسبب في أنماط من الحارقات في الضوء من النجوم والمجرات البعيدة.  انظر حولك –ما أنماط الحارقات الأخرى التي يمكنك العثور عليها؟
المضي قدمًا حاول أن تطابق أحد الأنماط التي تراها على الورقة بالشكل المحدب أو المقعر للسائل داخل حجرة التنقيط. هل تلاحظ زوايا 120 درجة وأشكالًا مسدسة تتشكل؟ السداسيات (وزوايا 120 درجة المميزة لها) هي الهندسة الأكثر فاعلية لتقسيم سطح مسطح، وقد تظهر تلقائيًّا على «سقف» الحجرة. (اضغط على الصورة أدناه لتكبيرها). يمكنك استخدام هذا النوع من الظواهر لتحديد محتوى السكر النسبي في المشروبات، مثل العصير. تحريك كأس من العصير بشكل دائري ومن ثم السماح للسائل المضاء بالجريان إلى أسفل جوانب الكأس ينتج منه أنماط حارقة. وسرعة تغير الأنماط مؤشر على محتوى السكر للمشروب. قطرات العصير هذه تسمى «دموعًا» وهذا النوع من التنميط يسمى «أرجلًا». (اضغط على الصورة أدناه لتكبيرها).
نصائح للمعلمين هذا الدرس ليس رائعًا فقط لتقديم مفاهيم بسيطة ومعقدة حول الضوء –إنه ينم عن جمال أيضًا. ابدأ هذا النشاط بالطلاب مقسمين في مجموعات عند محطات المختبر، لكل منها حجرة تنقيط وورقة بيضاء على الطاولة. قبل إظلام الغرفة، أرِ الطلاب كيف يضعون المصباح (الهاتف) والحجرة والورقة، واطلب منهم توقع ما سيرونه.  بعد مشاهدة التأثيرات التي تسببها حجرة التنقيط اطلب من الطلاب مناقشة ملاحظاتهم أو تدوينها. اسأل إذا كان لديهم أسئلة وماذا يريدون أن يجربوا بعد ذلك.  قد يرغب الطلاب في معرفة ماذا سيحدث إذا: غيروا ارتفاع المصباح أو حجرة التنقيط. أضافوا مزيدًا من السائل. استخدموا سائلًا مختلفًا. أمالوا الحجرة. دعهم يختبروا بينما يدونون بدقة نتائجهم. هذه الملاحظات قد ترتبط بمفاهيم علمية محورية، وكذلك بممارسات علمية وهندسية.  لا يشترط أن يكون لدى الطلاب خلفية معرفية للبدء في التحقق من الظواهر الموجودة في هذه الوجبة العلمية الخفيفة. مع ذلك، يمكن إدراج مفاهيم تتراوح بين البساطة والتعقيد؛ من الأنماط والتوقع إلى كيفية خلق تلك القطرات الشفافة لهذه التأثيرات البصرية، إلى موضوعات أكثر تقدمًا مثل مخططات الأشعة والانكسار. كذلك فإن هذه الوجبة العلمية الخفيفة رائعة للاستخدام مع الأطفال الصغار. فيمكنهم الاختبار والتحقق من هذه الظاهرة بأمان فصلًا دراسيًّا كاملًا أو في مجموعات صغيرة. هذه الوجبة العلمية الخفيفة تعد مقدمة رائعة إلى الوسائط الشفافة وإنتاج الأنماط. هذه الوجبة العلمية الخفيفة دافع جيد للكتابة بالنسبة للطلاب، فتسمح لهم بممارسة وصف ما يرونه.
Exploratorium, 2022 © by the Exploratorium 2022