מדע וטכנולוגיה
כיתה ו
ספר לתמיד/ה
הוצאת רמות
אוניברסיטת תל-אביב
ישראל, 2009
בחמישה כרכים
כרך ראשון
עמודים v
עמודי דפוס 4-61
עמודי בראיל 1-103
העתיקה: גליה הוז
הספריה המרכזית לעיוורים
נתניה ישראל 2009
במבט חדש היא סדרת לימוד חדשה במדע וטכנולוגיה לילדי בית הספר היסודי, שמטרתה להקנות ללומדים אוריינות מדעית וטכנולוגית. הסדרה מבוססת על תכנית הלימודים "לימודי מידע וטכנולוגיה לבית הספר היסודי" (תשנ"ט). הסדרה במבט חדש כוללת שש יחידות לימוד - אחת לכל כיתה (מכיתה א ועד כיתה ו).
הסדרה פותחה במרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי באוניברסיטת תל-אביב, והיא מותאמת בתפיסתה לעדכונים ולהתפתחויות החדשות בתחום החינוך בכלל ובתחום החינוך המדעי והטכנולוגי בפרט. הסדרה משלבת סביבות למידה מתוקשבות ברשת האינטרנט.
יחידת הלימוד מדע וטכנולוגיה לכיתה ו נועדה לפתח אצל הלומדים ראייה מערכתית של מערכות בגוף האדם, מערכות פיזיקליות וטכנולוגיות וכן מערכות אקולוגיות. תוכני היחידה חדשניים ומאירים את נושא הקיימות מזוויות שונות (אנרגיה, אקולוגיה, תעשייה ותקשורת). דגש מיוחד מושם על פיתוח מיומנויות חשיבה ואוריינות מדעית וטכנולוגית.
יחידת הלימוד מתמקדת בחמישה עולמות תוכן: מערכות אקולוגיות (השער "קשרי קיום"), אנרגיה - סוגים, מקורות, הפקת חשמל (השער "אנרגיה בפעולה"), תקשורת ומידע (השער "מידע ותקשורת"), אור וראייה וכן קול ושמיעה (השער "אור וקול - לראות ולשמוע"), וכן מערכות טכנולוגיות כולל ייצור תעשייתי (השער "טכנולוגיה במחשבה תחילה").
תוכן כרך ראשון
(התוכן ערוך כך: שם הפרק עמוד דפוס עמוד בראיל)
שער ראשון: קשרי קיום 4 1
פרק ראשון: מגוון יצורים חיים 6 2
*4*
שער ראשון
קשרי קיום
פרק ראשון: מגוון יצורים חיים
פרק שני: חיים בסביבות חיים
*5*
איי גלפגוס
מתחת לפני הים התפרץ הר געש ועלה מן הקרקעית. פעם אחר פעם שפך ההר לבה וכך עלה על גדותיו וגדל עד שהתרומם מעל פני הים. איי גלפגוס נולדו.
רוחות עזות העיפו לכאן כמה ציפורים שמצאו בו מנוחה, הרחק מקיניהן שעל היבשה. מחופי היבשה הרחוקה נסחפו בזרמי הים כמה זוחלים אשר צפו על גבי גזעי עצים שנכרתו בסערה. זרעים שנפלטו מקיבתם של העופות נבטו באדמה וכיסו את האי בצמחייה. כמה צבי יבשה ואריות ים הגיעו לכאן בשחייה ממושכת. סביבת חיים חדשה נולדה, מבודדת מן העולם.
לאט לאט, בתנאים של בידוד, התפתחה על איי גלפגוס סביבת חיים עם מגוון של יצורים חיים שאי אפשר למצוא בשום מקום אחר בעולם.
את מגוון היצורים החיים המיוחד הזה פגש חוקר הטבע הנודע צ'ארלס דרווין.
מה משפיע על מגוון המינים שבטבע ומדוע חשוב כל כך לשמור עליו?
*6*
פרק ראשון: מגוון יצורים חיים
חברים לסביבה
כששב צ'ארלס דרווין ממסע המחקר הארוך שעשה, הוא כתב ביומנו על איי גלפגוס וסיפר שהשימוש היחיד שנאלץ לעשות שם ברובה היה בתור מקל - כדי להזיז בעדינות ציפור שניצבה בדרכו. דרווין הופתע לגלות קשרי קיום מגוונים בין היצורים החיים שם.
לדוגמה, הצבים הענקיים והאיגואנות (זוחלים) שגודלן מגיע עד מטר וחצי הם בעלי חיים צמחוניים. אצל זוחלים אלה התפתחה "שפת סימנים" מיוחדת בינם לבין ציפורים מסוימות. הציפורים קולטות את הסימנים ונוחתות על הצבים ועל האיגואנות או בקרבתם, ושולפות בעזרת המקור חרקים טפילים הנמצאים על עורם. כך נהנות הציפורים ממזון והזוחלים מניקיון. ואם אין בסביבה ציפורים, "יעשו את העבודה" גם לטאות או סרטנים.
(בספר 5 תמונות)
צב יבשה פילי, איגואנה ימית, סולה, פינגווין וצבר.
מהם המרכיבים החיים והדוממים של סביבת חיים וכיצד הם משפיעים על מגוון המינים שבטבע?
*7*
בעקבות הלמידה נדע...
- להסביר מהו מגוון המינים בטבע;
- לתאר את מרכיבי הסביבה הדוממים והחיים ואת השפעתם על הקיום של יצורים חיים;
- לתאר קשרי קיום בין יצורים חיים לבין סביבתם;
- לתאר את השפעת האדם על מרכיבי הסביבה הדוממים והחיים ואת ההשלכות שיש לכך על מגוון המינים בטבע;
- להבין את הצורך בשמירה על מגוון המינים בטבע.
מושגים שנלמד
מרכיבי סביבה דוממים: אור, טמפרטורה מתאימה, אוויר ומים;
מרכיבי סביבה חיים: צמחים, בעלי חיים, חיידקים ופטריות;
מגוון המינים בטבע, התאמות לסביבה, התאמות לתפקוד.
קשרי קיום: טורף-נטרף, שרשרת מזון, מארג מזון, יצרנים, צרכנים; הדדיות, תחרות, טפיל-פונדקאי.
מיומנויות שנפעיל
- עריכת תצפיות וסיכומן;
- עריכת השוואות והסקת מסקנות מתוכן;
- ייצוג נתונים בטבלאות ובדיאגרמות;
- טיפול במידע והסקת מסקנות.
*8*
מגוון מיני היצורים החיים בסביבה
כמה יצורים חיים שונים אתם מכירים? כמה יצורים חיים שונים מכירים אתם וחבריכם יחד? כמה יצורים חיים שונים מכירים כל הילדים בגילכם החיים באזורים שונים בכדור הארץ? כמה יצורים חיים שונים מוכרים במדע? כמה יצורים חיים שונים יש בכדור הארץ ואינם מוכרים במדע?
רוב מיני היצורים החיים המתקיימים על פני כדור הארץ אינו מוכר במדע. מרבית היצורים החיים המוכרים במדע הם אלה שסביבת החיים שלהם קרובה לבני האדם.
כמה מיני יצורים שונים יש בטבע וכיצד אפשר לבדוק זאת?
משימה: חוקרים ומגלים
חוקרים את מגוון היצורים החיים בסביבה
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר את מגוון מיני היצורים החיים (מגוון המינים) בסביבה הקרובה.
ציוד: סרט מידה, מצלמה (אם יש), מגדירי צמחים, מגדירי בעלי חיים, מגדלת, כלי כתיבה, דף תצפית (ראו הסבר בסעיף 2 של המשימה).
מהלך התצפית
1. התחלקו לקבוצות: כל קבוצה תגדיר עם המורה חלקת מחקר בגודל של 5x5 מ"ר (מטר רבוע). היעזרו בסרט מידה למדידת גודל החלקה. תנו שם לחלקת המחקר שלכם.
שימו לב: התבוננו, למדו, אך אל תפגעו בסביבתכם.
בטיחות: יש להיזהר בהרמת אבנים! יתכן שמתחת לאבן יש בעלי חיים ארסיים.
2. הכינו במחברת דף תצפית והשלימו בו את הפרטים הבאים:
המקום שבו נמצאת חלקת המחקר, שמות חברי הקבוצה, תאריך, עונה בשנה.
3. עוד לפני שאתם מתחילים, נסו לאמוד: כמה מיני יצורים חיים יש בחלקת המחקר?
*9*
4. נסו לאתר בחלקת המחקר שלכם מינים רבים ככל האפשר של יצורים חיים (צמחים ובעלי חיים). הפעילו את כל החושים. היעזרו במגדלת.
שימו לב: יש להתייחס רק לצמחי בר ולחיות בר.
א. חפשו יצורים חיים על פני הקרקע, בתוך הקרקע, על צמחים, בין סדקים ובזהירות מתחת לאבנים, מתעופפים באוויר - בכל מקום.
ב. היעזרו במורה, במגדירי צמחים ובמגדירי בעלי חיים ונסו לזהות את הצמחים ואת בעלי החיים שגיליתם. צלמו אותם.
5. השלימו בטבלה (ראו דוגמה) את המידע שאספתם: את השם של כל יצור חי (צמחים ובעלי חיים), את המקום שבו מצאתם את היצור החי, תיאור קצר של היצור החי. סכמו את מספר המינים שמצאתם.
מגוון מיני היצורים בחלקת המחקר
--, השם של היצור החי, המקום שבו מצאתם את היצור החי, תיאור קצר של היצור החי שמצאתם (במילים, בציור או בצילום)
צמחים, --, --, --
--, --, --, --
--, סך כל המינים, --, --
בעלי חיים, --, --, --
--, --, --, --
--, סך כל המינים, --, --
*10*
סיכום התצפית
1. ספרו כמה מינים של יצורים חיים גיליתם בחלקת המחקר שלכם. התייחסו לצמחים ולבעלי החיים בנפרד. האם הופתעתם מן התוצאה?
2. במה דומה מגוון היצורים שגיליתם בחלקת המחקר שלכם למגוון היצורים בחלקות המחקר האחרות, ובמה הוא שונה?
לצורך קבלת תשובה עבדו לפי ההנחיות הבאות:
א. השלימו את המידע בטבלת השוואה כיתתית (ראו דוגמה).
טבלת השוואה כיתתית: מגוון מיני היצורים החיים בסביבה
חלקת מחקר 1, חלקת מחקר 2, חלקת מחקר 3, חלקת מחקר 4
שמות יצורים חיים, שמות יצורים חיים, שמות יצורים חיים, שמות יצורים חיים
--, --, --, --
--, --, --, --
--, --, --, --
סך הכול:, סך הכול:, סך הכול:, סך הכול:
ב. עיינו בטבלה והשיבו:
- אילו יצורים חיים נמצאו בכל חלקות המחקר?
- אילו יצורים חיים נמצאו רק בחלקת מחקר אחת?
- באיזו חלקת מחקר נמצא מגוון המינים הגדול ביותר?
3. הסיקו: מה למדתם מן ההשוואה על מגוון מיני היצורים החיים בסביבה שלכם? התייחסו בתשובתכם לדומה ולשונה.
4. שערו: האם יש לדעתכם בחלקות המחקר מיני יצורים חיים נוספים שלא נמצאו בתצפית? הסבירו.
חושבים מדע
מדוע חשוב היה לסמן חלקות מחקר שוות בגודלן?
מה הייתה התרומה של המגדלת (ו/או של המשקפת) לתצפית שערכתם?
מה הייתה התרומה של עריכת השוואה כיתתית להכרת מגוון מיני היצורים בסביבה?
*11*
היודעים אתם ש...
תצפית בטבע - כלי לחקר מגוון היצורים החיים
חקירת מגוון היצורים החיים נעשית על ידי תצפיות מפורטות וממושכות. הטבלה שלפניכם מציגה תוצאות של מחקר שנערך בשנת 2006 ובו נבדק המספר הממוצע של מיני ציפורים בפארקים עירוניים. התצפיתנים ערכו ספירה של כל מיני הציפורים שנראו בשעות הבוקר. כל ציפור שנראתה זוהתה בשמה ונרשמה. בסיום הספירה נערך רישום של כל מיני הציפורים ומספר הציפורים מכל מין.
מיני ציפורים בפארק עירוני
שם ציפור, מספר הפרטים
אנפית הבקר, 2
בולבול, 2
דוכיפת, 2
דרור הבית, 6
דררה, 3
יונת הבית, 2
מיינה, 9
נחליאלי, 2
עורב אפור, 4
פשוש, 4
צופית, 3
צוצלת, 4
שחרור, 2
תור הצווארון, 2
14 מינים, 47 פרטים
מתוך: ליפשיץ שלומית, דורון להב, המרכז לטיפוח ציפורי הבר בחצר הבית, www.yardbirds.org.il
(בספר תמונה)
דוכיפת - הציפור הלאומית של ישראל
מה אפשר ללמוד מהתוצאות?
בפארק העירוני נצפו 14 מינים של ציפורים וסך הכול נצפו 47 ציפורים. ומכאן שמגוון מיני הציפורים הוא 14 ואילו מספר הפרטים שנמצאו בפארק הוא 47.
*12*
מרכיבי סביבה והשפעתם על מגוון המינים
בכל סביבת חיים יש מרכיבים חיים (יצורים חיים) ומרכיבים דוממים.
קיומו של מגוון מיני היצורים החיים מושפע ממרכיבי הסביבה.
מהם מרכיבי הסביבה וכיצד הם משפיעים על מגוון המינים?
מרכיבי סביבה דוממים
מרכיב הסביבה אור
אור השמש הוא מרכיב סביבתי חיוני לקיום מגוון היצורים החיים בסביבה. ללא אור השמש הסביבה הייתה חשוכה והיצורים החיים לא היו יכולים להתקיים בה.
(בספר איור - היעזר במנחה)
- מדוע אור השמש הוא מרכיב סביבתי חיוני לקיום מגוון היצורים החיים? הרי לא אוכלים אותו, לא נושמים אותו ולא שותים ממנו.
בכל סביבת חיים מתקיימים צמחים.
צמחים מתקיימים ביבשה, באוקיינוסים, בנהרות ובאגמי מים מתוקים.
הם שונים בגודלם ובצורתם, אך המשותף לכולם הוא שקיומם תלוי באור.
במקום שבו חסר אור, צמחים לא יתקיימו.
אך מדוע נחוץ האור לקיומם של הצמחים?
*13*
משימה: חוקרים ומגלים
מה הקשר בין צמחים לבין אור?
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר תופעות בסביבה שמצביעות על קשר בין צמחים לבין אור.
1. הביאו מניסיונכם דוגמאות של תופעות בסביבה המצביעות על קשר בין צמחים לבין אור. תארו את התופעות.
2. שערו: מה אפשר ללמוד מהתופעות האלה על הקשר שבין צמחים לבין אור?
3. עיינו בתמונות והשיבו על השאלות:
(בספר 3 תמונות)
תמונה א: רותם הניחה את העציץ על אדן החלון.
תמונה ב: עמרי טייל ביער הצפוף וראה שם צמחים שנכרכים ומטפסים על גבי עצים אחרים.
תמונה ג: ילדי הכיתה יצאו למבצע ניקיון בגינה הציבורית. על הדשא היו מונחות גרוטאות.
א. מה לדעתכם יקרה לגבעול ולעלים של הצמח כעבור שבוע ימים? (תמונה א)
ב. איזה יתרון יש לצמחים "מטפסים" שמתקיימים ביער הצפוף? (תמונה ב)
ג. מה לדעתכם יראו הילדים כאשר יסלקו את הגרוטאות מהדשא? (תמונה ג)
ד. הסיקו: מה אפשר ללמוד מהתופעות האלה על הקשר שבין צמחים לבין אור?
*14*
קוראים, כותבים ומבינים: אנרגיית האור בשירות הצמחים
קראו את קטע המידע "אנרגיית האור בשירות הצמחים" והשיבו על השאלות.
כמו כל היצורים החיים גם הצמחים זקוקים לחומרי מזון. הזנה היא אחד ממאפייני החיים. בניגוד לבעלי החיים, לצמחים יש יכולת לייצר בעצמם את חומרי המזון הדרושים לקיומם. הם עושים זאת בעזרת אנרגיית האור בתהליך שנקרא פוטוסינתזה. את אנרגיית האור הם קולטים בעזרת חומר ירוק הנקרא כלורופיל. הכלורופיל נמצא באיברים הירוקים של הצמחים, בעיקר בעלים ובגבעולים.
בתהליך הפוטוסינתזה, הצמחים קולטים מסביבתם חומרים (פחמן דו-חמצני, מים) ובעזרת אנרגיית האור הם מייצרים מהם חומרי מזון (סוכרים).
בעקבות תהליך הפוטוסינתזה נפלט לסביבה חמצן.
(בספר שרטוט)
מים פלוס פחמן דו-חמצני בעזרת אנרגיית אור שווה חומרי מזון (סוכרים) פלוס חמצן
האור הוא צורך קיומי של הצמחים. ללא אור, הצמחים לא יוכלו לייצר באיבריהם הירוקים את חומרי המזון הדרושים לקיומם.
שאלות
1. אילו חומרים דרושים לצמחים כדי לייצר את חומרי המזון ומאין הם קולטים אותם?
2. איזה מקור אנרגיה מנצלים הצמחים לייצור חומרי המזון?
3. הסבירו: מדוע האור הוא צורך קיומי של הצמחים?
*15*
אור הוא צורך קיומי של הצמחים. הצמחים קולטים את האור באיבריהם הירוקים. כיצד מותאמים הצמחים לתפקודם לקלוט אור?
משימה: חוקרים ומגלים
כיצד מותאמים איברי הצמחים לקליטת אור?
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את ההתאמות של איברי צמחים לקליטת אור;
- להסביר את החשיבות שיש להתאמות אלה לתפקודם של הצמחים.
ציוד: מספריים, מגש
חלק א: עלים
צאו לחצר בית הספר. אספו חמישה עלים של צמחים ממינים שונים וכן ענף אחד הנושא עלים.
1. הניחו את העלים ואת הענף על מגש.
2. ערכו תצפית על חמשת העלים: תארו את צבעם, את צורתם ואת עוביים.
3. הכינו במחברת טבלה דומה ורשמו בעמודות המתאימות את תוצאות התצפית. (אפשר גם לצייר).
תכונות / סוגי עלים, עלה 1, עלה 2, עלה 3, עלה 4, עלה 5
צבע, --, --, --, --, --
צורה (אפשר גם לצייר), --, --, --, --, --
עובי: האם העלה שטוח?, --, --, --, --, --
אחר:, --, --, --, --, --
4. היעזרו במידע שבטבלה והשוו בין תכונות העלים:
א. אילו תכונות משותפות יש לרוב העלים?
ב. באילו תכונות שונים העלים זה מזה?
ג. מה למדתם מן ההשוואה?
5. שערו: האם יש התאמה בין תכונות העלים שגיליתם לבין תפקודם בקליטת אור? הסבירו את ההשערה.
מילון
התאמה לתפקוד: תכונות של הגוף המותאמות לתפקוד. דוגמה: ריבוי עצמות בכף היד (תכונות) מאפשר לבצע מגוון רחב של תנועות עדינות (תפקוד).
*16*
חלק ב: הצמח השלם
התבוננו בענף נושא העלים שהבאתם:
1. סידור העלים על הענף:
א. בדקו: כיצד מסודרים העלים על הענף?
ב. תארו בציור את סידור העלים.
ג. בדקו: האם העלים מסתירים זה את זה?
ד. איזו חשיבות יש לדעתכם לאופן שבו מסודרים העלים על הגבעול?
2. מספר העלים על הענף:
א. ספרו: כמה עלים יש על הענף?
ב. אמדו: כמה עלים בסך הכול יש על הצמח שממנו קטפתם את הענף?
ג. איזו חשיבות יש לדעתכם לקיומם של עלים רבים על צמח אחד?
חלק ג: סיכום
1. תארו את ההתאמות של העלים לקליטת אור.
2. הסבירו את החשיבות שיש להתאמות אלה לקיומם של הצמחים.
חושבים מדע
1. מה הייתה מטרת התצפית?
2. מדוע היה חשוב לערוך את התצפית על חמישה עלים שונים ולא על עלה אחד?
3. כיצד השימוש בטבלת ההשוואה יכול לסייע להסיק מסקנות על הדומה ועל השונה?
*17*
קוראים, כותבים ומבינים: העלים הם משטחים לקליטת אור
קראו את קטע המידע "העלים הם משטחים לקליטת אור" והשיבו על השאלות.
די להתבונן בשדה, בגן או בחורש, כדי להתרשם מן השוני ומן המגוון הרב של הצמחים. אולם למרות המגוון, לכל הצמחים יש תכונה משותפת: לכל הצמחים יש איברים המותאמים לקליטת אור. לרוב אלה העלים של הצמח.
העלים מותאמים לתפקודם: צבעם הירוק מעיד על נוכחות החומר כלורופיל שתפקידו לקלוט אור מהסביבה. צורתם לרוב שטוחה והם פונים אל האור. הטרף של העלה מהווה משטח לקליטת האור. ככל שמספר העלים גדול יותר, כך גדל משטח קליטת האור של הצמח.
שאלות
1. כיצד מותאמת צורת העלה לתפקודו - קליטת אור?
2. הציעו דרך לחשב את שטח הקליטה של אנרגיית האור העומד לרשותו של שיח או של עץ הגדל בסביבה שלכם. תארו את הפעולות שעליכם לעשות.
(בספר תמונה)
טרף, שפת העלה, פטוטרת
מילון
טרף: החלק השטוח של העלה.
פטוטרת: החלק שמחבר את העלה לגבעול.
*18*
אור הוא מרכיב סביבתי הכרחי לקיומם של צמחים. סביבות החיים נבדלות זו מזו בכמות האור המצויה בהן. יש סביבות מוארות מאוד ויש סביבות שכמות האור החודרת אליהן מועטה ביותר. כיצד בכל זאת מצליחים צמחים מסוימים להתקיים בסביבה שיש בה מחסור באור?
קוראים, כותבים ומבינים: התאמות של צמחים למחסור באור
קראו את קטע הקריאה "התאמות של צמחים למחסור באור" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
בסביבות חיים מסוימות עלול להיווצר מצב של מחסור באור. כך, למשל, העצים הגבוהים שביערות ובחורשים הצפופים יוצרים סככת עלים צפופה. סככה זו מצמצמת את חדירת קרני האור אל פני האדמה. בתנאים של מחסור באור צמחים רבים (בעיקר צמחים עשבוניים נמוכים) אינם יכולים להתפתח.
בסביבות חיים כאלה מתקיימים צמחים בעלי התאמות מיוחדות שמאפשרות להם להתפתח ולהשיג את האור שדרוש לקיומם. למשל, צמחים מטפסים וצמחים אפיפיטיים.
צמחים מטפסים
אלה הם צמחים בעלי "יכולת לטפס" על גבי צמחים אחרים או על גבי עצמים (למשל, גדר). לצמחים האלה יש איברים מיוחדים (ראו תמונות) שמסייעים להם לטפס. למשל, ביער הצפוף, איברי הטיפוס של הצמחים המטפסים מסייעים להם להיאחז בגזעי העצים הגדלים סביבם ובענפיהם, להישען עליהם, לצמוח ולהגיע עד צמרות העצים. מעל צמרות העצים נפרסים העלים של הצמחים המטפסים וקולטים את אור השמש הנחוץ להם.
(בספר 3 תמונות)
איברי טיפוס:
שורשי אחיזה
קנוקנות
*19*
צמחים אפיפיטיים
אלה הם צמחים שנובטים וגדלים על ענפי העצים הגבוהים. כיצד זה קורה? במקום שבו מתפצלים ענפי העצים מצטברת שכבה של עלים ורקבובית. שכבה זו היא מצע מתאים לנביטה של זרעים. השורשים של הנבטים קולטים מים ומינרלים ממצע העלים שעליו הם נבטו. הצמחים ממשיכים להתפתח על גבי העצים גבוה מעל פני הקרקע, וכך הם זוכים בסביבה מוארת הדרושה להתפתחותם.
(בספר תמונה)
אפיפיט
שאלות
1. איזה מרכיב סביבתי נמצא במחסור ביערות ובחורשים צפופים? מה גורם למחסור זה? מי מושפע מכך? הסבירו.
2. בדקו: מה משותף לצמחים המטפסים ולצמחים האפיפיטיים?
מילון
רקבובית: חומר רקב שנשאר לאחר פירוק של צמחים ובעלי חיים.
מצע: שכבה המאפשרת לצמחים לגדול עליה.
אפיפיט: ביוונית אפי שווה על; פיטון שווה צמח.
*20*
מרכיב המים בסביבה
מים הם מרכיב סביבתי חיוני לקיום מגוון היצורים החיים בסביבה. יצורים חיים זקוקים למים כדי לגדול, להתקיים ולהתפתח. את המים קולטים היצורים החיים מן הסביבה שבה הם חיים. יש מיני יצורים חיים שמתקיימים בימים, באוקיינוסים ובנחלים (למשל, אצות, דגים ויונקים ימיים) ויש מיני יצורים חיים שמתקיימים ביבשה (למשל סביון, לטאה, דבורה).
מים אינם מפוזרים באופן שווה על פני היבשות. ההבדלים בכמויות המים יוצרים סביבות חיים שונות; למשל: מדבר, נחל, חורש, אגם ועוד.
כיצד משפיעה כמות המים שבסביבה על מגוון מיני היצורים החיים שמתקיימים בה?
(בספר 6 תמונות)
מדבר, חורש, ערבה, נחל, חוף ים ואגם.
*21*
משימה: חוקרים ומגלים
מה הקשר בין כמות המשקעים לבין מגוון המינים?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר כיצד מושפע מגוון מיני היצורים מכמות המים שבסביבה.
לפניכם טבלה ובה נתונים ממחקר שביצעו בארץ ובו נבדק מספר מיני הצמחים באזורים שונים. עיינו בתוצאות המחקר והשיבו על השאלות:
האזור, ממוצע שנתי של משקעים (מ"מ), סך כל מספר מיני הצמחים
גבעת יערים (ליד ירושלים), 650, 141
מעלה אדומים, 330, 123
מישור אדומים, 230, 86
ים המלח, 110, 61
מתוך: אמיר רות, 2005, טבע בעולם משתנה - המגוון הביולוגי: חשיבותו והגורמים להשתנותו, המרכז להוראת המדעים, האוניברסיטה העברית
שאלות
1. באיזה אזור ממוצע המשקעים הוא הגבוה ביותר ובאיזה הנמוך ביותר?
2. באיזה אזור נמצא מגוון מיני הצמחים הגדול ביותר ובאיזה הקטן ביותר?
3. מה אפשר להסיק מן הנתונים האלה על הקשר שבין כמות המשקעים לבין מספר מיני הצמחים? נסו להסביר קשר זה.
4. בהתבסס על נתוני הטבלה, שערו: היכן לדעתכם יימצא מגוון גדול יותר של מיני יצורים חיים - בסביבה שבערוץ הנחל או בסביבה המרוחקת ממנו?
(בספר איור - היעזר במנחה)
- יצורים חיים זקוקים למים כדי לחיות, לכן מים הם מרכיב סביבתי חשוב. זה ברור.
- אבל כיצד בכל זאת יצורים חיים מסוגלים להתקיים בסביבות דלות במים בעוד שאחרים לא?
*22*
משימה: חוקרים ומגלים
כיצד מותאמים צמחים לקיום בתנאי יובש?
בעקבות המשימה - תדע...
- לתת דוגמאות להתאמות של צמחים לתנאי יובש;
- להסביר כיצד התאמות אלה מסייעות לצמחים להתמודד עם תנאים של מחסור במים בסביבה.
ציוד: סוגי עלים שונים (עלים בשרניים, עלים גלדניים, עלים רכים, עלים שעירים), מגדלת, טפי עם מים, מגש
1. על המגש שלפניכם מונחים עלים מצמחים שונים. ערכו תצפית על העלים לפי ההנחיות הבאות:
א. מחצו את העלים ובדקו: מאילו עלים נוטפים מים?
ב. מששו את העלים (התבוננו גם במגדלת) ובדקו: על אילו עלים יש שערות?
ג. מששו שוב את העלים ובדקו: לאילו עלים יש מעטה מבריק (לעתים כסוף).
ד. טפטפו מים (בעזרת טפי) על העלים ובדקו: מאילו עלים החליקו המים?
ה. כופפו את העלים ובדקו: אילו עלים קל/קשה לקמט?
2. שערו: אילו מבין העלים שבדקתם מתאימים יותר לקיום בתנאי יובש? הסבירו את השערתכם.
מילון
גלדניים: עלים נוקשים (קשים).
בשרניים: עלים עסיסיים, שמכילים הרבה נוזלים.
*23*
קוראים, כותבים ומבינים: התאמות של צמחים לקיום בתנאים של מחסור במים
קראו את קטע המידע "התאמות של צמחים לקיום בתנאים של מחסור במים" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
צמחים, כמו כל היצורים החיים, קולטים מים אל תוך גופם ופולטים מים אל הסביבה. את המים הם קולטים מהסביבה באמצעות השורשים. הם פולטים מים אל הסביבה לרוב דרך העלים והגבעולים. כדי להתקיים הצמחים חייבים לשמור על כמות מים קבועה בגופם.
בסביבות חיים דלות במים (יבשות), כדוגמת מדבר או בעונה היבשה (קיץ), שוררים תנאים של מחסור במים. אם הצמחים לא יקלטו בחזרה את המים שנפלטו לסביבה, צפויה להם סכנת התייבשות.
לצמחים המתקיימים בסביבות חיים דלות במים יש התאמות מיוחדות המאפשרות להם להתקיים בתנאים של מחסור במים:
- צמצום פליטה של מים
למשל: מעטה מבריק העשוי משכבה שומנית העוטף את העלים ואת הגבעולים; מעטה צפוף ורך של שערות דמוי לבד המכסה את העלה; נשירת עלים בקיץ (שלכת קיץ).
- קליטה יעילה יותר של מים
למשל: שורשים מסועפים שמתפשטים לרוחב, קרוב לפני הקרקע, ומאפשרים לקלוט את מי הגשמים מיד עם רדתם, וכן שורשים מעמיקים שיכולים להגיע אל מי תהום שנמצאים בשכבות העמוקות של הקרקע.
- אגירה של מים
למשל: אגירת מים באיברי הצמח (בעלים, בגבעולים ובשורשים) וניצולם בתקופת היובש.
(בספר 3 תמונות)
צמצום פליטה של מים: קידה שעירה
קליטה יעילה של מים: רותם המדבר
אגירה של מים: צבר
*24*
שאלות
1. צמחים קולטים מים מן הסביבה ופולטים אליה מים. מתי עלול להיווצר מצב של מחסור במים בצמחים?
2. לפניכם קטעי מידע ותמונות על צמחים שמצליחים להתקיים בתנאים של מחסור במים. לכל צמח ציינו את סוג (או סוגי) ההתאמות שמאפשרות לו להתמודד עם תנאים אלה. למשל: צמצום פליטה של מים, קליטה יעילה של מים, אגירת מים.
חצב
החצב פורח בראשית הסתיו. לחצב בצל גדול שמכיל חומרי מזון וכמות גדולה של מים. בחורף בצל החצב מצמיח עלים רחבים. חומרי המזון שהעלים מייצרים והמים שהשורשים קולטים נאגרים בבצל. בקיץ העלים נובלים והבצל נשמר בקרקע.
(בספר 3 תמונות)
חורף: עלים של חצב
קיץ: בצל של חצב
סתיו: פריחה של חצב
קידה שעירה
שיח גבוה ונפוץ בחורש. בחודשי האביב בולט השיח בפריחתו הצהובה ובריחו הנעים. לקידה ענפים ירוקים המסתיימים בקוצים ארוכים. העלים של הקידה נושרים בקיץ.
(בספר 2 תמונות)
קידה באביב
קידה בקיץ
*25*
זית
עץ ירוק-עד (העץ מכוסה עלים כל השנה) הבולט בעליו בעלי הגוון הכסוף. עליו של הזית מכוסים בשכבה שומנית ומבריקה. נוסף על המעטה השומני מכוסים העלים בצידם התחתון בשערות קטנות ולבנות.
(בספר 2 תמונות)
עץ זית
ענף של זית
רותם המדבר
שיח מדברי שנפוץ גם בחולות מישור החוף. לרותם ענפים ירוקים והם חסרי עלים ברוב עונות השנה. בסוף החורף מתפתחים עלים קטנים הנושרים לאחר תקופה קצרה. לרותם שורשים שמתפשטים לעומק הקרקע וגם שורשים המתפשטים לצדדים.
(בספר 2 תמונות)
רותם בחורף
רותם בקיץ
זוגן השיח
שיח מדברי נפוץ בנגב. שמו ניתן לו על שום זוג עלעלים בשרניים גליליים הנישאים על גבי הפטוטרת. בעונת הקיץ מתייבשים העלעלים ונושרים.
(בספר 2 תמונות)
זוגן בחורף
זוגן בקיץ
*26*
קוראים, כותבים ומבינים: התאמות של בעלי חיים לקיום בתנאים של מחסור במים
קראו את קטע המידע " התאמות של בעלי חיים לקיום בתנאים של מחסור במים" והשיבו על השאלות.
בעלי החיים, כמו כל היצורים החיים, קולטים מים אל תוך גופם, ופולטים מים אל הסביבה. את המים הם קולטים באמצעות שתייה ו/או מהמזון שהם אוכלים. הם פולטים מים אל הסביבה באמצעות ההפרשות (למשל, שתן וזיעה) וכן באמצעות תהליך הנשיפה. כדי להתקיים בעלי החיים חייבים לשמור על כמות מים קבועה בגופם.
בסביבות חיים כדוגמת מדבר או בעונה היבשה (קיץ) שוררים תנאים של מחסור במים. אם בעלי חיים לא יקלטו בחזרה את המים שנפלטו לסביבה צפויה להם סכנת התייבשות.
לבעלי החיים המתקיימים בסביבות דלות במים יש התאמות מיוחדות המאפשרות להם להתקיים בסביבות אלה. התאמות אלה מתבטאות בהתנהגות וכן במבנה גופם.
התאמה בהתנהגות: התנהגותם של בעלי חיים מדבריים מותאמת לסביבה היבשה. בעלי חיים מדבריים נוהגים להסתתר במשך היום מחום השמש. הם פעילים בשעות הערב והלילה או בשעות הבוקר המוקדמות. בשעות אלה הם יוצאים לחפש מזון, לבנות מחילות, לחפש בת/בן זוג לרבייה ועוד.
בשעות אלה הטמפרטורה יורדת והאוויר מתקרר. בעקבות כך מתעבים אדי המים שבאוויר על הצמחים ועל הסלעים שבסביבה ונוצרות טיפות טל. כאשר בעלי החיים אוכלים את הצמחים הם קולטים גם את טיפות הטל.
התאמה במבנה הגוף: מבנה גופם של בעלי חיים מדבריים מותאם לסביבה היבשה. למשל, זוחלים אינם מזיעים. כיסוי גופם של זוחלים רבים, כגון חרדון הצב, נחש אפעה ועוד, אטום בפני מים. מבנה גוף כזה מאפשר צמצום של איבוד מים לסביבה.
שאלות
1. בעלי חיים קולטים מים מן הסביבה ופולטים אליה מים. מתי עלול להיווצר מצב של מחסור במים בגופם של בעלי החיים?
2. בעמוד הבא תמצאו קטעי מידע ותמונות של בעלי חיים שמתקיימים בסביבות חיים דלות במים. לכל אחד מבעלי החיים ציינו את ההתאמה (התנהגות ו/או מבנה גוף) שמאפשרת להם להתמודד עם תנאים של מחסור במים.
*27*
קטת המדבר
הקטות הן עופות מדבריים. הן אינן מסתפקות במים שבמזון. פעמיים ביום, לפנות בוקר ולפנות ערב, עפות הקטות על פני מרחקים גדולים אל מקורות מים ושם הן שותות.
(בספר תמונה)
חרדון החולות
חרדון החולות הוא זוחל (לטאה) שמתקיים במדבר. הוא פעיל בשעות היום. בימים חמים הוא מטפס על שיחים וכך הוא מרחיק את גופו מהקרקע החמה. חרדון החולות כמעט שאינו שותה. הוא קולט מים ממזונו (צמחים, חרקים ולטאות קטנות).
(בספר תמונה)
גמל
הגמל מסוגל לחיות תקופה ארוכה בתנאים של מחסור במים, הוא מפריש כמות קטנה של מים בשתן ובזיעה. רגליו הארוכות מרחיקות את גופו מהקרקע החמה. לאחר תקופה ארוכה ללא שתייה, יכול הגמל לשתות בבת אחת כמות עצומה של מים, מים בתוך עשר דקות בלבד. הגמל יוצא בדרך כלל למרעה בשעות הבוקר המוקדמות או לפנות ערב, כאשר האוויר קריר יותר.
(בספר תמונה)
קוצן מצוי
הקוצן המצוי הוא מכרסם החי במדבר. הוא אוכל כול: זרעים ושבלולים. גופם של השבלולים מכיל כ-80 אחוזים מים. הקוצן המצוי פעיל בשעות הערב המוקדמות. ביום הוא מסתתר בנקיקי סלעים ובמחילות בקרקע.
(בספר תמונה)
*28*
האדם משפיע על המרכיב הסביבתי מים
בדומה ליצורים חיים, גם האדם זקוק למים לקיומו ולתפקודו. האדם נבדל מיצורים חיים אחרים ביכולתו לספק מים לצרכיו המגוונים. האדם מוביל מים בצינורות, הוא שואב מים ממעמקי הקרקע ואפילו מתפיל מים מלוחים לשתייה. כיצד משפיעות פעולות אלה על מגוון המינים בטבע?
משימה: חוקרים ומגלים
מה קרה לרכיכות בנחל הירקון
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר את השינויים במספר מיני הרכיכות בירקון במרוצת השנים.
בדיאגרמה שלפניכם מוצגות תוצאות של מחקר שמטרתו הייתה לעקוב אחר השינוי במספר מיני הרכיכות (צדפות וחלזונות) בנחל הירקון בין השנים 1970 - 2002. התבוננו בדיאגרמה והשיבו:
(בספר שרטוט - היעזר במנחה)
עושר מיני הרכיכות בנחל הירקון בין השנים 2002-1970
מספר מיני הרכיכות
1970 - 23
1997 - 15
1998-1999 - 8
2000-2002 - 4
מקור: על פי נתוני Mienis ונתוני המחברים (פרופ' אביטל גזית וירון הרשקוביץ).
1. מה היה מספר הרכיכות בכל אחת מהשנים: 1970, 1977, 1999, 2002?
2. מה מלמד הקו המרוסק?
3. הסיקו: האם מספר מיני הרכיכות עלה, ירד או לא השתנה במשך השנים?
4. שערו: אילו סיבות יכלו לגרום לתוצאות שמוצגות בדיאגרמה?
5. שערו: איזה קשר יכול להיות בין כמות המים בנחל לבין מגוון מיני הרכיכות?
6. בשנים האחרונות מוזרמים מים נקיים לירקון, כיצד מים אלו יכולים להשפיע לדעתכם על מספר מיני הרכיכות בירקון?
7. לאור הנתונים שבדיאגרמה שערו: האם גם מיני יצורים אחרים נפגעו בירקון?
*29*
שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא
פוגעים בסביבת החיים
הגידול באוכלוסיית האדם והעלייה ברמת החיים מגדילים מיום ליום את הביקוש למים. פעמים רבות הצורך של האדם במים והיכולת שלו לשאוב מים גורמים לייבוש סביבות חיים לחות כדוגמת מעיינות, נחלים ואגמים. ייבוש סביבות החיים הלחות וזיהומן בשפכים פגעו ביצורים חיים שזוהי סביבת חייהם. בשנים האחרונות נכחדו (נעלמו) בישראל 100 מתוך 160 סביבות חיים לחות.
אפשר גם אחרת
- בררו אם בסביבה שבה אתם מתגוררים זורם נחל (או נובע מעיין) שנמצא בסכנת התייבשות או שזורמים בו מים מזוהמים. אם כן, כתבו מכתב לראשי היישוב ובו הסבירו להם מדוע חשוב להציל את הנחל מפני זיהום ו/או התייבשות.
- עצבו מדבקות, מגנטים, כרזות שיחולקו למטיילים בסביבות חיים לחות בנושא "שומרים על סביבות חיים לחות". התייחסו לגורמים מזהמים ולחשיבות שיש למים שבנחל לקיומם של יצורים חיים.
- אם כל אחת ואחד מאיתנו יקטין את צריכת המים בבית - נוכל להגן על סביבות חיים לחות מפני התייבשות. מה דעתכם על טענה זו?
- אם נקטין את צריכת המים - נוכל להשאיר יותר מים לטבע. מה דעתכם על טענה זאת?
(בספר 2 תמונות)
נחל הירקון בעבר
נחל הירקון כיום
*30*
מרכיב הסביבה אוויר
אוויר הוא מרכיב סביבתי חיוני לקיום מגוון היצורים החיים בסביבה. בכל סביבת חיים (ביבשה, בים, בנחלים... בכל מקום) רוב היצורים החיים זקוקים לאוויר לצורך קיומם.
מדוע נחוץ להם האוויר?
משימה: חוקרים ומגלים
מדוע נחוץ האוויר ליצורים חיים?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר מדוע נחוץ האוויר לקיומם של יצורים חיים.
1. היזכרו בלימודיכם הקודמים (בספר מדע וטכנולוגיה לכיתה ד) והשיבו:
א. מדוע נחוץ תהליך הנשימה לקיומם של יצורים חיים?
ב. איזה גז דרוש לתהליך הנשימה ומאין קולטים אותו?
ג. איזה גז פולטים היצורים החיים לסביבה בעקבות תהליך הנשימה?
2. קראו שוב את קטע המידע "אנרגיית האור בשירות הצמחים" (עמוד 14 בספר זה) והשיבו:
א. מדוע נחוץ תהליך הפוטוסינתזה לקיומם של צמחים?
ב. איזה גז דרוש לתהליך הפוטוסינתזה ומאין הצמחים קולטים אותו?
ג. איזה גז פולטים הצמחים לסביבה בעקבות תהליך הפוטוסינתזה?
3. השוו את תשובותיכם לסעיפים ב-ג בשאלות 2-1. האם גיליתם עובדה מעניינת על הקשר שבין בעלי החיים לבין הצמחים? אם כן, מהי?
מילון
אוויר: תערובת של כמה סוגי גזים שקופים: חנקן (כ-78 אחוזים), חמצן (כ-21 אחוזים) ארגון (כאחוז אחד), פחמן דו-חמצני (כ-0.04 אחוזים) וגזים אחרים שנמצאים בכמות מועטה מאוד באוויר.
*31*
4. עיינו בתרשים שלפניכם והשיבו על השאלות בסעיף זה.
רמז: היעזרו בתשובותיכם לסעיפים ב-ג בשאלות 2-1.
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
יצורים חיים: בעלי חיים ובני אדם, פולטים פחמן דו-חמצני (חץ), צמחים, פולטים חמצן (חץ)
א. מה מתאר התרשים ומה אפשר ללמוד ממנו?
ב. כתבו תשובה מנומקת לשאלה הבאה: אם יצורים חיים (צמחים ובעלי חיים) קולטים את החמצן שבאוויר לצורך קיום תהליך הנשימה, כיצד ייתכן שהחמצן שבאוויר אינו נגמר?
ג. הסבירו מדוע לדעתכם קיומם של בעלי חיים ובני אדם תלוי בקיומם של הצמחים ולהיפך?
ד. כתבו תשובה מנומקת לטענה הבאה: אוויר הוא צורך קיומי של יצורים חיים.
*32*
האדם משפיע על המרכיב הסביבתי אוויר
עקב פעילות מוגברת של האדם נפלטות לאטמוספרה כמויות גדולות של גזים כדוגמת פחמן דו-חמצני, אדי מים, מתאן ואחרים. מדענים רבים טוענים שההצטברות של גזים אלה באטמוספרה מגבירה תופעה המוכרת בשם אפקט החממה. גזים הגורמים לאפקט החממה מכונים גזי חממה.
מי פולט גזי חממה לאטמוספרה? איזו השפעה עלולה להיות להצטברות גזי החממה באטמוספרה על מגוון המינים בטבע?
משימה: חוקרים ומגלים
מי פולט גזי חממה?
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר מהו המקור העיקרי של פליטת גזי חממה בישראל.
עיינו בדיאגרמת העוגה הבאה והשיבו על השאלות הבאות:
1. מה מתארת דיאגרמת העוגה?
2. מהם המקורות של פליטות גזי חממה?
3. מהו המקור העיקרי של פליטות גזי חממה?
(בספר שרטוט - היעזר במנחה)
חלוקת מקור פליטות גזי חממה בישראל - נתונים משנת 2004
שריפת חומרי דלק (הפקת חשמל ותחבורה) - 81 אחוזים
פסולת - 12 אחוזים
תעשייה - 4 אחוזים
חקלאות - 3 אחוזים
מקור: הכנסת, מרכז המחקר והמידע, קריית בן גוריון, ירושלים 91950.
www.knesset.gov.il
*33*
שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא
התחממות כדור הארץ
בשנים האחרונות יש עדויות לכך שהטמפרטורה הממוצעת של כדור הארץ הולכת ועולה - תופעה שמוכרת בשם התחממות כדור הארץ.
הגישה המקובלת כיום בקרב רוב המדענים היא שהתחממות כדור הארץ קשורה להתגברות אפקט החממה. מהו אפקט החממה?
אפקט החממה
אור השמש חודר דרך האטמוספרה ומגיע אל כדור הארץ. חלק מהאור מוחזר לחלל וחלק נבלע בקרקע והופך לחום. בעקבות כך מתחממת הקרקע. החום הנפלט מהקרקע חוזר לאטמוספרה. חלק מהחום נבלע באטמוספרה על ידי גזים כדוגמת פחמן דו-חמצני, אדי מים ומתאן וחלקו "בורח" לחלל. הגזים שבולעים את החום נקראים גזי חממה והתופעה נקראת אפקט החממה. הודות לאפקט החממה שוררות על פני כדור הארץ טמפרטורות המאפשרות את קיום החיים.
התגברות אפקט החממה
בעקבות שריפת חומרי הדלק נפלטות לאוויר כמויות גדולות של גזי חממה כדוגמת פחמן דו-חמצני ואדי מים. גז חממה נוסף הוא מתאן שנפלט בעקבות התפרקות של פסולת מן החי ומפעילות חקלאית. זאת ועוד פעולות כמו כריתת יערות גורמות להקטנת כמות הפחמן הדו-חמצני הנקלטת על ידי הצמחים בתהליך הפוטוסינתזה. מדענים משערים שתהליכים אלה מעשירים את האטמוספרה בגזי חממה. כתוצאה מכך, האטמוספרה, המתעשרת בגזי חממה, חוסמת יותר ויותר את מעבר החום מפני כדור הארץ אל החלל. בעקבות כך מתגבר אפקט החממה וכדור הארץ מתחמם.
שימו לב! יש קבוצה קטנה של מדענים שטוענים שהתחממות כדור הארץ אינה תוצאה של התגברות אפקט החממה.
מילון
אפקט החממה: ראו בשער הרביעי "אור ולראות - קול ולשמוע", עמוד 189.
*34*
התחממות כדור הארץ עלולה לגרום לתופעות כמו שיטפונות, שנות בצורת, סופות הוריקן, הפשרה של קרחונים ועוד. תופעות אלה עלולות לגרום לשינויים בסביבת החיים. הנה דוגמאות אחדות:
- בעקבות הפשרת הקרחונים, דובי הקוטב שנהגו למצוא את מזונם על גבי משטחי הקרח, נאלצים לשחות למרחקים גדולים כדי להשיג את מזונם. במסעות אלו מתעייפים הדובים ואוכלים פחות ורבים מהם אף מתים.
- בשל מיעוט גשמים ושנות בצורת יצורים נפגעים בגלל מחסור במים ומזון או שהם נודדים ומהגרים למקומות אחרים.
*35*
אפשר גם אחרת
- כתבו תשובה מנומקת לכל אחת מהטענות הבאות:
נוכל לשמור על המרכיב הסביבתי אוויר אם:
א. נקטין את השימוש בכלי רכב פרטיים.
ב. נקטין את צריכת החשמל.
ג. נשמור על שטחים ירוקים (יערות וחורשים, שדות, מטעים, גינות).
- היעזרו במקורות מידע (סרטים, כתבות עיתון, עלוני מידע) והכינו מיצג על התחממות כדור הארץ.
במיצג שלכם התייחסו לנקודות הבאות:
א. מה הן הסיבות האפשריות להתחממות כדור הארץ? הציגו לפחות שתי סיבות שמועלות כיום על ידי הקהילה המדעית.
ב. אילו השפעות שליליות עלולות להיות להתחממות כדור הארץ על הסביבה?
- אילו פעולות פשוטות נוכל לעשות כדי להקטין את צריכת חומרי הדלק (פחם ונפט)? העלו לפחות חמישה רעיונות.
- עצבו מדבקות, מגנטים, כרזות שיחולקו לתלמידי בית הספר, במטרה לשכנע אותם להשתמש בתבונה בחומרי דלק.
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה: ofek.cet.ac.il/mada
בחרו בנושא כדור הארץ והיקום ובתת הנושא אטמוספרה.
1. בחרו בפעילות אפקט החממה. התבוננו בהדמיה המתארת את אפקט החממה הטבעי וכן בהגברתו על ידי פעולות שעושה האדם.
2. בחרו בפעילות חיים על כדור הארץ ובדקו כיצד משפיע אורח החיים שלנו על הצטברות גזי חממה באטמוספרה.
*36*
מרכיב הסביבה טמפרטורה מתאימה
טמפרטורה מתאימה היא מרכיב סביבתי חיוני שמשפיע על מגוון היצורים החיים בסביבה. סביבות החיים נבדלות זו מזו בטמפרטורה השוררת בהן. יש הבדלים בטמפרטורות בין אזורי אקלים (למשל, בין מדבריות החום לבין מדבריות הקרח שבקטבים), בין עונות השנה, בין היום והלילה ואפילו בין מקומות שונים באותה סביבה.
כיצד משפיעה הטמפרטורה שבסביבה על מגוון מיני היצורים החיים שמתקיימים בה?
משימה: חוקרים ומגלים
אילו טמפרטורות שוררות בסביבה?
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר גורמים שיכולים להשפיע על הטמפרטורה השוררת בסביבת החיים.
ציוד: מד-טמפרטורה לאוויר ולקרקע, סרט מדידה או סרגל, מחברת וכלי כתיבה
צאו לחצר בית הספר ומדדו טמפרטורות בהתאם להנחיות שבמשימה. הכינו במחברת שתי טבלאות לאיסוף נתונים (ראו דוגמאות בסעיפים 1 ו-2).
חלק א: מהלך התצפית
1. מדדו את הטמפרטורות במקומות מוצלים ובמקומות חשופים לשמש כמפורט בטבלה 1. רשמו את הנתונים בטבלה.
חזרו על כל מדידה שלוש פעמים. חשבו את ממוצע הטמפרטורות.
מילון
ממוצע טמפרטורות: מתאר את הטמפרטורה המתקבלת כאשר מחלקים את סכום הטמפרטורות במספר המדידות.
*37*
בטיחות: יש להיזהר בהרמת אבנים! יתכן שמתחת לאבן יש בעלי חיים ארסיים.
טבלה 1: טמפרטורות במקומות מוצלים וחשופים לשמש במעלות צלזיוס
המקום, מדידה ראשונה, מדידה שנייה, מדידה שלישית, ממוצע טמפרטורות
פני קרקע מוצלים (צל בניין, צל של עץ), --, --, --, --
פני קרקע חשופים לשמש, --, --, --, --
מתחת לאבן (בזהירות!) , --, --, --, --
על פני האבן, --, --, --, --
2. מדדו את הטמפרטורות בגבהים שונים כמפורט בטבלה 2. רשמו את הנתונים בטבלה. חזרו על כל מדידה שלוש פעמים. חשבו את ממוצע הטמפרטורות.
טבלה 2: טמפרטורות בגבהים שונים במעלות צלזיוס
המקום, מדידה ראשונה, מדידה שנייה, מדידה שלישית, ממוצע טמפרטורות
מתחת לפני הקרקע, בעומק , --, --, --, --
מתחת לפני הקרקע, בעומק , --, --, --, --
האוויר בגובה בשמש , --, --, --, --
האוויר בגובה בשמש, --, --, --, --
*38*
חלק ב: עיבוד נתונים
שמש וצל
1. חשבו את ההפרש בין הטמפרטורה שנמדדה על פני הקרקע בשמש ובין הטמפרטורה שנמדדה על פני הקרקע בצל. התייחסו בחישוב לממוצע הטמפרטורות בלבד. מה אפשר ללמוד מן ההפרש שקיבלתם? נסחו מסקנה.
2. חשבו את ההפרש בין הטמפרטורה שנמדדה מתחת לאבן לבין הטמפרטורה שנמדדה על פני האבן. התייחסו בחישוב לממוצע הטמפרטורות בלבד. מה אפשר ללמוד מן ההפרש שקיבלתם? נסחו מסקנה.
גבהים שונים
1 שרטטו דיאגרמת עמודות המתארת את נתוני הטמפרטורות שמדדתם בגבהים שונים (טבלה 2).
תכננו: מה תרשמו בציר האופקי? מה תרשמו בציר האנכי?
שרטטו את העמודות. התייחסו לממוצע בלבד. תנו כותרת לדיאגרמה.
במידת הצורך היעזרו במורה.
2. קראו את הנתונים. איזו טמפרטורה שוררת בכל אחד מהגבהים?
3. הסיקו: מה אפשר ללמוד מהנתונים שבדיאגרמה? נסחו מסקנה.
4. נבאו: מה תהיה לדעתכם הטמפרטורה באוויר בגובה של , , ? כתבו טענה והביאו נימוקים התומכים בה מתוך הדיאגרמה.
5. מה לדעתכם תהיה הטמפרטורה בתוך הקרקע בעומק של , , ? כתבו טענה והביאו נימוקים התומכים בה מתוך הדיאגרמה.
חלק ג: סיכום
1. אילו שני גורמים משפיעים על יצירת מגוון טמפרטורות בסביבת החיים?
2. לו הייתם בעל חיים "אוהב חום", היכן הייתם בוחרים לבלות זמן רב? נמקו.
3. לו הייתם בעל חיים "אוהב קרירות", היכן הייתם בוחרים לבלות זמן רב? נמקו.
(בספר 2 תמונות)
דרחול השיח
מרמיטה
*39*
חושבים מדע
1. מדוע צריך לחשב ממוצע של כמה מדידות ולא להסתפק במדידה אחת?
2. אילו יתרונות יש לשימוש בטבלה ובדיאגרמת עמודות לארגון נתונים?
(בספר איור - היעזר במנחה)
- יצורים חיים זקוקים לטמפרטורה מתאימה כדי לחיות, לכן טמפרטורה מתאימה היא מרכיב סביבתי חשוב. זה ברור.
- אבל כיצד מסוגלים בכל זאת יצורים חיים להתקיים בתנאי טמפרטורה קיצוניים, למשל בקטבים ובמדבר?
משימה: חוקרים ומגלים
כיצד מותאמים בעלי חיים לקיום בטמפרטורות קיצוניות?
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר התאמות של בעלי חיים לסביבות חיים בעלות טמפרטורות קיצוניות.
בעמודים הבאים תמצאו תמונות וקטעי מידע על בעלי חיים שונים. התבוננו בתמונות, קראו את קטעי המידע והשיבו:
1. הביאו דוגמאות מתוך קטעי המידע להתאמות במבנה הגוף של בעלי חיים לטמפרטורות גבוהות ונמוכות.
2. הביאו דוגמאות מתוך קטעי המידע להתאמות בהתנהגות של בעלי חיים לטמפרטורות גבוהות ונמוכות.
3. הביאו דוגמאות נוספות להתאמות של בעלי חיים לקיום בסביבות חיים שיש בהן תנאי טמפרטורה קיצוניים.
*40*
פינגווינים
הפינגווינים הם עופות חסרי יכולת תעופה. סביבת חייהם היא בקוטב הדרומי. בסביבת חיים זו שוררות טמפרטורות נמוכות ביותר העשויות לרדת עד 40 מעלות מתחת לאפס. לפינגווינים שכבת שומן עבה וגופם עטוף במעטה עבה של נוצות. שכבת השומן והנוצות מהוות שכבת בידוד מצוינת המגנה עליהם מפני הקור העז. שכבת שומן עבה ומבודדת נמצאת גם אצל בעלי חיים אחרים, כמו כלב הים ודוב הקוטב הלבן. לדוב הקוטב גם פרוות שיער עבה ומבודדת מפני הקור.
(בספר תמונה)
הזאבים
הזאבים מתקיימים באזורים ממוזגים. באזורים האלה הטמפרטורה נוחה לקיום בעונת הקיץ, אולם בחורף יורדות הטמפרטורות. פרוות הזאבים קצרה מאוד ודלילה בקיץ (בעיקר אצל זאבים מאזורי מדבר), אורכה כ-3- ובכך נמנעת התחממות יתר של הזאבים. בחורף הפרווה ארוכה וצפופה יותר והשיער מגיע לאורך של 10-. לזאבים החיים באזורים קרים במיוחד יש פרווה ארוכה וצמרית יותר. הפרווה הארוכה ושכבת השומן מסייעות לשמור על טמפרטורת גופם של הזאבים בחורף הקר. תופעה דומה מוצאים גם אצל בעלי חיים אחרים, כמו חזיר הבר, הדלק וכבשים.
(בספר תמונה)
דרחול השיח
דרחול השיח הוא שבלול החי בשדה הבור. בקיץ, בשעות החמות של היום, הם נמצאים על גבי עצמים הנישאים גבוה מעל פני הקרקע, כמו עמודים, גדרות, ענפי צמחים ועוד.
(בספר תמונה)
*41*
היודעים אתם ש...
צמחים וטמפרטורה
גם צמחים מושפעים מן הטמפרטורה של סביבתם. באזורי אקלים, ששוררות בהם טמפרטורות שונות, מתקיימים מינים שונים של צמחים. כך, לדוגמה, עצי מנגו, אבוקדו וצמחי בננה המוכרים לכם, מתקיימים רק באזורים שבהם שוררת טמפרטורה מתאימה, כ-30-25 מעלות צלזיוס בממוצע. צמחים אלו לא יוכלו להתפתח ולהצמיח פירות באזורים שבהם שוררות טמפרטורות נמוכות.
(בספר 2 תמונות)
בננות
מנגו
לעומתם, מיני צמחים אחרים, כמו עצי אשוח (מחטניים), מתקיימים ללא קושי באזורים שבהם שוררות טמפרטורות נמוכות ממינוס 40 מעלות צלזיוס. לעצים אלה יש התאמות המסייעות להם להתקיים בטמפרטורות נמוכות כאלה.
(בספר תמונה)
עצי אשוח
*42*
מרכיבי סביבה חיים
יצורים חיים יוכלו להתקיים בסביבה שיכולה לספק להם אור, אוויר, מים וטמפרטורה מתאימה. כל אלה הם דוגמאות של מרכיבי סביבה דוממים. אולם לא די במרכיבי סביבה דוממים. לקיומם הם זקוקים גם למרכיבי סביבה חיים שהם היצורים החיים (צמחים, בעלי חיים, בני אדם, חיידקים ופטריות). יצורים חיים מושפעים ממרכיבי הסביבה החיים ומשפיעים עליהם באמצעות קשרי קיום מגוונים. אילו קשרי קיום מתקיימים בין יצורים חיים?
טורף -נטרף
משימה: חוקרים ומגלים
מי ניזון ממי?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר את קשר הקיום טורף-נטרף.
בין יצורים חיים מתקיימים קשרי הזנה. אפשר לתאר קשרי הזנה בין יצורים חיים (מי נאכל על ידי מי?) באמצעות תרשים שנקרא שרשרת מזון. בכל חוליה בשרשרת המזון נמצא יצור אחד (נטרף), המשמש מזון ליצור אחר (טורף).
שימו לב: כיווני החיצים מראים את מעבר המזון מהנטרף לטורף.
שרשרת מזון
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
חיטה (חץ) עכבר הבית (חץ) בז אדום זנב
*43*
1. לפניכם תמונות וקטעי מידע על בעלי חיים. קראו את קטעי המידע והביאו דוגמאות אחדות המראות מי נאכל על ידי מי.
את תשובותיכם תארו בתרשים של שרשרת מזון (ראו עמוד קודם).
בולבול
ציפור צמחונית הניזונה בעיקר מפירות הגדלים על שיחים, על צמחים מטפסים ועל עצים.
(בספר תמונה)
נץ
עוף דורס. מזונו העיקרי ציפורים קטנות, הוא צד מזון תוך כדי תעופה.
(בספר תמונה)
עכבר מצוי
מכרסם הניזון בעיקר מזרעים שהוא מלקט מעל פני הקרקע ומתחת לשיחים.
(בספר תמונה)
צופית
ציפור קטנה צמחונית. ניזונה בעיקר מצוף פרחים של שיחים ועצים.
(בספר תמונה)
שחאורית
חיפושית אוכלת כול. ניזונה בעיקר מהעלים שעל הקרקע, אך גם טורפת בעלי חיים זעירים.
(בספר תמונה)
שחרור
ציפור הניזונה בעיקר מתולעים ומחרקים הנמצאים בין העלים שעל הקרקע, מתחת לשיחים ולעצים.
(בספר תמונה)
צפע ארץ ישראלי
נחש ארסי, המסתתר לרוב בין עשבים ועלים שעל הקרקע, ניזון בעיקר מעופות וממכרסמים המחפשים את מזונם על הקרקע בין העלים והעשבים.
(בספר תמונה)
*44*
2. עיינו בשרשרות המזון שתיארתם בשאלה הקודמת ובדקו אם כללתם בהן צמחים. במידת הצורך, השלימו כל שרשרת מזון כך שבתחילתה יופיעו צמחים.
3. לאיזו קבוצה הייתם משייכים את בעלי החיים שמופיעים בחוליה השנייה (אחרי הצמחים) - לצמחונים או לטורפים? הסבירו את תשובתכם.
4. לאיזו קבוצה הייתם משייכים את בעלי החיים שמופיעים בחוליות האחרות - לצמחונים או לטורפים? הסבירו את תשובתכם.
5. הסיקו מסקנה: מדוע קיומם של יצורים חיים תלוי בקיומם של יצורים אחרים בסביבה ומושפע מהם? הביאו דוגמאות לחיזוק המסקנה שלכם.
(בספר 2 תמונות)
דב גריזלי (טורף)
אנטילופה (צמחונית)
קוראים, כותבים ומבינים: שרשרות מזון ומארגי מזון בטבע
קראו את קטע המידע "שרשרות מזון ומארגי מזון בטבע" (עמודים 47-44) והשיבו על השאלות בעמוד 47.
קשר טורף-נטרף
אחד הקשרים החשובים ביותר בין היצורים החיים בטבע הוא קשר הזנה. מקור המזון של כל בעלי החיים הוא יצורים חיים אחרים. כך, למשל, הצבי ניזון מצמחים והשועל טורף בעלי חיים קטנים. את קשרי המזון האלה, שבהם בעל חיים אחד ניזון מבעל חיים אחר, מכנים קשרי טורף-נטרף. שרשרת של יצורים חיים הניזונים זה מזה נקראת שרשרת מזון. בגלל קשרי ההזנה יצורים חיים תלויים זה בזה לקיומם. לכן קיומו או הכחדתו (היעלמותו) של בעל חיים או של צמח מסביבת החיים עלולים להשפיע על היצורים האחרים.
*45*
שרשרת מזון
אם נבחן היטב את שרשרות המזון בטבע נגלה בהן חוקיות מעניינת: שרשרות המזון מתחילות תמיד בצמחים, ובהמשך מצויים בעלי החיים. הצמחים הם החוליה הראשונה בכל שרשרת מזון. בעלי החיים הצמחוניים הניזונים ישירות מצמחים הם החוליה השנייה בשרשרת המזון. בחוליות השלישית והרביעית ובחוליות שאחריהן נמצאים בעלי חיים הניזונים מבעלי חיים. בחוליה האחרונה נמצאים טורפי העל - אלה בעלי חיים שאינם נטרפים. שרידים של צמחים ושל בעלי חיים (שיירים) וכן הפרשות של בעלי חיים משמשים מזון לאוכלי השיירים ולמפרקים. המפרקים כוללים בעיקר חיידקים ופטריות המשתתפים בתהליך הפירוק של השיירים וההפרשות.
בכל שרשרות המזון לצמחים יש חשיבות מרובה: הם יצרני המזון. הצמחים מייצרים בעזרת אנרגיית האור את חומרי המזון הדרושים להם, לכן מכנים את הצמחים בשם יצרנים. בעלי החיים אינם מסוגלים לייצר בעצמם את חומרי המזון הדרושים לקיומם. קיומם של בעלי החיים תלוי בצמחים. מדוע?
בעלי החיים הצמחוניים קולטים את חומרי המזון מהצמחים. הודות לשרשרת המזון, חומרי המזון עוברים גם לבעלי החיים הטורפים. מסיבה זו מכנים את בעלי החיים בשם צרכנים.
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
שרשרת מזון
יצרנים: צמחים (חץ) צרכנים: בעלי חיים צמחוניים (חץ) בעלי חיים טורפים (חץ) טורפי על
*46*
מארגי מזון
קשרי הקיום טורף-נטרף יכולים להיות מורכבים וסבוכים. ברוב המקרים שרשרות המזון מצטלבות זו בזו ויוצרות מארג מזון. כך, למשל, זעמן מטבעות (נחש) האורב לטרפו שותף לפחות בשתי שרשרות מזון. הוא יכול לצוד יערון (מכרסם) חולף או שחרור (עוף), הנובר בין העצים בחיפוש אחר חיפושיות וזחלים. הנחש עצמו יכול להיות טרף לחיוויאי (עוף דורס) או לנמייה (יונק) רעבה.
במארג מזון אפשר לראות כי קיומם של יצורים חיים מושפע מכמה וכמה יצורים חיים אחרים. כך, למשל, קיומו של הנחש מושפע מקיומם של השחרור ושל היערון שמהם הוא ניזון, ומקיומם של הנמייה או של החיוויאי, העלולים לטרוף אותו.
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
מארג מזון
חיטה (חץ) יערון
עלים (חץ) יערון
יערון (חץ) זעמן המטבעות
יערון (חץ) נמייה
עלים (חץ) שחרור
שחרור (חץ) זעמן המטבעות
שחרור (חץ) נמייה
זעמן המטבעות (חץ) נמייה
זעמן המטבעות (חץ) חוויאי
שימו לב: כיווני החיצים מראים את מעבר המזון מהנטרף לטורף.
*47*
קיומם של מארגי המזון תלוי באור. הצמחים הם תמיד הבסיס של מארגי המזון, בעלי החיים הם תמיד הצרכנים ובעלי החיים המסיימים את מארג המזון הם טורפי העל. גם מפרקים ואוכלי שיירים הם חלק ממארג המזון.
שאלות
1. איזו חשיבות יש לקשר טורף-נטרף המתקיים בין יצורים חיים?
2. מה משותף למיקומם של הצמחים בכל שרשרות המזון? הסבירו מדוע הצמחים נחשבים בסיס לשרשרות המזון בטבע.
3. מה משותף למיקומם של בעלי החיים בכל שרשרות המזון? הסבירו מדוע קיומם תלוי בצמחים.
4. מה משותף לבעלי החיים המופיעים בחוליות האחרות של שרשרות המזון? האם הקיום של בעלי חיים אלה תלוי אף הוא בקיומם של צמחים? הסבירו את תשובתכם.
5. עיינו בתרשים מארג המזון המוצג בעמוד הקודם והשיבו:
א. מי הם יצרני המזון? מי הם הצרכנים?
ב. מה ההבדל בין שרשרת מזון לבין מארג מזון? הסבירו.
ג. מדוע הקיום של מארגי המזון תלוי באור השמש? הסבירו את תשובתכם.
6. שערו: מה היה קורה לבעלי החיים אילו הצמחים היו נכחדים לפתע מן העולם? הסבירו את ההשערה.
(בספר תמונה)
דב קואלה ניזון מצמחים
*48*
הדדיות
משימה: חוקרים ומגלים
מי שותף למי?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר את קשר הקיום הדדיות.
1. קראו את קטעי המידע הבאים והשיבו על השאלות שבסוף כל קטע:
קטע 1
ציפורי חורש רבות, כגון השחרור, ניזונות מן הפירות העסיסיים של הצמחים. הציפורים בולעות את הפירות ואיתם גם את הזרעים המצויים בפירות. רוב חלקי הפרי נעכלים בקיבת הציפורים, אולם חלק מן הזרעים נותר שלם. הציפורים פולטות את הזרעים עם הלשלשת שלהן. כך מסייעות הציפורים בהפצה של זרעים.
א. איזו תועלת ("רווח") יש לציפורי החורש מקשר זה?
ב. איזו תועלת ("רווח") יש לצמחים מקשר זה?
(בספר תמונה)
שחרור
מילון
לשלשת: צואה של ציפורים.
*49*
קטע 2
חרקים רבים ניזונים מצוף ומגרגירי האבקה של הפרחים. תוך כדי האכילה מתכסים איברי גופם בגרגירי אבקה של הפרח.
במהלך איסוף מזונם עוברים החרקים בין הפרחים, ובדרך זו הם מעבירים גרגירי אבקה מפרח לפרח. העברת גרגירי האבקה מפרח לפרח (מאותו מין) היא שלב חשוב בהתרבות של הצמחים.
א. איזו תועלת ("רווח") יש לחרקים מקשר זה?
ב. איזו תועלת ("רווח") יש לצמחים מקשר זה?
(בספר תמונה)
קטע 3
בשונית האלמוגים בים סוף (אילת) חיים שושנת הים ודג השושנון. כאשר מתקרב טורף, מסתתר השושנון בין הזרועות של שושנת הים.
החומרים הצורבים שעל זרועותיה של שושנת הים אינם פוגעים בדג השושנון. פירורים ושאריות מזון של דג השושנון מהווים תוספת מזון חשובה לשושנת הים.
א. איזו תועלת ("רווח") יש לדג השושנון מקשר זה?
ב. איזו תועלת ("רווח") יש לשושנת הים מקשר זה?
(בספר תמונה)
2. קשר בין יצורים חיים, שבו יש תועלת לכל היצורים החיים השותפים בו, נקרא קשר של הדדיות. באמצעות קשר מסוג הדדיות היצורים החיים יכולים להשיג צרכים שונים: מזון, מים, אור, הגנה ועוד.
שערו: כיצד משפיע קשר של הדדיות בין יצורים חיים על מגוון המינים שבטבע?
*50*
טפיל - פונדקאי
משימה: חוקרים ומגלים
מי טפיל ומי פונדקאי?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר את קשר הקיום טפיל-פונדקאי.
קראו את קטעי המידע הבאים והשיבו על השאלות שבסוף כל קטע.
קטע 1
כשות השדות הוא צמח הגדל תמיד על גבי צמחים אחרים. בסביבות החיים שבהן הוא מתקיים הוא בולט בצבעו הצהוב. בניגוד לצמחים הירוקים, כשות השדות אינו מסוגל לייצר לעצמו את חומרי המזון הדרושים לו לקיום. אין לו כלורופיל המאפשר לצמחים לקלוט את האור. לכשות השדות גם אין שורשים ועל כן אינו מסוגל לקלוט מים ומלחים מן הקרקע. כיצד קולט כשות השדות את צורכי הקיום שלו?
כשות השדות הוא צמח טפיל התלוי לקיומו בצמח אחר כלשהו. גבעוליו הדקים הצהבהבים נכרכים על ענפי הצמח הפונדקאי, ובעזרת איברי יניקה מיוחדים הוא יונק מן הפונדקאי את חומרי המזון ואת המים הדרושים לקיומו. כשות השדות אינו יכול להתקיים ללא הפונדקאי שהוא נטפל אליו. הצמח הפונדקאי שאליו נטפל הכשות מתקשה להתפתח, נחלש ולעתים מת.
א. מיהו הטפיל? מה הוא "מרוויח"?
ב. מיהו הפונדקאי? איזה נזק נגרם לו (מה הוא "מפסיד")?
(בספר תמונה)
כשות השדות
מילון
פונדקאי: היצור החי שממנו קולט הטפיל את צורכי הקיום שלו.
*51*
קטע 2
דבקון הזית הוא צמח טפיל ירוק הגדל אך ורק על גבי עצים. לדבקון הזית אין שורשים רגילים. הזרע נובט על ענפי העצים. הוא שולח שורשי מציצה מיוחדים, החודרים דרך קליפת העצים עד צינורות ההובלה שלהם. בדרך זו מצליח דבקון הזית להתקיים ללא שורשים הקולטים מים מן הקרקע. דבקון הזית קולט את המים מן הצמח הפונדקאי שעליו הוא צומח.
א. מיהו הטפיל? מה הוא "מרוויח"?
ב. מיהו הפונדקאי? איזה נזק נגרם לו (מה הוא "מפסיד")?
(בספר תמונה)
דבקון הזית
2. קשר בין יצורים חיים שבו יצור חי אחד תלוי לקיומו ביצור אחר וגורם לו נזק נקרא קשר של טפיל-פונדקאי. באמצעות קשר מסוג זה היצורים החיים הטפילים יכולים להשיג צרכים שונים: מזון, מים, אור, הגנה ועוד.
שערו: כיצד משפיע קשר של טפיל-פונדקאי בין יצורים חיים על מגוון המינים שבטבע?
*52*
תחרות
משימה: חוקרים ומגלים
מי מתחרה במי?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר קשרי תחרות.
1. קראו את קטעי המידע הבאים והשיבו על השאלות שבסוף כל קטע.
קטע 1
אור הוא מרכיב סביבתי חשוב הדרוש להתפתחות של צמחים. בחורשים וביערות הצפופים יש מחסור באור. מה גורם לכך?
צמרות העצים הגבוהים מסתירות את קרני השמש, לכן מעט אור מצליח לחדור פנימה. בגלל המחסור באור, צמחים נמוכי קומה כמו עשבים ושיחים מתקשים להתפתח ביערות ובחורשים צפופים.
א. מדוע מתקשים צמחים נמוכי קומה להתקיים בחורשים וביערות צפופים?
ב. מה מאפשר לעצים הגבוהים להתקיים ביערות ובחורשים הצפופים?
(בספר תמונה)
*53*
קטע 2
בראשית עונת החורף, לאחר ירידת הגשמים הראשונים, נבטים רבים מכסים את הקרקע, אולם רק חלק קטן מהנבטים מצליח לגדול, להתפתח ולהשלים מחזור חיים (לפרוח, ליצור פירות ולהפיץ זרעים).
א. מה מאפשר לרוב הזרעים שהיו בקרקע לנבוט?
ב. שערו: מדוע רק חלק מהנבטים מצליח להשלים מחזור חיים?
(בספר 2 תמונות)
נבטים של חלמית
חלמית
2. כאשר משאבי קיום (מים, אור, מזון ואפילו שטח מחיה) נמצאים בכמות מוגבלת נוצרת תחרות בין יצורים חיים. במצבי תחרות קיצוניים, כאשר אחד המשאבים נמצא בכמות מוגבלת מאוד, עלול המחסור בו לגרום להיעלמות של מינים מסוימים או להתמעטותם. מינים אלה הפסידו בתחרות על משאב הקיום המוגבל בסביבת החיים.
על אילו משאבי קיום מתחרים היצורים החיים שמתוארים בכל אחד מקטעי המידע? מי "הפסיד" בתחרות? מי "ניצח"?
3. שערו: כיצד משפיעה תחרות בין יצורים חיים על מגוון המינים שבטבע?
*54*
חשיבותו של מגוון המינים שבטבע
בכל יום ובכל רגע יש לכל אחד מאיתנו וליצורים חיים אחרים קשר הדוק לטבע הסובב אותנו, למגוון מיני הצמחים ובעלי החיים שסביבנו.
קוראים, כותבים ומבינים: איזו תועלת מפיק האדם ממגוון המינים שבטבע?
קראו את קטע המידע " איזו תועלת מפיק האדם ממגוון המינים שבטבע?" (עמודים 56-54) והשיבו על השאלות שבעמוד 56.
מגוון היצורים החיים מביא תועלת רבה לטבע ולאדם. היצורים החיים מעניקים לטבע ולאדם "שירותי חינם". נוסף על כך, היצורים החיים מביאים לאדם תועלת כלכלית וכן מהווים מקור ליופי ולהשראה.
שירותי החינם של הטבע
פעולות החיים שמבצעים היצורים החיים מספקות "שירותי חינם" לטבע. הנה דוגמאות אחדות:
"מטהרי אוויר"
בתהליך הפוטוסינתזה הצמחים פולטים לסביבה חמצן וקולטים ממנה פחמן דו-חמצני. הודות לתהליך זה, הצמחים מחדשים את מלאי החמצן שבאוויר ומסלקים ממנו את הגז פחמן דו-חמצני. גז זה נחשב בקרב קהילה רחבה של מדענים לאחד מגזי החממה העיקריים הגורמים להתחממות אטמוספרת כדור הארץ. הצמחים הם "מטהרי האוויר" של הטבע.
*55*
"פועלי ניקיון"
אוכלי השיירים שבמארגי המזון (למשל, נשר, צבוע, זבובים) ניזונים למשל מפגרים. כך הם תורמים לניקוי הסביבה מפסולת של יצורים חיים ולמחזור של חומרים. מפרקים (חיידקים ופטריות) שמתקיימים בקרקע מפרקים את השיירים ובכך תורמים להחזרת החומרים לסביבה. אוכלי השיירים והמפרקים הם "פועלי הניקיון" של הטבע.
(בספר תמונה)
נשרים ליד פגר באפריקה
"שירותי האבקה"
דבורים וחרקים אחרים אוספים צוף וגרגירי אבקה מצמחים. צוף ואבקה הם מקור המזון. חרקים אלו אינם יכולים להתקיים ללא צמחים.
תוך כדי פעולת האיסוף הדבורים והחרקים האחרים מעבירים את האבקה מפרח לפרח ומאפשרים לצמח להתרבות ולייצר פירות וזרעים.
הודות ל"שירותי האבקה" צמחים רבים יכולים להתרבות. צמחים רבים שהאדם מגדל מייצרים פירות וזרעים רק בזכות "שירותי האבקה" הניתנים לצמח, לחקלאי ולנו - בחינם.
על כל אלה ועוד, הטבע ואנחנו "לא צריכים לשלם" - זהו שירות שאותו אנו מקבלים בחינם!
אבל על הטבע אנו חייבים לשמור, זה השירות שלנו לטבע!
*56*
תועלת כלכלית
ליצורים חיים או למוצרים העשויים מהם יש ערך כלכלי לאדם. אנחנו מגדלים יצורים חיים (דגים, צמחים, פרות, סוסים) כדי להשתמש בהם (פירות, זרעים, בשר, עורות) או במוצרים שעשויים מהם (מוצרי מזון, ריהוט, תרופות).
מקור ליופי ולהשראה
היצורים החיים וסביבות החיים משמשים מקור ליופי ולהשראה. אנו רוכבים על סוסים ומשתעשעים עם הכלב ועם החתול בביתנו. אנו נהנים מרשרוש העלים הנעים ברוח, מפריחה של נוריות באביב, מציוץ הציפורים ומפיקניק בחורשה. אנו נהנים מיופיו של הטבע ומביעים זאת בציור, בצילום, בשירה ובאמנות בכלל.
(בספר תמונה)
כוס החרבות
שאלות
1. מה היה קורה אילו?
בתשובותיכם תארו את כל ההשלכות האפשריות:
א. מפרקים (פטריות וחיידקים) לא היו מפרקים את השיירים שבקרקע?
ב. אוכלי השיירים והפגרים (למשל, נשרים) לא היו ניזונים מהם?
ג. הצמחים לא היו קולטים מן האוויר את הפחמן הדו-חמצני שנפלט בעקבות תהליך הנשימה של היצורים החיים?
ד. חרקים לא היו נותנים "שירותי האבקה" לצמחים?
2. אוריה החליט לגדל דגי גופי באקווריום. הוריו הציעו לו להכניס לאקווריום משאבת אוויר כדי לספק חמצן לדגים. "אין צורך!" אמר אוריה והוסיף, "אם אכניס לאקווריום צמחי מים יהיה לי שירות בחינם". למה התכוון אוריה בדבריו? איזה "שירות חינם" יכולים לספק צמחי המים?
3. ערכו רשימה של כל החפצים שנמצאים בילקוט שלכם (כולל הילקוט). ציינו אילו מבין החפצים מקורם ביצורים חיים.
כתבו: איזו תועלת הביאו לכם היצורים החיים?
4. ערכו בכיתה תערוכה של צילומי טבע (ו/ואו ציורי טבע). חפשו תמונות וציורים ברשת האינטרנט, בלוחות שנה, בכתבי עת של טבע ועוד.
ערכו דיון בכיתה סביבה הנושאים הבאים:
- התרומה של הטבע ליצירה ולדמיון של האדם.
- כיצד עלינו לשמור על הטבע ולהמשיך ליהנות ממנו?
סכמו במחברת את עיקרי הדברים שעלו בדיון.
*57*
שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא
שומרים על מגוון המינים שבטבע
בעשורים האחרונים האדם גרם להכחדה (להיעלמות) של מיני בעלי חיים וצמחים רבים.
הכחדה של יצורים חיים בגלל פעילות האדם נמשכת בממדים מבהילים. מדענים חוזים כי בקצב הנוכחי של כריתת היערות ייעלמו עד שנת 2020 2 עד 8 אחוזים מכל מיני היצורים החיים.
ההכחדה של היצורים החיים פוגעת:
- ביצורים החיים עצמם - יש להם ערך משלהם;
- בשירותים שמעניקים היצורים החיים לטבע (מזון, חמצן, האבקה, מחזור חומרים ועוד);
- בכלכלה - לפחות 40 אחוזים מכלכלת העולם ו-80 אחוזים מצריכת המזון של תושבים עניים מקורם ביצורים חיים.
בשנת 1992, בפסגת ריו דה ז'נרו (ברזיל) נוסחה על ידי מדינות העולם ה"אמנה על המגוון הביולוגי". האמנה נועדה לשמור על מגוון המינים שבטבע ובסביבות החיים ולהשתמש בהם באופן שאינו פוגע בסביבה ואינו מביא להכחדתם.
להרחבה תוכלו לפנות לאתר של המשרד להגנת הסביבה: www.sviva.gov.il.
שאלות
1. פנו לאתר של רשות הטבע והגנים, www.parks.org.il, ואתרו בו את רשימת היצורים החיים שנכחדו בישראל וכן רשימה של צמחים ושל בעלי חיים מוגנים. מה למדתם מהעיון ברשימה?
2. בחרו צמח או בעל חיים בישראל שנמצא בסכנת הכחדה וערכו עליו תחקיר: מהן הסיבות שהביאו לכך שהוא נמצא בסכנת הכחדה?
(בספר 2 תמונות)
איריס
נשר
*58*
אפשר גם אחרת
- הקימו תחנות האכלה של ציפורים בחצר בית הספר. ערכו מדי פעם תצפיות ועקבו אחר הציפורים שבאות לבקר בתחנות ההאכלה. להקמת תחנת האכלה תוכלו להיעזר, למשל, באתר ציפורי הבית. www.yardbirds.org.il
- הקימו גינה בבית הספר. דאגו לשתול מגוון של צמחים. ערכו מדי פעם תצפיות ועקבו אחר היצורים החיים שבאים לבקר בגינה.
- מי שחוסך בנייר שומר על מגוון היצורים החיים. הביאו נימוקים שתומכים בטענה או סותרים אותה.
- העלו רעיונות נוספים: מה עוד אפשר לעשות כדי לשמור על מגוון המינים שבטבע?
היודעים אתם ש...
הכחדה של נמר הגליל
הנמר הוא הטורף הגדול ביותר מבני משפחת החתוליים המצויים בארץ. נמר הגליל הוא בין המינים הגדולים בעולם. משקלו כ- (ולפעמים גם יותר מ-). הנמר הוא בעל חיים טורף ובגליל הוא התקיים בעיקר מטריפת חזירי בר. משכנו בנוף הררי, ביערות ובחורשים. במשך השנים ניצודו הנמרים בעיקר בגלל פרוותם היפה - צבע צהוב עם חברבורות חומות. נמר הגליל האחרון ניצוד בשנת 1965 ליד נחל בצת ומאז אין נמרים בגליל.
(בספר תמונה)
*59*
בפרק זה למדנו ש...
- אור השמש, מים, אוויר וטמפרטורה מתאימה הם מרכיבים סביבתיים החיוניים לקיום החיים על פני כדור הארץ.
- אור, מים, אוויר וטמפרטורה מתאימה הם מרכיבים שמשפיעים על מגוון מיני היצורים בסביבה.
- יצורים חיים מותאמים במבנה גופם ובהתנהגותם לתנאי הסביבה.
- קיומם של מיני היצורים החיים בסביבת החיים תלוי בקשרי קיום מסוגים שונים: טורף-נטרף, תחרות, הדדיות, טפיל-פונדקאי.
מגוון מיני היצורים החיים מביא תועלת לאדם: יצורים חיים מספקים שירותי חינם, מביאים תועלת כלכלית ותורמים להנאה ולהשראה.
- בפעילותו האדם גרם לפגיעה קשה במגוון מיני היצורים החיים; על האדם מוטלת האחריות למנוע את המשך הפגיעה במגוון מיני היצורים החיים, הן בשל ערכם והן בשל חשיבותם לדורות הבאים.
*60*
במבט חוזר
1. לעץ האורן יש עלי מחט. הטרף של עלי המחט צר (עלי מחט). למרות זאת יש לעץ האורן משטח גדול של קליטת אור. מהו ההסבר לכך?
2. בט"ו בשבט המורה ערכה חידון צמחים. אחת המשימות הייתה לזהות איזה מבין הצמחים הוא צמח מדברי. לפי אילו סימנים אפשר לזהות את הצמח המדברי?
3. הביאו נימוקים שתומכים בטענה הבאה: "כל יער, כל שדה מרעה, ובעצם כל צמח הגדל בסביבתנו הוא כמו מפעל לייצור חמצן".
4. הסבירו: מדוע חושבים המדענים כי הרס יערות העולם עלול להשפיע על הרכב האוויר?
5. אילו סוגים של קשרי קיום מתוארים בכל אחד מהסעיפים הבאים?
א. תחת עצי האורן אפשר למצוא לאחר רדת הגשמים פטריות המוכרות בשם אורניות. הפטרייה קולטת מעץ האורן חומרי מזון שהוא מייצר. עץ האורן קולט מים ומינרלים שהפטרייה קולטת מהקרקע.
(בספר תמונה)
אורניות
ב. יחנוק המדבר הוא צמח חסר עלים וגבעוליו ירוקים. הוא נצמד לשורשים של שיחים ושל צמחים מדבריים אחרים כמו המלוח, האשל וזוגן השיח, וקולט מהם את חומרי המזון ואת המים.
(בספר תמונה)
יחנוק
ג. צוף הפרחים של צמח ההיביסקוס נאכל על ידי צופית (ציפור שיר) שנאכלת על ידי נץ (עוף דורס).
(בספר 2 תמונות)
היביסקוס
צופית
6. באחד הסיורים שלפה מכיסה פקחית שמורות הטבע טבעת קטנה וסיפרה: "לפני זמן רב עבדתי בשמורה עם חוקרי טבע שרצו להכיר את חיי הפשושים. הצמדנו לרגליהם של גוזלי הפשושים טבעות בצבעים שונים כדי שיוכלו לעקוב אחריהם ולזהות אותם לאחר שיתבגרו ויעופו. באחד הימים מצאו חוקרים אחרים טבעת קטנה וירוקה בקן של עוף דורס המכונה חוויאי. אכן, זו הייתה בדיוק אותה הטבעת שהצמדנו לרגלי הפשושים". האם תוכלו לפתור את התעלומה: כיצד הגיעה הטבעת לקן של החוויאי?
(בספר 2 תמונות)
פשוש
חוויאי
*61*
א. מהי לדעתכם הדרך שעשתה הטבעת מרגלו של גוזל הפשוש ועד הקן של החוויאי?
ב. רשמו את תשובתכם כתיאור של שרשרת מזון. התחשבו בכך שהחוויאי אינו טורף פשושים.
7. באגם זורו בארץ בורו התקיימו היצורים הבאים: הלוטרות (כלבי הנהר) ניזונו מדגים שבאגם; הדגים ניזונו מאצות שבמים; הצפרדעים זללו חרקים והשמינו; החרקים המעופפים ניזונו מצוף של פרחים שגדלו בקרבת האגם.
יום אחד הכניסו לאגם צמח חדש - נימפיאה. הנימפיאה גדלה והתפתחה. כעבור זמן מה התכסה כל האגם בשפע עלים ופרחים, לשמחת לבם של המטיילים. לא עבר זמן רב והנה התברר שבעוד מספר הצפרדעים הולך וגדל, הלוטרות הולכות ומתמעטות באגם. לאחר שערכו בדיקה יסודית גילו כי גם הדגים הולכים ומתמעטים באגם.
א. מיינו את היצורים החיים באגם ליצרנים ולצרכנים. כיצד ידעתם לקבוע?
ב. תארו בתרשים את שרשרת המזון באגם לפני הכנסת צמח הנימפיאה.
ג. היעזרו בתרשים והסבירו מה קרה באגם לאחר הכנסת הנימפיאה. רמז: מה קרה לאצות?
8. כיצד האדם יכול להשפיע בפעילותו היומיומית על מרכיבי הסביבה הבאים: אוויר, מים וטמפרטורה. הביאו דוגמאות.
כיצד זה משפיע על מגוון המינים שבטבע?
9. מדוע חשוב לשמור ככל האפשר על מגוון המינים שבטבע? התייחסו לתועלת שמפיק האדם מעולם היצורים החיים.
סוף כרך ראשון
*62*
פרק שני: חיים בסביבות חיים
זהירות, פולשים בסביבה
אף יונק יבשתי טורף לא שרד את המסע מיבשת דרום אמריקה לאיי גלפגוס. עשרות מינים של בעלי החיים בגלפגוס נהנו מסביבה ללא טורפים וחיו בהרמוניה מושלמת עם סביבתם... עד שבא יונק הולך על שתיים - אנחנו.
שודדי ים וציידי לווייתנים שגילו את האי שהו עליו והורידו מספינותיהם בעלי חיים שונים. חיות מחמד, עזים, חזירים וגם נוסעים "סמויים" כמו עכברים, נמלים ותיקנים. במכוון ושלא במכוון הם פיזרו באי גם זרעים של מיני צמחים שונים.
אדם והיצורים החיים הפולשים - צמחים ובעלי חיים - גרמו נזק עצום לסביבה השלווה של איי גלפגוס. כלבים וחתולים תקפו את הציפורים המקומיות והרסו את קיניהן ולפעמים גם הרגו איגואנות וצבים. זרעים של צמחים זרים נבטו בקרקע והתפשטו על חשבון צמחים מקומיים. אך את עיקר הנזק גרם דווקא יונק תמים ולא טורף - העז.
עזים שהורדו מהאוניות כדי לשמש מזון לתושבים התפשטו במהירות על פני האיים. העזים אכלו את הצמחייה המקומית וחיסלו את מזונם של בעלי חיים אחרים. ברגליהן הן רמסו את הצמחים, הרסו את הקרקע ומנעו התחדשות של הצמחייה.
קרן צ'ארלס דרווין, העוסקת מאז שנות החמישים בשימור איי גלפגוס, יזמה מבצע לחיסול אוכלוסיית העזים מן האיים. במשך 11 שנה נאבקו מאות עובדים ומתנדבים מכל העולם בפלישת עזים לאיזבלה - אחד משני האיים הגדולים ביותר בגלפגוס - והביאו לבלימת "מגפת העזים" שאיימה על מרקם החיים העדין באי.
מה מייחד סביבת חיים טבעית אחת מאחרת וכיצד משפיע האדם על סביבת החיים הטבעית?
*63*
בעקבות הלמידה - נדע...
- לאפיין סביבות חיים על פי מרכיבי סביבה חיים ומרכיבי סביבה דוממים;
- לתאר את הדומה ואת השונה בין סביבות חיים שונות;
- לתאר גורמים העלולים לפגוע בסביבות החיים ודרכים למניעת הנזק הסביבתי.
מושגים שנלמד
סביבות חיים (יער, חורש, חוף ים, ים, אגם, מדבר); שמורת טבע, הכחדה, ערך טבע מוגן
מיומנויות שנפעיל
- עריכת תחקיר בעזרת מקורות מידע ברשת;
- עריכת השוואה על הדומה ועל השונה.
*64*
סביבות חיים מגוונות
כל מקום שמצליחים להתקיים בו יצורים חיים הוא סביבת חיים. יצורים חיים מתקיימים בסביבה שבה הם משיגים את צורכי הקיום שלהם.
על פני כדור הארץ קיים מגוון של סביבות חיים: יער, חורש, נחל, חוף ים, אגם, מדבר ועוד. הצירוף הייחודי של מרכיבי סביבה דוממים (מים, טמפרטורה, אור ועוד) ומרכיבי סביבה חיים (צמחים, בעלי חיים, חיידקים ופטריות) יוצר מגוון גדול מאוד של סביבות חיים.
במה דומות סביבות החיים זו מזו ובמה הן שונות?
משימה: חוקרים ומגלים
במה דומות ובמה שונות סביבות החיים?
בעקבות המשימה - נדע...
לאפיין סביבת חיים מסוימת ולתאר במה היא דומה לסביבות חיים אחרות ובמה היא שונה מהן.
חלק א: מאפייני סביבת חיים
היעזרו במקורות מידע ברשת האינטרנט. דוגמאות למקורות מידע:
רשות הטבע והגנים:
www.parks.org.il
החברה להגנת הטבע:
www.teva.org.il
1. אילו סביבות חיים אתם מכירים בארצנו? תארו בקצרה (מידע אישי) מה ידוע לכם על סביבות חיים אלה.
2. התחלקו לקבוצות.
כל קבוצה תבחר סביבת חיים ותאסוף מידע לפי נקודות כגון:
א. שם סביבת החיים;
ב. האזור שבו נמצאת סביבת החיים;
ג. המאפיינים של המרכיבים הדוממים בסביבה;
ד. המרכיבים החיים (יצורים חיים) בסביבה;
ה. קשרי קיום בין יצורים חיים לבין מרכיבים אחרים בסביבה (למשל, טורף-נטרף).
ו. תארו את הסביבה שחקרתם בכל דרך שתבחרו (מצגת, כרזה, דגם, ציור עם הסברים וכדומה) והציגו אותה בכיתה.
דוגמאות לסביבות חיים: חורש, חוף ים, חולות, אגם, ים, גדת נחל, ערוץ נחל, מדבר, שונית אלמוגים, נווה מדבר, שדה בור ועוד.
*65*
חלק ב: משווים בין סביבות חיים
1. מה דומה ומה שונה בין סביבות החיים?
ערכו השוואה בין סביבות החיים שנחקרו על ידי הקבוצות השונות.
א. מה יהיו הקריטריונים להשוואה בין סביבות החיים?
ב. השלימו את המידע על סביבות החיים בטבלת ההשוואה הכיתתית בהתאם לקריטריונים (ראו דוגמה).
טבלת השוואה כיתתית: מגוון סביבות החיים
קריטריונים / סביבות חיים, סביבה 1 חורש, סביבה 2 ערוץ נחל, סביבה 3 מדבר, סביבה 4 אחר
טמפרטורה ממוצעת, --, --, --, --
משקעים (מים), --, --, --, --
--, --, --, --, --
--, --, --, --, --
ג. מה משותף לכל סביבות החיים? ציינו לפחות שלושה דברים.
ד. במה שונות סביבות החיים זו מזו? ציינו לפחות שלושה דברים.
2. הסיקו: מה למדתם מן ההשוואה שערכתם על מגוון סביבות החיים?
אל הרשת
לביצוע המשימה היעזרו במקורות מידע ברשת האינטרנט ובאתר אופק במדע וטכנולוגיה:
ofek.cet.ac.il/mada.
א היכנסו לנושא אקולוגיה ואיכות הסביבה ולתת הנושא סביבות חיים.
ב. בחרו בסביבת החיים שאותה אתם חקרתם (חוף ים, חורש, מדבר, נחל, שדה בור) ובצעו את הפעילות.
ג. היעזרו במידע, בצילומים, בפעילויות הקשורות לסביבת החיים שאותה אתם חוקרים.
*66*
קוראים, כותבים ומבינים: סביבות חיים
קראו את קטע המידע "סביבות חיים" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
בכל סביבות החיים (בים, ביבשה - בכל מקום) יש מרכיבי סביבה חיים ומרכיבי סביבה דוממים. מרכיבי הסביבה החיים כוללים יצרנים (צמחים), צרכנים (בעלי חיים ואדם) ומפרקים (חיידקים ופטריות). מרכיבי הסביבה הדוממים כוללים מים, אוויר, אור, טמפרטורה ועוד.
בכל סביבת חיים מתקיימים קשרי קיום בין היצורים החיים לבין המרכיבים השונים בסביבתם, כולל יצורים חיים. כתוצאה מקשרי הקיום, כל שינוי במרכיב אחד בסביבה יכול להשפיע על קיומם של היצורים האחרים.
מרכיבי סביבת החיים משפיעים זה על זה ומושפעים זה מזה. כך, למשל, המרכיב הסביבתי אוויר משפיע על קיומם של יצורים חיים, והרכב האוויר מושפע מתהליך הנשימה של יצורים חיים.
הצירופים השונים של מרכיבי סביבה דוממים (טמפרטורה, כמות אור, נוכחות של מים ועוד) ושל מרכיבי סביבה חיים (יצורים חיים) המותאמים לסביבות אלה, יוצרים מגוון עצום של סביבות חיים בכדור הארץ.
*67*
שאלות
1. הביאו דוגמאות לסביבות חיים.
2. מה משותף לכל סביבות החיים? ציינו לפחות שלושה דברים.
3. האם נחל הוא סביבת חיים? הסבירו את תשובתכם.
4. מהו ההסבר לקיום של מגוון עצום של סביבות חיים?
היודעים אתם ש...
מערכות אקולוגיות
סביבת חיים היא מערכת. כמו בכל מערכת, בסביבת החיים יש מרכיבים - אלה הם המרכיבים החיים והדוממים. כמו בכל מערכת, מרכיבי סביבת החיים משפיעים זה על זה ומושפעים זה מזה. לכן סביבות החיים נקראות גם מערכות אקולוגיות. כדור הארץ הוא מערכת אקולוגית אחת גדולה הנקראת ביוספרה (ביו שווה חיים, ספרה שווה כדור). הביוספרה כוללת בעיקר את היבשות ואת האוקיינוסים שהם מערכות אקולוגיות קטנות יותר. האוקיינוסים כוללים מגוון עצום של מערכות אקולוגיות, למשל, קרקעית הים, הים הפתוח, חוף ים, אזורי גאות ושפל ועוד. היבשות כוללות אף הן מגוון של מערכות אקולוגיות, למשל, שדה הבור, חורש, מדבר, נחל, אגם ועוד.
*68*
האדם משפיע על סביבות החיים
כמו כל יצור חי, גם האדם הוא חלק מסביבת החיים. קיומו של האדם תלוי במרכיבי הסביבה הדוממים (מים, אור, טמפרטורה מתאימה, אוויר) וגם במרכיבי הסביבה החיים. היכולת הטכנולוגית מאפשרת לאדם להשפיע על הסביבה בעוצמה רבה יותר מההשפעה של כל יצור חי אחר.
פעילות האדם (כגון: בנייה, סלילת כבישים, כריתת יערות, ייבוש נחלים, השלכת פסולת וחומרי הדברה) פוגעת בסביבות חיים רבות וכתוצאה מכך להכחדה (היעלמות) של היצורים החיים שזוהי סביבת החיים שלהם.
קוראים, כותבים ומבינים: היעלמותם של שלוליות החורף ושל הדו-חיים
קראו את קטע המידע " היעלמותם של שלוליות החורף ושל הדו-חיים" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
שלולית החורף היא סביבת חיים ייחודית שמתמלאת בכל עונת חורף במי גשמים ומתייבשת לקראת סוף האביב או בראשית הקיץ. עם תחילת הגשמים מגיעים דו-חיים (קרפדות, צפרדעים) בוגרים לשלוליות החורף לצורך התרבותם. הביצים מוטלות למים ומהן בוקעים ראשנים. בתקופת החורף והאביב השלולית מהווה לראשנים סביבת חיים המספקת להם מרחב מחיה, מזון, הגנה ועוד. עם התייבשות השלולית, הראשנים מתפתחים לדו-חיים בוגרים והם עוזבים את השלולית.
(בספר 3 תמונות)
צפרדע הנחלים
קרפדה
סלמנדרה
*69*
בשנים האחרונות פעילויות כמו סלילת כבישים, בנייה והזרמת שפכים לשלוליות החורף גרמו להרס שלהן. בעקבות כך, נעלמו מארץ ישראל כמה מינים של דו-חיים דוגמת טריטון הפסים וחפרית עין החתול. כיום מצויים בסכנת הכחדה חמורה הקרפדה והסלמנדרה. המינים צפרדע הנחלים ואילנית מצויה אינם מצויים בסכנת הכחדה.
שאלות
1. היזכרו בלימודיכם הקודמים. מי הם הדו-חיים? אילו בעלי חיים שייכים לקבוצה זו?
2. מדוע הקיום של הדו-חיים תלוי בקיומה של שלולית החורף? הסבירו.
3. אילו פעולות של האדם עלולות לגרום להרס של שלוליות החורף?
4. שערו: מי עוד עלול להיפגע מהרס שלוליות החורף? נסו לכתוב שרשרת של השפעות.
5. הסיקו: מה אפשר ללמוד מקטע מידע זה על ההשפעה שיש לאדם על סביבות החיים?
6. היכנסו לאתר של המשרד להגנת הסביבה (www.sviva.gov.il) והביאו דוגמאות נוספות להרס סביבות חיים על ידי האדם.
(בספר 3 תמונות)
חפרית עין החתול
אילנית מצויה
טריטון הפסים
*70*
שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא
שמורות טבע
לו יכולנו להשיב לאחור את מחוגי הזמן ולטייל ברחבי ארץ ישראל מן העת הקדומה ועד ימינו, היינו מוצאים הבדלים רבים בין הנוף של אז לבין הנוף של היום. במשך השנים הוכחדו מינים רבים של יצורים חיים ונעלמו מנוף הארץ.
בשנת 1963 אישרה הכנסת את חוק "הגנים הלאומיים ושמורות טבע" שהגיש ראש הממשלה באותם ימים, דוד בן-גוריון. בתוקף החוק הוכרזו מקומות רבים בישראל כשמורות טבע.
תפקידן של שמורות הטבע הוא לשמור על ערכי טבע מוגנים מפני פגיעה של הסביבה התרבותית המשתנה של האדם.
משימה
היעזרו באתר של רשות הטבע והגנים לביצוע המשימה (www.parks.org.il).
1. כמה שמורות טבע מוכרזות יש בישראל כיום? הביאו דוגמאות של שמורות טבע מאזורי הארץ השונים.
2. מה מסמל הסמל של שמורות הטבע?
3. בחרו שמורת טבע אחת ובדקו: אילו ערכי טבע מוגנים יש בה?
מילון
ערך טבע מוגן: מושג המתייחס לכל דבר בטבע (צמחים, בעלי חיים ודוממים) שלדעת השר להגנת הסביבה יש ערך בשמירה ובהגנה עליו מפני פגיעה (הריסה, שבירה, חבלה, קטיפה או כל פעולה אחרת המפריעה להתפתחות הטבעית), גם אם אין הוא נמצא בתוך גבולותיה של שמורת טבע.
(בספר תמונה)
שמורת החולה
*71*
בעלי חיים שנכחדו מארץ ישראל
(בספר 6 תמונות)
היפופוטם
ברדלס אסייתי
דב חום סורי
תנין היאור
פרס
נברן מים
*72*
בפרק זה למדנו ש...
- על פני כדור הארץ יש מגוון של סביבות חיים: חורש, חוף ים, אגם, מדבר, ים.
- סביבות חיים נבדלות זו מזו במרכיבי הסביבה החיים ובמרכיבי הסביבה הדוממים.
- סביבת חיים כוללת את מרכיבי הסביבה הדוממים, את מרכיבי הסביבה החיים ואת הקשרים ביניהם.
- פעולות שעושה האדם, כגון כרייה, חציבה, סלילת כבישים, שאיבת מים ועוד עלולות לפגוע בסביבות החיים ובמגוון היצורים החיים המתקיימים בהן.
- על האדם מוטלת האחריות לשמור על סביבות החיים מפני פגיעה.
*73*
במבט חוזר
1. אילו מבין הבאים הם דוגמאות של סביבות חיים: אגם, חילזון, יער, חוף ים, טמפרטורה, מערכת הנשימה, אור השמש, שדה, אטמוספרה.
הסבירו את תשובתכם.
2. התנים עלולים להעביר את מחלת הכלבת לבעלי חיים במשק האדם. אוכלוסיית התנים בישראל הייתה גדולה בעבר, לכן אנשים נהגו לפזר פיתיונות של בשר מורעל בסביבות יישובים חקלאיים כדי להשמיד תנים החיים בסביבתם.
א. מה לדעתכם קרה לאוכלוסיית הארנבות כאשר הושמדו התנים? הסבירו.
ב. מה לדעתכם קרה לגידולי הכרוב? הסבירו.
ג. הסיקו: כיצד מושפעת סביבת החיים כאשר אחד ממרכיביה נפגע?
(בספר תמונה)
תן
3. לאחר כמה שנות בצורת התייבש המעיין בערוץ הנחל המדברי. אילו השפעות יכולות להיות לכך?
4. בשנים האחרונות החופים העירוניים בישראל מצויים בתנופת פיתוח גדולה ומתקיימת בהם בנייה רבה. בעקבות כך, חופי הרחצה הצטמצמו ובחלק הגישה החופשית של הציבור אל החוף נחסמה. כיצד הפיתוח הזה עלול להשפיע על סביבות החיים?
(בספר תמונה)
אילת
א. לו הייתם מייצגים את היזמים שמעוניינים לבנות בניינים על החוף, אילו נימוקים הייתם מביאים לתמיכה במיזם הבנייה?
ב. לו הייתם מייצגים את הגופים הירוקים, אילו נימוקים הייתם מביאים נגד מיזם הבנייה?
*74*
שער שני
אנרגיה בפעולה
פרק ראשון: האנרגיה שסביבנו
פרק שני: חשמל בשירות האדם
*75*
לרתום את הברקים
אש משמים
ברק הכה בעשב היבש וחולל שריפה גדולה. ייתכן שבני האדם הראשונים שהתקרבו אל האש ולא ברחו ממנה הם שגילו את סודה. לימים, למדו בני האדם להבעיר אש בעזרת ניצוצות שהפיקו משפשוף של אבני צור. כך למדו בני האדם לנצל מקור אנרגיה (עצים, שומן) שאינו תלוי בשרירי גופם, והשתמשו בו לחימום, לבישול ולמאור.
חשמל באוויר
בספרי ההיסטוריה של המדע מקובל הסיפור על בנג'מין פרנקלין, מדינאי ואיש מדע אמריקאי, שביום אחד בחודש יוני, שנת 1752, עמד והפריח עפיפון לעבר ענני סערה שהתחוללה בשמים. לחוט העפיפון הוא קשר מפתח עשוי מתכת. החוט נרטב בגשם וכאשר נגע פרנקלין במפתח הקשור אליו הוא קיבל מכת חשמל שכמעט הרגה אותו. כך הוכיח שהעננים טעונים באנרגיה חשמלית. כעבור כמאה שנה, השכילו בני האדם לרתום אנרגיה חשמלית כדי להניע מנועים וכדי ליצור תאורה מלאכותית, וכך חוללו מהפכה טכנולוגית אשר שינתה את פניה של החברה האנושית.
כיצד מנצלים בני האדם אנרגיה ואיזו חשיבות יש לאנרגיה הזאת?
*76*
פרק ראשון: האנרגיה שסביבנו
גלגולה של קרן שמש
...וכאשר שוקעת השמש אנחנו קמים מהכורסה ושולחים את ידנו אל המתג החשמלי שבקיר, לוחצים ומציפים את החדר באורה של נורת החשמל...
(בספר איור - היעזר במנחה)
- מהיכן מגיעה האנרגיה החשמלית שמדליקה את הנורה?
- מתחנת החשמל, כמובן.
- ומאין מגיעה האנרגיה לתחנת החשמל?
- בישראל רוב האנרגיה מגיעה משריפה של פחם או נפט.
- ומאין הגיעה האנרגיה לנפט?
- משאריות גופם של בעלי חיים אשר לפני שנים רבות שקעו לקרקעית הים.
- ומניין הגיעה האנרגיה לגופם של בעלי החיים?
- מן הצמחים שהם אכלו.
- ומהיכן הגיעה האנרגיה לצמחים?
- מאור (אנרגיית) השמש.
- ומניין לנו האנרגיה להרים את גופנו מהכורסה, להתקדם כמה צעדים וללחוץ על המתג החשמלי?
מהי אנרגיה, מהן צורותיה ומהם מקורותיה?
*77*
בעקבות הלמידה - נדע...
- לתאר את חשיבות האנרגיה בעולמנו;
- לתאר מקורות אנרגיה שאותם מנצל האדם;
- לתת דוגמאות לסוגי אנרגיה;
- לתאר תופעות שיש בהן גלגולי אנרגיה;
- להסביר את ההבדלים בין מקורות אנרגיה מתכלים לבין מקורות אנרגיה מתחדשים.
מושגים שנלמד
סוגי אנרגיה: אנרגיה חשמלית, אנרגיית תנועה, אנרגיה כימית, אנרגיית קול, אנרגיית אור;
גלגולי אנרגיה;
מקורות אנרגיה: חומרי דלק, מים זורמים, רוח, שמש;
מקורות אנרגיה מתכלים, מקורות אנרגיה מתחדשים.
מיומנויות שנפעיל
- כתיבת טיעון;
- שרטוט תרשימי זרימה וניתוחם;
- השוואה;
- הכללה והסקת מסקנות.
*78*
אנרגיה מסביב
אנו משתמשים במילה אנרגיה לעתים קרובות.
כאשר אנו רואים מישהי רצה מהר, אנו אומרים: "כמה אנרגיה יש לה!"
למה מתכוונים כשאומרים אנרגיה?
האם אתם יכולים להצביע על משהו ולומר "זוהי אנרגיה"?
משימה: חוקרים ומגלים
אנרגיה - היכן?
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר מהי אנרגיה לפי תפיסתנו.
1. ערכו סיעור מוחות ורשמו: מה מזכירה לכם המילה אנרגיה?
2. לפניכם 12 תמונות המתארות התרחשויות בסביבה.
א. תארו: איזו התרחשות מוצגת בכל תמונה?
דוגמה: בתמונה 3 המים בדוד השמש מתחממים.
ב. שערו: איזה קשר יש לדעתכם בין ההתרחשות המוצגת בכל תמונה לבין המושג אנרגיה?
(בספר 12 תמונות - היעזר במנחה)
מילון
התרחשות: משהו שמתרחש (קורה) - תהליך, תופעה, פעולה.
*79*
קוראים, כותבים ומבינים: בלי אנרגיה - אי אפשר
קראו את קטע המידע "בלי אנרגיה - אי אפשר" (עמודים 80-79) והשיבו על השאלות שבעמוד 81.
מהי אנרגיה?
אנרגיה היא מרכיב בלתי נפרד מהסביבה. איננו יכולים לראות אנרגיה או להריח אותה, אבל אנחנו יכולים להסיק על קיומה של אנרגיה מהתרחשותם של תופעות ושל תהליכים בסביבה הטבעית והטכנולוגית (מעשה ידי אדם).
תופעות בסביבה הטבעית: רוח נושבת, תנועה של גלי ים, התפרצות של הר געש, גדילה של צמח ותנועה של יצורים חיים, רעידת אדמה, ברקים, רעמים ועוד.
תופעות בסביבה הטכנולוגית: חימום מים בקומקום, טיסה של חללית, סיבוב גלגל בלונה פארק, שאיבת מים, רכיבה על אופניים, שידור טלוויזיה ועוד.
ללא אנרגיה - כל אלה לא היו מתרחשים (קורים).
ללא אנרגיה - אין חיים!
יצורים חיים (צמחים, בעלי חיים וגם בני האדם) זקוקים לאנרגיה כדי לקיים את תהליכי החיים המתרחשים בגופם: נשימה, הזנה, הובלת חומרים בגוף, הפרשת חומרים לסביבה, התרבות ועוד. תהליכי חיים מאפשרים להם לגדול, להתפתח ולהמשיך להתקיים בכל השלבים של מחזור חייהם:
(בספר שרטוט - היעזר במנחה)
מחזורי חיים
אדם: תינוק (חץ) מבוגר (חץ) קשיש
בעלי חיים: ביצה (חץ) אפרוח (חץ) תרנגולת
צמחים: נבט (חץ) צמח צעיר (חץ) צמח בוגר
ללא אנרגיה היצורים החיים לא יוכלו להתקיים.
*80*
בעלי החיים ובני האדם זקוקים לאנרגיה גם כדי לפעול: להשיג צורכי קיום (כגון: מים, מזון וחמצן), להתגונן מפני אויבים, למצוא בן/ת זוג להתרבות, למצוא מחסה, ליצור תקשורת עם הסביבה ועוד.
(בספר 3 תמונות - היעזר במנחה)
נשימה
תקשורת
השגת מזון
ללא אנרגיה - אין איכות חיים!
בני האדם זקוקים לאנרגיה להפעלת כלים ומכונות שנועדו לספק את צורכיהם ולשפר את איכות חייהם. פטיש, מחשב, טלוויזיה, מכונית, מחשבון, מעבד מזון, שעון, דוד שמש ועוד רבים אחרים לא יפעלו ללא אנרגיה.
השימוש באנרגיה נעשה בכל תחומי החיים שלנו: ברפואה, בתחבורה, בחקלאות, בתקשורת, בתעשייה ועוד.
(בספר 4 תמונות)
בבית
בחקלאות
בתעשייה
ברחוב
*81*
שאלות
1. הביאו דוגמאות של התרחשויות (תופעה, פעולה, תהליך) שמוזכרות בקטע המידע (עמודים 80-79). מה משותף לכל ההתרחשויות האלה?
2. הכותרת של קטע המידע מציגה טענה: "בלי אנרגיה - אי אפשר".
א. הביאו מתוך כל הפסקאות של קטע המידע נימוקים התומכים בטענה הזו.
ב. כתבו טיעון התומך בטענה: "בלי אנרגיה - אי אפשר".
(בספר איור - היעזר במנחה)
- אני טוענת שבלי אנרגיה אי אפשר!
- האם את יכולה להוכיח את הטענה?
שימו לב: בכתיבת הטיעון יש להתייחס לשני מרכיבים:
- טענה: זו האמירה שאותה צריך לבחון. דוגמה: "בלי אנרגיה - אי אפשר".
- נימוקים: הסברים שבאמצעותם אפשר להוכיח את הטענה. לדוגמה: ללא אנרגיה היצורים החיים לא יוכלו להתקיים.
טענה פלוס נימוקים שווה טיעון
*82*
סוגים של אנרגיה
אנרגיה מאפשרת את ההתרחשות של מגוון רחב מאוד של תופעות בסביבה. כך, למשל, חום שנפלט משריפה של חומרי דלק מאפשר להרתיח מים בקומקום; האנרגיה החשמלית שמספקים למעלית מאפשרת לה לעלות לכל הקומות של הבניין; אנרגיית התנועה של הרוח מאפשרת לסירת המפרש לשוט.
אנרגיה חשמלית ואנרגיית תנועה הן דוגמאות לסוגי אנרגיה. אילו סוגים נוספים של אנרגיה קיימים ואיזה ביטוי יש להם בתופעות שמתרחשות בסביבה?
משימה: חוקרים ומגלים
סוגים של אנרגיה בפעולה
בעקבות המשימה - נדע...
לתת דוגמאות לביטוי של סוגי האנרגיה בתופעות בסביבה.
קראו את קטע המידע "סוגי אנרגיה" (בעמוד הבא) והשיבו על השאלות הבאות:
1. לפניכם רשימה של תופעות בסביבה. שרטטו במחברת טבלה (ראו דוגמה) ומיינו אותן לפי סוגי האנרגיה הדרושה להתרחשותן.
רשימה: מכונית נוסעת, ילדה רצה, כביסה מתייבשת, פנס דולק, נר דולק, מטוס ממריא, שבשבת רוח מסתובבת, מים מתחממים בקומקום חשמלי, מזגן פועל, רעם, פעמון מצלצל, מים זורמים בנחל, רוח נושבת.
הוסיפו דוגמאות משלכם.
סוגי אנרגיה
אנרגיה חשמלית, אנרגיית אור, אנרגיה כימית, אנרגיית תנועה, אנרגיית קול
מזגן פועל, --, נר דולק, --, --
--, --, --, --, --
2. מה למדתם מן המידע שהשלמתם בטבלה?
*83*
קטע מידע: סוגי אנרגיה
אנרגיה חשמלית. בדרך כלל מתכוונים לאנרגיה המסופקת על ידי הזרם החשמלי. אנרגיה חשמלית מפעילה את מכשירי החשמל.
אנרגיית חום. זוהי אנרגיה שגורמת לגופים להתחמם. קרינת השמש היא המקור הטבעי הגדול ביותר של אנרגיית חום. חום נוצר גם בעקבות שריפה של חומרי דלק והפעלת מכשירי חשמל. מקור טבעי נוסף של אנרגיית חום הוא במעמקי הקרקע. מקור זה קשור להתפרצויות של הרי געש, נביעות מים חמים ועוד.
אנרגיית אור. זוהי האנרגיה שיש בכל סוגי האור. קרינת השמש היא המקור הטבעי הגדול ביותר של אנרגיית אור. אנרגיית אור נוצרת גם בנר דולק ובנורה דולקת. אנרגיית אור מנוצלת על ידי הצמחים הירוקים לייצור מזונם.
אנרגיה כימית: זוהי אנרגיה שנמצאת בחומרים. למשל, בחומרים שבגופם של יצורים חיים כמו: פחמימות ושומנים ובחומרי דלק (למשל: עץ, פחם אבן ונפט). האנרגיה הכימית מאפשרת ליצורים חיים לפעול (למשל: להפעיל את השרירים). האנרגיה הכימית מאפשרת לחומרי הדלק לבעור.
אנרגיית תנועה. זוהי אנרגיה המצויה בגופים הנמצאים בתנועה. למשל כלי רכב נעים, מים זורמים ורוח נושבת.
אנרגיית קול. זוהי אנרגיה שנמצאת בקולות הבוקעים מהטלוויזיה, בקולות הפעמון המצלצל בדלת ובקולות הרעם.
(בספר 6 תמונות)
אנרגיה חשמלית
אנרגיית חום
אנרגיית אור
אנרגיה כימית (בנפט)
אנרגיית תנועה
אנרגיית קול
*84*
מה קורה לסוגי האנרגיה בעקבות התרחשות של תופעה כלשהי?
האם האנרגיה נעלמת?
האם אנרגיה חדשה נוצרת?
האם קורה משהו לאנרגיה?
משימה: חוקרים ומגלים
מה קורה לאנרגיה?
בעקבות הלמידה - נדע...
להסביר מהו גלגול אנרגיה.
בטיחות!
ההדגמה חייבת להיעשות בהשגחת מבוגר/ת. אל תעמדו קרוב מדי!
פעילות 1
ציוד: כוס מים חמים, גזייה
1. מלאו כוס במים וחממו אותם. איזה סוג אנרגיה סיפקנו למים שבכוס?
2. הניחו את כוס המים החמים על השולחן. המתינו חמש דקות.
3. הזיזו את הכוס וגעו במקום שעליו הייתה מונחת הכוס על השולחן.
4. איזה תהליך התרחש בעקבות הנחת הכוס עם המים החמים על השולחן?
5. מה גרם לתהליך זה? איזה סוג של אנרגיה עבר מן הכוס לשולחן?
6. הביאו דוגמאות לתופעות דומות של מעברי אנרגיה שמתרחשים בחיי היומיום שלכם.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
1
2
*85*
פעילות 2
ציוד: פנס כיס, צעצועים שמופעלים באמצעות סוללות
1. הפעילו את הפנס.
2. איזה סוג אנרגיה היה צריך לספק לפנס כדי שיפעל?
3. תארו: איזה סוג אנרגיה התקבל בעקבות הפעלת הפנס?
4. מה קרה לאנרגיה החשמלית בעקבות הפעלת הפנס?
5. חזרו על שלבים 4-1 עם צעצועים שמופעלים באמצעות סוללות.
6. הביאו דוגמאות נוספות לתופעות של שינויי אנרגיה שהתרחשו בחיי היומיום שלכם.
סיכום
קראו את קטע המידע "גלגולי אנרגיה" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
קטע מידע: גלגולי אנרגיה
אנרגיה יכולה לעבור מגוף לגוף.
אנרגיה יכולה להפוך מסוג אחד לסוג אחר.
לתהליכים אלה קוראים גלגול אנרגיה.
נתאר את גלגולי האנרגיה באמצעות תרשים האנרגיה.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
אנרגיית התנועה של הרוח עברה לאנרגיית התנועה של השבשבת.
(בספר שרטוט - היעזר במנחה)
אנרגיית התנועה של הרוח (חץ) עברה (חץ) לאנרגיית התנועה של השבשבת.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
אנרגיה כימית שבשרירים של רוכבת האופניים הפכה לאנרגיית התנועה של הגלגלים.
(בספר שרטוט - היעזר במנחה)
אנרגיה כימית שבשרירים של רוכבת האופניים (חץ) הפכה (חץ) לאנרגיית התנועה של הגלגלים.
*86*
שאלות
1. תארו במחברת (בתרשים) את גלגולי האנרגיה שהתרחשו בפעילויות 1 ו-2.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
אנרגיית החום שבכוס המים (חץ) עברה (חץ) --
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
האנרגיה החשמלית שבסוללה (חץ) הפכה (חץ) --
2. תארו במחברת בתרשים את גלגולי האנרגיה שמתרחשים בכל תמונה.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
האנרגיה הכימית שבנר הדולק (חץ) -- (חץ) --
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
-- (חץ) -- (חץ) --
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
-- (חץ) -- (חץ) --
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
-- (חץ) -- (חץ) --
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
-- (חץ) -- (חץ) --
- אנרגיה מסוג אחד יכולה להפוך לאנרגיה מסוג אחר או לעבור מגוף אחד לגוף אחר.
- אנרגיה מסוימת אינה נוצרת יש מאין, אלא מתקבלת מסוג אחר של אנרגיה.
*87*
מקורות אנרגיה
מקורות אנרגיה הם משאבי טבע שאותם למדו בני האדם להפוך לסוגי האנרגיה הרצויים להם למילוי צורכיהם. כך, למשל, אנחנו הופכים את אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית.
מהם מקורות האנרגיה שאותם מנצל האדם?
האם כל מקורות האנרגיה תמיד זמינים לנו לשימוש?
מקורות אנרגיה
(בספר 5 תמונות - היעזר במנחה)
זרימת מים (מפל)
שמש
רוח
חומרי דלק (פחם)
שרירים
*88*
קוראים, כותבים ומבינים: מקורות אנרגיה בשירות האדם
קראו את קטע המידע " מקורות אנרגיה בשירות האדם" (עמודים 90-88) והשיבו על השאלות שבעמוד 91.
מקורות אנרגיה מתכלים ומקורות אנרגיה מתחדשים
האדם למד לנצל מקורות אנרגיה מתחדשים. אנרגיית שמש, אנרגיה כימית שבשרירים, אנרגיית תנועה של מים ושל רוח ועוד, אלה הן דוגמאות למקורות אנרגיה שאפשר להשתמש בהם ללא הגבלה. בעקבות השימוש בהם הם אינם מתכלים (אוזלים) ולכן הם נקראים מקורות אנרגיה מתחדשים.
האדם למד לנצל גם מקורות אנרגיה מתכלים. אלה הם מקורות אנרגיה שהכמות שלהם בטבע היא סופית. למשל, אנרגיה כימית שבחומרי הדלק (נפט גולמי, פחם האבן, גז הבישול ועוד). ככל שנשרוף חומרי דלק, כמותם הכללית תלך ותפחת, ויתקרב היום שבו לא נוכל יותר להשתמש בהם לצרכים שלנו. המדענים חישבו שעל פי קצב השימוש בהם כיום, הנפט הגולמי צפוי להיגמר בשנת 2050, הגז הטבעי בשנת 2090, ואילו הפחם בעוד מאות ספורות.
(בספר איור - היעזר במנחה)
- האם קיים חשש שמקורות האנרגיה יתכלו עוד לפני כן?
- אני משער ש...
(בספר תמונות - היעזר במנחה)
מקורות אנרגיה מתחדשים
מקורות אנרגיה מתכלים
*89*
מקורות אנרגיה
אנרגיית השמש
השמש סיפקה לכדור הארץ אנרגיה במשך מיליארדי שנים ועדיין יכולה לספק את צריכת האנרגיה של העולם כולו זמן רב. אנרגיית השמש נחשבת למקור האנרגיה הגדול ביותר העומד לרשות האדם.
השימוש באנרגיית השמש אינו מזהם את הסביבה ולכן היא נחשבת למקור אנרגיה ידידותי. למרות זמינותה (בשעות היום, כמובן) עדיין יש מעט אמצעים טכנולוגיים לניצולה.
אנרגיה כימית שבשרירים
כמו כל בעלי החיים, בני האדם מנצלים את האנרגיה הכימית שבשרירים כדי להשיג את צורכי הקיום שלהם. האדם למד לנצל גם את האנרגיה הכימית שבשרירי גופם של בעלי חיים כדי להוביל משאות כבדים, לחרוש את השדה ולנוע ממקום למקום. אנרגיה כימית שמקורה ביצורים חיים נחשבת למקור אנרגיה מתחדש.
אנרגיית הרוח
בני האדם למדו לנצל את אנרגיית התנועה של הרוח להשטת ספינות, וכך הצליחו להגיע למרחקים גדולים יותר ובמהירות רבה יותר. אנרגיית התנועה של הרוח גורמת להנעה של טורבינות רוח (למשל להפקת חשמל), של מפרשיות, של גלשני אוויר ועוד. אנרגיית התנועה של הרוח נחשבת למקור אנרגיה מתחדש. ניצול אנרגיית התנועה של הרוח על ידי האדם אינו מזהם את הסביבה. למרות זאת מקור זה של אנרגיה אינו מנוצל בהיקף רחב, מאחר שעוצמות הרוחות משתנות ואינן קבועות.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
אנרגיה כימית שבשרירים
אנרגיית התנועה של הרוח
*90*
אנרגיית התנועה של המים
בני האדם למדו לנצל את אנרגיית התנועה של המים. למשל, להפעלת טחנות קמח. בטחנות אלה אפשר לטחון ביום אחד כמויות גדולות יותר של קמח מאשר בטחנות המופעלות באמצעות אנרגיית שרירים של בני אדם או של בעלי חיים. כיום משתמשים באנרגיה זו גם להפקת חשמל. אנרגיית התנועה של המים נחשבת למקור אנרגיה מתחדש. השימוש באנרגיית התנועה של המים אינו מזהם את הסביבה. למרות זאת, מקור זה של אנרגיה אינו מנוצל בהיקף רחב, מאחר שלא בכל מקום יש נהרות ומפלי מים שזרם המים בהם הוא בעוצמה חזקה.
אנרגיה כימית שבחומרי דלק
בעקבות גילוי האש על ידי הקדמונים, למדו בני האדם לנצל את האנרגיה הכימית שבעץ להפקת חום. העץ הוא מקור אנרגיה נפוץ גם בימינו.
מהפכה של ממש חלה במאה ה-18. בני האדם החלו לנצל את החום המשתחרר משריפה של חומרי דלק דוגמת פחם האבן והנפט הגולמי. החום נוצל לחימום מים ולהפיכתם לקיטור שהפעיל את מכונת הקיטור. מכונת הקיטור החליפה את עבודת הכפיים ובאמצעותה ייצרו בבתי החרושת כמויות גדולות יותר של מוצרים.
מאז ועד היום אנו ממשיכים להשתמש בכמויות הולכות וגדלות של חומרי דלק בעיקר בתחבורה ובתחנות חשמל. השימוש הנרחב בחומרי דלק גורם להתכלותם והוא מלווה בפליטה של חומרים שגורמים לזיהום הסביבה.
מילון
קיטור: אדי מים חמים מאוד הפורצים מבעד לפתח צר.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
סכר ההובר דם בארה"ב
מכונת קיטור
*91*
(בספר איור - היעזר במנחה)
- מה יקרה אם כל חומרי הדלק יתכלו בסופו של דבר?
- קראתי ברשת שאולי ינצלו בעתיד את הגז מימן להפקת אנרגיה...
- לדעתי צריך לנצל יותר ויותר את מקורות האנרגיה המתחדשים.
שאלות
1. הכינו רשימה של מקורות אנרגיה שניצל האדם לאורך ההיסטוריה עד ימינו.
א. ציינו ליד כל מקור אנרגיה את סוג האנרגיה שמפיקים ממנו ואת מטרת השימוש בו. תוכלו לארגן את הנתונים בעזרת טבלה.
ב. הקיפו ברשימה את מקורות האנרגיה שבהם השתמשו בעבר ועדיין משתמשים בהם גם בימינו.
ג. הסיקו: באיזה מקור אנרגיה משתמשים כיום בהיקף רחב מאוד לעומת העבר?
2. הכינו במחברת טבלה (ראו דוגמה) והשלימו אותה לפי ההנחיות הבאות:
א. רשמו בטור המתאים דוגמאות רבות ככל האפשר לשימושים במקורות אנרגיה מתחדשים ובמקורות אנרגיה מתכלים.
ב. בדקו באיזה טור של הטבלה הרשימה ארוכה יותר.
ג. הסבירו: ממה לדעתכם נובעים ההבדלים?
שימושים במקורות אנרגיה מתחדשים, שימושים במקורות אנרגיה מתכלים
--, --
--, --
3. קראו את הטענה הבאה: "מקורות האנרגיה שבהם נשתמש בעתיד יהיו, ככל הנראה, שונים מאוד ממקורות האנרגיה שבהם אנו משתמשים כיום". האם אתם מסכימים עם טענה זו או מתנגדים לה? כתבו טיעון שתומך בדעתכם.
שימו לב: כתיבת הטיעון כוללת שני מרכיבים: הטענה והנימוקים שתומכים בטענה.
*92*
בפרק זה למדנו ש...
- אנרגיה דרושה להתרחשותן של תופעות ושל פעולות בסביבה.
- יצורים חיים (צמחים, בעלי חיים ובני האדם) זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה.
- קיימים סוגים שונים של אנרגיה: אנרגיית אור, אנרגיה כימית, אנרגיית תנועה, אנרגיה חשמלית, אנרגיית קול ועוד.
- אנרגיה מסוג אחד יכולה להפוך לסוג אחר; אנרגיה יכולה לעבור מגוף אחד לגוף אחר.
- בני האדם מנצלים מקורות אנרגיה דוגמת אנרגיית השמש, אנרגיית התנועה של הרוח, אנרגיית התנועה של המים, אנרגיה כימית שבשרירים ואנרגיה כימית שבחומרי דלק.
- בני האדם מנצלים מקורות אנרגיה מתחדשים ומקורות אנרגיה מתכלים.
*93*
במבט חוזר
1. לפניכם איורים המתארים תופעות שונות.
אילו גלגולי אנרגיה מתוארים בכל אחד מהאיורים?
(בספר 9 איורים - היעזר במנחה)
מאוורר פועל
ילד אוכל
קרח ניתך
ילדה ישנה
ענפים מתעופפים ברוח
צמח גדל
מתחממים בדוד שמש
נר דולק
מים נופלים
2. איזה מבין האיורים שבסעיף 1 אפשר להסביר באמצעות תרשים האנרגיה הבא:
אנרגיה כימית בחומרי דלק (חץ) הפכה (חץ) לאנרגיית אור ולחום
*94*
3. לפניכם תמונות המתארות התרחשות של תופעות.
תארו בתרשים את גלגולי האנרגיה.
(בספר 5 תרשימים - היעזר במנחה)
חימום מים בקומקום חשמלי
אנרגיה חשמלית (חץ) הפכה (חץ) לחום
בישול קפה על המדורה בקומזיץ
-- (חץ) -- (חץ) --
אפיית עוגה בתנור חשמלי
-- (חץ) -- (חץ) --
מטוס טס
-- (חץ) -- (חץ) --
סירת מנוע שטה בים
-- (חץ) -- (חץ) --
*95*
4. איזה מקור אנרגיה אנו מנצלים לביצוע כל אחת מהפעולות הבאות: להאיר בנר, לטפס על הר, לחמם מים, לנסוע באוטובוס, לייבש כביסה, להשיט סירת מפרש. היעזרו במחסן מקורות האנרגיה.
מחסן מקורות האנרגיה: אנרגיית השמש, אנרגיה כימית שבשרירים, אנרגיית התנועה של הרוח, אנרגיית התנועה של המים, אנרגיה כימית שבחומרי דלק.
5. רשות: לאחרונה החלו לייצר מכונית היברידית.
א. פנו למקורות מידע והסבירו מהי מכונית היברידית.
ב. על איזה צורך (או צרכים) עונה המכונית ההיברידית?
ג. איזה יתרון (או יתרונות) יש למכונית ההיברידית לעומת מכונית רגילה?
ד. אילו הייתם יצרני מכוניות היברידיות... כתבו טיעון שמטרתו לשכנע את הצרכנים לעבור למכוניות היברידיות.
שימו לב: כתיבת הטיעון כוללת שני מרכיבים: טענה ונימוקים שתומכים בטענה.
*96*
פרק שני: חשמל בשירות האדם
יש חשמל!!!
תחנת החשמל הראשונה בעולם החלה את פעולתה בשנת 1883 ביישוב ברוקטון שבמדינת מסצ'וסטס שבארצות הברית.
זו הייתה הפעם הראשונה שבה הוקמה תחנת חשמל אמינה ויעילה אשר הצליחה לספק אנרגיה חשמלית לצרכים של יישוב שלם. על פי עקרון הפעולה של תחנת חשמל זו נבנו ברחבי העולם תחנות חשמל רבות מאוד.
תחנת החשמל היא אחת ההמצאות החשובות בתרבות האנושית ועד היום היא ממשיכה להשפיע מאוד על אורח החיים של אנשים ברחבי העולם. לצערנו, לשימוש בהמצאה זו יש מחיר סביבתי כבד.
כיצד השפיעה המצאת תחנת החשמל על החברה ועל הסביבה?
*97*
בעקבות הלמידה - נדע...
- להסביר את החשיבות שיש לאנרגיה החשמלית לחברה ולתרבות שבה אנו חיים;
- לתאר דרכים שונות להפקת אנרגיה חשמלית;
- לתאר סוגים של תחנות חשמל ולהסביר את היתרונות ואת החסרונות בשימוש בכל אחת מהן;
- לתאר פתרונות לצמצום המחיר הסביבתי הכרוך בהפעלת תחנת חשמל קיטורית;
- להסביר את הגורמים לעלייה בצריכת החשמל, את ההשלכות הסביבתיות הנובעות מכך ואת הפתרונות האפשריים להקטנת הצריכה.
מושגים שנלמד
אנרגיה חשמלית, תא סולרי, סוללה, מחולל;
סוגים של תחנות חשמל: קיטורית, הידרואלקטרית, טורבינת רוח;
צריכת חשמל, חשבון חשמל, מונה חשמל.
מיומנויות שנפעיל
- ביצוע ניסויים ותצפיות;
- העברה מן הדגם אל המציאות;
- תיאור תהליכים בעזרת תרשימים וניתוחם;
- כתיבת הסברים המבוססים על ראיות ועל נימוקים;
- השוואה בין אפשרויות וקבלת החלטות.
*98*
אנרגיה חשמלית - היכן?
השימוש באנרגיה חשמלית, שהחל לפני יותר ממאה שנה, שיפר לאין שיעור את איכות החיים של האדם ואת רמתם. אילו שימושים אנו עושים באנרגיה חשמלית ואיזו תועלת מביא השימוש בה לאדם?
משימה: חוקרים ומגלים
אנרגיה חשמלית
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר שימושים באנרגיה חשמלית ואת התועלת שהשימוש בה מביא לאדם.
1. ערכו סיעור מוחות והעלו שימושים רבים ככל האפשר באנרגיה חשמלית.
2. מיינו את השימושים לפי סוג השימוש (למשל, עיבוד מידע).
3. מיינו את השימושים לפי תחומי החיים (למשל, תחום הבריאות).
4. היעזרו במיונים שערכתם וסכמו:
א. אילו סוגי שימושים אנו עושים באנרגיה חשמלית?
ב. באילו תחומי חיים אנו משתמשים באנרגיה חשמלית?
5. הביעו דעה: האם אפשר בלי אנרגיה חשמלית? הביאו ראיות (עובדות שבאמצעותן אפשר להוכיח את טענתכם) ונמקו את דעתכם.
(בספר 4 תמונות - היעזר במנחה)
אנרגיה חשמלית:
בבית
ברחוב
בבית החולים
במפעל
*99*
קוראים, כותבים ומבינים: הפסקת חשמל בניו יורק
קראו את קטע המידע " הפסקת חשמל בניו יורק" (עמודים 100-99) והשיבו על השאלות שבעמוד 101.
ביום קיץ חם, ב-31 ביוני 1977 בשעה 21:30, פגע ברק במרכיב של תחנת החשמל בעיר הענקית ניו יורק. הפגיעה גרמה לשריפה של חוטי החשמל. תחנת החשמל שסיפקה את האנרגיה החשמלית לעיר ניו יורק הפסיקה לפעול. עשרה מיליון בני אדם נותרו ללא חשמל במשך תשע שעות. האם אתם יכולים לדמיין לעצמכם מה קרה בעיר?
הרמזורים חדלו לעבוד, הכבישים נסתמו בפקקי תנועה אדירים, האנשים נטשו את מכוניותיהם והחלו לצעוד ברחובות החשוכים לכיוון הבית. הם לא יכלו אפילו להיעזר ברכבת התחתית, כי גם זו נתקעה, ואיתה אלפי אנשים שנשארו כלואים במנהרה האפלה. היחידים שהצליחו להתמצא איכשהו היו העיוורים, והפעם לשם שינוי, הם הובילו את הפקחים.
האנשים המאושרים שהצליחו להגיע הביתה נתקלו בקושי חדש: המעליות לא פעלו, וזה לא פשוט לטפס ברגל למרומי גורדי השחקים (בניינים גבוהים מאוד) של ניו יורק. אנשים רבים נתקעו בתוך המעליות במשך תשע שעות, ללא מזון ומים, ללא שירותים, במחנק (מערכת האוורור לא פעלה), בקושי היה מקום לשבת על הרצפה.
(בספר תמונה)
ניו יורק
*100*
באחד מבתי החולים אחד המשיך רופא לנתח חולה לאור נרות... ומה אירע לכל האנשים במחלקות בבתי החולים שהיו מחוברים באותו זמן למכונות ההנשמה, לקוצבי לב ולשאר המכשירים שהחיים תלויים בהם?
ילדים נתקעו במרומי הגלגל הענק בלונה פארק. שעה ארוכה עבדו עד שהצליחו לחלץ אותם משם, תוך סכנת נפשות. שדה התעופה הפסיק לקלוט טיסות והמטוסים הופנו לנחיתה בערים השכנות.
המזגנים הפסיקו לצנן וחום מחניק שרר בבתים ובמשרדים. אי אפשר היה אפילו לשתות כוס מים, משום שמשאבות המים החשמליות הפסיקו לספק מים לבניינים. אי אפשר היה לטלפן כדי להודיע ולהזעיק עזרה כי מרכזיית הטלפונים לא קיבלה אספקת חשמל. בחלקים אחדים של העיר התארגנו האנשים ועזרו זה לזה, ואילו בחלקים אחרים ניצלו התושבים את החשכה, פרצו לחנויות ובזזו אותן.
החיים בעיר ניו יורק נעצרו. אילו הייתה התקלה נמשכת יום נוסף, הייתה נפגעת כל מערכת התברואה. הביוב היה נסתם וערימות האשפה היו גורמות למגפות (מחלות שמתפשטות) קשות. עוד יומיים ללא אנרגיה חשמלית, יתכן שהיה צריך לפנות את כל תושבי ניו יורק, ולהכריז על אחת הערים הגדולות בעולם כעל עיר במצוקה.
(בספר תמונה)
ניו יורק
*101*
שאלות
1. בעקבות הפסקת החשמל בעיר ניו יורק אנשים נתקלו בבעיות רבות. היעזרו בתיאורים שמופיעים בקטע המידע ונסחו לפחות חמש בעיות.
שימו לב: השתמשו במילות שאלה כמו "איך" ו"כיצד" בניסוח הבעיות. דוגמה: כיצד להגיע לדירות שנמצאות בקומות הגבוהות מאוד של הבניין?
2. לכל אחת מהבעיות שרשמתם, רשמו האם אפשר היה לפתור את הבעיה ללא חשמל?
א. אם מצאתם פתרון, הסבירו: האם הוא עדיף על שימוש בחשמל.
ב. אם לא מצאתם פתרון, הסבירו כיצד לדעתכם השפיעה הבעיה על האנשים.
3. הפסקת החשמל בעיר ניו יורק התרחשה בשנת 1977. אם בימינו תתרחש הפסקת חשמל במשך שעות רבות, כיצד עלול הדבר להשפיע עלינו?
שערו: אילו פעולות לא תוכלו לעשות בעקבות הפסקת החשמל וכיצד הדבר ישפיע עליכם?
4. רשות: בחרו באחד מתחומי החיים (למשל, מפעל בתעשייה) ושערו: אילו פעולות אי אפשר יהיה לעשות בעקבות הפסקת החשמל ומי יכולים להיות מושפעים מכך?
*102*
הפקת חשמל
אנחנו מנצלים לצרכים שלנו סוגי אנרגיה שמפיקים ממקורות אנרגיה טבעיים דוגמת אנרגיית האור של השמש, אנרגיה כימית שבחומרי דלק, אנרגיית התנועה של הרוח ועוד.
אנו מנצלים גם אנרגיה חשמלית. אנרגיה חשמלית נמצאת בטבע אבל זו בדרך כלל אינה זמינה ולכן כמעט לא מנצלים אותה.
(בספר איור - היעזר במנחה)
- אם האנרגיה החשמלית שבטבע אינה זמינה לנו, אז איך בכל זאת יש לנו חשמל?
- אני משערת שהאדם למד להפיק אנרגיה חשמלית.
היודעים אתם ש...
אנרגיה חשמלית בטבע
חשמל סטטי
האם אי פעם, כשפשטתם סוודר, שמעתם "פצפוצים", והסוודר נדבק כביכול לבגד שמתחתיו? או אולי העברתם כמה פעמים ברציפות מסרק פלסטי בשיער, ואחר כך קירבתם אותו לפיסות נייר קטנות והן נמשכו אליו?
שתי תופעות אלה הן דוגמאות לחשמל סטטי. חיכוך בין חפצים עשוי לפעמים להטעין את הגופים ב"חשמל סטטי". הגוף הטעון מושך אליו חפצים קלים.
כמות האנרגיה החשמלית שבחשמל הסטטי נמוכה מאוד, ולכן את מוצרי החשמל שבהם אנו משתמשים בחיי היומיום אי אפשר להפעיל בחשמל סטטי.
מילון
זמין: שאפשר להשתמש בו או להשיגו בקלות.
*103*
הברק
הברק הוא ניצוץ חשמלי אדיר הנוצר כאשר חשמל סטטי עובר מענן לענן או מענן לקרקע. דרכו של הברק יכולה להתארך עד שמונה קילומטרים וכמות האנרגיה החשמלית שבו גדולה מאוד. בשל עוצמתו הרבה עלולה פגיעת ברק לגרום נזקים כבדים. גם אם היה מתקן מתאים לכליאת ברק במקום פגיעתו, על מנת לנצל את האנרגיה העצומה שבו, לא יהיה המתקן בשימוש כי אי אפשר לדעת מתי והיכן יפגע הברק הבא. עד היום לא הצליחו לנצל את האנרגיה החשמלית העצומה של הברק לשימוש בחיי היומיום.
חשמל בגופם של בעלי חיים
חשמל מיוצר בגופם של בעלי חיים. למשל, חשמל מצוי בגופם של דגים טורפים החיים בקרקעית הים הנקראים חשמלנים. גופם השטוח עוזר להם לרבוץ על הקרקעית ולארוב לטרף. בעל חיים (למשל, דג) שנוגע בדג מתחשמל, וכך קל לדג לטרוף אותו.
גם גוף האדם מייצר חשמל בכמות קטנה. למשל, בזמן ההתכווצויות של לב או בזמן פעילות של המוח מייצר הגוף אותות חשמליים. ברפואה קיימים מכשירים שרושמים את האותות החשמליים. באמצעות רישום האותות הללו, הרופאים יכולים לבדוק את תקינות פעולתם של איברים חיוניים אלה.
(בספר 3 תמונות - היעזר במנחה)
אנרגיה חשמלית בטבע:
ברק
צלופח חשמלי
מכשיר א.ק.ג.
*104*
דרכים להפקת אנרגיה חשמלית
אנו משתמשים באנרגיה חשמלית להפעלת מוצרי חשמל רבים ומגוונים.
אנו משתמשים במקורות אנרגיה שונים להפקת אנרגיה חשמלית.
באילו דרכים מפיקים אנרגיה חשמלית?
משימה: חוקרים ומגלים
מפיקים חשמל
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר דרכים שונות להפקת אנרגיה חשמלית.
חלק א: סוללה חשמלית
ציוד: חצי לימון, מד-זרם רגיש (מיקרו-אמפרמטר), פס נחושת, פס אבץ, שני חוטי חשמל
שערו והסבירו: כיצד אפשר להפיק חשמל בעזרת הציוד שלפניכם?
1. הכניסו את פסי המתכת לתוך הלימון מבלי שייגעו זה בזה.
2. היעזרו בחוטי חשמל וחברו את הקצוות שנותרו בחוץ אל מד-הזרם הרגיש.
3. תארו: מה קורה למחוג של מד-הזרם הרגיש?
4. הסיקו: האם נוצר זרם חשמלי? לפי מה הסקתם? הביאו ראיות.
5. שערו: מה גרם להתרחשות של הזרם החשמלי?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
מילון
מד-זרם: מכשיר למדידת העוצמה של זרם חשמלי. מד-זרם רגיש יכול למדוד עוצמת זרם נמוכה מאוד. בעזרת מד-הזרם אפשר לגלות אם עובר זרם חשמלי במעגל החשמלי וכן למדוד את עוצמתו.
*105*
יישום טכנולוגי
סוללה חשמלית
בפעילות בניתם סוללה חשמלית פשוטה. עד היום משמשות אותנו סוללות שפועלות על פי אותו עיקרון. למשל, יש סוללות שמכילות אבץ ופחם הפועלים בדומה לשני פסי המתכת שהכנסתם ללימון. בתוך הסוללה נמצא חומר שתפקידו זהה לזה של מיץ הלימון. קיימות גם סוללות שמכילות צירוף אחר של מתכות.
(ספר איור - היעזר במנחה)
אבץ (בסיס הסוללה)
מילוי עשוי מחומר משחתי
ציפוי פלסטיק
מוט פחם (ראש הסוללה)
אנרגיה כימית (חץ) הפכה (חץ) לאנרגיה חשמלית
בסוללה מתרחש תהליך בו אנרגיה כימית הופכת לאנרגיה חשמלית. הודות לאנרגיה החשמלית במעגל עובר זרם חשמלי.
הסוללה נוחה לשימוש משום שאינה מחוברת לרשת החשמל. הסוללה מספקת זרם חשמלי קטן ולכן היא בטוחה בשימוש. אך אין היא יכולה לספק אנרגיה חשמלית להפעלת מכשירי חשמל כמו מכונת כביסה או מקרר - וזה חסרונה.
הסוללה מתכלה בסופו של דבר. הצטברות של סוללות באתרי פסולת עלולה לגרום לזיהום הסביבה בגלל החומרים הרעילים המצויים בתוכן. לכן, חשוב ביותר לאסוף סוללות משומשות ולהעבירן לאתרי איסוף פסולת מתאימים.
*106*
שאלות
1. השוו את מבנה הסוללה מלימון למבנה של סוללה חשמלית. בדקו: במה הן דומות? במה הן שונות?
הסיקו: מה למדתם מההשוואה?
2. ערכו רשימה של מכשירי חשמל המופעלים בביתכם באמצעות סוללות חשמליות. רשמו ליד כל מכשיר מהי הסיבה שמעדיפים להפעיל אותו באמצעות סוללות.
3. האם אפשר להפעיל מזגן, מכונת כביסה או תאורה של עיר באמצעות אנרגיה חשמלית המופקת מ"סוללות לימון" או מסוללות אחרות? הסבירו את התשובה.
4. סכמו: אילו יתרונות ואילו חסרונות יש לשימוש בסוללה כמקור אנרגיה חשמלית? הביאו ראיות מניסיונכם בחיי היומיום.
היודעים אתם ש...
הסוללה של אלסנדרו וולטא
בסוף המאה ה-19, המציא מדען בשם אלסנדרו וולטא את הסוללה החשמלית הראשונה. הסוללה הכילה שתי מתכות שונות ומי מלח. סוללה כזו יצרה זרם חשמלי חלש מאוד, אבל צירוף של כמה יחידות, צמודות זו לזו, יצר זרם חשמלי חזק יותר.
(בספר תמונה)
הסוללה של וולטא
סוללות נטענות
יש סוללות שאפשר לטעון מחדש באמצעות מכשיר הנקרא מטען. סוללות כאלה נקראות סוללות נטענות. קיימים סוגים רבים של סוללות נטענות וקיים מגוון רחב של מכשירים שנעשה בהם שימוש בסוללות אלה: טלפונים ניידים, מחשבים ניידים, מצלמות ועוד.
תחנות הטענה
לאחרונה החלו לייצר מכוניות הפועלות באמצעות סוללות חשמליות רבות עוצמה שאפשר לטעון אותן בתחנות הטענה מיוחדות. תחנות הטענה אלה יוכלו להחליף בעתיד את תחנות הדלק שמספקות חומרי דלק לכלי התחבורה (בנזין, סולר).
(בספר תמונה)
מכונית חשמלית
*107*
חלק ב: תא סולרי (תא שמש)
ציוד: מד-זרם רגיש (מיקרו-אמפרמטר), תא סולרי, שני חוטי חשמל
שערו והסבירו: כיצד אפשר להפיק חשמל בעזרת הציוד שלפניכם?
1. חברו את התא הסולרי בעזרת חוטי חשמל אל מד-הזרם הרגיש.
2. כסו את התא הסולרי.
3. תארו: האם קרה משהו למחוג של מד-הזרם הרגיש?
4. האירו את התא הסולרי פעם באור שמש ופעם באור נורה.
5. תארו: האם קרה משהו למחוג של מד-הזרם הרגיש?
6. הסיקו: האם נוצר זרם חשמלי? לפי מה הסקתם? הביאו ראיות.
יישום טכנולוגי
תא סולרי
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
בפעילות הפעלתם תא סולרי. תא סולרי הוא מתקן שבאמצעותו מפיקים אנרגיה חשמלית מאור השמש. בתא סולרי אנרגיית אור השמש הופכת לאנרגיה חשמלית. הודות לאנרגיה החשמלית עובר במעגל זרם חשמלי.
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
אנרגיית אור השמש (חץ) הפכה (חץ) לאנרגיה חשמלית
*108*
הפקת אנרגיה באמצעות תא סולרי אינה מלווה בזיהום סביבתי. תא סולרי מספק זרם חשמלי קטן וזה חסרונו. לכן בדומה לסוללה אין הוא יכול לספק אנרגיה חשמלית, למשל, לצרכים השונים של עיר גדולה.
שימושים בתא סולרי:
- בצמתים שבכבישים בין-עירוניים אפשר לראות מתקני תאורה המופעלים על ידי תאים סולריים. למשל, בתחנות לאיסוף חיילים. מתקנים אלה קולטים את אנרגיית אור השמש במהלך היום. אנרגיית אור השמש הופכת לאנרגיה חשמלית ונאגרת במצבר (סוללה נטענת). בשעות החשכה משמשת האנרגיה החשמלית שנצברה במצבר להפעלת התאורה.
- מנצלים תאים סולריים כמקור לאנרגיה בחלליות. החלליות נעות בחלל וקולטות את אנרגיית אור השמש לצורך הפקת חשמל. בחלליות יש תאים סולריים רבים.
- מנצלים תאים סולריים להפעלת מחשבוני כיס כאשר מפנים אותם למקור אור.
- מערכות גדולות של תאים סולריים משמשות להפקת חשמל לשימוש ביתי או להעברה לחברת החשמל.
שאלות
1. ערכו רשימה של מכשירי חשמל (בבית ומחוץ לבית) שפועלים באמצעות תא סולרי. רשמו ליד כל מכשיר - מהי הסיבה שמעדיפים להפעיל אותו באמצעות תא סולרי.
2. אילו יתרונות ואילו חסרונות יש לשימוש בתא סולרי כמקור של אנרגיה חשמלית? הביאו ראיות מניסיונכם בחיי היומיום.
(בספר 3 תמונות - היעזר במנחה)
שימושים בתא סולרי:
תא סולרי בצמתים
תא סולרי בחללית
תא סולרי במחשבון
*109*
חלק ג: מחולל חשמל (גנרטור)
ציוד: סליל של חוטי חשמל, מגנט מוט, מד-זרם רגיש (מיקרו-אמפרמטר), שני חוטי חשמל
שערו והסבירו: כיצד אפשר להפיק חשמל בעזרת הציוד שלפניכם?
1. חברו את קצות הסליל בעזרת חוטי החשמל אל מד-הזרם הרגיש.
2. התבוננו במד-הזרם הרגיש. על מה מורה המחוג?
3. החזיקו את הסליל והניעו את המגנט בחלל הסליל בתנועות הלוך ושוב.
4. התבוננו במד-הזרם הרגיש בזמן התנועה של המגנט. תארו מה קורה.
5. הסיקו: האם עבר זרם במעגל החשמלי? כיצד אתם יודעים זאת?
6. בדקו אפשרויות נוספות ליצירת זרם חשמלי כמפורט בטבלה.
אפשרויות, תוצאות (מה מראה מד-הזרם?), מסקנות (האם זורם זרם חשמלי במעגל?)
א. הסליל במנוחה, המגנט במנוחה, --, --
ב. הסליל במנוחה, המגנט בתנועה בחלל הסליל, --, --
ג. הסליל בתנועה, המגנט במנוחה בחלל הסליל, --, --
ד. הסליל בתנועה, המגנט בתנועה בכיוון מנוגד בחלל הסליל, --, --
7. נסחו את העיקרון של יצירת זרם חשמל שהכרתם בניסוי זה.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*110*
יישום טכנולוגי
מחולל חשמל (גנרטור)
בפעילות יצרתם זרם חשמלי בעזרת תנועת הלוך ושוב של מגנט בתוך סליל של חוטי חשמל. על עיקרון זה מושתתת הפעולה של מחולל חשמל (גנרטור).
מחולל הוא מכונה שבאמצעותה מפיקים אנרגיה חשמלית.
כיצד מפיקים חשמל באמצעות המחולל?
לפניכם דגם של מחולל חשמל ידני:
1. זהו במחולל הידני את סליל חוטי הנחושת ואת המגנט (הוכיחו שזה מגנט).
2. שערו: מה יקרה לנורה אם תסובבו את ידית המחולל?
3. סובבו את ידית המחולל. מה קרה לנורה?
4. איזה יתרון יש להנעת הסליל באמצעות גלגל לעומת הנעה של המגנט בתוך הסליל באמצעות היד?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
מחולל חשמל ידני
*111*
במחולל הידני התרחשו כמה גלגולי אנרגיה: אנרגיה כימית שבשרירים הפכה לאנרגיית תנועה וזו הפכה לאנרגיה חשמלית.
הודות לאנרגיה החשמלית עבר זרם חשמלי במוליכים. הזרם החשמלי גרם להתלהטות חוט הלהט של הנורה. כך אנרגיה חשמלית הפכה לחום ולאנרגיית אור.
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
אנרגיה כימית שבשרירים (חץ) הפכה (חץ) לאנרגיית תנועה (חץ) הפכה (חץ) לאנרגיה חשמלית (חץ) הפכה (חץ) לחום ולאנרגיית אור
היודעים אתם ש...
דינמו
דינמו הוא מחולל פשוט. דינמו משמש אותנו למשל לתאורה בפנס האופניים. הרוכב/ת מסובב/ת את גלגל האופניים, אליו מחובר ראש הסליל של הדינמו. הסליל מסתובב בין קטביו של המגנט, ובעקבות כך מתרחש גלגול אנרגיה: האנרגיה הכימית שבשרירי הרגליים הופכת לאנרגיה חשמלית בחוטי החשמל. הזרם החשמלי הנוצר גורם להתחממות חוט הלהט של הנורה ולהתלהטותו. כך האנרגיה החשמלית הופכת לחום ולאנרגיית אור.
(בספר תמונות)
דינמו
סליל חוטי חשמל
מגנט
מייקל פאראדיי
מייקל פאראדיי היה מדען אנגלי שחי בשנים 1867-1791. פאראדיי חקר תופעות רבות, ובעיקר את המגנט ותופעות חשמליות. פאראדיי המציא את הגנרטור (מחולל) המפיק אנרגיה חשמלית בעזרת מגנט וסליל.
(בספר תמונה)
*112*
תחנת החשמל
תחנות החשמל הן מפעלים להפקת אנרגיה חשמלית. המחולל (גנרטור) הוא "הלב" של תחנות החשמל. בתחנת החשמל יש מחולל ענק (גנרטור) שמורכב ממגנט ומסליל נחושת. כדי להפיק אנרגיה חשמלית באמצעות המחולל יש לסובב את המגנט שבמחולל באמצעות גלגל.
הגלגל שמסובב את המחולל נקרא טורבינה. הטורבינה נראית כגלגל כפות ענקי, מעין שבשבת גדולה. הטורבינה מחוברת באמצעות ציר למגנט של המחולל. כאשר מכים בכפות הטורבינה, היא מסתובבת וגורמת לציר שאליו מחובר המגנט להסתובב. המגנט מסתובב בתוך הסליל וכך מופקת אנרגיה חשמלית.
באילו דרכים אפשר לסובב את הטורבינה שמחוברת בציר אל המחולל הענק?
משימה: חוקרים ומגלים
כיצד מפיקים חשמל בתחנות החשמל?
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר דרכים שבאמצעותן אפשר לסובב את הטורבינה בתחנת החשמל.
- להסביר כיצד דרכים אלה מיושמות בתחנת החשמל.
חלק א: האם רוח יכולה לסובב גלגל?
ציוד: שבשבת רוח
1. נשפו על השבשבת. תארו מה קרה לה.
2. העמידו את השבשבת ברוח. תארו מה קורה לה.
3. הסבירו: מה גורם לשבשבת להסתובב? איזה מקור אנרגיה הפעיל את השבשבת?
4. תארו את תהליך גלגול האנרגיה שהתרחש באמצעות תרשים האנרגיה.
5. שערו: אילו שימושים יכולים להיות לשבשבת רוח?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
מילון
טורבינה: גוף מסתובב.
*113*
יישום טכנולוגי:
טורבינת רוח
יש תחנות חשמל שבהן מנצלים את אנרגיית התנועה של הרוח כדי להפיק אנרגיה חשמלית. תחנות אלה מכונות טורבינות רוח. בתחנות אלה אנרגיית התנועה של הרוח עוברת לאנרגיית התנועה של הטורבינה וזו הופכת לאנרגיית תנועה של המחולל שהופכת לאנרגיה חשמלית.
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
אנרגיית התנועה של הרוח (חץ) עברה (חץ) לאנרגיית התנועה של הטורבינה (חץ) עברה (חץ) לאנרגיית התנועה של המחולל (חץ) הפכה (חץ) לאנרגיה חשמלית
בארצנו יש טורבינות רוח, למשל ברכס יודפת שבגליל וכן ברמת הגולן. לתחנות חשמל אלה יש יתרונות אחדים: הן אינן מזהמות את הסביבה בעשן ובחומרים מזהמים אחרים, לכן הן נחשבות ידידותיות לסביבה. אנרגיית התנועה של הרוח היא מקור אנרגיה מתחדש והשימוש במקור זה אינו מביא להתכלותו.
לתחנות חשמל אלה יש חסרונות אחדים: כדי להפיק כמות אנרגיה גדולה יש להציב תחנות חשמל רבות כאלה על פני שטחים נרחבים מאוד. "יער" של טורבינות רוח מכער את הנוף ועלול לפגוע בציפורים. אי אפשר להפעיל טורבינות רוח במקומות שאין בהן רוח קבועה הנושבת בעוצמה רבה.
שאלות
לפניכם תרשים של טורבינת רוח המופיע בהדמיה של תחנת חשמל טורבינת רוח באתה מתח גבוה:
http://science.cet.ac.il/science/electricity/energy/wind.asp
1. עיינו בתרשים (וגם בהדמיה שבאתר) והשיבו: איזה מרכיב נע באמצעות הרוח ומהו תפקידו בתהליך הפקת החשמל?
2. תארו בכתב או בתרשים את תהליך הפקת האנרגיה החשמלית בתחנת חשמל זו.
3. תארו את החסרונות ואת היתרונות שיש להפקת אנרגיה חשמלית בעזרת טורבינת רוח.
(בספר איור- היעזר במנחה)
(המשך הפרק בכרך הבא)
סוף כרך שני
(המשך "אנרגיה בפעולה: פרק שני: חשמל בשירות האדם")
*114*
חלק ב: האם מים יכולים לסובב גלגל?
ציוד: גלגל מים, קערה, משפך עם מים
1. העמידו את גלגל המים בתוך קערה. שפכו מים על גלגל המים. תארו מה קרה לגלגל.
2. הסבירו: מה גרם לגלגל להסתובב? איזה מקור אנרגיה הפעיל את גלגל המים?
3. תארו את תהליך גלגול האנרגיה שהתרחש באמצעות תרשים האנרגיה.
4. שערו: אילו שימושים יכולים להיות לגלגל מים?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
יישום טכנולוגי:
תחנת חשמל הידרואלקטרית
יש תחנות חשמל שבהן מנצלים את אנרגיית התנועה של המים כדי להפיק אנרגיה חשמלית. תחנות אלה מכונות: תחנות חשמל הידרואלקטריות (הידרו שווה מים, אלקטרו שווה חשמל). בארצות שבהן יש נהרות שספיקת המים בהם גדולה נוהגים לאגור מים באגני אגירה גדולים בעזרת סכרים. למרגלות הסכרים בונים תחנות חשמל שהטורבינה שלהן מונעת באמצעות אנרגיית התנועה של המים.
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
אנרגיית התנועה של המים (חץ) עברה (חץ) לאנרגיית התנועה של הטורבינה (חץ) עברה (חץ) לאנרגיית התנועה של המחולל (חץ) הפכה (חץ) לאנרגיה חשמלית
תחנות חשמל שמנצלות את אנרגיית התנועה של המים להפקת אנרגיה חשמלית אינן מזהמות את הסביבה. לכן הן נחשבות ידידותיות לסביבה.
הודות למחזור המים שבטבע, אנרגיית התנועה של המים היא מקור אנרגיה מתחדש והשימוש במקור זה אינו מביא להתכלותו. להקמת תחנת חשמל כזו יש גם חסרונות: הקמתה תלויה בהימצאות נהרות שספיקת המים בהם גדולה ובאגנים גדולים לאגירת מים. לעתים ההקמה של תחנות החשמל כרוכה בפגיעה בנופי טבע.
(בספר תמונה)
טורבינות מים בסכר
*115*
שאלות
לפניכם תרשים של תחנת חשמל שמופעלת על ידי אנרגיית תנועה של מים. התרשים מופיע בהדמיה של תחנת חשמל הידרואלקטרית באתר מתח גבוה:
http://science.cet.ac.il/science/electricity/energy/water.asp
(בספר איור - היעזר במנחה)
1. עיינו בתרשים (וגם בהדמיה שבאתר) והשיבו: איזה מרכיב בתחנת החשמל נע בעזרת המים ומהו תפקידו בתהליך הפקת החשמל?
2. תארו בכתב או בתרשים את תהליך הפקת האנרגיה החשמלית בתחנת חשמל זו.
3. תארו את היתרונות ואת החסרונות שיש להפקת אנרגיה חשמלית בתחנת חשמל הידרואלקטרית.
היודעים אתם ש...
תחנות הידרואלקטריות בישראל
- תחנת החשמל הראשונה שהוקמה בארץ בשנת 1931 בנהריים, ניצלה את אנרגיית התנועה של המים הנופלים של אחד מיובלי הירדן כדי להפיק את החשמל. תחנה זו אינה פעילה עוד.
- כ- מדרום לגשר בנות יעקב, הוקמה בישראל, בשנת 1991, לאורך קטע מן הירדן ההררי, תחנת חשמל הידרואלקטרית המנצלת את זרימת המים החזקה להפקת חשמל.
(בספר תמונה)
תחנת החשמל הראשונה בישראל
*116*
(בספר איור - היעזר במנחה)
-אילו מקורות אנרגיה, נוסף על מים בתנועה ועל רוח, יכולים לסובב גלגל?
חלק ג: האם קיטור יכול לסובב גלגל?
בטיחות!
ההדגמה חייבת להיעשות בהשגחת מבוגר/ת. אל תעמדו קרוב מדי!
ציוד: גזייה, בקבוק קוני המכיל מים, פקק לבקבוק עם צינורית זכוכית, חצובה, רשת לחצובה, שבשבת
1. העמידו את מערכת הניסוי כמתואר בתמונה.
2. הרתיחו את המים שבכלי. קרבו את השבשבת לפיית הכלי והמתינו.
3. התבוננו בשבשבת. רשמו: מה קרה לשבשבת כשהקיטור פגע בה?
4. תארו את תהליך גלגול האנרגיה שהתרחש בניסוי באמצעות תרשים האנרגיה.
5. שערו: אילו שימושים יכולים להיות לקיטור?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
מילון
קיטור: פרץ של אדי מים חמים מאוד מבעד לפתח צר.
*117*
יישום טכנולוגי
תחנת חשמל קיטורית
יש תחנות חשמל שבהן מנצלים את אנרגיית התנועה של הקיטור לסיבוב הטורבינה. תחנות חשמל אלה נקראות תחנות חשמל קיטוריות. כיצד מפיקים קיטור בתחנת החשמל?
את הקיטור מפיקים ממים. מחממים את המים באמצעות החום שמשתחרר משריפה של חומרי דלק דוגמת הפחם והמזוט. את חומרי הדלק שורפים בתוך תא שריפה שעטוף בצינורות מלאים במים. המים שבצינורות מתחממים והופכים לקיטור. הקיטור שנפלט מסובב את הטורבינה וזו מסובבת את המחולל. את הקיטור שסובב את הטורבינה מעבים חזרה למים במצב צבירה נוזל. מים אלה מוחזרים לצינורות המים שבתא השריפה לשימוש חוזר.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
תחנת החשמל בחדרה
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
אנרגיית התנועה של הקיטור (חץ) עברה (חץ) לאנרגיית התנועה של הטורבינה (חץ) עברה (חץ) לאנרגיית התנועה של המחולל (חץ) הפכה (חץ) לאנרגיה חשמלית
*118*
שאלות
לפניכם תרשים של תחנת חשמל פחמית-קיטורית (שמופעלת על ידי קיטור). צפו גם בהדמיה של תחנת חשמל קיטורית באתרים הבאים:
- אתר מתח גבוה:
http://science.cet.ac.il/science/electricity/station/home.asp
- אתר אופק במדע ובטכנולוגיה:
http://ofek.cet.ac.il
נושא מדעי החומר: אנרגיה, תת נושא אנרגיית חשמל.
(בספר איור - היעזר במנחה)
חתך של תחנת חשמל פחמית-קיטורית
ארובה, דוד שריפה/קיטור, הטורבינה, המחולל, חדר הבקרה, המעבה, מזח פריקה לאוניות המובילות פחם
1. עיינו בתרשים (וגם בהדמיה שבאתר) והשיבו: אילו רכיבים בתחנת חשמל קיטורית מייצגים הרכיבים של מערכת הניסוי (עמוד 116)? הכינו טבלה דומה במחברת וכתבו בה את התשובה.
רכיבים במערכת הניסוי, רכיבים בתחנת חשמל קיטורית, תפקיד הרכיבים
א. גזייה, --, --
ב. בקבוק הקוני, --, --
ג. הקיטור הפורץ מצינורות הזכוכית, --, --
ד. השבשבת, --, --
2. איזה תפקיד יש לכל רכיב בתהליך הפקת החשמל בתחנת חשמל קיטורית? כתבו את התשובה בעמודה השלישית בטבלה.
3. תארו בכתב או בתרשים את תהליך הפקת האנרגיה החשמלית בתחנת חשמל קיטורית.
*119*
שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא
הפקת חשמל מחומרי דלק - לאן?
חומרי הדלק (פחם האבן, מזוט, גז טבעי ואחרים) הם מקורות אנרגיה מתכלים. בארץ ובארצות רבות מאוד בעולם שורפים חומרי דלק כחלק מתהליך הפקת החשמל. הכמות של חומרי הדלק בטבע מוגבלת (כי הם לא נוצרים מחדש) והשימוש המוגבר בהם עלול להביא לבסוף להיעלמותם מן הטבע.
זאת ועוד, בעקבות תהליך השריפה של חומרי הדלק נוצרים תוצרי לוואי כמו עשן, גזים, פיח ואפר. אלה מזהמים את הסביבה ואת האוויר. אחד הגזים שנפלט בתהליך השריפה של חומרי הדלק הוא פחמן דו-חמצני. פליטה מרובה של גז זה לאוויר עלולה לגרום להתחממות כדור הארץ (ראו בשער קשרי קיום). בתחנות חשמל שבהן משתמשים בפחם כחומר דלק מצטברת גם פסולת של אפר הפחם שאף היא מהווה מטרד סביבתי.
כל תחנות החשמל הקיטוריות נמצאות תמיד ליד מקורות מים (ים, אגם, מאגרים). הסיבה לכך היא שבכל התחנות האלה צריך לעבות את הקיטור באמצעות מים שאותם שואבים ממקור המים. בעקבות פעולת הקירור מוחזרים אל מקור המים מים חמים. שינוי בטמפרטורת המים עלול להשפיע על היצורים החיים המתקיימים בהם.
מילון
פיח: החומר המוצק השחור המתקבל כתוצאה מהבעירה של חומרי דלק.
עשן: תערובת של כל הגזים המתקבלים מהבעירה, בתוספת חלקיקי פיח קטנטנים.
אפר: החומר המוצק האפור שנשאר אחרי הבעירה ואשר אינו יכול לבעור עוד.
*120*
אפשר גם אחרת
אפשר להקטין את פליטות המזהמים לסביבה בכמה דרכים:
- מקימים בתחנות החשמל ארובות גבוהות שתפקידן לפזר את המזהמים בשכבות הגבוהות יותר של האוויר. מתקינים בתוכן מתקנים המסננים את העשן הנפלט מהן.
- משתמשים בחומרי דלק איכותיים (שפולטים פחות מזהמים) ומקימים תחנות ניטור למדידת זיהום האוויר בסביבה ליד התחנה.
- חוסכים בחשמל. ככל שנחסוך בחשמל נקטין את צריכת החשמל ואז נקטין גם כמות חומרי הדלק הדרושה להפקת החשמל.
גם אנחנו יכולים להשפיע!
1. העלו רעיונות לדרכים פשוטות שבאמצעותן אתם יכולים לחסוך בחשמל בבית ובבית הספר.
2. פנו לאתר של חברת חשמל (www.israel-electric.co.il) והביאו המלצות לחיסכון בחשמל. למשל:
- איך להפחית את צריכת החשמל של המזגן?
- איך להפחית את צריכת החשמל של התאורה בבית?
- איך לחמם את הבית באופן הטוב ביותר ולשלם פחות?
- איך להשתמש במייבש כביסה ביעילות?
3. הסבירו: מה הקשר בין חיסכון בחשמל לבין השמירה על איכות הסביבה?
מילון
תחנת ניטור: תחנות שמטרתן לשמור שריכוז המזהמים לא יחרוג מהתקן המותר. ניטור פירושו שמירה.
*121*
היודעים אתם ש...
תחנת חשמל סולרית-קיטורית
תחנת חשמל סולרית-קיטורית היא סוג של תחנת חשמל קיטורית שבה אנרגיית השמש הופכת לאנרגיה חשמלית.
אפשר לנצל את אנרגיית השמש לחימום מים כדי להפיק את הקיטור הדרוש להנעת הטורבינה בתחנת החשמל. לשם כך משתמשים במראות (או בעדשות) לריכוז אור לחימום המים.
תחנות חשמל סולריות אינן מזהמות את הסביבה בעשן ובחומרים מזהמים אחרים ולכן הן נחשבות ידידותיות לסביבה. הפעולה של תחנות חשמל אלה תלויה באור השמש ועלות הקמתן גבוהה.
תחנת חשמל גרעינית-קיטורית
את הקיטור הדרוש להנעת הטורבינה אפשר להפיק גם באמצעות אנרגיה גרעינית שנפלטת בתהליכים מיוחדים (ביקוע גרעין האטום) שמתרחשים בתוך כור אטומי (הנקרא גם כור גרעיני). תחנת חשמל כזו נקראת תחנת חשמל גרעינית. בתחנת חשמל גרעינית אנרגיה גרעינית הופכת לאנרגיה חשמלית.
תחנות חשמל גרעיניות אינן מזהמות את הסביבה בעשן ובגזים רעילים, אך השימוש בהן עלול לגרום לזיהום רציני בקרינות שונות וביניהן בקרינה רדיואקטיבית. תקלה בכור אטומי עלולה לגרום לפליטה של קרינה לסביבה. הקרינה אינה נראית ואיננו יכולים לגלות אותה בחושינו, אבל היא מסוכנת מאוד לבריאותנו. בישראל אין תחנות חשמל גרעיניות.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
תחנת חשמל סולרית
תחנת חשמל גרעינית
*122*
תחנת חשמל: טורבינת גז
אפשר לסובב טורבינה גם באמצעות גזים שנפלטים מבעירה של חומרי דלק. לטורבינה הזו קוראים טורבינת גז. בישראל קיימות טורבינות גז אחדות פנים-ארציות (שלא לחוף הים), למשל באתר חגית שליד היישוב יוקנעם וכן באלון תבור. ההקמה של טורבינות הגז נועדה להבטיח אספקת חשמל סדירה ושוטפת לכלל האוכלוסייה בארץ.
(בספר איור - היעזר במנחה)
חתך של טורבינת גז
יניקה של אוויר
סולר או גז טבעי
גזי שריפה
טורבינה
גזי פליטה
מחולל
אנרגיה חשמלית
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
תחנת החשמל באתר חגית
*123*
משימה: חוקרים ומגלים
תחנות חשמל - הדומה והשונה
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר את היתרונות ואת החסרונות שיש לסוגים שונים של תחנות חשמל.
במה דומות ובמה שונות תחנות החשמל הבאות:
- תחנת חשמל: טורבינת רוח
- תחנת חשמל: הידרואלקטרית
- תחנת חשמל: קיטורית
ערכו השוואה לפי ההנחיות הבאות:
1. שרטטו במחברת טבלת השוואה, רשמו במקומות המתאימים את השמות של תחנות החשמל ואת הקריטריונים.
רשימת קריטריונים לדוגמה:
- מקור האנרגיה: אילו מקורות אנרגיה מנצלים להפקת החשמל?
- מבנה: אילו רכיבים עיקריים מצויים בתחנת החשמל?
- עקרון הפקת החשמל: באיזו דרך מופקת האנרגיה החשמלית?
- איכות סביבה: השפעה על איכות הסביבה.
- תוכלו להוסיף קריטריונים נוספים.
2. השלימו בטבלה את המידע המתאים לכל אחת מתחנות החשמל. לצורך זה, היעזרו בקטעי המידע המתאימים שבספר הלימוד וכן במקורות מידע אחרים.
3. בדקו: במה דומות תחנות החשמל זו לזו ובמה הם שונות?
4. הסיקו מסקנות: מה למדתם מן ההשוואה?
אל הרשת
היכנסו לאתר מתח גבוה
http://science.cet.ac.il/science/electricity
1. בחרו בנושא: מקורות אנרגיה.
2. היכנסו לפעילות: מגלגלים אנרגיה.
בחרו מקור אנרגיה: מים, שמש, רוח, והשלימו בכל תרשים את תהליך הפקת האנרגיה.
*124*
כולם צורכים חשמל
בשבילנו החשמל הוא דבר מובן מאליו. אין תחום בחיינו שאין עושים בו שימוש באנרגיה חשמלית. החשמל המופק בתחנות החשמל מתחלק בין קבוצות גדולות של צרכנים. מיהם צרכני החשמל? כמה אנרגיה חשמלית צורך כל אחד מהם?
משימה: חוקרים ומגלים
מי צורך חשמל?
בעקבות הלמידה - נדע...
לתאר כיצד מתחלקת צריכת החשמל בין צרכני החשמל בארץ.
התבוננו בדיאגרמת העמודות שלפניכם.
(בספר שרטוט - היעזר במנחה)
התפלגות צריכת החשמל בין צרכני החשמל בישראל בשנת 2005
ציר אנכי: אחוזי הצריכה
ציר אופקי: צרכנים
ביתי, מסחרי/ציבורי, תעשייה, שאיבת מים, חקלאות, אחר
מקור: משרד התשתיות הלאומיות
1. מה מתארת דיאגרמת העמודות?
2. מה מתאר הציר האופקי של הדיאגרמה?
3. מה מתאר הציר האנכי של הדיאגרמה?
4. מיהם צרכני החשמל? כמה חשמל צורך כל אחד מהם?
5. מיהו צרכן החשמל הגדול ביותר בישראל?
6. מיהו צרכן החשמל השני בגודלו בישראל?
7. חפשו באתר האינטרנט של חברת החשמל (www.israel-electric.co.il) דיאגרמה עדכנית של צריכת החשמל בשנה הנוכחית. השיבו שוב על שאלות 1 עד 6. האם חלו שינויים בצריכת החשמל? אם כן, תארו אותם.
8. מה היתרון בהצגת נתונים על צריכת החשמל בישראל בעזרת דיאגרמה?
9. שערו: אילו גורמים לדעתכם הביאו לשינויים בצריכת החשמל? הסבירו.
*125*
האנרגיה החשמלית שמופקת בתחנות החשמל אינה ניתנת לנו בחינם. כל אחד מצרכני החשמל מקבל חשבון חשמל לתשלום.
בכל בית, מפעל או מוסד ציבורי (גם בבית הספר) מתקינה חברת החשמל מונה חשמל. המונה מסכם את כמות האנרגיה החשמלית שצרכו המכשירים החשמליים. על סמך קריאת המונה, שולחת חברת החשמל חשבון חשמל לצרכנים.
(בספר תמונה)
מונה חשמל
משימה: חוקרים ומגלים
חשבון החשמל
בעקבות הלמידה - נדע...
להסביר מהו חשבון חשמל, לתאר אילו סוגי מידע אפשר להפיק ממנו ולהסביר את מי משרת חשבון החשמל.
1. השיגו חשבון חשמל, עיינו בו ומצאו בו את המידע הבא:
א. מהי תקופת החיוב של חשבון חשמל זה? (חפשו תאריך)
באיזו עונה בשנה נמצאת תקופת החיוב?
ב. כמה ימי חיוב היו בתקופה זו? (חפשו בטבלה)
ג. איזו פעולת חישוב פשוטה יש לעשות כדי למצוא את מספר ימי החיוב?
ד. מהי צריכת החשמל של המשפחה בתקופה זו? (חפשו בטבלה)
ה. כיצד חושבה צריכת החשמל לתקופה זו? הדגימו באמצעות פעולת חישוב.
ו. מהו התשלום עבור צריכת החשמל בלבד? (חפשו בטבלה)
ז. מה סך התשלום לחברת החשמל?
ח. על מה עוד משלמים לחברת החשמל?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
חשבון דו-חודשי (דוגמה)
*126*
2. חפשו בגב חשבון החשמל דיאגרמה (ראו דוגמה) והשיבו:
א. באיזו עונה/חודש הייתה צריכת החשמל הנמוכה ביותר?
ב. באיזו עונה/חודש הייתה צריכת החשמל הגבוהה ביותר?
ג. האם צריכת החשמל משתנה מאוד בעונות השנה השונות? נמקו את תשובתכם.
ד. ממה יכולים לדעתכם לנבוע ההבדלים בצריכת החשמל בין חודשי השנה השונים? הסבירו את תשובתכם.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
התפלגות צריכת החשמל בבית לפי חודשים (דוגמה)
ציר אנכי: צריכת חשמל ביתית
ציר אופקי: חודשים
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה:
http://ofek.cet.ac.il/mada.
1. בחרו בתחום התוכן: אנרגיה.
2. בחרו בנושא: אנרגיית חשמל.
א. היכנסו לפעילות: צורכים חכם.
ב. היכנסו לפעילות: צריכת החשמל של משפחת ישראלי.
ג. בצעו את הפעולות הנלוות.
(בספר איור)
*127*
משימה: חוקרים ומגלים
התפתחות הביקוש לחשמל
בעקבות הלמידה - נדע...
לאתר מגמות עתידיות בצריכת חשמל בישראל.
(בספר שרטוט - היעזר במנחה)
תחזיות לביקוש אנרגיה חשמלית בישראל
ציר אנכי: צריכת חשמל במיליוני קוט"ש
ציר אופקי: שנים (2002, 2005, 2010, 2015, 2020, 2025)
קטגוריות: מסחר ושירותים (כחול), בתים (אדום), שאיבת מים (כתום), חקלאות (ירוק), חברת חשמל (סגול)
מקור: משרד התשתיות הלאומיות
לפניכם דיאגרמה שמתארת תחזית לביקוש אנרגיה חשמלית בישראל עד שנת 2025. עיינו בדיאגרמה והשיבו על השאלות הבאות:
1. לאילו צרכני חשמל מתייחסת הדיאגרמה? מה יקרה על פי התחזית לצריכה של אנרגיה חשמלית אצל כל אחד מהצרכנים?
2. מהי צריכת האנרגיה החשמלית הכוללת הצפויה בשנת 2015 ובשנת 2025?
3. פי כמה תגדל צריכת האנרגיה החשמלית בין השנים 2025-2015?
4. מהן, לדעתכם, הסיבות שיכולות לגרום לעלייה בצריכה של אנרגיה חשמלית בארץ?
5. בעקבות העליה בביקוש בחשמל צריך להקים תחנות חשמל נוספות. דונו בקבוצה: איזה סוג של תחנת חשמל עדיף להקים? הסבירו את תשובתכם.
*128*
שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר קיימא
ומה הלאה?
הביקוש הגובר והולך לאנרגיה חשמלית מצריך הקמה של תחנות חשמל נוספות. אבל באילו מקורות אנרגיה נשתמש כדי להפיק אנרגיה חשמלית?
לא נוכל להשתמש לעד בחומרי הדלק כי עוד מעט הם יתכלו (ייגמרו).
אנרגיית התנועה של הרוח ושל המים ואנרגיית השמש הן ידידותיות לסביבה.
אבל כיצד נפיק חשמל מאנרגיית השמש בימי החורף המעוננים?
כיצד נפיק חשמל במקומות שרוח לא נושבת בהם תמיד?
כיצד נפיק חשמל במקומות שאין בהם נהרות ומפלי מים?
אז מה עושים?
(בספר איור - היעזר במנחה)
- אולי נפסיק להשתמש באנרגיה חשמלית?
- האם אתה מוכן ללכת לישון רעב, במערה חשוכה וקרה כמו האדם הקדמון?
אפשר גם אחרת?
כשנתקלים בבעיה פועלים כדי לפתור אותה.
- העלו רעיונות: באילו דרכים אפשר יהיה להפיק אנרגיה חשמלית ממקורות אנרגיה מתחדשים?
- בדקו גם ברשת האינטרנט וחפשו רעיונות חדשים להפקת אנרגיה חשמלית בעתיד.
- אל תעצרו את ספינת המחשבות שלכם והעלו רעיונות גם אם נראה לכם שאי אפשר לבצעם או שהם "לא הגיוניים".
(בספר איור -היעזר במנחה)
- הרעיונות הבדיוניים של היום הם הפתרונות של מחר.
*129*
היודעים אתם ש...
ארובת שרב
בתחנת חשמל זו מנצלים את אנרגיית השמש ליצירת זרם אוויר חזק המפעיל טורבינות רוח. בעולם כבר פועלות כמה תחנות חשמל ניסיוניות כאלה.
(בספר איור - היעזר במנחה)
ארובת שרב
יריעות הפלסטיק
- על שטח גדול ביותר נפרשות יריעות פלסטיק בקוטר של כ- היוצרות מעין חממה. היריעות הן בשיפוע כאשר בהיקף הן נמוכות ובמרכז גבוהות יותר.
- במרכז מזדקרת ארובה רחבה שגובהה יותר מ-. זוהי ארובת שרב.
- בבסיס הארובה מותקנות כ-32 טורבינות רוח. הטורבינות מחוברות בציר למחוללים שמפיקים חשמל.
האוויר שמתחת ליריעות הפלסטיק מתחמם, זורם ועולה בארובה כלפי מעלה ומתקרר. זרם האוויר החם החזק מסובב את הטורבינות המסובבות את הצירים של מחוללי החשמל. המחוללים מפיקים את החשמל.
(בספר איור -היעזר במנחה)
- אילו יתרונות ואילו חסרונות יש לתחנת החשמל הזו?
*130*
בפרק זה למדנו ש...
- משתמשים באנרגיה חשמלית בכל תחומי החיים.
- תנועת סליל חוטי חשמל סביב מגנט או תנועת מגנט בחלל סליל גורמת ליצירת זרם חשמלי.
- סוללה, תא סולרי ומחולל (גנרטור) הם אמצעים טכנולוגיים שונים להפקת אנרגיה חשמלית.
- אנרגיה חשמלית מופקת ממקורות אנרגיה, דוגמת אנרגיית תנועה של מים, אנרגיית תנועה של רוח, אנרגיית שמש ואנרגיה כימית שבחומרי הדלק.
- לתחנת חשמל קיטורית שמנצלת חומרי דלק יש השפעה מזיקה על הסביבה: זיהום אוויר, הצטברות של אפר הפחם (במקרה של פחם) וזיהום מי הים שבקרבת התחנה.
- חשוב לחסוך בחשמל - כך נקטין את קצב ההתכלות של חומרי הדלק וגם את הפגיעה באיכות הסביבה.
- בתחנות חשמל סולריות, בתחנות חשמל הידרואלקטריות ובטורבינות רוח נעשה שימוש במקורות אנרגיה ידידותיים לסביבה.
- צריכת החשמל הולכת וגדלה מיום ליום. חשוב למצוא פתרונות חדשים להפקת חשמל.
*131*
במבט חוזר
1. לפניכם רשימה של פעולות שבהן משתמשים באנרגיה חשמלית.
להתקלח במים חמים, להפעיל מזגן, לחלוב פרה, לצפות בטלוויזיה, לייצר עפרונות, להפעיל מחשב, לתפור בגדים בייצור המוני, לייצר דשן כימי, להפעיל בית אריזה, לייצר משקאות קלים, להאיר את בית העירייה, לעלות ברכבל לפסגת החרמון.
א. מיינו את הפעולות לפי תחומי החיים: תעשייה, חקלאות, צריכה ביתית, תחבורה, מסחר ושירותים.
ב. מה למדתם מהמיון שערכתם?
2. מה הקשר:
א. בין אנרגיית תנועה של רוח לבין אנרגיה חשמלית?
ב. בין סיבוב טורבינה בתחנת חשמל לבין אנרגיה חשמלית?
ג. בין הפסקת חשמל ממושכת לבין ירידה ברמת זיהום האוויר?
ד. בין חיסכון בחשמל לבין שמירה על איכות הסביבה?
3. כתבו שיחה דמיונית בין שני מקורות האנרגיה הבאים: אנרגיית השמש ואנרגיית תנועה של הרוח. כל אחד מהמקורות הללו טוען שהוא מקור האנרגיה המתאים ביותר להפקת חשמל.
א. מה תאמר השמש כדי להצדיק את טענתה? נמקו.
ב. מה תאמר הרוח כדי להצדיק את טענתה? נמקו.
ג. מי לדעתכם הציגה את הטיעונים המשכנעים ביותר? נמקו.
ד. מהם החסרונות שיש לכל אחד ממקורות האנרגיה הללו?
ה. תוכלו גם לספר על "פשרה" עתידית בין השתיים.
4. בשנת 2008 החלה הקמתה של תחנת חשמל קיטורית שנייה בעיר אשקלון, שמנצלת את פחם האבן כמקור אנרגיה. להקמת תחנת החשמל היו מתנגדים רבים בעיר אשקלון ובסביבתה.
א. מה לדעתכם היו הסיבות להקמת תחנת חשמל שנייה בעיר אשקלון?
ב. מה לדעתכם היו הנימוקים נגד הקמת תחנת החשמל? הסבירו.
*132*
שער שלישי
מידע ותקשורת
פרק ראשון: על מידע ותקשורת
פרק שני: להיות בקשר
*133*
לרגע משותף אחד
באצטדיון האולימפי הושלך הס. בעוד שניות אחדות תישמע יריית הזינוק לריצת ובסופה תוכתר "האישה המהירה בעולם". ליבם של מיליוני אנשים ברחבי העולם שצופים במרוץ, בשידור ישיר בטלוויזיה, הגביר את פעימותיו יחד עם ליבן של המתחרות.
שתי המועמדות העיקריות לניצחון העיפו מבט חטוף זו אל זו, אולי ניסו לשלוח בעיניהן מסר מאיים ליריבתן לקראת הקרב ולהפחידה. הפרשנים והפרשניות אמרו שמהירות התגובה ליריית הזינוק היא שתקבע מי המנצחת בריצה.
"למקומות, היכון...", האות ניתן והרצות כמו נורו מאדני הזינוק. מיליוני הצופים והצופות, לרגע משותף אחד, עצרו את נשימתם.
איך אנחנו קולטים מידע מהסביבה ומגיבים אליו
ואיך אנחנו מעבירים אותו מהאחד לאחר?
*134*
פרק ראשון: על מידע ותקשורת
קרקטואה, אינדונזיה, 1883
במשך כמה ימים נשמעו קולות פיצוץ מבטנו של הר קרקטואה שבלב האי ועשן סמיך יצא ממנו. איש לא פירש את הקולות ואת העשן כסימני אזהרה מפני אסון טבע קרב ובא. ואז, בשעה עשר בבוקר, ב-27 באוגוסט, התפוצצות אדירה העיפה את ההר וריסקה אותו. יותר מ-36,000 בני אדם נספו באסון הטבע הזה.
פינטובו, פיליפינים, 1991
אחרי 600 שנים של "תרדמה" התעורר הר הגעש פינטובו. במכון הגיאולוגי (מכון שחוקרים בו תופעות הקשורות בסלעים ובקרקעות) קראו את סימני האזהרה. בעקבות המידע פונו אלפי תושבים במהירות מהאזור כולו. כעבור כמה ימים, כפי שצפו הגיאולוגים, התפרץ ההר בכוח אדיר. למרות מאמצי הפינוי, נספו כ-300 בני אדם בעקבות התפרצות הר הגעש.
מהי חשיבותם של המידע ושל התקשורת בחיינו?
*135*
בעקבות הלמידה - נדע...
- להסביר את הצורך שלנו, בני האדם, במידע ואת השימוש שאנחנו עושים בו;
- לתאר דרכים שונות לטיפול במידע;
- לתאר כיצד התפתחו אמצעי התקשורת במהלך ההיסטוריה האנושית;
- לנתח את הקשר בין התפתחות אמצעי התקשורת לבין שינוי פניה של החברה האנושית.
מושגים שנלמד
צורך במידע, מידע אישי, מידע חברתי, תקשורת;
אמצעי תקשורת, השפה המילולית, השפה הכתובה, טכנולוגיית הדפוס, טכנולוגיית התקשורת מרחוק, טכנולוגיית התקשורת האלקטרונית, כפר גלובלי.
מיומנויות שנפעיל
- ניתוח קטעי מידע והסקת מסקנות;
- תיאור תרחישים עתידיים.
*136*
אנשים משתמשים במידע
המידע שהתקבל על אודות ההתפרצות הצפויה של הר געש פינטובו היה חיוני ביותר להצלת חייהם של האנשים המתגוררים בקרבתו. בחיי היומיום שלנו המידע נחוץ לנו כדי להחליט על פעולות פשוטות ביותר או על פעולות מורכבות הדורשות מחשבה רבה.
משימה: חוקרים ומגלים
משימה: מה צריך לדעת?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר מדוע אנחנו זקוקים למידע ובאילו מצבים אנו משתמשים בו.
בעמודים הבאים מופיעים סיפורים על ארבעה אירועים:
- תדריך ממגדל פיקוח
- ישיבת הנהלה במפעל
- תדריך במשטרה
- תדריך למשחק כדורגל
1. התחלקו לארבע קבוצות. כל קבוצה תנתח אירוע אחד לפי השאלות הבאות:
א. מי מסר את המידע? למי נמסר המידע?
ב. מה היה המידע? לאיזו מטרה חשוב היה למסור את המידע?
2. המחיזו את האירוע לפני הכיתה והדגישו את החשיבות שיש למידע באירוע.
3. תארו לעצמכם מצב שבו המידע שנמסר בכל אחד האירועים היה משובש או חסר.
א. חזרו שוב לאירוע שניתחתם וכתבו תרחיש שמתאר את השתלשלות העניינים, כאשר הדמויות המעורבות אינן מקבלות את המידע שהן זקוקות לו, או שהן מקבלות מידע משובש.
ב. הסיקו: איזו חשיבות יש למידע בחייהם של אנשים?
4. מים, מזון ואוויר הם צורכי קיום בסיסיים של האדם. בלעדיהם אין לנו קיום. האם גם מידע הוא צורך קיום בסיסי של האדם? נמקו את תשובתכם תוך הבאת ראיות.
מילון
ראיות: הוכחות.
תרחיש: דרך אפשרית שבה הדברים יכולים לקרות (להתרחש).
*137*
תדריך מגדל פיקוח
אל-על 338 לרומא, בוקר טוב.
יש לך אישור המראה במסלול מספר 4, אחרי מטוס KLM.
לחץ ברומטרי 1006, רוח בכיוון 209 במהירות של 5 קשר.
נא לדווח לי כשהמטוס יהיה בגובה...
(בספר איור)
ישיבת הנהלה במפעל
אנחנו מקיימים עתה שיחת ועידה עם המפעל שלנו בבלגיה.
משתתפים גם הסוכנים שלנו בטוקיו ובניו דלהי.
אנחנו דנים ברגע זה בתקלה שהתגלתה במוצר שלנו.
בתרשים שלפנינו מוצג החלק המקולקל.
בעקבות מחקר שעשינו החלטנו להוסיף דבק היפוקסי לחיזוק המוצר ולמניעת סדקים.
(בספר איור)
*138*
תדריך במשטרה
המקור המודיעיני שלנו מוסר שמתוכננת פריצה בחנות למוצרי חשמל ברחוב הנרקיסים. בעקבות האזנת סתר לטלפונים של שלושת החשודים גילינו שהפריצה תתבצע הלילה. כוח בפיקודו של יובל יבצע חסימה של הכבישים באזור. כוח בפיקודו של יואב יתמקם בשקט ליד דלתות החנות, אחרי שהחשודים ייכנסו לתוכה. כשאתן את האות הכוח ייכנס במהירות, בדרך שלמדנו ותרגלנו בשבוע האחרון.
(בספר איור)
תדריך נבחרת הכדורגל
על פי התחזית, מחר ירד גשם.
נא להביא את הנעליים עם הפקקים המיוחדים.
נודע לי שבעקבות הפציעה של עמרי כהן, שהוא החלוץ של הקבוצה היריבה, הם ישנו את שיטת המשחק וישחקו עם ארבעה קשרים.
שימו לב, יש להם שני מגנים גבוהים במיוחד ולכן אני רוצה שתשחקו על הקרקע. אתם חייבים למסור כדור מרגל לרגל, ולא להגביה כדורים סתם לרחבת השער.
(בספר איור)
*139*
קוראים, כותבים ומבינים: צרכנים של מידע
קראו את קטע המידע "צרכנים של מידע" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
אנחנו, בני האדם, זקוקים למידע כדי לתת מענה לצרכים אישיים ולצרכים חברתיים.
צורך אישי הוא למשל "להיות בריא". כדי להיות בריאים אנו זקוקים למידע. למשל, עלינו לדעת כללים שונים לשמירה על ניקיון אישי; עלינו לדעת מה אסור ומה מותר לאכול כאשר סובלים מבעיות עיכול; עלינו לדעת עם מי להתייעץ במקרה של מחלה או של פציעה ועוד.
צרכים אישיים נוספים הם: לתפקד היטב בסביבתנו, להיראות טוב, ליהנות ולבלות וללמוד כל הזמן דברים חדשים.
צורך חברתי הוא למשל "לשמור על איכות הסביבה". כדי לשמור על איכות הסביבה אנו זקוקים למידע. למשל, עלינו לדעת מהם הגורמים לזיהום האוויר בסביבה? כיצד האוויר המזוהם משפיע על הסביבה? מי אחראים לנזק הסביבתי שנגרם? ועוד.
צרכים חברתיים נוספים הם: אירועים חברתיים בבית הספר, ביישוב ועוד; שמירה על ביטחון המדינה, פיתוח כלכלת המדינה, פיתוח כבישים ואמצעי תחבורה, הקמת מוסדות חינוך, הקמת מוסדות בריאות, הקמת פארקים ועוד.
את המידע הדרוש לנו לסיפוק הצרכים (האישיים והחברתיים) אנו קולטים מהסביבה: מדוממים ומיצורים חיים, מאנשים, מסמלים (תמרורים ושלטים), מספרים, ממאגרים ממוחשבים וכן מאמצעי תקשורת כמו רדיו, טלוויזיה, רשת האינטרנט ועיתונים.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
צורך אישי
צורך חברתי: הדייג והרחצה בשטח הנמל אסורים בהחלט!
*140*
שאלות
1. בקטע המידע מתוארת דוגמה לצורך אישי ולמידע שדרוש לסיפוק הצורך האישי הזה.
א. הביאו דוגמאות למידע נוסף הדרוש לנו כדי לספק את הצורך האישי הזה.
ב. הביאו דוגמה נוספת לצורך אישי וכתבו איזה מידע דרוש לכם כדי לספק את הצורך האישי הזה.
2. בקטע המידע מתוארת דוגמה לצורך חברתי ולמידע שדרוש לסיפוק הצורך החברתי הזה.
א. הביאו דוגמאות למידע נוסף הדרוש לנו כדי לספק את הצורך החברתי הזה.
ב. הביאו דוגמה נוספת לצורך חברתי וכתבו איזה מידע דרוש כדי לספק את הצורך החברתי הזה.
3. בחרו שני בעלי מקצוע מתוך התמונות הבאות וכתבו:
א. מהו המידע הדרוש לתפקוד שלו/ה?
ב. לאיזו מטרה דרוש לו/ה המידע?
ג. מהיכן הוא/היא משיג/ה את המידע?
(בספר 6 תמונות - היעזר במנחה)
פקחית טיסה
צלמת
מאמן ספורט
מורה
מנהל מפעל
קצינת משטרה
*141*
טכנולוגיות של מידע ותקשורת
דמיינו לעצמכם שהגיאולוגים שהזהירו מפני התפרצות הר הגעש פינטובו בשנת 1991 יכלו להיכנס למנהרת הזמן ולהגיע לאזור קרקטואה - שעות אחדות לפני התפרצותו של הר הגעש (שנת 1883). האם, לדעתכם, הם היו יכולים ליצור קשר עם תושבי האזור ולהעביר אליהם את המידע על הסכנה המתקרבת?
- אילו כלים עמדו לרשותם לצורך יצירת תקשורת עם האנשים והאם יכלו להציל באמצעותם מספר רב של אנשים?
- אילו יתרונות היו לאמצעי התקשורת שעמדו לרשות המדענים בשנת 1991 בהשוואה לאמצעים שעמדו לרשות האנשים מאה שנים קודם לכן?
*142*
משימה: חוקרים ומגלים
משימה: התפתחות אמצעי התקשורת
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר כיצד השפיעה התפתחות אמצעי התקשורת על התרבות האנושית.
בצעו את המשימה בקבוצה. חלקו ביניכם תפקידים. היעזרו במקורות מידע.
1. קראו את קטעי המידע על התפתחות אמצעי התקשורת (עמודים 148-143) וערכו תחקיר על כל תקופה לפי הנקודות הבאות:
א. אילו אמצעי תקשורת חדשים פותחו? מה היה החידוש?
ב. על אילו צרכים אישיים וחברתיים נתנו אמצעי התקשורת החדשים מענה?
ג. איזו תרומה יש לפיתוח אמצעי התקשורת הללו להתפתחות החברה האנושית?
ד. אילו חסרונות (אם קיימים) יש לשימוש שנעשה באמצעי התקשורת הללו?
ה. האם גם בתקופה שבה אנו חיים עדיין משתמשים באמצעי התקשורת הללו?
2. ארגנו את המידע שאספתם בטבלה (ראו דוגמה).
התפתחות אמצעי התקשורת
מאפיינים/תקופות, שפה מילולית, שפה כתובה, טכנולוגיית הדפוס, טכנולוגיית התקשורת מרחוק, טכנולוגיית התקשורת האלקטרונית
אמצעי תקשורת, --, --, --, --, --
צרכים אנושיים, --, --, --, --, --
תרומה, --, --, --, --, --
חסרונות, --, --, --, --, --
שימושים כיום, --, --, --, --, --
3. סכמו את המידע שאספתם לפי הנקודות הבאות:
א. מה הביא את האדם לשכלל את אמצעי התקשורת בכל אחת מהתקופות?
ב. באילו אמצעי תקשורת עדיין משתמשים כיום? האם כדאי לוותר עליהם? נמקו.
ג. אילו אמצעי תקשורת כדאי לשמר ואילו כדאי וצריך להמשיך לשכלל? נמקו.
*143*
קטעי מידע: התפתחות אמצעי התקשורת
התפתחות השפה המילולית (לפני אלפי שנים)
בראשית ימיו, האדם, כמו שאר בעלי החיים, קיים תקשורת עם בני מינו באמצעות קולות מיוחדים ושפת גוף. במהלך השנים, האדם למד להפוך את הקולות לסמלים מוסכמים שהביעו שמות של אנשים, של חיות, של כלים וכדומה.
עם הזמן הצליח האדם לארגן את המילים בסדר הגיוני ולבנות משפטים. כך נוצרה השפה האנושית - שפת הדיבור. שפה כזו נקראת שפה מילולית כי היא מורכבת ממילים. באמצעות המילים יכלו להעביר מאדם לאדם מידע, רעיונות ורגשות.
העברת מידע באמצעות השפה המילולית כאמצעי תקשורת עיקרי תלויה בזיכרונם של האנשים שנוכחים בזמן העברת המידע. משום כך אפשר שאדם שקלט את המידע אינו זוכר בדיוק מה התרחש או לא הבין בדיוק את הנאמר. במקרה כזה המידע יכול להשתנות או להישכח.
(בספר איור)
*144*
התפתחות טכנולוגיית השפה הכתובה (לפני כ-4,000 שנה)
ככל שחלף הזמן, הצטבר בחברה האנושית מידע רב שהיה חשוב לשמור אותו ולהעבירו לדורות הבאים. הניסיונות הראשונים של האדם לשמור מידע ולהפיצו היו ציורי קיר ויצירות אמנות. אפשר לראות בציורים הללו את מבשרי השפה הכתובה (טכנולוגיית הכתב).
טכנולוגיית הכתב סיפקה את הצורך של בני האדם לשמור מידע ולהעבירו במדויק לדורות הבאים. טכנולוגיית הכתב הגבירה את היכולת של בני האדם לזכור מידע. בדרך זו יכלו בני הדורות הבאים לנצל מידע חיוני שהושג ונרשם בדורות הקודמים: מידע על שיטות להשגת מזון ולייצורו, על תרופות ואמצעי ריפוי, על שיטות בנייה, על דרכים להשגת חומרים שונים לצורך ייצור כלים ועוד.
הדרכים להעברת המידע לא השתנו מהותית. השליח הוא שהעביר את המידע, אך הוא לא היה צריך לזכור אותו. עליו הוטל רק לשמור על האיגרת הכתובה. טכנולוגיית הכתב באותם ימים דרשה זמן רב (חשבו על הזמן שנדרש כדי להעתיק ספר שלם) ומשאבים יקרים, לכן מעט מאוד אנשים השתמשו בה: אנשי מדע, כוהנים, בני מעמדות גבוהים, שליטים וכדומה.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
ציורי קיר
הכתב של המצרים הקדמונים
*145*
התפתחות טכנולוגיית הדפוס (החל משנת 1456)
המצאת מכונת הדפוס על ידי יוהאן גוטנברג, בגרמניה בשנת 1456, חוללה מהפכה. המכונה הדפיסה במהירות והמידע הכתוב נהיה זמין כמעט לכל מי שחפץ לקרוא. בעקבות המצאת טכנולוגיית הדפוס הפכו ספרים, עיתונים וכתבי עת למוצרים נדרשים. בזכות המצאת הדפוס יותר אנשים יכלו לקבל מידע רב יותר. בד בבד למדו אנשים רבים יותר לקרוא ולכתוב ומספר האנשים המשכילים בחברה גדל.
היכולת של האנשים להשתמש בדפוס הביאה לשכלול דרכים של תקשורת להמונים. מעתה התאפשרה התקשורת לא רק על ידי נאומים בכיכר העיר או דרשה במקום התפילה, אלא גם על ידי הפצה של מידע מודפס לקהל גדול ורב. הפצת כתבי קודש היא דוגמה לתקשורת המונים באמצעות השפה הכתובה שהייתה נפוצה מאוד מיד לאחר המצאת הדפוס.
(בספר 2 תמונות)
יוהאן גוטנברג
מילון
תקשורת המונים: מידע המועבר באמצעות אמצעי תקשורת לקהל גדול ורחב של אנשים. עיתונים, רדיו, טלוויזיה, אינטרנט הם דוגמאות לאמצעים להעברת התקשורת לקהל הרחב.
*146*
התפתחות טכנולוגיית התקשורת מרחוק (החל משנת 1830 ועד שנת 1950)
התפתחות אמצעי התחבורה תרמה גם היא להתפתחות טכנולוגיית התקשורת. בני האדם יכלו להעביר מידע למרחקים בזמן קצר יותר, הן לצורכי תקשורת בין-אישית והן לצורכי תקשורת המונים. בכרכרות, בסירות ובאמצעי התחבורה האחרים הועברו סחורות וביניהן ספרים, עיתונים, דברי דפוס אחרים וכן הודעות ומכתבים. למרות השכלולים חלף זמן עד שהמידע הגיע ליעדו. בכל האמצעים הללו המידע לא הגיע ליעדו ברגע שיצא ממוסר המידע. לעתים הוא היה מתעכב בדרכים שעות, ימים ואפילו חודשים.
כאשר למד אדם לנצל את האנרגיה החשמלית, חלה מהפכה עצומה גם בטכנולוגיית התקשורת וביכולתם של אנשים להעביר מידע למרחקים. פיתוחן של טכנולוגיות התקשורת מרחוק (כגון: טלגרף, טלפון, רדיו, טלוויזיה) הגביר את יכולתו של האדם להעביר מידע למרחקים גדולים מאוד בפחות מאמץ ובמהירות הולכת וגדלה. במקרים מסוימים המידע מתקבל בזמן אמת, כלומר ברגע שנשלח.
(בספר 3 תמונות)
טלגרף
רדיו
טלפון
*147*
התפתחות טכנולוגיית התקשורת האלקטרונית (החל משנת 1950 ועד ימינו)
פיתוח המחשב השפיע גם הוא על טכנולוגיית התקשורת למרחקים. רכיבים אלקטרוניים שנמצאים ביחידת עיבוד המידע במחשב משולבים כיום גם במכשירי תקשורת, כמו רדיו, טלוויזיה, טלפון, פקסימיליה ואחרים.
טכנולוגיית התקשורת האלקטרונית מאפשרת מעבר מידע מהיר ביותר. גם המחשב עצמו הפך להיות אמצעי תקשורת המשמש להעברת מידע - באמצעות טכנולוגיית הדואר האלקטרוני והאינטרנט.
מסוף המאה העשרים ועד ימינו תחום התקשורת עבר מהפכה שלא נראתה כמוה מתחילת העולם המשולב מחשבים. מהפכה זו נקראת מהפכת התקשורת - העולם הפך לרשת עולמית אחת שבה כולם מחוברים זה לזה באמצעות תקשורת אלקטרונית. בתקופה שבה אנו חיים, אנו משתמשים בטכנולוגיית התקשורת האלקטרונית למגוון רחב של צרכים. טכנולוגיה זו מאפשרת לנו למסור מידע ולקלוט מידע ללא מגבלה של מרחק (מאוסטרליה, למשל) וללא מגבלה של זמן. למעשה, המידע מגיע מכל מקום ולכל מקום - ברגע שהוא מועבר.
*148*
קולה של הקהילה - הכפר הגלובלי
אנו מגבירים את יכולתנו לטפל במידע ביעילות בעזרת אמצעי תקשורת אלקטרוניים, כמו טלפון, פקס, מחשב וטלפון נייד. השימוש באמצעי תקשורת אלו משפיע על הרגשותינו, על האמונות שלנו, על דרכי החשיבה, על איכות וסגנון החיים ועוד.
בשנת 1959 טען אדם בשם מרשל מקלוהן שבעידן האלקטרוני "כדור הארץ הולך והופך לכפר קטן" שאותו כינה בשם הכפר הגלובלי.
עוד טען מקלוהן שכדור הארץ נעשה מקום שכל "מה שקורה לאדם אחד, קורה לכולם". האומנם צדק מרשל מקלוהן בנבואתו?
עד כמה קרובה נבואתו של מרשל מקלוהן למציאות של היום?
*149*
משימה: חוקרים ומגלים
מה נשמע בכפר הגלובלי
בעקבות הלמידה - נדע...
להסביר איך משפיעה התקשורת האלקטרונית על אורח החיים ועל התרבות.
1. חפשו מידע ברשת האינטרנט ובדקו - אילו אירועים מרכזיים, חשובים, התרחשו בשנים האחרונות ותושבי כדור הארץ חוו אותם יחד, בזמן אמת? ספרו בקצרה מה היה שם האירוע, מה קרה באירוע, מתי התרחש, היכן התרחש וכיצד השפיע האירוע על האנשים שחוו אותו בזמן אמת?
2. למה התכוון מרשל מקלוהן באמירותיו:
א. "כדור הארץ הופך לכפר קטן"?
ב. "מקום שבו מה שקורה לאדם אחד קורה לכולם"?
ג. הביאו ראיות (הוכחות) התומכות בכל אחת מהטענות הללו.
אמצעי התקשורת מעמידים לרשותנו מידע מגוון וזמין בזמן אמת. ללא אמצעי התקשורת לא נוכל לתפקד בחברה שבה אנו חיים. אולם לצערנו שימוש באמצעי התקשורת מלווה לעתים גם בהשפעות חברתיות שליליות.
3. ערכו רשימה של אמצעי תקשורת שבהם משתמשים בימינו. תארו לאילו מטרות משתמשים בכל אחד מהאמצעים שרשמתם.
4. היעזרו במקורות מידע (למשל, ברשת האינטרנט) והביאו דוגמאות להשפעות השליליות שעלולות להיות לשימוש בלתי מבוקר באמצעי תקשורת אלקטרוניים.
(בספר 3 תמונות - היעזר במנחה)
הסכמי שלום
משחקים אולימפיים
רעידות אדמה
*150*
בפרק זה למדנו ש...
- בני האדם זקוקים למידע כדי לתת מענה לצרכים אישיים ולצרכים חברתיים.
- אנחנו מטפלים במידע: קולטים מידע, מעבדים מידע, שומרים מידע ומעבירים מידע.
- במהלך ההיסטוריה האנושית התפתחו והשתכללו אמצעי התקשורת והשפיעו על התפתחותה של החברה ושל התרבות האנושית.
- עידן התקשורת האלקטרונית הביא להתפשטותם המהירה והנרחבת של רעיונות ושל אמצעים והופך את העולם ל"כפר גלובלי".
- זמינות המידע והפצתו המהירה עלולות לגרום לבעיות חברתיות.
*151*
במבט חוזר
1. לפניכם רשימה של היגדים הנוגעים לצרכים אנושיים של רבים מאיתנו.
- לאיזה סרט הולכים היום?
- הגרון שלי כואב, האם צריך לקחת תרופה?
- מזג האוויר השתנה. האם נצא מחר לטיול השנתי?
- איזה טלפון נייד כדאי לרכוש?
- מדוע המכשיר אינו פועל?
- את מי נבחר למועצת התלמידים?
- מדוע מתפרצים הרי הגעש?
בחרו שלושה היגדים ולגבי כל אחד מהם רשמו:
א. מהו הצורך?
ב. איזה מידע דרוש כדי לתת מענה לצורך?
ג. באילו דרכים אפשר להשיג את המידע הזה?
2. ערכו רשימה של מקורות מידע שבהם אתם משתמשים מהרגע שאתם מתעוררים בבוקר ועד שאתם הולכים לישון. לדוגמה: בחדשות הבוקר שמעתם שצפוי לרדת גשם. מקור המידע: אמצעי תקשורת אלקטרוני (רדיו, טלוויזיה).
3. מה הביא את בני האדם לשכלל את אמצעי התקשורת במהלך ההיסטוריה? האם לדעתכם הצורך לשכלל קיים גם היום? נמקו.
4. כתבו חיבור על התקשורת בעולם עתידי. החיבור יכול להיות דמיוני. אתם מוזמנים "להמציא" כלי תקשורת - ככל העולה על רוחכם, ולתאר את החברה המשתמשת בכלים הללו.
התייחסו לנקודות הבאות:
א. אילו צרכים יספקו כלי התקשורת החדשים (שהמצאתם)?
ב. באילו דרכים נוכל לאסוף מידע?
ג. איך תשפיע התקשורת על חיי האנשים: בבית, במקומות העבודה, במקומות הלימוד, בסביבה הטבעית (איכות הסביבה), במקומות הבילוי והפנאי וכדומה? כיצד תשפיע על ההתנהגות ועל הנימוסים, על השפה ועל התרבות וכדומה?
ד. האם תהיה לאמצעים הללו גם השפעה שלילית על חייהם של האנשים? אם כן, פרטו ותארו כיצד.
*152*
פרק שני: להיות בקשר
יש שריפה!
השריפה בשדה הקוצים החלה בשעה 17:00 בקירוב. להבות גבוהות נראו, הורגש ריח חזק של קוצים נשרפים, רעש של שריפה מתפשטת נשמע, והחום הרב של הלהבות הורגש היטב.
הידיעות על השריפה התפשטו בכל השכונה. אנשים רבים החלו להתקהל. כתבנו העביר אלינו עדויות אחדות מפי אנשים שנכחו באירוע.
יואב: ראיתי את הלהבות ומיד הבנתי שהקוצים בשדה הסמוך בוערים והחלטתי לרוץ הנה.
עמרי: ישבתי בצל העץ שקוע בקריאת ספר. פתאום שמעתי רעש שהזכיר לי את הרעשים שנשמעים בשריפה. הרעשים האלה עוררו בי פחד ודאגה. קמתי במהירות לבדוק מה קורה.
נעמה: הבחנתי מרחוק בכמה קוצים בוערים. בתוך דקות ראיתי שהאש מתפשטת לכיוון הבתים. הרגשתי שהאש מסוכנת והתקשרתי מיד מהטלפון הנייד שלי למכבי האש.
איזה מידע אנו קולטים מן הסביבה ומהי חשיבותו לקיומם של תהליכי תקשורת?
*153*
בעקבות הלמידה - נדע...
- לתאר את החשיבות שיש לקיומם של תהליכי תקשורת עם הסביבה;
- לתאר את המרכיבים של תהליך התקשורת ואת תפקידו של כל מרכיב בתהליך;
- לתאר דוגמאות של תהליכי תקשורת בבעלי חיים ולהסביר את חשיבותם;
- לתאר את מרכיבי מערכת העצבים ואת תפקודה.
מושגים שנלמד
תהליך תקשורת: מוסר מידע, מקבל מידע, שפה, מידע (מסר), תגובה, משוב;
מערכת העצבים: עצבים, איברי חישה (הכוללים תאי חישה), מוח;
קליטת גירוי, עיבוד מידע במוח, תגובה.
מיומנויות שנפעיל
- קריאה וניתוח של קטעי מידע;
- ניתוח אירועים והסקת מסקנות;
- תיאור תהליכים בתרשים.
*154*
תקשורת עם הסביבה
בכל עת מתרחשים סביבנו אין-ספור אירועים. לדוגמה, נתאר לעצמנו שאנו נמצאים בצומת רחובות בעיר: אורות הרמזורים מתחלפים לפי סדר קבוע בין כיווני התנועה השונים; כלי רכב עוצרים או נוסעים בהתאם להתחלפות האורות ברמזור; בני אדם משוחחים ביניהם, עורכים קניות; ילדים משחקים; באוויר מתערבבים ריחות שונים שמקורם בחנויות מזון, בעשן שנפלט מכלי הרכב ובעצים הפורחים שבשדרה.
כיצד משפיעים האירועים הללו על התפקוד שלנו בסביבה?
בכל האירועים הללו בני אדם קולטים מידע מן הסביבה ומגיבים לו.
בכל האירועים האלה בני האדם מקיימים תקשורת עם הסביבה.
קוראים, כותבים ומבינים: תהליך התקשורת
קראו את קטע המידע "תהליך התקשורת" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
תארו לכם מצב שבו ילדים עומדים לחצות את הכביש ולפתע מגיחה מכונית.
מישהו צועק לעברם: "היזהרו!" - הם עוצרים מיד.
האיש שהזהיר אותם העביר להם מידע (מסר) בצעקה.
הם קלטו את המידע והגיבו לו בפעולה: עצירה.
בין הילדים לבין האיש שצעק נוצרה תקשורת.
האיש שצעק ראה שהילדים עצרו.
העצירה שלהם הייתה מסר (מידע) לאיש שהם ניצלו מסכנה.
המידע שקלט (קיבל) מהם האיש שהזהיר אותם נקרא משוב.
האיש הגיב למידע ונפנף להם לשלום.
בין האיש לבין הילדים שוב נוצרה תקשורת.
תקשורת היא התהליך שבו מעבירים מידע זה לזה ומגיבים עליו.
*155*
אפשר לתאר את תהליך התקשורת בעזרת התרשים הבא:
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
תהליך התקשורת
מוסר מידע (חץ) מסר (מידע) (חץ) מקבל מידע (חץ) משוב (תגובה) (חץ) מוסר מידע
בתהליך התקשורת יש לפחות שני משתתפים: מוסר המידע ומקבל המידע. מוסר המידע מעביר מידע למקבל המידע.
מקבל המידע קולט את המידע ומגיב לו.
כאשר מקבל המידע מגיב - הוא הופך להיות מוסר מידע.
וכך הלאה...
שאלות
1. נתחו את האירוע המתואר בקטע המידע "תהליך התקשורת" (בעמוד הקודם) לפי הנקודות הבאות:
א. מה הייתה מטרת התקשורת?
ב. מיהם השותפים לתהליך התקשורת?
ג. איזה מידע הילדים קלטו מהאיש שהזהיר אותם?
ד. מה הייתה התגובה שלהם?
ה. איזה מידע שב ונקלט בחזרה (משוב) על ידי האיש שהזהיר אותם?
ו. מה היה ה"רווח" של כל אחד מהשותפים לתקשורת? הסבירו.
*156*
2. הביאו דוגמה לאירוע מחיי היומיום שלכם שמתאר תהליך תקשורת שחוויתם. היעזרו בנקודות הבאות:
א. מה הייתה מטרת התקשורת?
ב. מי היו השותפים לתהליך התקשורת?
ג. מי היה מוסר המידע? איזה מידע הוא מסר?
ד. מי היה קולט המידע? איזה מידע הוא קיבל (קלט)?
ה. מה הייתה התגובה של קולט המידע?
ו. מה היה המשוב? על ידי מי הוא נקלט?
ז. וכן הלאה...
3. תארו את תהליך התקשורת שתיארתם בסעיף הקודם באמצעות סיפור, תרשים, הצגה או בכל דרך אחרת שתבחרו. לאחר מכן, השיבו:
א. סכמו: מה היה ה"רווח" (או ההפסד) של כל אחד מהשותפים לתקשורת?
ב. הסבירו: האם בתהליך התקשורת "מוסר המידע" הוא גם "מקבל המידע"? הביאו דוגמאות לביסוס ההסבר.
בתהליך תקשורת שמתקיים בין שני אנשים:
אחת שואלת והשני עונה,
אחד מגיב והשנייה אינה מסכימה,
האחד טוען והשני...
וחוזר חלילה.
כך יכול להמשיך התהליך.
*157*
תקשורת בעולמם של בעלי חיים
תקשורת בין בעלי חיים מתבצעת כאשר בעל חיים משדר מסר מסוים ובעל חיים אחר קולט את המסר ומגיב. לדוגמה "שיחה" בין שתי ציפורי שיר או נקבה של טווס המגיבה לזכר שפרש את זנבו ומציג לנקבה את נוצותיו המפוארות, והדוגמאות הן רבות.
משימה: חוקרים ומגלים
משימה: קשר בין מי למי?
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר תהליכי תקשורת בין בעלי חיים;
- להסביר מדוע חשובה התקשורת לבעלי חיים.
קראו את שני קטעי המידע הבאים ובצעו את המשימה.
זאבים - סכנה!
לצבאים התנהגות מיוחדת כשטורף דוגמת זאב נמצא בסביבה.
הצבי השליט שהוא החזק ביותר מנתר למעלה ברגליים מתוחות ומבצע קפיצות מרשימות הנראות ממרחק. התנהגות זו מעבירה מסר של סכנה לשאר העדר. הצבאים שקלטו את המסר מגיבים במנוסה.
גם הזאב, ככל הנראה, קלט את המסר שהעביר הצבי המנתר. המסר יכול להיות "הצבי הזה מהיר ומלא ביטחון ולא אצליח לתפוס אותו".
הזאב מגיב ומפסיק לרדוף אחריו.
(בספר 2 תמונות)
להקת זאבים
צבאים במנוסה
*158*
צבעי האזהרה של הסלמנדרה
לסלמנדרה יש צבעים בולטים - נקודות צהובות על גבה השחור. אלה הם צבעי אזהרה. כאשר טורף מתקרב אליה הוא קולט צבעים אלה, מעבד אותם למסר שמשמעותו כנראה אזהרה: "אני רעילה - לא כדאי לך לאכול אותי". הטורף מגיב בוויתור על הארוחה. הסלמנדרה ניצלה מהטורף.
צבעי אזהרה הם צבעים בולטים כגון אדום, צהוב, כתום, שנמצאים לרוב על רקע שחור או לבן. צבעי האזהרה אופייניים לבעלי חיים רעילים או ארסיים כמו נחשים ארסיים, דבורים, עקרבים ועוד.
(בספר תמונה)
סלמנדרה כתומה
1. תארו באמצעות תרשים את תהליך התקשורת שהתקיים בין בעלי החיים הבאים:
א. בין הצבי לבין הזאב;
ב. בין הצבי לבין העדר;
ג. בין הסלמנדרה לבין הטורף.
(בספר שרטוט - היעזר במנחה)
מוסר מידע (חץ) מסר (מידע) (חץ) מקבל מידע (חץ) משוב (תגובה) (חץ) מוסר מידע
שימו לב: בכל תהליך תקשורת יש להשלים את המידע הבא:
- מוסר: מי מוסר את המידע?
- מסר: איזה מסר העביר מוסר המידע?
- מקבל: מי קיבל את המידע?
- משוב: מה הייתה התגובה של מקבל המידע?
2. הצבי שניתר בקפיצות שידר מסר הן לעדר והן לזאב שרדף אחריו.
א. איזה תפקיד מילאה התקשורת שנוצרה בין הצבי הקופץ לבין חבריו בעדר?
ב. איזה תפקיד מילאה התקשורת שנוצרה בין הצבי הקופץ לבין הזאב?
3. הסלמנדרה רעילה. כיצד מתבצעת התקשורת בין הסלמנדרה לבין אויביה? מה תפקיד התקשורת בין הסלמנדרה לבין אויביה?
*159*
קוראים, כותבים ומבינים: שפתם של בעלי חיים
קראו את קטע המידע שפתם של בעלי חיים והשיבו על השאלות שבעמוד 161.
יצירת תקשורת עם הסביבה היא אחד ממאפייני החיים של יצורים חיים. המסרים שבעלי החיים משדרים לסביבתם נושאים מידע על אודות עצמם ויש להם תפקיד מרכזי במלחמת הקיום שלהם וביכולתם לשרוד בטבע.
בעלי חיים מעבירים זה לזה מסרים ויוצרים תקשורת. את המסר הם מעבירים בדרכים שונות. לדרכים האלה קוראים "שפות" של תקשורת.
באילו שפות מעבירים בעלי החיים מסר זה לזה?
שפה חזותית: זהו מסר שנקלט באמצעות חוש הראייה. למשל, טווס (זכר) הפורש את זנבו לרווחה לפני נקבה מעביר מסר שאנחנו חושבים שמשמעותו: "תבחרו בי להיות אבי ילדכן, אני הכי מוצלח!" הריקוד של דבורת הדבש מעביר מסר לדבורים שמשמעותו: "בשדה ההוא יש אבקה וצוף". בשתי הדוגמאות האלה נקבת הטווס והדבורים קלטו את המסר באמצעות חוש הראייה.
שפת הקולות: זהו מסר שנקלט באמצעות חוש השמיעה. למשל, השירה של תור הטבעת מעבירה מסר לנקבה שמשמעותו: "תבחרי בי כבן זוג".
המסר נקלט באמצעות חוש השמיעה.
נוסף על השפה החזותית ועל השפה הקולית, קיימות שפות נוספות כמו שפת הריחות (למשל, הכלב מסמן את השטח שלו באמצעות השתן), שפת המגע (ליקוק של חתולה את גוריה) ועוד.
המסרים שמועברים והמסרים שנקלטים הם השפה של התקשורת. התקשורת היא אמצעי חשוב שבאמצעותו בעלי חיים משיגים את צורכי הקיום שלהם.
השגת מזון: בעלי החיים חייבים לאכול, ולשם כך עליהם להשיג מזון. יכולתם ליצור תקשורת עם הסביבה ממלאת תפקיד חשוב ביותר בתהליך איתור המזון והשגתו. בעלי החיים מעבירים מסרים על מציאת מזון, על מיקומו של המזון, על לכידת טרף ועוד בעזרתם של מסרים שונים - קוליים (ששומעים אותם) חזותיים (שרואים אותם) ועוד.
(בספר 2 תמונות)
גוזל הצופית משדר "אני רעב"
דבורים מעבירות מסר ב"ריקוד"
*160*
רבייה: כיצד זכר יכול לשכנע נקבה לבחור בו כבן זוג? - על ידי חיזור, כמובן. הזכרים משתמשים בדרכי תקשורת שונות כדי למשוך את הנקבות: יש המציגים את גופם לראווה, יש המשמיעים קולות, אחרים מפזרים ריחות מפתים, ויש גם מי שטורח להביא מתנות... אצל בעלי חיים מסוימים הזכרים נלחמים ביניהם והמנצח זוכה בנקבות. בכל דרכי התקשורת הללו הזכרים מעבירים מסר לנקבות על היותם מוצלחים.
(בספר 3 תמונות)
זכר גדרון שר
טווס זכר פורש נוצות לראווה
קרב בין זכרי איילים
דאגה לצאצאים: העברת מידע יעילה בין הורים לבין צאצאיהם משפרת את הסיכוי של הצאצאים להגיע לבגרות, לשרוד ולהתרבות. המסרים שהם מעבירים וקולטים מאפשרים להורים ולצאצאים לזהות בוודאות אלו את אלו. הצאצאים מעבירים להוריהם מסרים הנוגעים לצורכי הקיום שלהם. כך ההורים מסוגלים לבצע בהצלחה את תפקידיהם: לחמם את הצאצאים, להאכיל אותם, לנקותם, להגן עליהם מפני אויבים וללמד אותם לתפקד בסביבה.
(בספר 3 תמונות)
חסידה מאכילה את גוזליה
שימפנזה וגור על גבה
פילה ופילון
הגנה: ליצורים חיים רבים אורבת הסכנה להיטרף. מי שיכול להעביר מסרים אל הטורף עשוי לגרום לו לשנות את התנהגותו ולהתרחק מהמקום.
בעלי חיים משתמשים באמצעי התגוננות שונים: צבעי אזהרה, צבעי הסוואה, הפרשת חומרים דוחים ועוד. בעלי חיים חברתיים יכולים גם להזעיק את שאר חברי קבוצתם בעת צרה או להזהירם מפני סכנה מתקרבת.
(בספר 3 תמונות)
חתול מאיים
זיקית עם צבעי הסוואה
צרעה עם צבעי אזהרה
*161*
תחום מחיה: האזור שבעל החיים פעיל בו ומוצא בו מזון נקרא תחום מחיה, ובתוכו אזור מצומצם יותר, הטריטוריה, שעליה הוא מגן בחירוף נפש. בטריטוריה הוא מגדל את צאצאיו. השליטה בתחום המחיה ובטריטוריה נעשית בעזרת קולות, הפרשת חומרי ריח וכדומה. כך בעל החיים מכריז על הטריטוריה שלו, גם כאשר הוא נסתר מהעין.
(בספר 2 תמונות)
כלב מסמן טריטוריה על ידי הפרשת שתן
זאב ערבות מכריז על טריטוריה
שאלות
1. בקטע המידע מופיעים תיאורים ותמונות על דרכי תקשורת בין יצורים חיים. הכינו טבלה (ראו דוגמה) והשלימו בה את הפרטים הבאים: השם של בעל החיים שמעביר את המסר, המסר שמועבר, השם של מקבל המסר, השפה שבאמצעותה מועבר המסר וכן את תפקיד התקשורת.
מעביר המסר, המסר שמועבר, מקבל המסר, שפת התקשורת, תפקיד התקשורת
--, --, --, --, --
--, --, --, - -, --
2. לפניכם תיאורים אחדים של תקשורת בין יצורים חיים. איזה מתפקידי התקשורת מוצג בכל אחד מהתיאורים?
מחסן: השגת מזון, תחום מחיה, רבייה, הגנה, דאגה לצאצאים
א. התפרחת של הלוף המנומר מדיפה ריח של בשר רקוב. לריחות אלה נמשכים חרקים (למשל חיפושיות וזבובים) ה"מתפתים" לרדת אל בסיס התפרחת ושם הם נכלאים. החרקים שנכלאו תורמים לתהליכי ההאבקה של צמח הלוף.
ב. קופי גנון משדרים קולות אזעקה שונים, בהתאם לאויבים שמופיעים בקרבתם, כגון: נחש, נמר או עיט. וכך חברי הקבוצה לא רק שיודעים כי קיימת סכנה, הם גם יודעים איזה טורף מתקרב.
(בספר 2 תמונות)
לוף מנומר
קוף גנון
מילון
מאפייני חיים: מכלול של תהליכים והתנהגויות שמאפיין יצורים חיים: הזנה, רבייה, נשימה, גדילה והתפתחות, תנועה, יצירת תקשורת עם הסביבה ועוד.
*162*
ג. קרקורי הזכרים של הצפרדעים מעידים על מקומם בשטח. הקרקורים דוחים זכרים אחרים ומושכים נקבות.
ד. במשך היום נשארים כל הגדיים של היעלים על אחד מדרגשי הסלע, בחלקו הגבוה של המצוק. המקום שבו נשארים הגדיים הוא מבודד, ורק שתיים או שלוש נקבות, נשארות באזור ומשגיחות עליהם.
ה. לצבאים יש מקומות קבועים להפרשת שתן ולהטלת גללים - אלה הם תחנות ריח. קוטרה של תחנה כזאת יכול להגיע למטר ויותר. המראה שלה בולט למרחק רב, וכך גם הריח.
(בספר 3 תמונות)
צפרדע
יעל
צבי
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה:
http://ofek.cet.ac.il/mada
1. בחרו בתחום הידע: עולם היצורים החיים.
2. בחרו בנושא: בעלי חיים: מיון, מבנה ותהליכים.
3. היכנסו לפעילות: תקשורת בין בעלי חיים.
א. התבוננו בסרטונים המוצגים והשיבו: מי מעביר את המסר? מי מקבל את המסר? מהו המסר שמועבר? מהי שפת התקשורת ומה תפקידה?
ב. בצעו את הפעילויות הנלוות.
*163*
מידע הולך לעיבוד
גופנו קולט מידע מן הסביבה ללא הפסקה, מעבד את המידע בתהליכים שונים ומייצר תגובה למידע שנקלט.
(בספר איור - היעזר במנחה)
- היכן מתרחשות בגוף שלי פעולות קליטת המידע, עיבודו ויצירת תגובה?
- וכיצד זה קורה?
אילו יכולנו להתבונן בעינינו פנימה אל תוך הגוף, היינו מבחינים במערכת העצבים. מערכת העצבים בנויה ממוח, מחוט שדרה ומכל סיבי העצבים שנמצאים בגוף.
סיבי עצבים מקשרים בין איברי החישה (עיניים, אוזניים, לשון, אף ותאי החישה שבעור) לבין המוח, ובין המוח לבין חלקי הגוף השונים, השרירים והבלוטות שבגוף.
מהו תפקידה של מערכת העצבים וכיצד היא פועלת?
(בספר איור - היעזר במנחה)
מערכת העצבים
מוח, חוט שדרה, סיבי עצבים
*164*
מערכת העצבים בפעולה
בפעולה של מערכת העצבים שלושה שלבים:
- קליטת גירוי
- עיבוד מידע במוח
- תגובה
קוראים, כותבים ומבינים: גירוי הולך לעיבוד
קראו את קטע המידע "גירוי הולך לעיבוד" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
קליטת גירויים
מערכת העצבים קולטת גירויים מן הסביבה (החיצונית וגם הפנימית של הגוף). דוגמאות לגירויים הן למשל טמפרטורה, לחץ, אור, תנודות של אוויר ועוד. גירויים אלה נקלטים על ידי קצות העצבים שנמצאים באיברים שונים של הגוף (גם באיברים פנימיים).
איברי גוף שבהם מצויים קצות עצבים שרגישים לקליטת גירויים מהסביבה החיצונית נקראים איברי חישה. איברי החישה מופעלים באמצעות גירויים שונים:
- חוש הראייה קולט גירוי של אור ברשתית שנמצאת בעיניים.
- חוש השמיעה קולט גירוי של תנודות אוויר באוזניים.
- חוש הריח וחוש הטעם קולטים גירויים כימיים של חומרים באף ובפה.
- חוש המישוש (המגע) קולט גירויים כגון מגע, לחץ, חום וקור בעור.
כל איברי החישה מחוברים אל המוח באמצעות עצב הנמשך מהם אל המוח (למשל, עצב הראייה מקשר בין העין לבין אזור הראייה במוח). כאשר הגירוי המתאים נקלט באיבר החישה נוצר דחף עצבי שעובר באמצעות העצב אל האזור המתאים במוח.
*165*
עיבוד מידע במוח
הדחפים העצביים עוברים באמצעות העצבים מאיבר החישה אל האזורים המתאימים במוח: אזור הראייה, אזור השמיעה, אזור התחושה וכן אזורי הריח והטעם. במוח מתרחש תהליך של עיבוד מידע: המוח מפענח את הדחף העצבי ורק אז אנחנו רואים, שומעים או חשים.
(בספר איור - היעזר במנחה)
מוח האדם
מבט מהצד
מבט מלמעלה
עיבוד המידע במוח הוא תהליך מרתק שעדיין אינו מובן בשלמותו. המראות, הקולות, הריחות, הטעמים והתחושות הם תוצאה של עיבוד המידע שנעשה במוח. במוח אנחנו שומעים, רואים, מריחים ומרגישים. ויותר מכך - אנו לא רק שומעים את הקול, אלא גם מזהים את הקול של מי שדיבר איתנו, אנחנו נהנים מהמראה שלפנינו, אנחנו מזהים את המזון לפי טעמו, אנו אומדים את מרחק הנסיעה, עורכים חישובים, השוואות ומסיקים מסקנות - כל זה קורה בזכות פעולות עיבוד המידע המתרחשות במוח.
שאלות
1. שרטטו טבלה דומה והשלימו בה את המידע לפי הכותרות של העמודות.
תנו כותרת לטבלה.
איבר החישה, שם פעולת החישה, הגירוי הנקלט, תוצאת עיבוד המידע במוח
עין, ראייה, אור, רואים מראות, צורות וצבעים
--, --, --, --
2. הסבירו את המשפט: במוח אנחנו שומעים, רואים, מריחים, טועמים ומרגישים.
*166*
תגובה
אל המוח מגיע מידע בצורה של דחפים עצביים מאיברי החישה (או מתאי חישה שנמצאים בתוך הגוף). במוח מתרחש תהליך של עיבוד מידע. מה הלאה?
קוראים, כותבים ומבינים: מפקודה לתגובה
קראו את קטע המידע "מפקודה לתגובה" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
לאחר עיבוד המידע שמתרחש במוח, המוח מגיב בשליחת דחפים עצביים. הדחפים העצביים הללו הם למעשה פקודות (מידע) לשרירים להתכווץ ולבלוטות להפריש - זוהי התגובה. העברת הפקודות מהמוח אל השרירים ואל הבלוטות נעשית גם היא באמצעות סיבי עצבים המקשרים ביניהם.
סיבי העצבים נחלקים לשתי קבוצות:
- עצבים המעבירים מידע מהגוף אל המוח - עצבים אלה מעבירים אל המוח את המידע שנקלט על ידי איברי החישה ועל ידי תאי חישה שנמצאים באיברי הגוף הפנימיים. המידע עובר כדחף עצבי.
- עצבים המעבירים מידע מהמוח אל הגוף - עצבים אלה מעבירים מהמוח אל הגוף מידע בצורת דחפים עצביים. הדחפים העצביים מפעילים את השרירים ואת הבלוטות ונוצרת תגובה.
(בספר 2 איורים - היעזר במנחה)
מידע מהגוף למוח
מידע מהמוח לגוף
*167*
בואו נבחן את התהליכים האלה:
משחקים במשחק כדור: הכדור מועף לכיוון שלנו. מידע על הכדור המתקדם מגיע לאזורים שונים במוח. במוח מתקבל מידע על צורתו, על הכיוון של תנועתו, על מהירות התנועה שלו. המוח מעבד במהירות את כל המידע ומגיב באותות לרגליים ולידיים - אנחנו רצים לכיוון הכדור ותופסים אותו בידינו.
שאלות
נתחו את הדוגמה משחקים במשחק כדור:
1. היכן נקלט הגירוי?
2. לאן מגיע הגירוי?
3. אילו פעולות של עיבוד מידע נעשות במוח?
4. לאן נשלחת התגובה לאחר עיבוד המידע במוח?
5. מה "אומרת" (משמעות) התגובה?
6. מה קורה בגוף בעקבות התגובה?
*168*
בפרק זה למדנו ש...
- תקשורת היא תהליך שבו מעבירים מידע זה לזה ומגיבים עליו;
- בתהליך התקשורת - מוסר המידע מעביר מידע למקבל, המקבל מעביר מידע (משוב) למוסר. התהליך יכול להמשיך כך עוד ועוד;
- גם לבעלי חיים "שפת תקשורת": שפה חזותית, שפה קולית, שפת הריח ועוד. התקשורת בבעלי חיים היא אמצעי להשגת צורכי קיום.
- בעזרת תהליך התקשורת בעלי חיים משיגים מזון, מתרבים, דואגים לצאצאים, מתגוננים, שומרים על תחום המחיה שלהם ועוד.
- מערכת העצבים כוללת את המוח, את חוט השדרה ואת העצבים.
- תפקידה של מערכת העצבים לקלוט גירויים באמצעות איברי החישה, להעביר אותם אל המוח, לעבד את המידע במוח וליצור תגובה מתאימה.
*169*
במבט חוזר
1. לפניכם זוגות של מושגים. כתבו משפט שמבטא את הקשר שבין שני המושגים.
א. מוסר מידע - קולט מידע
ב. מידע - תקשורת
ג. גירוי - תגובה
ד. תגובה - משוב
2. לגבי כל אחד מהתיאורים הבאים, הסבירו כיצד הפעולה של מערכת העצבים עוזרת לנו ולבעל החיים להתקיים בסביבה. התייחסו לנקודות הבאות:
א. מהו הגירוי שנקלט?
ב. מהי התגובה הצפויה?
ג. איזו חשיבות יש לתגובה זו לקיום ולתפקוד בסביבה?
רשימת תיאורים:
- כלב מתקרב למזון מורעל בעל ריח לא נעים.
- עטלף קולט את מעופו של פרפר לילה לא רחוק ממנו.
- איילה רואה נמר מתקרב.
- גחלילית זכר רואה ריצודי אור על גבי השיחים.
- ילדה מריחה ריח של גז בישול דולף.
3. בחרו שלושה מבין האירועים הבאים ונתחו אותם לפי הנקודות הבאות:
א. אילו איברי חישה קלטו את המידע?
ב. אילו סוגי גירויים קלטו איברי החישה?
ג. אילו פעולות של עיבוד מידע נעשו במוח בעקבות קליטת הגירויים?
ד. אילו פקודות נתן המוח כתגובה לעיבוד המידע?
רשימת אירועים:
- ראיתי אור ירוק וחציתי את הכביש.
- ראיתי להבות והתרחקתי.
- שמעתי צלצול ונכנסתי לכיתה.
- הרגשתי רוח קרה ולבשתי חולצה.
- הרחתי ריח שרוף וכיביתי את הגז.
- טעמתי את הקפה והוספתי כפית סוכר.
סוף כרך שלישי
*170*
שער רביעי
אור ולראות - קול ולשמוע
פרק ראשון: אור וראייה
פרק שני: קול ושמיעה
*171*
ה"שער לעולם"
כשהייתה הלן קלר (1968-1880) בת כשנה וחצי, חלתה והפכה לעיוורת ולחירשת. בבת אחת נחסמו בפניה המראות, הקולות והצלילים ונסגר עליה עולמה. הילדה הקטנה איבדה את היכולת לתקשר עם הסביבה.
כשמלאו להלן קלר שבע שנים נשלחה אליה מורה, אן סאליבן שמה, כדי שתנסה למצוא דרך אל עולמה הסגור. אן סאליבן החלה לתקשר עם הילדה בעזרת אחד החושים הפעילים שנותרו לה - חוש המישוש. בדרך מופלאה ובמסירות אין קץ לימדה המורה את הילדה לזהות בעזרת ידה, סימני מילים, שמות חפצים והבעות פנים, ולהשתמש במידע שקיבלה לצורך חשיבה. בעזרת נגיעה בשפתיהם ובגרונם של אנשים למדה הלן קלר לפענח את דיבורם. כך נפתח בפניה השער לעולם שסביבה.
לימים הפכה הלן קלר לסופרת ולאשת ציבור שפעלה רבות למען אנשים עם מוגבלויות ולמען שוויון זכויות.
איזו חשיבות יש לחוש הראייה ולחוש השמיעה בחיינו ומה צריך להתקיים בסביבה כדי שנוכל לראות ולשמוע?
*172*
פרק ראשון: אור וראייה
אני רוצה תמיד עיניים
אני רוצה תמיד עיניים כדי לראות
את יפי העולם ולהלל את היפי
המופלא הזה שאין בו כל דופי ולהלל
את מי שעשה אותו יפה להלל
ומלא, כל כך מלא, יופי.
ואינני רוצה להיות עיוור ליפי
העולם כל עוד אני חי. אני אוותר
על דברים אחרים אבל לא אומר די
לראות את היופי הזה שבו אני חי
ושבו ידי מהלכות כמו אניות וחושבות
ועושות את יד באומץ ולא פחות
מכך, בסבלנות, סבלנות בלי די.
ולא אחדל מהלל, כן להלל לא אחדל.
וכשאפול עוד אקום - ולא רק לרגע -
שלא יאמרו הוא נפל.
אלא הוא קם עוד רגע להלל
בעיניים אחרונות
את שלהלל לא יחדל.
- נתן יונתן
כל הזכויות שמורות למחבר ולאקו"ם
*173*
בעקבות הלמידה - נדע...
אור
- לאתר תופעות שמתרחשות בסביבה בהשפעת האור;
- לתאר תכונות של אור ואת ניצולן בחיי היומיום.
ראייה
- לתאר את החשיבות של חוש הראייה;
- לתאר את הקשר בין מבנה העין לבין תהליך הראייה;
- להסביר כיצד יש לשמור על בריאות העיניים.
מושגים שנלמד
אור
מקור אור, מקור אור טבעי, מקור אור מלאכותי;
תכונות האור: התפשטות האור, החזרת אור, בליעת אור, שבירת אור;
צבע, ספקטרום;
גוף אטום, צל, גוף שקוף, עדשה, מיקרוסקופ, טלסקופ.
ראייה
מבנה העין: ארובות העיניים, עפעפיים, ריסים, גבות, בלוטת דמעות, גלגל העין, לובן העין, קרנית, קשתית, אישון, עדשה, רשתית;
תהליך הראייה: חוש הראייה, עצב הראייה, דחף עצבי, עיבוד מידע במוח;
בריאות: משקפיים.
מיומנויות שנפעיל
- ביצוע ניסויים ותצפיות;
- כתיבת הסבר כולל ראיות והנמקה;
- הסקת מסקנות והכללות;
- שרטוט תרשימי זרימה.
*174*
חלק א: אור
אור
האם לדעתכם אפשר לראות ללא אור? האם אפשר להבחין בצורות, בצבעים ובתנועות של גופים ללא אור? מה צריך כדי לראות?
משימה: חוקרים ומגלים
אור באפלה
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר את התנאים הדרושים כדי לראות גופים בסביבה.
ציוד: (1) תיבה אפלה: קופסת נעליים שהפנים שלה צבוע בצבע שחור, במכסה יש חור עגול, כיסוי לחור; באחת הדפנות יש נקב קטן; (2) חפץ קטן כלשהו
(בספר איור - היעזר במנחה)
1. הכניסו חפץ קטן לתוך התיבה. סגרו את התיבה במכסה שלה.
כסו גם את החור העגול שבמכסה בעזרת הכיסוי.
2. הסתכלו לתוך הקופסה מבעד לנקב. האם אתם מצליחים לראות את החפץ? אם לא הצלחתם לראות את החפץ, שערו מדוע.
3. העלו רעיונות ובדקו: כיצד אפשר לראות את החפץ מבעד לנקב מבלי לפתוח את הקופסה?
4. סכמו: אילו תנאים צריכים להתקיים כדי שנוכל לראות גופים בסביבה?
(בספר איור - היעזר במנחה)
- מה צריך כדי לראות?
- זה ברור כשמש!
*175*
קוראים, כותבים ומבינים: מקורות אור
קראו את קטע המידע "מקורות אור" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
מקורות אור
כדי לראות דרוש אור. גופים מאירים המפיצים בסביבה את האור שנוצר בהם נקראים מקורות אור.
מקורות אור טבעיים
בסביבה שלנו קיימים מקורות אור טבעיים - אלה מקורות אור שקיימים בטבע, האדם לא יצר אותם. השמש היא מקור האור הטבעי העיקרי של כדור הארץ. מקורות אור טבעיים נוספים הם, למשל, הכוכבים שבשמים; הלבה הלוהטת המתפרצת מלוע הר הגעש; הברק ואש שפורצת בטבע משריפות.
מקורות אור מלאכותיים
האור שמפיצים מקורות האור הטבעיים אינו מגיע אלינו כל הזמן ובכל מקום וזהו חסרונם. חשבו, למשל, אילו פעולות איננו יכולים לעשות בחושך. הצורך של האדם בכל הזמנים לתפקד גם במצבים של חושך (היעדר אור) הביא לפיתוח מקורות אור מלאכותיים דוגמת לפידים, נרות, נורות שונות ופנסים. מקורות האור הללו מסייעים לאדם להשתחרר מהתלות במקורות האור הטבעיים וכך להיות פעילים בכל מקום ובכל שעות היממה.
(בספר 6 תמונות - היעזר במנחה)
מקורות אור טבעיים
מקורות אור מלאכותיים
*176*
שאלות
1. ערכו רשימה של מקורות אור ומיינו אותם לשתי קבוצות:
מקורות אור טבעיים ומקורות אור מלאכותיים.
הסבירו לפי מה ידעתם לקבוע לאיזו קבוצה לשייך כל מקור אור.
2. איזה צורך הביא את האדם לפתח מקורות אור מלאכותיים? הביאו דוגמאות.
3. מהם החסרונות ומהם היתרונות של מקורות האור הטבעיים ושל מקורות האור המלאכותיים? לצורך זה ערכו השוואה.
בהשוואה התייחסו לקריטריונים כמו עלות, השפעה על איכות הסביבה, זמינות מקור האור בשעות היממה ואחרים.
4. כתבו סיפור (אמיתי או דמיוני) שמתאר את התלות שלנו באור. למשל:
"בטיול שערכנו נכנסו למערה חשוכה"; "הפסקת חשמל בליל חורף קר".
היודעים אתם ש...
מקורות אור מן החי
יצורים חיים מסוימים פולטים אור.
בארצות טרופיות קיימים סוגים של פטריות קטנות מאירות הצומחות על גזעי עצים מתים.
במעמקי הים מתקיימים מיני דגים מאירים שיש להם אור עצמי. האור מאפשר להם למצוא את מזונם בסביבתם, לזהות את בני מינם, להבחין מבעוד מועד באויביהם ולהפחידם.
בערבי קיץ חמימים אפשר לראות לפעמים ניצוצות אור מעופפים באוויר. אלה הן הגחליליות. גחליליות הן חרקים קטנים המסוגלים לפלוט אור.
(בספר 2 תמונות)
מדוזה מאירה
גחלילית
*177*
דרכו של האור
אור השמש מגיע אל כדור הארץ אחרי שעבר מרחק של כ-150 מיליון ק"מ בחלל הריק (רובו) ובאטמוספרה. האם האור היוצא מהשמש מתפשט רק בכיוון אחד, בכמה כיוונים או בכל הכיוונים?
משימה: חוקרים ומגלים
לאילו כיוונים מתפשט האור?
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר את הכיוונים שאליהם מתפשט האור.
ציוד: תיבה אפלה, בית נורה, נורה, סוללה וחוטי חשמל, פלסטלינה לאיטום
1. שלבו בתוך התיבה האפלה נורה חשמלית, נקבו בתיבה נקבים אחדים, הדליקו את הנורה וסגרו את התיבה במכסה שלה.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
2. בו זמנית, שלושה תלמידים מתבוננים דרך הנקבים לתוך התיבה.
3. דווחו: האם העיניים של כל אחד מהתלמידים קלטו את האור?
4. מה מסקנתכם על דרכו של האור: האם אור הנורה מתפשט בכיוון אחד בלבד? בשני כיוונים? בכל הכיוונים? הסבירו על מה מבוססת המסקנה.
5. נסחו כלל: לאילו כיוונים מתפשט האור הנפלט ממקור האור?
חושבים מדע
- מדוע היה חשוב לנקב לפחות שלושה נקבים כדי להסיק מסקנה על דרכו של האור?
- איזו מסקנה יכולנו לקבל אילו התבוננו בנורה רק מבעד לנקב אחד?
- אם ננקב עוד נקבים בתיבה ונתבונן דרכם - האם גם אז נראה את הנורה?
*178*
משימה: חוקרים ומגלים
באיזה מסלול מתפשט האור?
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר את המסלול שבו מתפשט האור.
ציוד: פנס כיס, שלושה לוחות קרטון עם נקב, חוט קשירה
העמידו את פנס הכיס על השולחן והציבו לוח קרטון אחד לפניו.
1. הדליקו את הפנס. התבוננו באור הפנס מבעד לנקב שבלוח הקרטון. האם אתם רואים את הפנס הדולק?
2. היכן לדעתכם צריך להציב את הלוח השני ואת הלוח השלישי כדי שתוכלו לראות מבעד לנקבים (של שלושת הלוחות) את האור של הפנס?
3. מהי מסקנתכם על מסלולו של האור: האם המסלול ישר או מפותל?
4. נסחו כלל: באיזה מסלול מתפשט האור?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
חושבים מדע
- מדוע היה חשוב להשתמש בשלושה לוחות קרטון לפחות כדי להסיק מסקנה על מסלולו של האור?
- איזו מסקנה יכולנו לקבל אילו התבוננו באור הפנס רק מבעד לנקב של לוח קרטון אחד?
*179*
משימה: חוקרים ומגלים
מהו צל?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר כיצד נוצר צל.
ציוד: גוף אטום (כגון: קובייה, ספר, מחק), מקור אור (למשל פנס כיס, שמש...), דף נייר, גוף שקוף (כגון: סרגל פלסטיק שקוף, כוס זכוכית).
החזיקו את היד כעשרה ס"מ מעל דף נייר.
1. הפעילו את הפנס והאירו לכיוון היד.
התבוננו בצורה הכהה המתקבלת על דף הנייר, כאשר היד עומדת בדרכו של האור.
2. זהו הצל של כף ידכם. שערו: מדוע, לדעתכם, נוצר צל?
3. חזרו על הפעולה כאשר בידכם גוף אטום קטן, כגון מחק. האם נוצר צל?
4. חזרו על הפעולה כאשר בידכם גוף שקוף, כגון סרגל פלסטיק שקוף. האם נוצר צל?
5. הסיקו מסקנה: מתי נוצר צל?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*180*
חושבים ועושים טכנולוגיה
תיאטרון צלליות
מוצאו של תיאטרון הצלליות הוא בסין הקדומה.
עד היום הוא נחשב שם למופע בידור מקובל.
קל ליצור תיאטרון צלליות.
1. העמידו פנס דולק בקצהו של חדר אפלולי. השתמשו בידיים כדי להטיל צלליות על הקיר, הנמצא מול מקור האור. אפשר ליצור צלליות של בעלי חיים שונים ונחמדים.
2. אפשרות נוספת היא לגזור דמויות מבריסטול, להצמיד לכל דמות מקל דק לצורך אחיזה נוחה ולבנות תיאטרון צלליות מורכב יותר. במקום להטיל צל על הקיר אפשר לפרוש מסך שקוף למחצה (מסדין או מנייר פרגמנט, למשל), ואז הצופים שמעבר למסך יוכלו להתבונן בצלליות.
3. כתבו תסריט והכינו מופע צלליות. תוכלו כמובן ללוות את המופע במוזיקה.
*181*
קוראים, כותבים ומבינים: דרכו של האור
קראו את קטע המידע "דרכו של האור" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
מסלול האור
האור היוצא ממקור אור (טבעי ומלאכותי) מתפשט לכל הכיוונים במסלולים ישרים. במציאות אין רואים את מסלול האור. קו ישר דמיוני, המתאר את כיוון התפשטות האור, נקרא קרן אור. במציאות קרני האור אינן נראות.
מכשולים בדרכו של האור
מה קורה כאשר עומד מכשול בדרכו של האור, כגון קיר או הר?
- ישנם גופים שהאור עובר דרכם - אלה הם גופים שקופים. לדוגמה שמשת חלון עשויה מזכוכית שהיא גוף שקוף. אנו יכולים לראות בבירור מבעד לגופים שקופים.
- ישנם גופים שהאור אינו עובר דרכם - אלה הם גופים אטומים.
לדוגמה קיר עשוי בטון הוא גוף אטום.
איננו יכולים לראות מבעד לגופים אטומים.
- ישנם גופים שאור חלקי עובר בהם - אלה הם גופים שקופים למחצה.
לדוגמה נייר שעווה הוא גוף שקוף למחצה.
מבעד לגופים שקופים למחצה אנו רואים מטושטש.
שימו לב: את השקיפות של החומר קובע לא רק סוג החומר כי אם גם עוביו. לדוגמה: מטבע עשוי זהב הוא אטום, אך רדיד דק מאוד של זהב הוא שקוף, ואור יכול לעבור דרכו. כך גם לוח זכוכית עבה מאוד, הופך משקוף לאטום.
(בספר 3 תמונות - היעזר במנחה)
גוף שקוף
גוף אטום
גוף שקוף למחצה
*182*
אור וצל
האור אינו יכול לעבור דרך גוף אטום. גוף אטום הוא מכשול בדרכו של האור. האור מתפשט במסלולים ישרים, ומכיוון שכך, הוא יכול לעבור רק לצדי המכשול. לכן נוצר מאחורי הגוף האטום אזור חשוך (מוצל), אזור שהאור אינו מגיע אליו. מאחורי הגוף האטום שמואר, על גבי הנייר (או על גבי משטח אחר: קיר, אדמה וכדומה) מתקבלת צורה כהה, הנקראת צל.
שאלות
1. תלמידי כיתה ו ישבו במעגל סביב מדורה קטנה ושרו.
א. האם כל היושבים במעגל ראו את האור המופץ מהמדורה? נמקו.
ב. תוך כדי השירה, עמרי ניגש למדורה להוסיף לה עצים. האם גם עתה כל היושבים במעגל ראו את האור המופץ מהמדורה? נמקו.
2. הביאו דוגמאות לגופים אטומים ולגופים שקופים שנמצאים בסביבתכם. הסבירו: לפי מה אפשר לקבוע מהו גוף אטום ומהו גוף שקוף?
3. הביאו דוגמאות לשימושים בחיי היומיום בגופים שקופים, בגופים אטומים ובגופים שקופים למחצה.
4. כאשר צוללים במים ופוקחים עיניים, האם רואים את הסביבה? האם גם דגים רואים במים? הסיקו: האם המים הם גוף שקוף?
5. שלושה ילדים ציירו את בית הספר בשעת בוקר. איזה מבין הציורים מתאר את בית הספר באותה השעה? הסבירו את תשובתכם.
(בספר 3 איורים - היעזר במנחה)
1, 2, 3
*183*
אור מוחזר ואור נבלע
את מקורות האור אנו רואים כאשר האור המופץ מהם מגיע לעינינו.
כך, למשל, אנו רואים את הנר ואת הפנס הדולקים.
אבל אנו רואים גם גופים שאינם מקורות אור. כך, למשל, אנו רואים את השולחן, את המכונית ואת המחשב.
- אם רוב הגופים שסביבנו אינם מקורות אור, אז איך בכל זאת אנחנו רואים אותם?
משימה: חוקרים ומגלים
כיצד רואים גופים שאינם מקורות אור?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר את תופעת החזרת האור ובליעת האור.
ציוד: תיבה אפלה ריקה, בית נורה עם נורה, סוללה וחוטי חשמל, מעט פלסטלינה, שתי פיסות נייר דומות בגודל ובמרקם, האחת בהירה והאחרת כהה
1. שלבו בתוך התיבה האפלה נורה חשמלית.
*184*
2. הניחו על תחתית התיבה את פיסת הנייר הבהירה. סגרו את המכסה. הדליקו את הנורה והתבוננו אל תוך התיבה דרך הנקב העליון. האם אתם רואים את הנייר? אם כן, מאין מגיע האור אל העיניים? הציעו הסבר לתופעה.
3. חזרו על הפעולה, אך הפעם הניחו על תחתית התיבה את פיסת הנייר הכהה.
4. האם אתם רואים את הנייר הכהה כפי שראיתם את הנייר הבהיר? הציעו הסבר לתופעה.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
נייר בהיר
נייר כהה
*185*
קוראים, כותבים ומבינים: החזרת אור ובליעתו
קראו את קטע המידע "החזרת אור ובליעתו" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
החזרת אור
רוב הגופים שסביבנו אינם מקורות אור. אנו רואים אותם כשהם מאירים וכאשר חלק מהאור המוחזר מהם מגיע לעינינו. אם הגוף המואר שקוף, האור עובר דרכו וחלק מוחזר ממנו (או מפוזר). אם הגוף המואר אטום, אין האור יכול לעבור דרכו וחלק מהאור הפוגע בגוף מוחזר ממנו. האור מוחזר בדרך כלל בצורה מפוזרת לכל הכיוונים.
(בספר שרטוט - היעזר במנחה)
אור פוגע, אור מוחזר, גוף אטום
האור המוחזר יכול להיות של מקור אור טבעי או מלאכותי.
(בספר 2 איורים - היעזר במנחה)
מקור אור מלאכותי
הנורה מאירה את הספר, חלק מן האור פוגע בספר ומוחזר ממנו לכל הכיוונים. חלקו מגיע לעין הילד.
מקור אור טבעי
השמש מאירה את העץ, חלק מן האור פוגע בעץ ומוחזר ממנו לכל הכיוונים. חלקו מגיע לעין הילדה.
*186*
בליעת אור
כאשר מאירים גוף אטום בהיר, הוא מחזיר יותר אור מאשר גוף כהה המואר באותה מידע. לאן נעלם האור שלא הוחזר?
האור שלא הוחזר נבלע בתוך הגוף. גוף בהיר מחזיר את רוב האור הנופל עליו ובולע מעט ממנו. גוף כהה בולע את רוב האור הפוגע בו. גוף הבולע את כל האור הנופל עליו נקרא גוף שחור.
(בספר שרטוט - היעזר במנחה)
גוף כהה: אור פוגע, אור נבלע, אור מוחזר
גוף בהיר: אור פוגע, אור נבלע, אור מוחזר
שימו לב: התכונות של האור (העברת אור, החזרת אור ובליעת אור), כולן או חלקן, מתבטאות לעתים יחד.
שאלות
1. התבוננו שוב בשני האיורים שבעמוד הקודם (למטה) והשיבו: אם הספר והעץ הם גופים אטומים לאור, כיצד בכל זאת המתבוננים בהם רואים אותם?
2. גם גוף האדם אינו מקור אור. הסבירו בכתב או בציור כיצד בכל זאת אתם רואים את חבריכם לכיתה.
3. רשות: הירח אינו מקור אור. כיצד בכל זאת אנו רואים אותו?
4. עיינו שוב בסעיפים 2 ו-4 של המשימה: "כיצד רואים גופים שאינם מקורות אור?" (עמוד 184) והשיבו:
א. בעזרת איזו מתכונות האור (החזרה או בליעה) אפשר לתת תשובות לשאלות שמוצגות בסעיפים אלה?
ב. מדוע השתמשנו בשני הסעיפים בשתי פיסות נייר - אחת בהירה ואחת כהה?
ג. בדקו את תשובותיכם לסעיפים אלה ותקנו אותן במידת הצורך. השתמשו במושגים: בליעת אור, החזרת אור.
5. "כשאתם יוצאים לרכב על אופניים בחושך, רצוי שתלבשו חולצה בהירה", המליצו ההורים לילדיהם. כתבו הסבר משכנע לילדים מדוע עליהם לקבל את ההמלצה של הוריהם.
6. ילדה רוכבת על אופניים בלילה. פנס האופניים שלה פולט אור. הילדה רואה לפניה מכונית וגם פנסים דולקים. מה ההסבר לכך שאפשר לראות גם את פנסי המכונית, שהם מקורות אור, וגם את גוף המכונית, שאינו מקור אור?
*187*
משימה: חוקרים ומגלים
משימה: מה קורה לאור הנבלע בתוך גוף?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר מה קורה לאור הנבלע בתוך גוף.
ציוד: שתי פחיות ריקות זהות (של משקה קל, לדוגמה), שני מדי-טמפרטורה, בריסטול שחור, בריסטול לבן, גומייה ומספריים, מעט צמר גפן
מהלך הניסוי
הכינו את שתי מערכות הניסוי לפי ההנחיות הבאות:
1. עטפו את החלק החיצוני של פחית אחת בבריסטול שחור ואת החלק החיצוני של הפחית השנייה בבריסטול לבן.
2. מזגו כמות שווה (1/3 כוס) של מי ברז לתוך כל אחת מהפחיות.
3. הכניסו מד-טמפרטורה לכל אחת מהפחיות ואטמו היטב את פתחי הפחית במעט צמר גפן.
4. ודאו שטמפרטורת המים זהה בתחילת הניסוי בשתי הפחיות.
5. העתיקו למחברת את הטבלה (ראו דוגמה בעמוד הבא) ורשמו בה את טמפרטורת המים.
6. הניחו את שתי הפחיות במקום מואר היטב על ידי אור השמש.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*188*
תוצאות
כעבור שעות אחדות בדקו שוב את טמפרטורת המים בשתי הפחיות.
רשמו את התוצאות בטבלה.
טמפרטורת המים בפחית השחורה: בתחילת הניסוי, בסוף הניסוי, הפרש, טמפרטורת המים בפחית הלבנה: בתחילת הניסוי, בסוף הניסוי, הפרש
-- מעלות, -- מעלות, -- מעלות, -- מעלות, -- מעלות, -- מעלות
1. חשבו: בכמה מעלות השתנתה טמפרטורת המים בפחית הלבנה?
2. חשבו: בכמה מעלות השתנתה טמפרטורת המים בפחית השחורה?
3. הסבירו את תוצאות הניסוי.
מסקנות
1. באיזו פחית התחממו המים יותר: בפחית הלבנה או בפחית השחורה?
2. מה הקשר בין צבע הפחית לבין מידת התחממות המים?
חושבים מדע
- מה הייתה מטרת הניסוי?
- מה היו הגורמים השווים בשתי מערכות המים?
- מה היה הגורם השונה בניסוי?
- מה הייתה תוצאת הניסוי?
- מה הייתה מסקנת הניסוי?
(בספר איור - היעזר במנחה)
- מה הקשר בין התחממות הפחית לבין האור?
- זה מזכיר לי את דוד השמש
*189*
קוראים, כותבים ומבינים: בליעת אור בשירות האדם
היעזרו בקטע המידע "בליעת אור בשירות האדם" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
רוב האור המגיע מן השמש נבלע בתוך כדור הארץ וגורם להתחממותו. בעקבות כך עולה גם טמפרטורת האוויר בסביבה. באזור מוצל מגיע פחות אור לקרקע, והקרקע מתחממת פחות לכן קריר יותר בצל מאשר באור שמש ישיר. גם אור המגיע ממקור אור מלאכותי (נורה, לדוגמה) נבלע בתוך גופים ומחמם אותם.
בני האדם מנצלים את תופעת בליעת האור למטרות חימום שונות:
- חימום מדגרות: במדגרות דרושה טמפרטורה מתאימה לגידול אפרוחים. לצורך זה משתמשים בנורת חשמל. האור המופץ מן הנורות נבלע בגופים השונים שבמדגרה וגורם להתחממות הסביבה.
- חימום מים בדוד שמש: אור שמש נבלע בקולטים של דוד השמש, והמים בצינורות מתחממים. כך אנו נהנים ממקלחת חמה בזכות אור השמש.
- חממות: החממה היא מבנה שמגדלים בו צמחים שדרושים להם תנאי טמפרטורה מתאימים. קירות המבנה עשויים מחומר שקוף (זכוכית או פלסטיק). אור השמש חודר דרך הקירות השקופים אל תוך החממה, נבלע בקרקע וגורם להתחממותה.
החום מתפזר ברובו בצורת קרינה בלתי נראית הידועה בשם "קרינה אינפרה-אדומה". הקירות השקופים אינם מעבירים קרינה אינפרה-אדומה על אף שהם מעבירים את אור השמש. על כן שוררת בתוך החממה טמפרטורה גבוהה יותר מאשר בסביבה.
בדרך זאת, בלי להשתמש באמצעי חימום מלאכותיים, יוצרים סביבה עם טמפרטורה מתאימה לגידול צמחים. התופעה הזו מוכרת בשם "אפקט החממה". ראו גם בעמוד 33 של ספר זה.
(בספר 3 תמונות)
מדגרה
דוד שמש
חממה
*190*
שאלות
1. מה משותף לדרך שבה גורמים להתחממות האוויר במדגרות, האוויר בחממות והמים בדוד השמש?
2. אתם הולכים לים ביום קיץ חם...
ודאי הרגשתם לא פעם את הטמפרטורה הגבוהה של החול. אתם זקוקים לצל ומיד אתם מעמידים את השמשייה. מה יקרה לטמפרטורת החול שמתחת לשמשייה כעבור כשעה? הסבירו את תשובתכם.
3. רשות: חפשו ברשת האינטרנט מידע המסביר את עקרון הפעולה של דוד שמש. מהו עקרון הפעולה של דוד שמש? מהם היתרונות והחסרונות של השימוש בדוד שמש?
4. בקיץ הלוהט נעים יותר ללבוש בגדים בהירים מאשר בגדים כהים. הסבירו מדוע.
5. בארצות חמות, כמו בישראל, נוהגים לצבוע את גגות הבתים בצבע בהיר. הסבירו למה.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
האי סנטוריני ביוון
היודעים אתם ש...
מה במראה?
תופעה נוספת הקשורה להחזרת אור היא קבלת דמויות שאנו רואים במראה. כאשר אנו עומדים מול מראה, אנו רואים את דמותנו. כלומר, האור מגיע מן הדמות לעינינו. נדמה לנו כאילו האור בא מתוך המראה. מניין האור הזה? הרי הגוף שלנו אינו מקור אור, וגם המראה אינה מקור אור.
*191*
מראות
גופים חלקים שדמויות יכולות להשתקף בהם נקראים מראות. כאשר אור פוגע בקיר, האור מוחזר ממנו בצורה לא מסודרת. זהו פיזור אור. לעומת זאת, כאשר אור פוגע במראה, הוא מוחזר בצורה מסודרת. האור הפוגע במראה מוחזר ממנה בכיוון שונה מכיוון הפגיעה.
קיימות מראות מישוריות ומראות בעלות צורות אחרות, קעורות וקמורות.
(בספר איור - היעזר במנחה)
החזרת אור ממראות
מראה קעורה
מראה קמורה
מראה מישורית
(בספר 2 תמונות)
מראה קמורה
מראה קעורה
*192*
דמויות במראה
מראה מישורית. כאשר עומדים מול מראה מישורית רואים דמות ישרה וסימטרית. מרחק הדמות בתוך המראה שווה למרחק האמיתי של הגוף מן המראה. במראה מישורית אנו משתמשים למשל בבית כדי לבדוק את ההופעה שלנו.
מראה קעורה. כאשר עומדים קרוב מול מראה קעורה רואים דמות מוגדלת וישרה. כאשר עומדים רחוק ממראה קעורה רואים את הדמות מוקטנת והפוכה. במראה קעורה משתמשים למשל כדי להגדיל את הפנים של המתבונן/ת בה, למשל לצורכי איפור (או מראה של רופא/ת שיניים).
מראה קמורה. כאשר עומדים מול מראה קמורה רואים דמות מוקטנת וישרה. רואים גם שטח גדול יותר מסביב (שדה הראייה גדול יותר) מאשר במראה מישורית. מראה קמורה מציבים למשל ביציאה מסמטה לדרך ראשית, כדי שהרכב היוצא יוכל לראות את התנועה המתקרבת בדרך הראשית.
(בספר 3 איורים - היעזר במנחה)
1, 2, 3
איזה סוג של מראה רואים בכל איור?
*193*
שבירת אור
האור נע ומתפשט בקווים ישרים. בדרכו האור יכול להיתקל בגופים שדרכם הוא יכול לעבור ובגופים אטומים שמהם הוא מוחזר. אילו תופעות נוספות מתרחשות בדרכו של האור?
משימה: חוקרים ומגלים
האם האור יכול לשנות את מסלולו?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר מה יכול לגרום לאור לשנות את מסלולו.
ציוד: כוס, מים, סרגל
מלאו כוס במים עד שני שלישים מגובהו (אין צורך לדייק) ובצעו את התצפית המתוארת בשני המצבים הבאים:
מצב 1:
הטבילו את הסרגל במים והשעינו אותו על שפת הכוס. התבוננו בסרגל מלמעלה, מהצד ומזוויות שונות. כיצד נראה לכם הסרגל? בדקו כיצד משפיע הכיוון שממנו אתם מתבוננים על מה שאתם רואים.
מצב 2:
הוציאו את הסרגל מהמים. כיצד הוא נראה עכשיו?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*194*
סיכום התצפית
1. מדוע כאשר אנו מתבוננים בסרגל שהוצא מן המים הוא כאילו "מתיישר"? מדוע נראה הסרגל כאילו הוא "נשבר" בגבול שבין האוויר לבין המים?
כדי להשיב על השאלה עלינו לזכור: אם רואים את הסרגל, זאת אומרת שאור (המוחזר ממנו) מגיע לעיניים.
א. דרך אילו חומרים מוחזר האור בדרכו מהסרגל לעיניכם במצב 1 של התצפית (הבחינו בין החלק הטבול במים לבין החלק שאינו טבול במים)?
ב. דרך איזה חומר מוחזר האור בדרכו מהסרגל לעיניכם במצב 2 של התצפית?
2. קראו את קטע המידע "שבירת אור" והסבירו בעזרתו את התופעה שגיליתם בתצפית.
קטע מידע: שבירת אור
האור המגיע לעינינו מגופים שונים בסביבה מאפשר לנו לראות אותם. כאשר קרני אור מגיעות אלינו בקווים ישרים מבלי לשנות כיוון, אנו רואים את החפצים בצורתם הרגילה (וכך קורה כאשר החפצים נמצאים באוויר, למשל).
כשהאור המגיע מהגופים עובר דרך יותר מאשר חומר שקוף אחד, הקרניים נשברות בגבול שבין החומרים השונים. שינוי הכיוון של קרני האור, המתרחש בגבול שבין חומר שקוף לבין חומר שקוף אחר, נקרא שבירה.
למשל, במעבר ממים לזכוכית, מזכוכית לאוויר, מאוויר לזכוכית וכדומה. כיוון שאור מגיע אל עינינו מגוף אחד המצוי בשתי סביבות שקופות, אנו רואים את דמותו כאילו נשברת במעבר בין שתי הסביבות.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*195*
משימה: חוקרים ומגלים
מה רואים מבעד לעדשה?
בעקבות הלמידה - נדע...
להסביר מה קורה כאשר האור עובר דרך עדשה.
ציוד: לוחית זכוכית, דף עיתון, טפי, עדשות דו-קמורות
(בספר איור - היעזר במנחה)
- ומה קורה כאשר האור עובר דרך גוף מעוג כמו טיפת מים?
חלק א: מהי עדשה?
1. הניחו לוחית זכוכית על גבי עיתון.
טפטפו על הזכוכית טיפת מים.
התבוננו מקרוב מבעד לטיפת המים. כיצד נראות לכם האותיות מבעד לטיפת המים?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*196*
גוף שקוף בעל צורה דומה לזו של טיפת המים נקרא עדשה קמורה. בדרך כלל העדשות עשויות מזכוכית או מפלסטיק. לעדשות יש דפנות מעוגלות, או דופן אחת שטוחה ודופן אחת מעוגלת.
האור העובר דרך העדשה נשבר פעם אחת בכניסה דרך דופן אחת של העדשה ופעם נוספת ביציאה דרך הדופן השנייה. אם שתי הדפנות קמורות, העדשה נקראת עדשה דו-קמורה. בשפת היומיום היא נקראת מגדלת.
(בספר איור - היעזר במנחה)
מעבר קרני אור דרך עדשה דו-קמורה
מקור אור, עדשה
חלק ב: מה רואים מבעד לעדשה דו-קמורה?
1. הצמידו קצה עיפרון לעדשה דו-קמורה.
2. התבוננו בקצה העיפרון מבעד לעדשה כשהיא מרוחקת מן העין.
תארו את הדמות שאתם רואים מבעד לעדשה. האם היא מוגדלת? מוקטנת? ישרה? הפוכה?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*197*
3. קרבו לאט את העדשה אל העין מבלי לשנות את מקומו של העיפרון. איך נראה קצה העיפרון מבעד לעדשה? מוגדל? מוקטן? ישר? הפוך?
4. רשות: היעזרו בתוצאות הניסוי ובקטע המידע "עדשה דו-קמורה" והשיבו:
א. באיזה מצב הייתה העדשה כשראיתם את העיפרון מוגדל וישר? (קרובה אליו או רחוקה ממנו?)
ב. באיזה מצב הייתה העדשה כשראיתם את העיפרון מוקטן והפוך?(קרובה אליו או רחוקה ממנו?)
קטע מידע: עדשה דו-קמורה
עדשה דו-קמורה היא עדשה ששתי הדפנות המעוגלות שלה יוצרות גוף עבה במרכז וצר בקצוות. כאשר מציבים גוף רחוק מעדשה קמורה, דמותו נראית מוגדלת וישרה. לעומת זאת, כאשר מציבים גוף רחוק מעדשה קמורה, דמותו נראית תמיד הפוכה (לעתים מוגדלת ולעתים קטנה - תלוי במרחק).
5. התבוננו מבעד למגדלת (עדשה דו-קמורה) בבד, בעלים, בשערה, בעור גוף ועוד. אילו פרטים נוספים אתם יכולים לראות בעזרת המגדלת?
6. ערכו רשימה של מכשירים שיש בהם עדשות. היעזרו במקורות מידע ובדקו איזה תפקיד יש לעדשות במכשירים אלה.
(בספר איור - היעזר במנחה)
- האם באמת המגדלת מגדילה את הגופים, או שהם רק נראים גדולים יותר?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*198*
חלק ג: למה עוד יכולה לשמש עדשה דו-קמורה?
ציוד: עדשה דו-קמורה, מגש מתכת, פיסת נייר עיתון
בטיחות: חלק זה של המשימה ייעשה על ידי המורה בלבד. לפני הפעילות יש להרחיק חומרים בעירים ולהכין אמצעים לכיבוי אש (מים, מטפה, חול)
בחרו בחצר בית הספר מקום מואר היטב באור שמש.
1. הניחו על מגש המתכת פיסת נייר. החזיקו את המגדלת מעל פיסת הנייר והפנו אותה לכיוון השמש, כך שהאור יעבור דרך העדשה, יישבר וייצור כתם מואר מעל גבי הנייר.
2. העלו או הורידו קלות את המגדלת, עד שיתקבל על הנייר כתם קטנטן ובהיר מאוד. כל האור מתרכז בנקודה שבה מופיע כתם האור. נקודה זו נקראת מוקד העדשה.
3. האור מרוכז מאוד בנקודת המוקד. האור המרוכז מחמם את הנייר. החום שנוצר גורם לנייר להתלקח.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*199*
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה
http://ofek.cet.ac.il/mada
1. בחרו בתחום התוכן: אנרגיה.
2. בחרו בנושא: אנרגיית האור.
3. היכנסו לפעילות: דרך האור.
- בחרו בגופים השונים: עדשות - קעורה וקמורה; מראות - קעורה קמורה ושטוחה וכן מנסרה.
- בדקו בכל אחד מהגופים את מעבר קרני האור, שבירתן והחזרתן.
(בספר 4 איורים - היעזר במנחה)
*200*
היודעים אתם ש...
עדשות בשירות האדם
כבר בתקופת יוון העתיקה והאימפריה הרומית ידעו כי אפשר לראות גופים קטנים בהגדלה מבעד לשברים של זכוכית ומבעד לכלים כדוריים מזכוכית המלאים במים. בעדשות האלה לא ראו בבירור כי באותם ימים לא ידעו לייצר זכוכית שקופה. רק לפני 400 שנה הצליחו בני האדם לייצר זכוכית שקופה וליצור ממנה עדשות טובות. עדשות אלה שימשו כמגדלות לחוקרים שהתבוננו בחרקים וגילו לתדהמתם פרטים רבים שלא ראו ללא העדשות.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
*201*
במאה ה-17 מדען הולנדי בשם אנטוני לוונהוק הצליח ללטש עדשות ולהציב אותן במכשיר כך שהגדילו עד פי מאתיים. למכשיר שלו קרא בשם מיקרוסקופ (ביוונית: מיקרו שווה קטן, סקופ שווה לראות). המיקרוסקופ הוא מכשיר שמאפשר לראות פרטים קטנים בהגדלה. הודות למיקרוסקופ גילה לוונהוק תגליות חשובות: הוא גילה יצורים זעירים שחיים במים, חיידקים שמצטברים בשיניים, את המבנה של תאי שריר ועוד.
במאה ה-17 מדען איטלקי בשם גליליאו גליליי בנה בעזרת עדשות מכשיר המאפשר להגדיל ולראות בבירור גופים הנמצאים רחוק - זהו הטלסקופ (ביוונית: טל שווה רחוק, סקופ שווה לראות). הודות לטלסקופ גילה גליליי תגליות חשובות: הוא גילה את מבנה פני הירח וארבעה מירחיו של כוכב הלכת צדק. ירחים אלה נקראים ירחים גליליאניים. כיום ידועים יותר מ-50 ירחים לכוכב הלכת צדק. כמו כן הוא גילה שכוכב הלכת נוגה מקיף את השמש ואינו מפיץ אור משלו.
מאז ימי לוונהוק וגליליאו התפתחו והשתכללו המיקרוסקופים והטלסקופים ובעזרתם התרחב הידע המדעי על אודות היצורים החיים ועל אודות היקום.
(בספר תמונות - היעזר במנחה)
טלסקופים
מיקרוסקופים
*202*
אור וצבע
כל העולם סביבנו צבעוני. כיצד קורה שיש עושר כה רב של צבעים? אולי זה יפתיע אתכם: הסיבה לכך היא האור.
משימה: חוקרים ומגלים
כל צבעי הקשת
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר ממה מורכב האור הלבן.
ציוד: מנסרה משולשת עשויה חומר שקוף (זכוכית, פלסטיק), דגם של גלגל ניוטון
פעילות 1
1. האפילו את החדר והשאירו בחלון חריץ שדרכו יחדור פס צר של אור שמש.
2. כוונו את אחת הפאות של המנסרה אל עבר פס האור והתבוננו בקיר אשר ממול החלון. שימו לב לצבעים המתקבלים על הקיר. רשמו אותם לפי הסדר.
3. נסו להטות מעט את המנסרה. האם סדר הצבעים משתנה?
פעילות 2
1. לפניכם גלגל צבעים. מהם הצבעים ובאיזה סדר הם מופיעים?
2. סובבו במהירות את הגלגל. האם רואים את צבעי הגלגל? מה רואים?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
מנסרה משולשת
*203*
סיכום:
1. איזה קשר בין אור לצבע גיליתם בשתי הפעילויות?
2. קראו את קטע המידע "האור הלבן" והשיבו על השאלות:
קטע מידע: האור הלבן
בשנת 1666 ערך המדען אייזק ניוטון ניסוי מפורסם שבו הוכיח כי האור מורכב מהרבה צבעים. ניוטון הראה שאור העובר דרך מנסרה מתפצל לצבעים לפי הסדר הבא: אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול וסגול. לקשת הצבעים הנראים לפי הסדר קוראים הספקטרום הנראה של האור, ולאור השמש חסר הצבע קוראים אור לבן. לתופעת השבירה של האור לצבעים שמהם הוא מורכב קוראים נפיצה.
ניוטון גילה תופעה נוספת: גלגל צבעי קשת (גלגל ניוטון) שמסתובב במהירות נראה לבן (ולא צבעוני). כתוצאה מהסיבובים מתערבבים במוחנו כל צבעי האור המוחזרים ממנו לעינינו ונותנים לנו תחושה של צבע לבן.
ניסוי הנפיצה וגלגל ניוטון הוכיחו שאור השמש הוא אור לבן, המכיל את כל צבעי האור.
שאלות
1. כשמטפטף גשם ויש שמש בשמים לעתים רואים קשת בענן. מהו ההסבר לתופעה?
2. הביאו תופעות נוספות של נפיצת אור.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
גלגל ניוטון - 1, 2
*204*
היודעים אתם ש...
אור צובע את העולם
מדוע גופים נראים לנו צבעוניים?
כאשר מאירים גופים שונים באור לבן, לעתים אנו רואים אותם בצבעים שונים. אם מגיע לעינינו אור אדום מגוף כלשהו, נראה אותו בצבע אדום. כשמגיע לעינינו אור ירוק מגוף, נראה את הגוף בצבע ירוק.
את הפרח של הכלנית אנו רואים בצבע אדום ואת הגבעול בצבע ירוק. הפרח האדום מואר על ידי השמש (אור לבן). האור האדום מוחזר מתוך תערובת צבעי האור ולכן הפרח נראה אדום. שאר צבעי האור נבלעים בפרח.
הגבעול מואר אף הוא על ידי השמש. האור הירוק מוחזר מתוך תערובת צבעי האור ולכן הגבעול נראה ירוק. שאר צבעי האור נבלעים בו.
לבן איננו צבע, אלא תערובת של צבעים. שחור איננו צבע.
גוף שחור בולע את כל הצבעים. גוף נראה בעל צבע מסוים כאשר הוא מחזיר לעינינו אור בצבע זה.
(בספר שרטוט - היעזר במנחה)
אור פוגע - אור נבלע - אור מוחזר (אדום)
אור פוגע - אור נבלע - אור מוחזר (סגול)
אור פוגע - האור אינו נבלע - אור מוחזר (לבן)
אור פוגע - כל האור נבלע (שחור)
*205*
אל הרשת (הרחבה)
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה:
http://ofek.cet.ac.il/mada.
1. בחרו בתחום התוכן: אנרגיה.
2. בחרו בנושא: אנרגיית אור.
3. היכנסו לפעילות: אל תוך הצבע. בצעו את הפעילויות הנלוות.
4. היכנסו לפעילות: מחברים צבעים: אדום כחול וירוק.
5. היכנסו לפעילות: החזרי צבעים.
בצעו את הפעילויות הנלוות.
(בספר 3 איורים - היעזר במנחה)
*206*
בחלק זה של הפרק למדנו ש...
- מקור אור הוא גוף מלאכותי או תופעת טבע שנוצר בהם אור, ומהם הוא מופץ לסביבה.
- קיימים מקורות אור טבעיים: שמש, כוכבים, ברקים ועוד.
- האדם פיתח מקורות אור מלאכותיים המאפשרים לו לעשות פעולות שונות בכל מקום ובכל שעות היממה: מדורה, לפיד, נר, נורה חשמלית ועוד.
- האור הנפלט ממקור אור נע ומתפשט לכל הכיוונים בקווים ישרים.
- כדי לראות דרוש אור: רואים כאשר אור מגיע לעיניים ממקור אור או כאשר אור מוחזר מגוף מואר.
- האור עובר דרך גופים שקופים ושקופים למחצה ואינו עובר דרך גופים אטומים.
- כשגוף אטום עומד בדרכו של האור, נוצר מאחורי הגוף האטום צל.
- כאשר גוף אטום מואר, נבלע חלק מן האור בתוך הגוף וחלק מוחזר ממנו, בדרך כלל בצורה מפוזרת לכל הכיוונים.
- גופים בהירים מחזירים את רוב האור המגיע אליהם, גופים כהים בולעים את רוב האור המגיע אליהם. אור הנבלע בתוך גוף מחמם אותו.
- כאשר האור עובר מחומר שקוף אחד לחומר שקוף אחר, המסלול הישר של האור משתנה במשטח המפגש בין החומרים. לתופעה זו קוראים שבירת אור.
- גופים שקופים, מוצקים בדרך כלל, בעלי צורה של מעין טיפה, נקראים עדשה.
- עדשה דו-קמורה יכולה לרכז אור העובר דרכה, ובכך ליצור תמונות או דמויות על מסך או לשמש כמגדלת.
- האור הלבן הוא תערובת של אור בכל צבעי הספקטרום.
- גוף שנראה בעל צבע מסוים בולע את כל צבעי האור ומחזיר אור בצבע זה.
- גוף שחור בולע את כל צבעי האור. גוף לבן מחזיר את כל צבעי האור.
*207*
במבט חוזר
1. בימי קדם נהגו להדליק משואות על ראשי ההרים הגבוהים כדי לבשר לאנשים שהגיע ראש חודש. הסבירו איזו מבין תכונות האור סייעה לאנשים שחיו במקומות מרוחקים - בצפון, במזרח, במערב ובדרום - לדעת שראש חודש הגיע?
2. מטיילים תעו במדבר ואין להם מכשירי קשר. הציעו מה עליהם לעשות כדי שצוותי החילוץ יוכלו לאתר אותם וידעו באיזה כיוון ללכת כדי להגיע אליהם.
3. בקיץ הלוהט נעים יותר ללבוש בגדים בהירים מאשר בגדים כהים. הסבירו מדוע.
4. ילדה פוסעת בלילה, לאור פנסי הרחוב, ורואה לפניה את צילה.
אם תסתובב, תגלה צל נוסף. הסבירו מדוע זה קורה.
(בספר 2 איורים - היעזר במנחה)
*208*
5. מעשה בשלדג, באנפה, בדג קטן ובדג גדול. לדג הקטן יש אויבים רבים וכולם חושקים בו לארוחת צהריים: השלדג על העץ, האנפה שעל שפת האגם וגם הדג הגדול שבמים. מי רואה את הדג הקטן במקום שהוא נמצא באמת? הסבירו את תשובתכם.
(בספר איור - היעזר במנחה)
*209*
6. ביום קיץ חם, בסיום סיור שערכו בשדה קוצים גדול ליד הקיבוץ, אמר לפתע אחד המשתתפים: "איבדתי בסיור את משקפי הקריאה שלי!". מיד החליטו כולם שחשוב מאוד למצוא את המשקפיים כדי לא לסכן את הקיבוץ.
איזו סכנה צפויה לקיבוץ בגלל איבוד המשקפיים?
בססו את דבריכם ונמקו היטב.
7. עלים עלולים לקבל כוויות בגלל הימצאות טיפות מים עליהם (גשם, טל, ממטרות). כיצד ייתכן הדבר?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*210*
חלק ב: חוש הראייה
מבנה העין
תנאי חשוב לראייה הוא אור. אך לא די באור. נוכל לראות רק אם האור ייקלט על ידי חוש הראייה. מבנה העיניים מותאם לתפקודן: לאפשר לנו לראות ולקיים תקשורת עם הסביבה.
מהו מבנה העיניים וכיצד הן מאפשרות לנו לראות?
משימה: חוקרים ומגלים
נכיר את מבנה העין
בעקבות הלמידה - נדע...
לתאר את מבנה העין האנושית.
חלק א: חלקי העין החיצוניים
ציוד: מראה קטנה
תצפית
היעזרו בקטע המידע "חלקי העין החיצוניים" (עמוד 212) ובצעו את התצפית.
1. התבוננו היטב בעזרת מראה בעין שלכם וגלו בה את החלקים המופיעים באיור הבא:
(בספר איור - היעזר במנחה)
קרנית, אישון, קשתית, לובן העין
2. ציירו את החלקים החיצוניים של העין שלכם כפי שהם ניבטים מבעד למראה.
*211*
3. כתבו על גבי הציור (במקומות המתאימים) את שמות החלקים הבאים: גבה, ריסים, עפעף עליון, עפעף תחתון, לובן העין, קשתית (החלק הצבעוני) ואישון (העיגול השחור במרכז הקשתית).
4. סמנו על גבי הציור את מיקומה של בלוטת הדמעות ואת מיקומו של צינור הניקוז שלה (אף שאין רואים אותו). הוסיפו כתוביות לציור.
5. הסבירו כיצד תורם כל אחד מהחלקים הבאים להגנת העין - ארובת העין, גבה, עפעף, ריס, בלוטת הדמעות.
6. התבוננו בעין של חברכם מהצד וזהו בה מעין כיפה שקופה שבולטת קדימה. זוהי הקרנית. הוסיפו את הקרנית לציור.
7. התבוננו היטב באישון של חברכם.
א. מה אתם רואים בו?
ב. מדוע, לדעתכם, ניתן לו השם אישון? היעזרו במילון.
ג. בקשו מחברכם לעצום את העיניים ולכסות אותן בידיים.
ד. ספרו עד 20 ובקשו ממנו להסיר את הידיים בבת אחת ולפתוח את העיניים.
ה. היו מוכנים והתבוננו באישונים באותו הרגע שעיניו נפתחות. מה אתם רואים?
ו. הסבירו את התופעה שלמדתם.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*212*
קטע מידע: חלקי העין החיצוניים
לעין יש צורה של כדור. הכדור הזה נקרא גלגל העין. הקוטר של גלגל העין הוא כ-. גלגלי העיניים שקועים בתוך עצמות הגולגולת בשקעים שנקראים ארובות העיניים. העצמות של ארובות העיניים מגנות על העיניים. שרירים מחברים את העיניים לעצמות ומאפשרים לנו להפנות את העיניים לכיוונים שונים. על החלק הקדמי של העין מגנים גם העפעפיים, הריסים והגבות.
בפינה החיצונית העליונה של כל עין, ליד הרקה נמצאת בלוטת הדמעות. הבלוטה מפרישה דמעות כל הזמן ואלה זורמות על פני החלק הקדמי של העין ושומרות על לחותה. עודף הדמעות זורם לתוך צינור ניקוז שנמצא בחלק הפנימי התחתון של העין, ליד האף וזורם לתוך חלל האף.
החלק הקדמי הלבן של העין נקרא לובן העין, והחלק הצבעוני נקרא קשתית. הקשתית מכילה פיגמנט (צבען) הנותן לעין את צבעה (חומה, ירוקה, תכולה). במרכז הקשתית נמצא האישון. האישון הוא פתח בתוך הקשתית. הקשתית מתרחבת כשיש מעט אור ומצטמצמת כשיש הרבה אור. על ידי כך מווסתת הקשתית את כמות האור החודרת לעין. הקשתית והאישון מכוסים בשכבה שקופה, היא הקרנית. הקרנית מסייעת בריכוז קרני האור.
את חלקי העין האחוריים - אי אפשר לראות.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
בלוטת הדמעות
בלוטת הדמעות, צינור ניקוז הדמעות
(בספר איור - היעזר במנחה)
חתך של עין אנושית
רשתית, עצב הראייה, חומר זגוגי, שריר, לובן העין, קשתית, אישון, קרנית, עדשה
*213*
חלק ב: חלקי העין הפנימיים
ציוד: דגם של עין, מפה של עין
קראו את קטע המידע "חלקי העין הפנימיים", עיינו באיור חתך של עין אנושית (עמוד 212) ובצעו את סעיפי המשימה:
קטע מידע: חלקי העין הפנימיים
בתוך העין מאחורי הקשתית נמצאת העדשה. העדשה מוחזקת במקומה בעזרת סיבים. העדשה שקופה וגמישה - הסיבים יכולים למתוח אותה או לדחוס אותה ועל ידי כך לשנות את עובייה. תפקיד העדשה הוא לרכז את קרני האור. החלק הפנימי האחורי של העין הוא הרשתית. ברשתית נמצאים תאי חישה שתפקידם לקלוט את האור. מהחלק האחורי של העין יוצא עצב הראייה לכיוון המוח.
1. זהו באיור ובדגם את חלקי העין הפנימיים המודגשים בקטע המידע.
2. מי אני?
א. בי נמצאים תאי חישה לקליטת האור.
ב. תפקידי לרכז את קרני האור.
ג. אני מקשר בין העין לבין המוח.
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה:
http://ofek.cet.ac.il/mada.
1. בחרו בתחום התוכן: האדם, בריאותו ואיכות חייו.
2. בחרו בנושא: חושים.
3. היכנסו לפעילות: מבט על העין.
א. סובבו את שני הדגמים של העין המוצגים לפניכם וקראו את המידע על כל מרכיב בעין.
ב. בצעו את הפעילות כיצד העין בנויה.
*214*
תהליך הראייה
בתקופות קדומות חשבו בני האדם שבתהליך הראייה "יוצא משהו" מהעיניים אל הגוף שעליו מסתכלים. היו כאלה שחשבו שהעין היא מקור של קרני אור - כלומר, ממנה יוצאות קרני אור ובעזרתן נוכל לגלות גופים שנמצאים בסביבה.
מה הקשר בין קרני האור לבין העין?
כיצד מאפשרת לנו העין לראות וליצור תקשורת עם הסביבה?
קוראים, כותבים ומבינים: כיצד אנו רואים?
קראו את קטע המידע "כיצד אנו רואים" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
קולטים גירויי אור
תהליך הראייה מתחיל בקליטת קרני האור. קרני האור מגיעות לעין. לפעמים קרני האור מגיעות אלינו ישירות ממקור האור (טבעי או מלאכותי) - למשל מנורה דולקת או מלהבת נר. אך על פי רוב, האור המגיע לעין הוא אור שמוחזר אלינו מגופים שאינם מקור אור.
קרני האור שמגיעות לעינינו עוברות דרך הקרנית שמסייעת בריכוז האור, חודרות מבעד לאישון ופוגעות בעדשה שנמצאת מאחוריו. העדשה מרכזת את קרני האור. האור ממשיך ועובר בתוך העין עד שהוא מגיע לרשתית. בעזרת העדשה קרני האור מתרכזות בנקודה אחת הנקראת מוקד. על הרשתית נוצרת דמות מוקטנת והפוכה של הגוף. ברשתית יש תאי חישה, והם קולטים את גירוי האור והופכים אותו לדחף עצבי.
(בספר איור - היעזר במנחה)
תהליך הראייה
*215*
עיבוד המידע במוח: מאור לתמונה
על הרשתית נוצרת דמות מוקטנת והפוכה ובכל זאת איננו רואים במהופך! כיצד זה קורה? הדחפים העצביים, שנוצרו מקליטת גירוי האור, מגיעים באמצעות עצב הראייה אל אזור הראייה שבמוח ושם המוח מעבד אותם במנגנונים שעדיין אינם מובנים עד סופם: המוח מיישר את התמונה, מגדיל אותה, מפענח את צורתה, את המרחק שלה מאיתנו ואת המשמעות שלה - כך אנחנו רואים!
ידוע שזהו תהליך נלמד והוא תלוי בהתנסות היומיומית שלנו עם העולם סביבנו (אותיות, ים גדול, כלב שרץ לעברנו, סלע שעומד רחוק, תמונות צבעוניות או מראות בשחור לבן). תהליך הראייה מתחיל בעיניים אבל ממשיך במוח.
(בספר איור - היעזר במנחה)
- הבנתי... אנחנו רואים במוח!
- נכון! במוח האור הופך לתמונה.
שאלות
1. התבוננו סביב וציינו: מאין מגיעות קרני אור לעיניכם? התייחסו למקורות אור וכן לאור מוחזר.
2. שרטטו במחברת את התרשים הבא והשלימו בו את המידע.
תנו כותרת לתרשים.
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
העין
חלקי העין: קרנית, עדשה, רשתית, עצב הראייה, אזור ראייה במוח
תפקיד: --, --, --, --, --
3. עיניו של אדם תקינות לחלוטין, אך העצבים היוצאים מהעיניים אל המוח נפגעו בתאונה ויצאו מכלל שימוש. האם אדם זה יוכל לראות? הסבירו את תשובתכם.
*216*
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה:
http://ofek.cet.ac.il/mada.
1. בחרו בתחום התוכן: האדם, בריאותו ואיכות חייו.
2. בחרו בנושא: חושים.
3. היכנסו לפעילות: אני רואה, אני פועל.
בפעילות מתואר האירוע הבא:
הילד רואה תפוח, התפוח מוצא חן בעיניו והוא שולח את ידו לתפוח ומגיש אותו לפיו.
עקבו אחר תהליך הראייה החל משלב קליטת מראה התפוח, דרך עיבוד המידע במוח ועד התגובה של היד.
(בספר איור - היעזר במנחה)
*217*
היודעים אתם ש...
למה משמשים משקפי ראייה?
ישנם מצבים שבהם נפגעת הראייה ואנו רואים מטושטש: קשה לראות בבירור את מה שכתוב בספר או לקרוא מרחוק את שלטי הרחוב. מה ההסבר לכך?
כאשר הראייה תקינה (ללא שימוש במשקפיים), קרני האור שיוצאות מגוף כלשהו עוברות דרך הקרנית שמרכזת אותן ואחר כך דרך העדשה. בעזרת העדשה קרני האור מתרכזות בנקודה אחת הנקראת מוקד. במקרה כזה הדמות המתקבלת ברורה ומדויקת ואין צורך במשקפיים.
(בספר איור - היעזר במנחה)
ראייה תקינה
כאשר הראייה אינה תקינה קרני האור אינן מתמקדות ברשתית ולכן הגופים נראים מטושטשים. מוכרים שני מצבים והם:
רוחק ראייה. זהו מצב שבו קרני האור יוצרות מוקד אחרי הרשתית. במצב כזה גופים שנמצאים קרוב לעין נראים מטושטשים. אנשים שיש להם לקות של רוחק ראייה אינם רואים בבירור גופים קרובים.
קוצר ראייה. זהו מצב שבו קרני האור יוצרות מוקד לפני הרשתית. במצב כזה גופים שנמצאים רחוק מהעין נראים מטושטשים. אנשים שיש להם לקות של קוצר ראייה אינם רואים בבירור גופים רחוקים.
הפתרון לבעיות של קוצר ראייה ושל רוחק ראייה הוא משקפיים או עדשות מגע. במשקפי הראייה ובעדשות מגע יש עדשות המותאמות כך שקרני האור העוברות דרכן ואחר כך דרך עדשות העיניים ייצרו דמויות של גופים בדיוק על הרשתית.
שימו לב: אם אתם זקוקים למשקפיים, אין זו סיבה לחשוב שעיניכם אינן בריאות! מבנה גלגל העין שלכם שונה במקצת מן הרגיל. עדשות המשקפיים יעזרו לעיניכם לקלוט דמויות ברורות.
*218*
אל הרשת (הרחבה)
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה:
http://ofek.cet.ac.il/mada.
1. בחרו בתחום התוכן: האדם, בריאותו ואיכות חייו.
2. בחרו בנושא: חושים.
3. היכנסו לפעילות: לקויות ראייה ותיקונן.
א. לחצו על הכפתור ראייה תקינה ועקבו אחר מעבר קרני האור בתהליך ראייה תקין.
ב. לחצו על הכפתור קוצר ראייה. בדקו מהו הליקוי וכיצד אפשר לתקנו בעזרת עדשות מתאימות.
ג. לחצו על הכפתור רוחק ראייה. בדקו מהו הליקוי וכיצד אפשר לתקנו בעזרת עדשות מתאימות.
ד. בצעו את הפעילויות הנלוות.
(בספר 4 איורים - היעזר במנחה)
קוצר ראייה
תיקון על ידי משקפיים
רוחק ראייה
תיקון על ידי משקפיים
*219*
שומרים על בריאות העיניים
יש לנו רק שתי עיניים ועליהן לשרת אותנו כל ימי חיינו.
העיניים הן איבר עדין ורגיש ולכן חשוב ביותר לשמור עליהן מפני כל פגיעה.
הן חשובות כל כך שמכאן הביטוי "שמר עליו כעל בבת עינו".
משימה: חוקרים ומגלים
כיצד נשמור על בריאות העיניים?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר כיצד יש לשמור על בריאות העיניים.
לפניכם רשימה של כללים לשמירה על בריאות העיניים.
קראו את הכללים והשיבו על השאלות.
- יש להיזהר ממשחקים מסוכנים שבהם גופים וחומרים זרים עלולים לחדור לעיניים ולפצוע אותן (אבק, ענף של עץ או שיח, אבנים, שבבים, גיצים, חומצות וכדומה).
- יש לשמור על ניקיון העיניים: לא ניגע בעיניים בידיים מזוהמות, כדי לא להעביר אליהן חיידקים נושאי מחלות.
- אין לאמץ את העיניים יתר על המידה: כשקוראים, כשכותבים, כשצופים בטלוויזיה או כשמביטים בצג של מחשב זמן ממושך, מתאמצים שרירי העיניים. על כן חשוב להפסיק מדי פעם ולאפשר לעיניים לנוח.
- יש להקפיד להרכיב משקפי שמש שמסננים קרינה על-סגולה בשעה שנמצאים בשמש. אין להסתכל ישירות על השמש.
- אין להסתכל ישירות אל תוך הקרן האדומה של קרן לייזר. קרן הלייזר עלולה לגרום נזק לרשתית ולפגוע בראייה לתמיד.
שאלות
1. אילו פעילויות עלולות לפגוע בעיניים ולגרום להן להתאמץ יתר על המידה?
2. אילו מרכיבים בסביבה עלולים לפגוע בבריאות העיניים?
3. כתבו סיסמה או כרזה המסבירות מדוע חשוב לשמור על העיניים. הביאו נימוקים להצדקת הטענה שלכם.
*220*
בחלק ב של פרק זה למדנו ש...
- העין היא איבר שמותאם לקליטת אור.
- חלקי העין החיצוניים הם : הגבות, העפעפיים, הריסים ובלוטת הדמעות; חלקים אלה מגנים על העין.
- חלקי העין הפנימיים הם: הקרנית, הקשתית, האישון, העדשה, הרשתית ועצב הראייה; חלקים אלה שותפים בתהליך הראייה.
- האור הנכנס לעין עובר דרך הקרנית, האישון, העדשה בדרכו לרשתית.
- תאי החישה שהופעלו ברשתית מתרגמים את קליטת האור לדחף עצבי שעובר לעצב הראייה. הדחף העצבי מגיע לאזור הראייה במוח; המוח מעבד את המידע הזה והופך אותו למראה.
- מצבים של קוצר ראייה או רוחק ראייה אפשר לתקן בעזרת משקפיים או עדשות מגע.
- חשוב לשמור על בריאות העיניים - לשמור על ניקיונן, להרכיב משקפי שמש ועוד.
*221*
במבט חוזר
1. סדרו את חלקי העין לפי הסדר שדרכו עובר האור מהעצם שעליו מביטים ועד המוח: רשתית, אישון, קרנית, עצב הראייה, עדשת העין.
2. כתבו משפט המתאר את הקשר שבין אור לבין הראייה.
3. לפניכם איור של חתך עין אדם. כתבו את השמות של חלקי העין לפי המספרים. היעזרו במאגר המילים הבא: אישון, עדשה, שרירים, קרנית, עצב הראייה, רשתית, קשתית, לובן העין, חומר זגוגי.
(בספר איור - היעזר במנחה)
4. ארגנו את הפעולות הבאות ברצף שידגים את תהליך הראייה מרגע שראיתם עיפרון ועד הרגע שהתחלתם לכתוב.
- המוח העביר הוראה לשרירי היד לכתוב.
- העיניים קלטו את מראה העיפרון.
- היד נשלחה והחזיקה בעיפרון.
- המידע עבר עיבוד במוח, עד שהתקבל הפענוח: זהו עיפרון!
- המידע עבר מהעין אל המוח באמצעות עצבים.
5. לפניכם כללים לשמירה על בריאות העיניים שניסחו ילדים שונים.
הסבירו מדוע יש לנהוג על פי כל אחד מהכללים.
א. ניזהר ממשחקים מסוכנים (אבנים, שבבים, גיצים, חומצות).
ב. לא ניגע בעיניים בידיים מזוהמות.
ג. נפסיק מדי פעם לקרוא, לכתוב, ולהסתכל בצג המחשב.
ד. נרכיב משקפי שמש בים, בבריכה או בטיול.
*222*
פרק שני: קול ושמיעה
קולות השדה
אם תקשיב היטב, אתה תשמע
כנפיים נפרשות
קריאות עורב והדהודי פרסות
ברוח החמה
קולות העשב והאדמה.
- אהוד מנור
זכויות היוצרים שמורות למחברים ולאקו"ם
איזו חשיבות יש לחוש השמיעה בחיינו
ומדוע חשוב כל כך לשמור על בריאות האוזניים?
*223*
בעקבות הלמידה - נדע...
קול
- לתאר תופעות של קול;
- לתאר תכונות של קול;
- לתאר שימושים בגלי קול.
שמיעה
- להסביר את הקשר בין גלי קול לבין חוש השמיעה;
- לתאר את מבנה איבר חוש השמיעה ואת תפקודו;
- לתאר את תהליך השמיעה;
- להסביר כיצד יש לשמור על בריאות האוזניים.
מושגים שנלמד
קול:
גלי קול, עוצמת קול, גובה קול, התפשטות קול, בליעת קול, החזרת קול (הד);
אקוסטיקה, סונר, אולטר-סאונד.
שמיעה:
מבנה האוזן: אפרכסת, תעלת השמע, עור התוף, עצמות השמע, החלון הסגלגל, השבלול;
תהליך השמיעה: תאי חישה, עצב השמע, דחף עצבי, עיבוד מידע במוח;
בריאות: לקויות שמיעה, מכשיר שמיעה.
מיומנויות שנפעיל
- הבנת רעיונות מרכזיים בקטעי מידע;
- כתיבת הסבר הכולל ראיות והנמקה;
- ניתוח אירועים והסקת מסקנות;
- ביצוע תצפיות וניסויים;
- שרטוט תרשימי זרימה;
- ניתוח ניסויים מתוארים.
*224*
חלק א: קול מהו?
קול
אנו קולטים שפע של קולות בסביבה שבה אנו חיים. ציוץ של ציפורים, רחש הגלים, צלצולי הטלפון, צלילי מוזיקה, קולות של רעמים, צופרי אזעקה, זמזום של דבורים ורעש של מכונות וכלי תחבורה - אלה דוגמאות לקולות שאנו קולטים בעזרת חוש השמיעה. מהו קול?
משימה: חוקרים ומגלים
תופעות קול
בעקבות הלמידה - נדע...
לתאר תופעות הקשורות בקול.
פעילות 1: הבלון המעופף
ציוד: בלון
1. נפחו בלון. תארו: מה נמצא בתוך הבלון ומה נמצא בסביבת הבלון?
2. אחזו בעזרת האצבעות את פיית הבלון ואל תיתנו לאוויר לצאת מתוכו.
3. שערו: מה צפוי להתרחש כאשר תשחררו את אחיזת האצבעות מפיית הבלון?
4. שחררו את הבלון. תארו את התופעות שהתרחשו.
5. באילו חושים קלטתם את התופעות?
6. שערו: מה גרם לתופעות הללו?
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
*225*
פעילות 2: המלח המקפץ
ציוד: קופסת שימורים ריקה שהבסיסים שלה הוסרו משני צידיה, ניילון, גומייה, רמקול המחובר למקור מוזיקה (נגן MP3, מחשב, רדיו...), מלח דק
הכנה
1. מתחו ניילון על הפתח האחד של קופסת השימורים.
2. הדקו את הניילון באמצעות הגומייה.
3. הניחו את הרמקול "בשכיבה" - הפנו כלפי מעלה את החלק שממנו בוקעים הקולות.
4. העמידו את קופסת השימורים על החלק שממנו בוקעים הקולות מהרמקול - כאשר הניילון מופנה כלפי מעלה.
5. פזרו מעט מלח דק על הניילון.
הפעלה
1. שערו: מה צפוי להתרחש כאשר נפעיל את המוזיקה בעוצמות שונות? כתבו לפחות שתי התרחשויות צפויות.
2. הפעילו את מקור המוזיקה בעוצמות שונות. תארו את התופעות שהתרחשו.
3. באילו חושים קלטתם את התופעות?
4. שערו: מה גרם לתופעות שבהן צפיתם?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*226*
סיכום הפעילות
קראו את קטע המידע "מהו קול?" והשיבו על השאלות.
קטע מידע: מהו קול?
קול הוא סוג של גל אשר מתפשט בתווך, כמו אוויר (גז), נוזל או מוצק. גל קול נושא איתו אנרגיה - אנרגיית קול, כפי שאור (שגם הוא סוג של גל) נושא אנרגיה - אנרגיית אור. גלי הקול הם תנודות (רעידות) בתוך חומר. מה יכול לגרום לחומר להתנודד? זאת נבחן בעזרת הדוגמה הבאה:
כאשר פורטים על מיתר של גיטרה, המיתר מתנודד (רוטט) כמו קפיץ שנע הלוך וחזור. המיתר המתנודד מניע את האוויר הסמוך אליו וגורם ליצירת תנודות גם בתוכו. התנודות הולכות ומתפשטות הלאה באוויר בדומה לתנועה של גלים הנוצרים בעקבות זריקת אבן לבריכה.
התנודות בתוך החומר (במקרה זה אוויר) הן גלי קול. אם נניח אצבע יציבה ונפסיק את תנועת המיתר, ייפסקו תנודות האוויר (גלי הקול) ולא נוכל לשמוע עוד את צלילי המיתר.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
שאלות
1. כתבו הסבר מדעי לכל אחת מהתופעות שגיליתם בשתי הפעילויות.
שימו לב: חשוב לכלול בהסבר את המרכיבים הבאים:
- תיאור התופעה - מה קרה?
- תיאור הגורמים - מה גרם לתופעה?
2. מה משותף לשתי התופעות? הסבירו.
3. כאשר מפסיקים לפרוט על מיתרים של גיטרה - אנו חדלים לשמוע את הקולות. מהו ההסבר לכך?
מילון
תנודה: תנועה של גוף הלוך וחזור, קדימה ואחורה או למעלה ולמטה לסירוגין. אפשר להמחיש תנודה כאשר מותחים גומייה ופורטים עליה.
*227*
מפיקים קול
קולות מופקים בטבע. למשל: קולות של רעמים, ציוץ של ציפורים, קול של מפל מים, קולות של גשם, קרקור של צפרדעים ורשרוש של עלים.
קולות מופקים גם בעולם מעשי ידי אדם. למשל: קולות של מכונות, קולות של נגינה, קולות של כלי תחבורה, קולות של כלי עבודה וקולות של כלי תקשורת.
משימה: חוקרים ומגלים
מפיקים קולות
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר כיצד מופקים קולות בטבע ובעולם מעשה ידי אדם;
- להבחין בין עוצמת קול לבין גובה קול.
חלק א: קולות מן הסביבה
לפניכם רשימה של קולות:
- גשם
- משק כנפיים של ציפור
- עצירה פתאומית של מכונית
- מחיאת כפיים
- גלים המתנפצים על שובר הגלים
- מטוס ממריא
- עכבר מכרסם גרגירי חיטה
- נגינה של פסנתר
1. מיינו את הקולות לשתי קבוצות: קולות המופקים בטבע וקולות המופקים בעולם מעשי ידי האדם.
2. הפיקו קולות באמצעות שימוש באיברים שונים של גופכם. חברו מנגינה והשמיעו אותה לחבריכם.
3. הניחו את קצות האצבעות על החלק הקדמי של הצוואר. זמרו שיר. מה אתם מרגישים באצבעות?
4. רשות: היעזרו בקטע המידע "היודעים אתם ש... כיצד קולות הדיבור מופקים" (בעמוד הבא) ותארו כיצד מופקים קולות הדיבור שלנו.
*228*
היודעים אתם ש...
כיצד קולות הדיבור מופקים?
אם תניחו שתי אצבעות על קדמת הגרון ותשמיעו קול תוכלו להרגיש רטט. זהו הרטט של מיתרי הקול שבגרון. האוויר שאנו נושפים מן הריאות בזמן השמעת הקולות הוא זה שגורם למיתרי הקול להתנודד.
בשעת דיבור מיתרי הקול נמתחים, הרווח ביניהם קטן והאוויר שאנו נושפים גורם להם להתנודד. בשעת שתיקה, מיתרי הקול רפויים והרווח ביניהם גדל ואז האוויר שאנו נושפים אינו גורם להם להתנודד.
(בספר 2 איורים - היעזר במנחה)
בשעת דיבור
בשעת שתיקה
חלק ב: קולות חלשים... קולות חזקים
1. הצמידו בחוזקה סרגל פלסטיק אל השולחן כך ששליש מאורכו יבלוט החוצה.
2. דחפו או כופפו בעדינות את קצהו הבולט כלפי מטה ומיד הרפו. התבוננו בתנודות שנוצרו בסרגל והקשיבו לעוצמת הקול שנוצרה (נמוכה, בינונית, גבוהה).
3. דחפו או כופפו שוב את החלק הבולט של הסרגל כלפי מטה, אך הפעם דחפו חזק יותר. מה קרה לעוצמת הקול?
4. משכו שוב את החלק הבולט של הסרגל כלפי מטה, אך הפעם דחפו חזק יותר. מה קרה לעוצמת הקול?
5. נסחו כלל המתאר את הקשר בין עוצמת הקול לבין האנרגיה המושקעת כדי ליצור את התנודות.
התחילו כך: ככל שהאנרגיה...
(בספר 2 תמונות - היעזרו במנחה)
*229*
חלק ג: קולות גבוהים... קולות נמוכים
1. הצמידו בחוזקה סרגל פלסטיק אל השולחן כך ששליש מאורכו יבלוט החוצה.
2. דחפו או כופפו את קצהו הבולט כלפי מטה ומיד הרפו. התבוננו בתנודות שנוצרו בסרגל והקשיבו לגובה הקול שנוצר (נמוך, בינוני, גבוה).
3. קצרו במעט את החלק הבולט של הסרגל ושוב דחפו או כופפו אותו כלפי מטה. מה קרה לתנודות? מה קרה לגובה הקול?
4. המשיכו לקצר פעם נוספת את החלק הבולט של הסרגל. דחפו או כופפו אותו כלפי מטה. מה קרה לתנודות? מה קרה לגובה הקול?
5. נסחו כלל המתאר את הקשר בין אורך הסרגל המתנודד לבין גובה הקול.
התחילו כך: ככל שאורך הסרגל...
חלק ד: סיכום
1. סכמו: אילו שתי תכונות של הקול הכרתם במשימה זו?
2. מה ההבדל בין שתי התכונות הללו?
3. היכן בחיי היומיום אנו מוצאים ביטוי לשתי תכונות אלה?
4. בקשו מחברים שמנגנים בכלי נגינה להדגים לכם גובה קול נמוך וגובה קול גבוה.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
*230*
קוראים, כותבים ומבינים: עוצמת קול וגובה הקול
קראו את קטע המידע "עוצמת קול וגובה קול" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
ההבדל בין לחישה לבין צעקה הוא בעוצמת הקול.
ההבדל בין קולות הסופרן לבין קולות הבס הוא בגובה הקול.
עוצמת הקול וגובה הקול הם שני מאפיינים של קולות.
עוצמת הקול נעה מעוצמת קול חלשה ועד עוצמת קול חזקה. חשבו למשל על מיתרי גיטרה - ככל שפורטים עליהם חזק יותר עוצמת הקול (הווליום) תהיה חזקה יותר. כאשר אנחנו מאזינים למוזיקה - אנחנו משתמשים בכפתור "עוצמת הקול" כדי להשמיע את המוזיקה בעוצמה המתאימה לנו.
את עוצמת הקול מודדים ביחידות של דציבל, על שם ממציא הטלפון אלכסנדר בל.
לחישה קלה היא בעוצמה של כ-30 דציבל ואילו רעש של מטוס סילון ממריא הוא בעוצמה של כ-120 דציבל.
(בספר איור - היעזר במנחה)
- לא שמעתי דבר - הקול היה מחריש אוזניים.
גובה הקול נע מגובה קול נמוך ועד גובה קול גבוה. גובה קול תלוי במספר התנודות בשנייה בתוך החומר. ככל שמספר התנודות בחומר בשנייה גדול יותר, כך גובה הקול גבוה יותר. מיתרי קול ארוכים מפיקים קול נמוך, ומיתרי קול קצרים מפיקים קול גבוה (כפי שקרה עם הסרגל).
מיתרי הקול שמתנודדים בגרונם של גברים נעים כ-60 פעם בשנייה - זהו קול נמוך יחסית. מיתרי הקול שמתנודדים בגרונן של נשים נעים כ-100 פעם בשנייה - זהו קול גבוה יחסית. בעולם המוזיקה מכנים את הקולות הגבוהים בשם סופרן ואת הקולות הנמוכים בשם בס.
גובה קול מודדים ביחידות של הרץ, על שם המדען היינריך הרץ שהוכיח את קיומם של גלי הרדיו. תנודה אחת בשנייה היא 1 הרץ ועשר תנודות בשנייה הן 10 הרץ. אדם מסוגל לשמוע קולות מתנודות של 20 הרץ ועד תנודות של כ-20,000 הרץ.
(בספר תמונה)
היינריך הרץ
*231*
שאלות
1. השתמשו במושג עוצמת קול והסבירו מה ההבדל בין לחישה לבין דיבור רגיל לבין צעקה.
2. הביאו דוגמה לקולות בסביבה שהם על פי רוב בעלי עוצמת קול נמוכה, ודוגמה לקולות בסביבה שהם על פי רוב בעלי עוצמת קול גבוהה מאוד.
3. דמיינו שאתם יושבים בחדר ורוצים להאזין למוזיקה. מתברר לכם שאתם בקושי מצליחים לקלוט את הצלילים. כיצד תוכלו לפתור את הקושי שנוצר? השתמשו במושגים שלמדתם.
4. מה ההבדל בין גובה הקול של נשים לבין גובה הקול של גברים? הסבירו ממה נובע ההבדל.
5. זוהר פרטה על מיתרי גיטרה. בפריטה הראשונה המיתר התנודד 80 פעם בשנייה, בפריטה השנייה התנודד 120 פעם בשנייה ובפריטה השלישית 200 פעם בשנייה. באיזו פריטה נשמע הצליל הנמוך ביותר ובאיזו פריטה נשמע הצליל הגבוה ביותר?
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה:
http://ofek.cet.ac.il/mada
1. בחרו בתחום התוכן: אנרגיה.
2. בחרו בנושא: אנרגיית קול.
3. היכנסו לפעילות: הכול על הקול.
א. בדקו את התנהגות גלי הקול בגבהים שונים: קול גבוה, בינוני ונמוך.
ב. בדקו את התנהגות גלי הקול בעוצמות שונות: עוצמה גבוהה, בינונית ונמוכה.
*232*
דרכו של הקול
האם חשבתם פעם איזו דרך עושים גלי הקול מהרגע שהם מופקים ועד הרגע שבו הם נקלטים באוזנינו? קולות הרעם שנוצרים בעננים, קולות המכוניות שחולפות בכביש, קולות נגינת הפסנתר באולם הקונצרטים - כל אלה עוברים כברת דרך עד אשר הם מגיעים לאוזנינו.
האם בדרכם יכולים גלי הקול לעבור מסביבה של אוויר לסביבה של נוזל או לסביבה של מוצק? האם גלי הקול יכולים לעבור בחלל ולהגיע אל כוכבים רחוקים? מה קורה לגלי הקול שנתקלים בדרכם במכשולים?
קולות מתפשטים
בחדר האורחים יושבים אנשים ומשוחחים זה עם זה. נטע שהלכה לישון בחדר הסמוך אינה מצליחה להירדם כי קולות האנשים מפריעים לה. בגלל איזו תכונה של הקול קשה לנטע להירדם?
משימה: חוקרים ומגלים
לאילו כיוונים מתפשט הקול?
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר את הכיוונים שאליהם מתפשטים גלי הקול.
ציוד: קערה עם מים, אבן
1. הטילו אבן לתוך קערת מים. צפו בגלים שנוצרו.
2. תארו בכתב ובציור לאילו כיוונים מתפשטים הגלים.
3. היעזרו בתוצאה של סעיף 2 והסבירו את התופעה הבאה:
אורית יושבת במרכז הכיתה. כשאורית מדברת כל התלמידים שסביבה שומעים אותה.
מה אפשר ללמוד מכך על הכיוונים שאליהם מתפשטים גלי הקול?
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
*233*
משימה: חוקרים ומגלים
באילו סביבות עובר הקול?
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר את הסביבות שבהן יכולים לעבור גלי קול.
חלק א: האם גלי קול עוברים באוויר?
1. עצמו עיניים והתרכזו. נסו לזהות קולות בסביבתכם.
2. הכינו במחברת טבלה דומה והשלימו אותה לפי השאלות שבכותרות.
אילו קולות קלטתם?, מהיכן הגיעו הקולות?, באיזו סביבה עברו גלי הקול שהגיעו לאוזניכם?, באיזה מצב צבירה נמצאים החומרים שבהם עבר הקול?
נביחה של כלב, מהחצר, אוויר, גז
--, --, --, --
חלק ב: האם גלי קול עוברים בנוזל?
1. שאלו ילדים שצללו בבריכה האם הם קלטו קולות בזמן הצלילה?
2. הכינו במחברת טבלה דומה והשלימו אותה לפי השאלות שבכותרות.
אילו קולות הם קלטו?, מהיכן הגיעו הקולות?, מאיזו סביבה (או סביבות) עברו גלי הקול שהגיעו לאוזניהם?, באיזה מצב צבירה נמצאים החומרים שבהם עבר הקול?
נביחה של כלב, --, --, --
--, --, --, --
*234*
חלק ג: האם גלי קול עוברים במוצקים?
ציוד: קולן
מצב 1:
א. הקישו על הקולן.
ב. האם אתם שומעים קולות?
ג. דרך איזה חומר (או חומרים) עברו גלי הקול מהקולן אל אוזניכם ובאיזה מצב צבירה הוא?
מצב 2:
א. הצמידו את האוזן לשולחן.
ב. הקישו על הקולן והצמידו את בסיסו לשולחן.
ג. האם אתם שומעים קולות?
ד. דרך איזה חומר (או חומרים) עברו הפעם גלי הקול אל אוזניכם ובאיזה מצב צבירה הוא?
מצב 3:
א. הצמידו את האוזן לקיר או לרצפה והקישו.
ב. האם אתם שומעים קולות?
ג. דרך איזה חומר (או חומרים) עברו הפעם גלי הקול אל אוזניכם ובאיזה מצב צבירה הוא?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
מילון
קולן: מכשיר שמשתמשים בו מוזיקאים כדי שצלילי המוזיקה של כל הכלים והזמרים יהיו אחידים. זרועותיו של הקולן גורמות ליצירת תנודות באוויר וכך הן מפיקות צליל. בעקבות הצליל כל הנגנים מכוונים את כלי הנגינה ואז.. אפשר להתחיל את הקונצרט.
*235*
חלק ד: האם גלי קול עוברים בחלל?
קראו את הניסוי המתואר הבא והשיבו על השאלות שאחריו.
מצב 1:
לקחו מכל זכוכית ובתוכו תלו פעמון.
כאשר הפעילו את הפעמון - נשמעו קולות צלצול.
מצב 2:
בעזרת משאבה רוקנו את האוויר מן המכל.
כאשר הפעילו את הפעמון - הפעמון פעל אך לא נשמעו קולות צלצול.
(בספר 2 איורים - היעזר במנחה)
מצב 1 - פעמון עם אוויר
מצב 2 - פעמון ללא אוויר
שאלות
1. מה הייתה מטרת הניסוי?
2. מדוע שאבו את האוויר מן המכל?
3. מה היו תוצאות הניסוי במצב 1 ובמצב 2?
4. מהו ההסבר להבדל בתוצאות?
5. איזו מסקנה אפשר להסיק מניסוי זה?
(בספר איור - היעזר במנחה)
- לירח אין אטמוספרה. האם על הירח נשמעים קולות?
*236*
קולות חוזרים
לפעמים כשהולכים בקניונים של נחלים ומדברים בקול אנו יכולים לשמוע כיצד הקול שלנו חוזר אלינו כהד.
בגלל איזו תכונה של הקול נוצר ההד?
קוראים, כותבים ומבינים: קולות מהדהדים
קראו את קטע המידע "קולות מהדהדים" והשיבו על השאלות.
תופעה המוכרת לנו מחיי היומיום היא תופעת ההד. ההד הוא ביטוי לתכונה של החזרת קול - זוהי חזרה של גלי קול בעקבות פגיעה בגופים מוצקים בסביבה. את תופעת ההד מגלים, למשל, כאשר צועקים במערה גדולה או כאשר צועקים לפני מצוקים של הרים גבוהים.
את ההד אנו שומעים כמה שניות לאחר הפקת הקולות. ההפרש בזמן שבין רגע הפקת הקול לבין זמן שמיעת ההד הוא הזמן שנדרש לגלי הקול להגיע אל הקיר, להיתקל בו ולחזור אל האוזן שלנו. מדידת הזמן הזה יכולה לספק מידע על המרחק של הקיר מהאדם הצועק.
שימו לב: אור וקול הם גלים. כמו גלי האור, גם גלי הקול חוזרים כאשר הם פוגעים בגופים.
שאלות
1. איזו תכונה של גלי הקול מתבטאת בתופעת ההד? הסבירו.
2. באילו מקומות יכולה להתרחש תופעת ההד? נמקו מדוע.
3. איזו דרך עברו גלי הקול שנשמעו כהד? הסבירו בעזרת ציור.
4. ידוע כי קול עובר באוויר כ- בכל שלוש שניות. אדם שמע את ההד של קולו שש שניות לאחר שצעק. באיזה מרחק עומד האדם מן ההר?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
הגרנד קניון בארצות הברית
*237*
קולות נבלעים
"הכביש סואן ורעש המכוניות גורם לי לכאב ראש - חייבים למצוא פתרונות שימנעו מגלי הקול לחדור לתוך הבית", אמר אימא. איזו תכונה של הקול אפשר לנצל כדי לפתור את הבעיה?
קוראים, כותבים ומבינים: קולות נבלעים
קראו את קטע המידע "קולות נבלעים" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
מי שניסו לדבר בחדר ללא רהיטים ודאי שמו לב שקולות הדיבור מוגברים ואינם ברורים - דבר שגורם לאי נוחות. מדוע זה קורה?
קירות החדר עשויים מחומר קשה. חומרים קשים וחלקים הם מחזירי קול טובים. האוזן שלנו קולטת את הקולות המוחזרים יחד עם קולות הדיבור - לכן קולנו נשמע מוגבר ומטושטש.
אפשר לבטל את ההד או להקטין אותו באמצעות פתרונות אקוסטיים. אלה הם פתרונות שמביאים בחשבון את תנאי השמיעה ומתבססים על התכונה של בליעת קול. שימוש בחומרים בולעי קול הוא דוגמה לפתרון אקוסטי. גופים רכים ובעלי מרקם מחוספס נחשבים לבולעי קול. חומרים אלה אינם מחזירים את גלי הקול - הם בולעים אותם.
(בספר תמונה)
קיר אקוסטי
כאשר יש בחדר הד אפשר להתגונן מפניו באמצעים פשוטים: וילון כבד, שטיחים, טפט על הקיר וריהוט. דרך נוספת להגנה מפני הד היא באמצעות ציפוי התקרה בלוחות מיוחדים שעשויים מחומר רך ובהם חורים רבים ו/או בעלי מרקם מחוספס. תקרה כזאת נקראת תקרה אקוסטית.
כאשר הבית נמצא בסביבה רועשת חשוב לדאוג לבידוד אקוסטי (כמו בחדרי קולנוע, אולפני הקלטה, חדרי מוזיקה ועוד). הבידוד מנתק אותנו מהרעש שבסביבה והוא גם שומר מפני בריחת הצלילים מהחדר.
שימו לב: אור וקול הם גלים. כמו גלי האור, גם גלי קול נבלעים בגופים.
מילון
אקוסטיקה: תחום עיסוק שתפקידו להבטיח תנאי שמיעה טובים בסביבה.
*238*
שאלות
1. אילו קולות קולטות האוזניים שלנו כאשר אנו שוהים בחדר שאין בו רהיטים? מאין מגיעים הקולות לאוזנינו?
2. כיצד משפיעה הקליטה של הקולות הללו על השמיעה ועל ההבנה (למשל של דיבור)?
3. אילו פתרונות אקוסטיים מוזכרים בקטע ועל אילו צרכים הם עונים?
4. על איזו תכונה של גלי הקול מבוססים פתרונות אקוסטיים?
היודעים אתם ש...
גלי הקול כתחליף לעיניים
תופעת ההד היא בעלת חשיבות עליונה עבור בעלי חיים שמתקיימים בסביבות חשוכות, לדוגמה עטלפים - בסביבה שאין בה חשיבות לעיניים. העטלפים הם יונקים מעופפים שסביבת חייהם היא מערות חשוכות. העטלפים עיוורים לחלוטין. כיצד אם כן, מצליחים העטלפים לצוד מזון, לברוח מאויבים ולהימנע מהיתקלות בגופים שסביבם?
לעטלפים יש חוש שמיעה מפותח והם מנווטים את דרכם בחשכת המערה הודות לגלי קול שהם מפיקים. כאשר גלי הקול הללו, שאנו בני האדם לא יכולים לקלוט, פוגעים בחפצים שונים, נוצר הד שהעטלפים מסוגלים לקלוט ולנווט בעזרתו. הזמן החולף בין השמעת גלי הקול לבין חזרתם מהגוף שבו הם נתקלו מאפשר לעטלף להעריך את המרחקים בסביבתו ומונע ממנו להיתקל בגופים המצויים בסביבה החשוכה.
בדומה לעטלפים גם דולפינים יכולים להעריך את מיקומם של גופים באמצעות הפקת גלי קול וקליטת ההדים החוזרים מהם. כך יכולים הדולפינים להתקיים במי האוקיינוסים העמוקים, מקומות שבהם יש חדירה מועטה של קרני שמש.
(בספר 2 תמונות)
עטלף
דולפין
*239*
חושבים ועושים טכנולוגיה
חלק א: בונים מכשיר טלפון
אביזרים הדרושים לבנייה
מכל: 2 מכלים של מעדן חלב או אריזת פלסטיק של גבינה, כוס חד פעמית ועוד...
חוטים: חוט דייגים פלסטי, חוט קשירה טבעי או סינתטי, חוט ברזל דק, חוט צמר ועוד...
מוט: 2 מוטות קטנטנים (דומה בממדיו לגפרור) - גפרור ללא ראש או מסמר קטן או מהדק משרדי ועוד...
שלבי הבנייה
1. מנקבים חור קטן בבסיס של כל אחד מהמכלים.
2. קושרים קצה אחד של חוט אל המוט.
3. משחילים את הקצה האחר של החוט אל תוך המכל באופן שהמוט ייעצר בבסיס המכל מצדו הפנימי והחוט ייצא מצדו השני של בסיס המכל.
4. משחילים את הקצה השני של החוט דרך הבסיס של המכל השני.
5. קושרים את המוט השני אל החוט.
(בספר איור - היעזר במנחה)
מתנסים בהפעלה
1. המדבר/ת מצמיד/ה את המכל האחד אל הפה.
2. המקשיב/ה מצמיד/ה את המכל השני אל האוזן.
3. מתרחקים עד שהחוט המחבר בין שני המכלים נמתח.
4. כאשר החוט מתוח מתחילים לשוחח, לפי התור.
5. הסבירו את עקרון הפעולה של המכשיר שבניתם.
(המשך הפרק בכרך הבא)
סוף כרך רביעי
(המשך הפרק "אור ולראות - קול ולשמוע: פרק שני: קול ושמיעה")
*240*
חלק ב: אילו חומרים מתאימים ביותר להעברת קול?
1. באיזה חוט השתמשתם בבניית הטלפון?
האם לדעתכם אפשר להשתמש בחוט שעשוי מחומר אחר?
כיצד תוכלו לבדוק איזה חוט מתאים ביותר להעברת הקולות?
היעזרו בהנחיות הבאות:
- אילו חוטים תבחרו? מאיזה חומר עשוי כל חוט?
- מה יהיה אורך החוטים? האם אורכם יהיה זהה? נמקו.
- כיצד תבצעו את הבדיקה?
- שרטטו במחברת טבלה (ראו דוגמה) והשלימו בה את הפרטים.
דגם טלפון, טלפון 1, טלפון 2, טלפון 3, טלפון 4
סוג המכל והחומר שממנו הוא עשוי, --, --, --, --
החומר שממנו עשוי החוט, --, --, --, --
הערות, --, --, --, --
איכות העברת הקול, 5(מעולה)-1-2-3-4(גרועה), 5(מעולה)-1-2-3-4 (גרועה), 5(מעולה)-1-2-3-4(גרועה), 5(מעולה)-1-2-3-4(גרועה)
2. נסו את דגמי הטלפון שבניתם.
כתבו את התוצאות במקומות המתאימים בטבלה.
סמנו בתדריג (5-1) את איכות העברת הקול.
3. לפני שתבחרו בדגם הטלפון הטוב ביותר - השוו את התוצאות שלכם עם קבוצות אחרות. האם כולם קיבלו תוצאות דומות? בחרו בטלפון שאיכות העברת הקולות בו היא הטובה ביותר.
4. הסיקו: אילו חומרים מתאימים ביותר להעברת קול?
*241*
הקול בשירות האדם
היכולת שלנו לשמוע היא עדות לקיומם של גלי קול סביבנו.
הודות ליכולת שלנו לקלוט גלי קול ולהפיק גלי קול אנו יכולים לקיים תקשורת קולית עם הסביבה.
נוסף על התפקיד שיש לגלי הקול בתהליכי תקשורת, האדם למד לנצל את גלי הקול למגוון רחב של שימושים.
אילו שימושים עושה האדם בגלי הקול ואיזו תועלת הוא מפיק מכך?
משימה: חוקרים ומגלים
טכנולוגיות העושות שימוש בקול
בעקבות המשימה - נדע...
להביא דוגמאות לטכנולוגיות המנצלות את גלי הקול לפתרון בעיות.
בעמודים הבאים מתוארים שימושים בגלי קול בשירות המדע, בשירות הרפואה ובשירות התעשייה.
1. קראו את שלושת קטעי המידע והכינו במחברת לכל אחד מהשימושים כרטיס מידע (ראו דוגמה).
במידת הצורך היעזרו במקורות מידע נוספים.
דוגמה:
כרטיס מידע
- שם הטכנולוגיה שבה נעשה שימוש בגלי קול
- היכן משתמשים בטכנולוגיה?
- הצורך שבגללו משתמשים בטכנולוגיה
- התכונות של גלי הקול שעליהן מבוססת הטכנולוגיה
- התועלת שמביאה הטכנולוגיה לאדם
2. רשות: היעזרו במקורות מידע נוספים והביאו עוד שתי דוגמאות של טכנולוגיות המנצלות את גלי הקול. הכינו גם להן כרטיסי מידע.
*242*
קטע מידע 1: גלי קול בשירות המדע
מה מסתתר מתחת לים?
במשך שנים רבות חקרו בישראל מדענים ומדעניות (אוניברסיטת תל-אביב, המכון לחקר ימים ואגמים, המכון הגיאולוגי והמרכז למיפוי ישראל) את קרקעית הים מול חופי המדינה, כשהם מגששים באפלה ולא מצליחים לקבל מידע מדויק ומלא על מבנה הקרקעית.
הודות לשימוש במכשיר הסונר פוענח מבנה קרקעית הים המשתרעת מאזור חיפה ועד ראש הנקרה. הסונר הוא מכשיר שמודד מרחקים בעזרת הד (חזרה של גלי קול). את הסונר התקינו על ספינת המחקר. המכשיר משדר גלי קול לכיוון קרקעית הים, לעומקים של כ-, במרחק של . הסונר מדד את משך הזמן שחלף מרגע הפקת הקול ועד חזרת הקול מקרקעית הים.
בעזרת הנתונים שהתקבלו אפשר היה לחשב את עומק הים. האיכות הגבוהה של הסריקה וההיקף הנרחב שלה אפשרו לחוקרים להפיק מפות מפורטות, כפי שלא היו מעולם בעבר. תוצאות המיפוי מסייעות בתכנון נמלים ואיים מלאכותיים וכן מאפשרות לעקוב אחר פליטה של גזי חממה מקרקעית הים.
הדמיה של מבנה קרקעית הים מול חופה הצפוני של ישראל
(בספר מפה - היעזר במנחה)
באדיבות המכון לחקר ימים ואגמים
http://www.ocean.org.il
מקרא
1. קניון שנוצר על ידי נחל כזיב הקדום
2. קו החוף של ארץ ישראל לפני אלפי שנים
3. ככל הנראה, האפיק הקדום של הקישון
4. המשכו של רכס הכרמל מתחת לים
6. תחילת עומק ים מעל אלף מטר
*243*
קטע מידע 2: גלי קול בשירות הרפואה
כיצד מתפתח העובר שבתוך הגוף?
גופנו אינו שקוף ואיננו יכולים לראות מה מתרחש בו ומה נמצא בתוכו. הודות לפיתוח מכשיר המכונה אולטרה-סאונד אנו יכולים להגביר את יכולתנו לראות את הנסתר מעינינו. השימוש במכשיר זה עדיף על שימוש בצילום רנטגן, כי קרני הרנטגן עלולות להזיק לגוף.
כיצד פועל מכשיר האולטרה-סאונד? המכשיר משדר לעבר הגוף גלי קול על-קוליים (אולטרה-סאונד). אלה גלי קול שקצב התנודה שלהם גבוה מקצב התנודות של גלי קול שאנו שומעים (20,000 הרץ או תנודות לשנייה) ולכן הם נקראים על-קוליים. גלי הקול נתקלים באיברי גוף כמו עצמות ושרירים (או גידולים) וחוזרים אל המכשיר בדומה להד. גלי הקול שחוזרים מעובדים על ידי המחשב שבמכשיר האולטרה-סאונד לתמונה שאנו רואים על צג המחשב.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
צילום עובר באולטרה-סאונד
מילון
גלי קול על-קוליים: גלי קול גבוהים מאוד שאיננו מסוגלים לשמוע.
*244*
קטע מידע 3: גלי קול בשירות התעשייה
היכן נמצא הנפט?
הנפט חבוי במלכודות נפט בתוך סלעים שבעומק הקרקע, בדרך כלל בסלעי גיר. כיצד אפשר לדעת היכן לערוך קידוח נפט?
ידוע שגלי הקול מתפשטים במהירות שונה בסוגי סלעים שונים - במעבר מסוג סלע אחד לסוג סלע אחר משתנה מהירותם. על בסיס ידע זה, קודחים בורות במקום שבו משערים שיש נפט ומפוצצים בתוכם חומרי נפץ.
גלי הקול שנוצרים מתפשטים לכל עבר ונקלטים על ידי גלאי קול (ראו איור). גלאי הקול רושם את הזמן שחולף מרגע הפיצוץ ועד שגלי הקול נקלטים על ידו.
בעזרת נתונים אלה אפשר לחשב את המהירות של גלי הקול בסביבה. לפי מהירות הקול מזהים את סוגי הסלעים שבהם עברו גלי הקול ומחליטים אם לערוך במקום זה קידוח נפט.
בחלק א של פרק זה למדנו ש...
- גלי קול נוצרים בעקבות תנודות בתוך חומרים.
- לקול יש תכונות של עוצמה (חלש - חזק) ושל גובה צליל (גבוה - נמוך).
- קול מתפשט בחומר (בגז, בנוזל ובמוצק) ואינו מתפשט בריק.
- קול יכול לחזור (הד) וגם להיבלע בתוך גופים.
- קירות אקוסטיים הם פתרונות טכנולוגיים המונעים היווצרות של הד ומקטינים את עוצמת הרעש המגיע אלינו מהסביבה.
- בני האדם מנצלים את גלי הקול במדע, ברפואה ובתעשייה.
- סונר ואולטרה-סאונד הם דוגמאות למכשירים שפעולתם מבוססת על שימוש בגלי קול.
*245*
במבט חוזר
1. קראו את הניסוי המתואר, עיינו גם באיור והשיבו על השאלות שבסופו.
לוקחים קופסת שימורים קטנה הפתוחה משני צדדיה. על כל אחד מהפתחים מותחים יריעת גומי. על אחד הפתחים מרכיבים משפך. את צינור המשפך מכוונים מול נר דולק במרחק של . מתופפים על יריעת הגומי.
א. שערו: מה יקרה ללהבת הנר? על מה מבוססת ההשערה שלכם?
ב. איזה תפקיד יש למשפך בניסוי?
(בספר איור - היעזר במנחה)
יריעת גומי, יריעת גומי, משפך
2. הכינו רשימה של כלי נגינה ומיינו אותם לשלוש קבוצות: כלי מיתר, כלי נשיפה וכלי הקשה. ציינו מה מתנודד בכלי הנגינה המשתייכים לכל אחת מהקבוצות ויוצרים את הצלילים ואיזו פעולה צריך לעשות כדי להפיק צלילים.
3. מגדלים של דגי נוי נוהגים להקיש על זכוכית האקווריום לפני האכלת הדגים. כיצד לדעתכם מגיבים הדגים שנמצאים בתוך המים על קולות הנקישה?
איזו תכונה של הקול מאפשרת לדגים להגיב?
4. מדוע לא שומעים הד בחדר מרוהט ובאולמות קונצרטים? הסבירו.
5. מה דומה ומה שונה בין אור לבין קול. הכינו טבלה דומה והשוו ביניהם לפי הקריטריונים שמופיעים בה. הסיקו: מה למדתם מן ההשוואה?
קריטריונים/סוג האנרגיה, קול, אור
מעבר בחומרים אטומים, --, --
מעבר בחומרים שקופים, --, --
מעבר בריק (מקום שאין בו חומר כלל) , --, --
התפשטות, --, --
החזרה, --, --
בליעה, --, --
*246*
חלק ב: חוש השמיעה
עצמו עיניים. הקשיבו היטב.
אילו קולות אתם שומעים?
בזכות האוזניים אנו מסוגלים לקלוט גלי קול מן הסביבה.
מבנה האוזניים מותאם לתפקודן:
לאפשר לנו לשמוע ולקיים תקשורת עם הסביבה.
מהו מבנה האוזניים וכיצד הן מאפשרות לנו לשמוע?
*247*
משימה: חוקרים ומגלים
נכיר את מבנה האוזן
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר את מבנה האוזן האנושית.
ציוד: דגם של אוזן
היעזרו בקטע המידע "מבנה האוזן" (בעמוד הבא) לביצוע המשימה.
1. התבוננו באיור ובדגם של אוזן וזהו בה את החלקים הבאים:
אפרכסת האוזן, תעלת השמע, עור התוף, שלוש עצמות השמע, החלון הסגלגל, שבלול, עצב השמע.
2. ודאי שמתם לב שחלקי האוזן ערוכים בסדר עוקב - זה אחר זה.
שערו: איזו חשיבות יש לארגון חלקי האוזן בסדר כזה?
הסבירו את ההשערה.
3. מי אני?
א. החלק החיצוני הנראה של האוזן.
ב. שלוש העצמות הקטנות ביותר בגוף.
ג. קרום שנמצא בסוף תעלת השמע.
ד. בי נמצאים תאי החישה של גלי הקול.
ה. קרום שמהווה גבול בין האוזן הפנימית לבין האוזן התיכונה.
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
דגם של אוזן
*248*
קטע מידע: מבנה האוזן
האוזן מורכבת משלושה חלקים: האוזן החיצונית, האוזן התיכונה (האמצעית) והאוזן הפנימית.
(בספר איור - היעזר במנחה)
חתך של אוזן אנושית
אפרכסת, תעלת השמע, עצמות השמע, עור התוף, החלון הסגלגל, שבלול, עצב השמע
האוזן החיצונית כוללת את האפרכסת ואת תעלת השמע. בקצה תעלת השמע, בין האוזן החיצונית לבין האוזן התיכונה, מפריד קרום דק המכונה עור התוף.
באוזן התיכונה נמצאות שלוש עצמות שמע שמחוברות זו לזו: עצם הפטיש מחוברת אל עצם הסדן וזו מחוברת לעצם הארכובה. שלוש העצמות האלה הן העצמות הקטנות ביותר בגוף. עצם הארכובה נוגעת בקרום דק המתוח על פני החלון הסגלגל שקרוי כך בגלל צורתו. קרום זה מפריד בין האוזן התיכונה לבין האוזן הפנימית.
האוזן הפנימית מורכבת מהשבלול ומאיבר שיווי המשקל שאינו קשור לשמיעה. לשבלול צורה של קונכייה ובתוכו יש נוזל. בשבלול נמצאים תאי חישה המגיבים לגירויי הקול. סיבי תאי החישה מתאגדים לעצב השמיעה.
מילון
סגלגל: צורה אליפטית (כמו ביצה).
*249*
תהליך השמיעה
במערבונים ישנים רואים אינדיאנים המניחים את אוזנם על פסי הרכבת, כדי לשמוע ממרחקים אם הרכבת מתקרבת. כיצד יכול האינדיאני לשמוע רכבת הנמצאת במרחק של קילומטרים רבים?
הרכבת הנוסעת על הפסים גורמת לתנודות בחומר המתכתי שממנו הם בנויים. אלה הן התנודות של גלי הקול שעוברים במתכת. תנודות אלו עוברות למרחקים גדולים במתכת ונקלטות באוזני האינדיאנים.
(בספר איור)
מה הקשר בין קלי הקול (תנודות החומר) לבין האוזן והשמיעה? כיצד מאפשרת לנו האוזן לשמוע וליצור תקשורת עם הסביבה?
קוראים, כותבים ומבינים: כיצד שומעים?
קראו את קטע המידע "כיצד שומעים?" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
קולטים גירוי של קול
תהליך השמיעה מתחיל בריכוז גלי קול מהסביבה בעזרת האפרכסת. תנודות גלי הקול מרטיטות (מרעידות) את האוויר שנמצא בתעלת השמע ומגיעות באמצעותו אל עור התוף ומרעידות גם אותו.
הרטט (רעידות) של עור התוף גורם לרטט של שלוש עצמות השמע: עצם הפטיש מרעידה את עצם הסדן וזו מרעידה את עצם הארכובה. הרטט של עצם הארכובה מרעיד את הקרום של החלון הסגלגל שמחובר אליה.
מאחורי החלון הסגלגל נמצאת תעלה שצורתה לוליינית כמו קונכייה והיא נקראת שבלול. בשבלול נמצא נוזל. החלון הסגלגל הרוטט גורם לתנודות בנוזל שבתוך השבלול. תנודות אלה נקלטות על ידי תאי חישה שמתרגמים אותן לדחף עצבי. הדחף העצבי עובר באמצעות עצב השמע אל אזור השמיעה שבמוח.
*250*
עיבוד המידע במוח
גלי הקול שעברו בחלקים השונים של האוזן העבירו מסר. את המסר הזה מפענח המוח. כיצד זה קורה?
הדחפים העצביים שנוצרו בשבלול עוברים באמצעות עצב השמע אל אזור השמיעה במוח. המוח מפענח את המסר שנישא על ידי הדחפים העצביים לקולות שאנו שומעים. רק גלי הקול שנקלטו מקבלים משמעות ואנו יכולים להבין מה אמר/ה לנו החבר/ה.
רק לאחר שהבנו את משמעות גלי הקול שהגיעו אל אוזנינו (דיבור, צלילי מוזיקה או סתם רעש) אנו מגיבים. התגובה היא המשוב - התשובה שלנו למי שמשוחח איתנו, תנועת סתימת האוזניים למקרה של רעש חזק או חיוך והנאה לצלילי מוזיקה מרגיעים.
שאלות
1. התבוננו סביב: מאין מגיעים גלי הקול לאוזנינו?
2. אפרכסת היא החלק החיצוני של האוזן. מה תפקידה אצל האדם ואצל בעלי החיים?
3. תארו בתרשים זרימה את המסע שעושים גלי הקול מרגע הגעתם אל האפרכסת ועד הפיכתם לדחפים עצביים בעצב השמע.
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
אפרכסת (חץ) -- (חץ) -- (חץ) -- (חץ) --
(בספר איור - היעזר במנחה)
- תהליך השמיעה מתחיל באוזניים אבל ממשיך במוח.
- במוח גלי הקול שקלטנו באוזניים הופכים לקולות עם משמעות.
*251*
4. מיכל הייתה שקועה במשחק מחשב בחדרה בבית, כשלפתע שמעה קולות מהמטבח. היא שמעה קול צעדים, היא שמעה משהו נופל על השולחן. מיכל נבהלה - הלב שלה התחיל לדפוק מהר יותר, אבל אז בדיוק שמעה קול מוכר אומר שלום. זה היה קולה של אימא, מיכל נרגעה ורצה למטבח לחבק את אימא.
ארגנו את הפעולות הבאות ברצף שידגים את תהליך התקשורת שהיה בין מיכל לבין אמה. התייחסו לקליטת הגירוי, לעיבוד המידע ולמשוב (תגובה).
- המוח העביר הוראה לשרירי הרגליים להתכווץ ולרוץ.
- האוזניים של מיכל קלטו גלי קול שהתפשטו עד לתאי החישה שבשבלול של האוזן.
- מיכל רצה למטבח לחבק את אימא.
- במוח עבר המידע עיבוד, עד שהתקבל הפענוח: זהו הקול של אימא.
- הדחפים העצביים נשאו את המידע אל המוח באמצעות עצבי השמע.
- תאי חישה קלטו את גלי הקול ותרגמו אותם לדחפים עצביים.
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה:
http://ofek.cet.ac.il/mada
1. בחרו בתחום התוכן: האדם, בריאותו ואיכות חייו.
2. בחרו בנושא: חושים.
3. היכנסו לפעילות: האוזן והשמיעה.
א. הפעילו את ההדמיה ועקבו אחר מעבר גלי הקול באוזן.
ב. עברו על כל מרכיב באוזן ובדקו מה תפקידו בתהליך השמיעה.
ג. בצעו את הפעילויות הנלוות.
*252*
היודעים אתם ש...
למי יש אפרכסות אוזניים?
לא לכל בעלי החיים יש אפרכסות אוזניים. חגבים, לדוגמה, קולטים קולות על ידי פתחי שמע באזור הבטן; לחרגולים יש פתחי שמע ברגל הקדמית; ויש חרקים שקולטים את הקולות בעזרת איברי שמע המצויים בכנפיים או במחושים.
לארנבת יש אפרכסות אוזניים גדולות, המאפשרות לה לרכז גלי קול. הארנבת יכולה להניע את אפרכסות האוזניים וכך לכוון אותן למקור הקול. תכונה זו קיימת גם אצל בעלי חיים אחרים, כמו העז, החתול והכלב, אך אצל האדם אפרכסות האוזניים קבועות, ולבד מאנשים בודדים, אין אנו מסוגלים להניע אותן.
- שאלה למחשבה: האם לדעתכם האפרכסות של הארנבת יעילות יותר מאלה של בני האדם? הסבירו את תשובתכם.
(בספר 3 תמונות)
פיל
חרגול
ארנבת
*253*
היודעים אתם ש...
מדוע צריך שתי אוזניים?
קיומן של שתי אוזניים מסייע בקליטה יעילה של מידע. כאשר קול מגיע מצד ימין, הוא נקלט ראשית באוזן הימנית. לאחר שבריר של שנייה הוא נקלט באוזן השמאלית. המוח מסוגל להבחין בהפרש הזמנים הזעיר הזה, וכך אנו מסוגלים להבחין מאיזה כיוון מגיע הקול. תכונה זו מאפשרת לנו לזהות מכונית נוסעת ולהתנהג בהתאם, לזהות מהיכן קוראים לנו וכדומה. תכונה זו מאפשרת לבעלי חיים לזהות מקור מזון, סכנות וכן למצוא בן זוג לרבייה.
אל הרשת (הרחבה)
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה:
http://ofek.cet.ac.il/mada
1. בחרו בתחום התוכן: האדם, בריאותו ואיכות חייו.
2. בחרו בנושא: חושים.
3. היכנסו לפעילות: משמע אוזניים.
א. הפעילו את ההדמיה.
ב. בדקו כיצד קול, שמגיע מכיוונים שונים, נקלט בכל אחת מהאוזניים.
ג. בצעו את הפעילויות הנלוות.
*254*
שומרים על בריאות האוזניים
אנו חיים בעולם של קולות וקולטים קולות רבים כל רגע ורגע. תארו לכם איזו חשיבות יש לקליטת קולות מהסביבה לתפקוד שלנו וליצירת תקשורת עם הסובבים איתנו.
לצערנו ישנם מצבים שבהם חוש השמיעה נפגע ואז היכולת ליצור תקשורת עם הסביבה עלולה להיפגע.
קוראים, כותבים ומבינים: לקות שמיעה
קראו את קטע המידע "לקות שמיעה" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
מצבים של לקות שמיעה
- לקות שמיעה הנגרמת בעקבות פגיעה בהולכה התקינה של תנודות גלי הקול אל האוזן הפנימית. פגיעה כזו יכולה להיגרם, למשל, בגלל פקק שעווה הסותם את תעלת השמע, או בגלל דלקות חוזרות ונשנות באוזן החיצונית או התיכונה. לקות שמיעה כזו ניתנת לתיקון בעזרת תרופות או ניתוח.
- לקות שמיעה הנגרמת בעקבות פגיעה בשבלול או בעצב השמיעה. פגיעה בהם יכול להיגרם כתוצאה מזיהומים באוזן הפנימית, מבריחת הנוזל שבשבלול או מגידולים על עצב השמע. כל אלה עלולים לפגוע בהולכת הדחפים העצביים מן השבלול אל אזור השמיעה שבמוח. בדרך כלל, אי אפשר לתקן לקות שמיעה עצבית.
(בספר 2 תמונות)
מכשירי שמיעה
*255*
כיצד אפשר לעזור ללקויי שמיעה?
קיימים פתרונות טכנולוגיים שונים שנועדו לסייע לאנשים עם לקות שמיעה לשמוע טוב יותר. למשל, התקנה של מכשירי שמיעה באוזניים מגבירה את עוצמת הקול. לעתים מכשירי השמיעה אינם פותרים את הבעיה. במקרים כאלה אפשר להשתיל באוזן מכשיר שנקרא שתל השבלול. למכשיר כזה יש מרכיב חיצוני שקולט את הקולות ומרכיב פנימי שמתרגם את הקולות לדחף עצבי ומביא אותו אל עצב השמיעה, המוביל את המסר אל אזור השמיעה שבמוח.
שאלות
1. אוזניו של אדם תקינות לחלוטין אך העצבים היוצאים מהאוזניים אל המוח נפגעו בתאונה ויצאו מכלל שימוש. האם אדם זה יוכל לשמוע? הסבירו את תשובתכם.
2. שרטטו במחברת את התרשים הבא והשלימו בו את המידע. תנו כותרת לתרשים. היעזרו בתרשים והסבירו מדוע חשוב לשמור על הבריאות של כל אחד מחלקי האוזן.
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
אוזן
(חץ) תעלת האוזן (חץ) --
(חץ) עור התוף (חץ) --
(חץ) עצמות השמע (חץ) --
(חץ) שבלול (חץ) --
(חץ) עצב השמיעה (חץ) --
(חץ) אזור השמיעה במוח (חץ) --
(בספר איור - היעזר במנחה)
- חשוב לשמור על בריאות האוזניים - לערוך בדיקות שמע ולהרכיב מכשירי שמיעה במידת הצורך.
*256*
רעש - מחריש אוזניים
רעש מחריש אוזניים הוא דבר לא נעים, הוא מטריד, מזיק לחוש השמיעה ולבריאות הכללית וגורם לתחושת עצבנות, לעייפות ולצלצולים מטרידים באוזניים. מהו רעש? האם אפשר למדוד אותו? וכיצד אפשר למנוע אותו?
משימה: חוקרים ומגלים
רעש מזיק לבריאות
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר מהו רעש וכיצד אפשר להקטין אותו.
ציוד: מד-רעש
1. מהו רעש לדעתכם? השוו את תשובותיכם לתשובות חבריכם.
האם כולם הגדירו רעש באותו אופן?
2. ערכו רשימה של מקורות רעש בסביבה שלכם. ראיינו ושאלו גם את בני משפחותיכם או שכנים מה לדעתם גורם לרעש?
מד רעש
כדי לקבוע מהי עוצמת הרעש המותרת פותח מכשיר למדידת רעש - זהו מד-רעש.
- עוצמת הרעש נמדדת ביחידת מידה מיוחדת שנקראת "דציבל".
- מעל עוצמה של 85 דציבל מד-הרעש מתחיל לצפצף.
- רעש בעוצמה של 130-120 דציבל נחשב ל"סף הכאב" ועלול לגרום לכאבי אוזניים.
- קולות בעוצמה של יותר מ-150 דציבל עלולים לגרום נזקים חמורים לגוף.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
*257*
3. היעזרו במד-רעש ומדדו את עוצמת הקול במצבים הבאים:
- שקט מוחלט: 0 דציבל
- פעימות לב: -- דציבל
- לחש: -- דציבל
- שיחה רגילה: -- דציבל
- ילדים בהפסקה: -- דציבל
- מכונית נוסעת: -- דציבל
- צופר של מכונית: -- דציבל
- צלצול פעמון בית הספר: -- דציבל
- מוזיקה רועשת במסיבה: -- דציבל
- אחר: -- דציבל
א. דרגו את הקולות מהעוצמה הנמוכה לגבוהה ביותר.
ב. אילו מבין עוצמות הקול שבדקתם עברו את "סף הכאב"?
ג. מה למדתם מפעילות זו?
4. בני נוער רבים מבלים מדי פעם במסיבות שבהן מושמעת לעתים מוזיקה רועשת מאוד העולה בעוצמתה על המותר.
העלו רעיונות כיצד אפשר להמשיך ולבלות במקומות אלה בבטחה.
5. במדינות רבות בעולם כולל בישראל קיימים חוקים נגד רעש, למשל:
"אסור להפריע למנוחת השכנים בין שתיים לארבע בצהריים".
א. איזו חשיבות יש לחוק זה?
ב. חקרו בעזרת מקורות מידע והביאו דוגמאות נוספות לחוקים נגד רעש.
ג. מדוע יש צורך לחוקק חוקים בנושא הרעש?
6. רשמו כללים מה אפשר לעשות לצמצום הרעש בסביבתכם.
7. כתבו כרזה למאבק ברעש.
(בספר תמונה ואיור- היעזרו במנחה)
- חשוב לשים אטמי אוזניים ואוזניות במקומות רועשים.
*258*
בחלק ב של פרק זה למדנו ש...
- האוזן היא איבר לקליטת גלי קול.
- חלקי האוזן הם: אפרכסת, תעלת השמע, עור התוף, עצמות השמע, שבלול, עצב השמע.
- בתהליך השמיעה אפרכסת האוזן מרכזת את גלי הקול, אלה עוברים דרך תעלת השמע ומרטיטים את עור התוף.
- הרטט עובר לעצמות השמע ולנוזל שבשבלול. תאי החישה שבשבלול מתרגמים את גלי הקול לדחף עצבי.
- הדחף העצבי מגיע לאזור השמיעה במוח באמצעות עצב השמע; המוח מעבד את המסר הזה והופך אותו לקולות בעלי משמעות.
- חשוב לשמור על בריאות האוזניים - לערוך בדיקות שמע ולהרכיב מכשירי שמיעה במידת הצורך.
- רעש מחריש אוזניים עלול להזיק לחוש השמיעה ולפגוע בבריאות. יש להימנע ממנו למען איכות חיינו.
- קיומן של שתי אוזניים מאפשר להבחין מאיזה כיוון הגיע הקול ולהגיב בהתאם.
*259*
במבט חוזר
1. לפניכם איור של חתך אוזן אנושית. כתבו במחברת את שמות חלקי האוזן לפי המספרים שבאיור ואת התפקיד של כל חלק.
(בספר איור - היעזר במנחה)
1, 2, 3, 4, 5
2. אתם משוחחים עם חבר/ה. גלי הקול מגיעים לאוזן שלכם ונקלטים באוזן. מה עוד צריך להתקיים בתהליך השמיעה כדי שתוכלו לשמוע את הקולות ולפרש אותם?
3. כתבו משפט המתאר את הקשר שבין גלי הקול לבין השמיעה.
4. תארו בתרשים את רצף הפעולות בתהליך השמיעה - מרגע ששומעים את צלצול הטלפון ועד שאנו עונים לחבר/ה מעברו השני של הקו במילה "שלום".
5. לבעלי חיים כמו כלב וארנבת אפרכסות אוזניים גדולות. הם גם יכולים להניע אותן. מה היתרון בכך לבעלי חיים אלה?
6. לפתחי השמע של יצורים שונים, בין שהם ממוקמים בצידי הראש כמו האוזניים שלנו ובין שהם ממוקמים ברגליים, בכנפיים או במחושים, יש תכונה אחת משותפת, והיא היכולת לרטוט. הסבירו מדוע תכונה זו חשובה לקליטת גירוי של קול.
7. במסיבת בת המצווה של עדן נמדדה עוצמת רעש של 140 דציבל. איזו סכנה לבריאות האוזניים טמונה בכך? הציעו דרכים למניעת הסכנה.
*260*
שער חמישי
טכנולוגיה במחשבה תחילה
פרק ראשון: הייצור התעשייתי
פרק שני: מערכות טכנולוגיות
*261*
תכנון חכם למכונה "חכמה"
אפרים קישון, הסופר ההומוריסטי הנודע, כתב פעם על חבורה של מומחים לטכנולוגיה, אנשים בעלי שם עולמי, שתכננו ובנו את המכונה המושלמת. המכונה הזו ידעה לשתול צמחי תפוחי אדמה, להשקות אותם, לדשן אותם ולטפל בהם עד שהניבו יבול גדול. אותה מכונה, כך בנו המומחים, הייתה קוטפת את תפוחי האדמה, מנקה אותם, מקלפת אותם, חותכת אותם לרצועות מדויקות, מטגנת אותם, אורזת אותם כצ'יפס טעים ופריך, ולבסוף... אוכלת אותם!
כיצד השתפר התהליך הטכנולוגי במרוצת הדורות?
*262*
פרק ראשון: הייצור התעשייתי
בונים בתים במפעלים
נסו לדמיין בנייה של בית. נסו לדמיין בנייה של כפר. בדרך כלל התמונות שעולות במחשבותינו הן של יסודות אשר יוצקים אותם בבטון, לבנים המונחות בעמל רב - זו על גבי זו, וכך נבנה בית. בתים "צומחים" זה ליד זה וביניהם נפרשות חצרות, וכך נולד כפר.
האם חשבתם על כפר שמיוצר במפעל?
בשנת 1967, בתערוכה בין-לאומית במונטריאול שבקנדה, הוצג מבנה מיוחד במינו, "הביטאט", כך קראו לו. המבנה היה אוסף של דירות שהורכבו מקירות בטון אשר הוכנו במפעל והובאו לאתר הבנייה. אך לא רק קירות וחדרים נקשרו זה לזה במבנה זה, גם חצרות הבתים והמעברים ביניהן תוכננו וחוברו יחדיו. כך נוצר "כפר" שלם שנראה כאילו צמח על מורדותיה של גבעה בתהליך ייצור תעשייתי.
איך התפתח הייצור התעשייתי ומהם יתרונותיו?
(בספר תמונה - היעזר במנחה)
*263*
בעקבות הלמידה - נדע...
- לתאר את ההבדלים בין ייצור ידני לבין ייצור תעשייתי;
- לתאר את השיפורים שחלו בתהליכי הייצור במשך השנים;
- לתאר את השלבים השונים של תהליך הייצור התעשייתי ואת התרומה של כל שלב לקבלת מוצר שנותן מענה על צרכים.
מושגים שנלמד
תעשייה, מוצר תעשייתי, תהליך תעשייתי, ייצור תעשייתי, ייצור ידני;
אפיון מוצר, דרישות מהמוצר, אילוצים, תיכון מוצר;
סקר שוק, שיווק, קהל יעד, חומרי גלם, אב טיפוס, פס ייצור, פרסום, צרכנות נבונה.
מיומנויות שנפעיל
- איסוף מידע וארגונו;
- עריכת השוואה: תוצאות ומסקנות;
- קבלת החלטות;
- עריכת סקר (תכנון, ביצוע וניתוח התוצאות);
- תכנון תהליך תעשייתי: הרעיון, תכנון מוצר, תהליך ייצור ושיווק המוצר.
*264*
מייצור ידני לייצור תעשייתי
מאז ומעולם האדם מבקש לשנות ולשפר את הסביבה שבה הוא חי ולהתאימה לצרכיו. בתבונתו האדם יודע לנצל את משאבי הסביבה (חומרים, יצורים חיים ואנרגיה) ולייצר מהם מוצרים שונים שמספקים את צרכיו ומגבירים את יכולתו להתמודד עם בעיות שונות בסביבתו.
בעבר ייצרו בני האדם את המוצרים בבתי מלאכה בשיטה ידנית בתהליך המכונה ייצור ידני. כיום רוב המוצרים מיוצרים במפעלים על ידי מכונות בתהליך המכונה ייצור תעשייתי.
מדוע עבר האדם מייצור ידני של מוצרים לייצור תעשייתי?
משימה: חוקרים ומגלים
מי הולך יחף?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר את ההבדל בין ייצור ידני לבין ייצור המוני/תעשייתי.
בימים שלפני הייצור התעשייתי, הסנדלרים האומנים ייצרו בשיטה הידנית בבתי המלאכה שני זוגות נעליים ביום. בסוף המאה ה-19 (אחרי שנת 1850), עם המצאת המכונות הראשונות והקמת מפעלי הנעליים הראשונים, הגיע ייצור הנעליים לכדי 1,200 נעליים בשמונה שעות!
ומה קרה בראשית המאה ה-20?
(בספר 2 איורים - היעזר במנחה)
ייצור ידני
ייצור תעשייתי
*265*
שאלות
1. בשנת 2007 ייבאה ישראל ממדינות המזרח הרחוק כ-40 מיליון זוגות נעליים, וזאת נוסף על ייצור הנעליים בארץ.
א. חשבו: כמה ימים הסנדלרים שייצרו נעליים בשיטה ידנית היו צריכים לעבוד כדי לספק את כמות הנעליים המיובאות לישראל מהמזרח הרחוק?
רמז: בעבר הסנדלרים הצליחו לייצר שני זוגות ביום.
ב. חשבו: כמה סנדלרים היו צריכים לעבוד בייצור נעליים בשיטה ידנית כדי לספק את הכמויות האלה של זוגות הנעליים?
ג. מה אפשר ללמוד מהחישוב שערכתם על החסרונות של תהליך הייצור הידני?
2. מדוע לדעתכם עברו משיטת הייצור הידני לשיטת הייצור התעשייתי?
היודעים אתם ש...
המכונית השחורה
ייצור כל מכונית ארך כ-14 שעות, כאשר במפעלי פורד התחילו לייצר בשנת 1914 את מכונית הפורד המפורסמת מדגם T.
הבשורה הגדולה של מפעלי פורד הייתה בפיתוח תהליך ייצור תעשייתי של מכוניות בשיטת הסרט הנע. הם שיפרו את מערכת הייצור כך שכל מכונית יוצרה בשעה ו-33 דקות!
בזכות שיפור זה מחיר המכונית ירד מ-1,000 דולר ל-360 דולר - לשליש מחיר, וכך יותר אנשים יכלו לרכוש את המכוניות של מפעלי פורד.
הסיסמה של מפעלי פורד הייתה: כל אחד ואחת יכול/ה לבחור את הצבע של המכונית - כל זמן שבוחרים בצבע שחור. זאת משום שבאותה תקופה רק הצבע השחור התייבש במהירות המתאימה לפס הייצור. כדי לייעל את הייצור הם בחרו לצבוע את כל המכוניות בשחור.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
*266*
משימה: חוקרים ומגלים
מרכיבים עט
בעקבות המשימה - נדע...
לאפיין את ההבדלים בין ייצור ידני לבין ייצור תעשייתי.
שלב א: הרכבת עטים בייצור ידני
ציוד: רכיבים של עט כדורי. מכל רכיב 10 יחידות.
לפניכם רכיבים של עט כדורי.
משימתכם להרכיב עשרה עטים בשיטת הייצור הידני.
1. התחלקו לקבוצות של שלושה תלמידים. חלקו ביניכם תפקידים:
- תלמיד/ה א - מרכיב/ה עשרה עטים ללא כל עזרה (לבדו/ה).
- תלמיד/ה ב - מודד/ת את הזמן שנדרש להרכבת העטים.
- תלמיד/ה ג - מתעד/ת את סדר ההרכבה של החלקים.
לאחר ההרכבה בדקו אם העטים פועלים.
2. שרטטו במחברת טבלה (ראו דוגמה בעמוד הבא) והשלימו בה את התוצאות של הקבוצה שלכם ושל הקבוצות האחרות.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
*267*
הרכבת עטים בשיטת ייצור ידני
קריטריונים/מספר הקבוצה, קבוצה א, קבוצה ב, קבוצה ג
זמן ההרכבה, --, --, --
סדר ההרכבה, --, --, --
האם העטים פועלים?, --, --, --
3. בדקו: במה דומות התוצאות של הקבוצות ובמה הן שונות?
ערכו השוואה לפי הקריטריונים שבטבלה:
א. האם מצאתם תוצאות דומות? אם כן, תארו אותן.
ב. האם מצאתם הבדלים בתוצאות? אם כן, תארו אותם.
ג. הסבירו: מאין לדעתכם נובעים הבדלים אלה?
ד. מה למדתם מההשוואה?
ה. הציעו דרכים לשיפור תהליך ההרכבה.
(בספר איור - היעזר במנחה)
- האם כל מוצר אפשר לייצר גם בייצור ידני וגם בייצור המוני?
- מדוע עברו לייצור המוני?
- האם כל מוצר אפשר לייצר בייצור המוני? בסרט נע? גם חלה קלועה?
*268*
שלב ב: הרכבת עטים בפס ייצור
ציוד: רכיבים של עט כדורי. מכל רכיב 10 יחידות.
לפניכם שלושה מגשים. בכל מגש יש 10 רכיבים (מסוג אחד) של עט כדורי. משימתכם להרכיב עשרה עטים בשיטת פס הייצור (ראו הנחיות בסעיפי המשימה).
שימו לב: התחלקו לקבוצות של ארבעה תלמידים. שלושה תלמידים מרכיבים ותלמיד/ה אחד/אחת מודד/ת זמן.
1. הניחו את המגשים זה ליד זה כפס ייצור בסדר המתאים ביותר.
2. הציבו לפני כל מגש תלמיד/ה אחד/אחת בלבד.
3. מדדו את זמן הרכבתם של עשרה עטים ובדקו אם העטים פועלים.
4. שרטטו במחברת טבלה (ראו דוגמה) והשלימו בה את התוצאות של הקבוצה שלכם ושל הקבוצות האחרות.
הרכבת עטים בפס ייצור
קריטריונים/מספר הקבוצה, קבוצה א, קבוצה ב, קבוצה ג
זמן ההרכבה, --, --, --
סדר ההרכבה, --, --, --
האם העטים פועלים?, --, --, --
5. בדקו: במה דומות התוצאות של הקבוצות ובמה הן שונות? לצורך זה ערכו השוואה בין התוצאות של הקבוצות לפי הקריטריונים שבטבלה:
א. האם מצאתם תוצאות דומות? אם כן, תארו אותן.
ב. האם מצאתם הבדלים בתוצאות? אם כן, תארו אותם.
ג. הסבירו: מאין לדעתכם נובעים הבדלים אלה?
ד. מה למדתם מההשוואה?
ה. הציעו דרכים לשיפור תהליך ההרכבה.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
*269*
שלב ג: סיכום
1. איזו שיטת הרכבה יעילה יותר?
כדי לקבל תשובה לשאלה ערכו השוואה בין שתי שיטות ההרכבה:
הרכבת עטים בידי אדם אחד (שלב א) והרכבת עטים בפס ייצור (שלב ב).
א. שרטטו במחברת טבלה דומה והשלימו בה את המידע על כל שיטה בהתאם לקריטריונים. הוסיפו גם קריטריונים משלכם.
השוואה בין שיטות ייצור
קריטריונים/שיטת הייצור, הרכבת עטים בייצור ידני, הרכבת עטים בפס ייצור
שליטה של האדם בכל שלבי התהליך, דרושה שליטה בכל שלבי התהליך, דרושה שליטה בשלב מוגדר של התהליך
כמות המוצרים המיוצרים בזמן נתון: גדולה/קטנה, --, --
איכות המוצר, --, --
כמות המשימות השונות של כל עובד/ת, --, --
אחר, --, --
ב. בדקו: במה שונות שתי שיטות ההרכבה זו מזו?
תארו את ההבדלים שמצאתם.
ג. הסיקו מסקנה: איזו מבין השיטות יעילה יותר?
הביאו נימוקים מתוך טבלת ההשוואה.
2. מתי תשתמשו בכל אחת משיטות ההרכבה (ידנית ופס ייצור)?
3. מהם לדעתכם היתרונות של הייצור הידני?
מהם היתרונות של הייצור התעשייתי?
מילון
פס ייצור: תהליך ייצור המורכב מכמה תחנות עבודה, שבכל אחת מהן מתבצעת פעולה מסוימת ואחריה עובר המוצר לתחנה הבאה. תחנות עבודה אלה מאורגנות כך שבסוף התהליך יתקבל המוצר המבוקש.
*270*
קוראים, כותבים ומבינים: הייצור התעשייתי
קראו את קטע המידע "הייצור התעשייתי" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא:
רוב המוצרים שבהם משתמשים היום מיוצרים במפעלים. בעבר ייצרו בני האדם את המוצרים בבתי מלאכה בשיטה ידנית. העובדים נעזרו בכלים ובמכשירים שניצלו את אנרגיית השרירים או את אנרגיות הרוח וזרם המים להפעלתם.
בזכות המצאת מכונות הקיטור לפני כמאתיים שנה, החלו לעבור משיטת ייצור ידני של מוצרים לשיטת ייצור תעשייתי. הפעלת מכונות אלה לא הייתה תלויה באנרגיית השרירים של האדם ושל בעלי החיים, או באנרגיות התנועה של הרוח וזרם המים, שלא היו זמינות תמיד; מכונות אלה הופעלו באמצעות אנרגיה שהופקה מבעירה של חומר הדלק פחם.
באמצעות הקיטור היה אפשר לבנות מכונות רבות, אשר ביצעו ביתר קלות ומהירות פעולות שלפני כן עשה האדם בעצמו. בעקבות המצאת מכונות הקיטור הוקמו מפעלים רבים. במפעלים אלה שולבו כמה מכונות שהשלימו יחדיו ייצור של מוצר אחד. תהליך הייצור במפעלים נעשה בתחנות עבודה. בכל תחנה הייתה מכונה שייצרה מרכיב אחד של המוצר. ליד המכונות עבדו פועלים בתפעול מכונות ובהעברת המרכיבים המוכנים ממכונה למכונה. כל פועל/פועלת עשה/עשתה את אותה עבודה כל הזמן וכך למד/ה לעשות אותה במהירות. שיטת ייצור זו אפשרה לייצר כמויות גדולות של מוצרים אחידים. לתהליך הזה של ייצור המוני של מוצרים באמצעות מכונות קוראים ייצור תעשייתי ולמפעלים המייצרים מוצרים בשיטה זו קוראים מפעלי תעשייה.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
מילון
קיטור: אדי מים שעוברים מבעד לפתח צר מאוד.
תעשייה: מערכת מאורגנת של מפעלים המייצרת מוצרים בייצור המוני, כדי לספק צרכים ורצונות של בני האדם.
*271*
מפעלי התעשייה הרבים שהוקמו לאחר המצאת מכונות הקיטור שינו מאוד את פני החברה, לכן כונתה תקופה זו תקופת המהפכה התעשייתית. מיליוני אנשים שהתפרנסו עד אז מעבודה חקלאית, נטשו את כפריהם ועברו לגור בעיר, כדי לעבוד כפועלים במפעלי התעשייה שהוקמו. בעקבות כך גדלו הערים, נסללו כבישים ונבנו רכבות, כדי לאפשר לאנשים ולסחורות שיוצרו במפעלים לנוע ממקום למקום. בשלבים הראשונים של המהפכה התעשייתית עבדו הפועלים (גברים, נשים ואף ילדים) בתנאי עבודה קשים ומזיקים לבריאות. במשך הזמן נחקקו חוקים שהבטיחו לפועלים תנאי עבודה סבירים יותר במפעל.
כניסתו של המחשב למפעלי הייצור הביאה לכך שתכנון הביצוע של תהליך הייצור והבקרה עליו נעשו בעזרתו. הן הפעלת המכונות הממוחשבות והן הבקרה על המערכת כולה מייעלות את מערכת הייצור.
שאלות
1. כיצד השפיעה המצאת מכונות הקיטור על תהליכי הייצור?
2. כיצד השפיעה המצאת המחשב על תהליכי הייצור?
3. מהם ההבדלים בין הייצור הידני לבין הייצור התעשייתי? ערכו השוואה.
א. קבעו קריטריונים להשוואה.
ב. שרטטו במחברת טבלת השוואה.
ג. השוו ובדקו במה שונים שני תהליכי הייצור.
ד. סכמו: מה למדתם מן ההשוואה?
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
*272*
בעקבות התהליך התעשייתי
בתהליך תעשייתי מייצרים מוצרים לקהל היעד (צרכנים) שלהם.
בתהליך זה מושקעת מחשבה רבה משלב הרעיון ועד השלב שבו מגיע המוצר לאנשים שמעוניינים בו. זהו תהליך ארוך שמורכב משלבים רבים. מהם השלבים של התהליך התעשייתי ומהם התפקידים שיש לכל אחד מהשלבים?
משימה: חוקרים ומגלים
מקימים מפעל ייצור בכיתה
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את השלבים של התהליך התעשייתי;
- להסביר את החשיבות שיש לכל שלב בתהליך ייצור המוצרים.
במשימה נקים מפעל תעשייה בכיתה שבו יש ארבע מחלקות:
- מחלקה ראשונה: תהליך אפיון המוצר
- מחלקה שנייה: תהליך התיכון והפיתוח של המוצר
- מחלקה שלישית: תהליך הייצור של המוצר
- מחלקה רביעית: תהליך השיווק של המוצר
1. התחלקו לקבוצות בנות שלושה-ארבעה תלמידים.
2. הכינו קלסר שייקרא "תיק מוצר".
בתיק המוצר תתעדו את כל תהליך העבודה על המוצר.
3. קראו את סיפור המעשה "מוצר דיגיטלי, רבותיי" (בעמוד הבא).
4. בצעו את ארבעת שלבי המשימה. בכל שלב תתנסו במחלקה אחרת במפעל.
שימו לב: במציאות, במפעל תעשייתי כל אחד מהאנשים עובד רק במחלקה אחת.
*273*
סיפור המעשה: מוצר דיגיטלי, רבותיי
מפעל מעוניין להרחיב את השיווק של מוצרים דיגיטליים, מוצרים שיש בהם שימוש בחומרים כגון תמונות, צלילים או קטעי וידאו. לדוגמה: קטלוגים מצולמים של חנויות ובתי עסק בתחום מסוים, מצגות בנושאים חשובים לקהילה (כמו זהירות בדרכים או מודעות לעיר ירוקה), תיעוד מסיבות הסיום של בתי הספר ועוד. המפעל מעוניין לשווק תקליטור.
ומה יהיה בתקליטור? מצגת או קטלוג או סרט תיעודי או חוברת דיגיטלית או... כל מוצר שמתאים לצורך שאותו בחרתם לספק בעזרת המוצר.
מחלקה ראשונה:
תהליך של אפיון הצרכים, הדרישות והאילוצים לייצור המוצר
במחלקה זו עליכם לאפיין את המוצר. בתהליך האפיון של המוצר מתייחסים לדרישות מהמוצר, לאילוצים ולקהל היעד של המוצר.
לצורך אפיון המוצר יש לבצע את הפעילויות בשלושה שלבים:
א. להעלות רעיונות ראשוניים למוצר;
ב. לערוך סקר שוק;
ג. להגדיר את האילוצים ואת הדרישות לייצורו.
מילון
דרישות מהמוצר: תכונות שחשוב שיהיו במוצר כדי שיתפקד כראוי (עמיד, נוח).
אילוצים: גורמים שיש להתחשב בהם כשמכינים את המוצר (מידע, כסף...).
קהל יעד: הצרכנים של המוצר.
*274*
א. מעלים רעיונות ראשוניים
כיצד יכולים לצמוח רעיונות לפיתוח מוצר?
- לפעמים זה רעיון שעולה במוחנו לצורך שידוע לכולם ואשר ממתין לפתרון;
- לפעמים זהו רעיון לשיפור מוצר קיים;
- או... פשוט רעיון "גאוני" שמתחשק לנו להפוך אותו למוצר כי אנחנו משוכנעים שהוא חשוב מאוד!
1. העלו רעיונות ראשונים אפשריים לתקליטור אפשרי. מה יהיה בתוך התקליטור? למשל, קטלוג מצולם של אתרי תיירות באזורכם, אוסף מתכונים שילדים אוהבים, מסע פרסום לעיר "ירוקה" או לבית ספר "ירוק".
2. לאחר שהעליתם רעיונות אפשריים לתקליטור שלכם, השוו בין הרעיונות וקבלו החלטה איזה מבין הרעיונות שעלו בקבוצה נראה לכם המתאים ביותר לביצוע. היעזרו בטבלת השוואה (ראו דוגמה).
קריטריונים/רעיונות, רעיון א, רעיון ב, רעיון ג, רעיון ד
1. --, --, --, --
2. --, --, --, --
3. --, --, --, --
4. --, --, --, --
3. רשמו בדף הראשון של תיק המוצר את הרעיון שבחרתם וכן את הצורך שיספק התקליטור.
מילון
ממשק: הקשר בין המשתמש לבין מוצר.
*275*
4. הגדירו את המאפיינים הראשוניים של המוצר שלכם והוסיפו אותם לתיק המוצר. התייחסו לפרטים הבאים:
א. למי מיועד התקליטור? לדוגמה: לכל ההורים של תלמידי הכיתה.
ב. מהו המחיר המשוער של התקליטור (כמה אתם חושבים שאנשים יהיו מוכנים לשלם עבורו)?
ג. מה יהיו הדרישות האסתטיות שלכם מהמוצר ומהאריזה שלו?
ד. מהן תכונות הממשק החשובות למשתמשים האפשריים של המוצר?
ב. סקר שוק
כדי לאפיין את המוצר, חשוב לבדוק האם המוצר עונה על הצרכים של קהל היעד. את המידע אוספים באמצעות סקר שוק. סקר שוק הוא בדיקה הנערכת לפני ייצור המוצר כדי לדעת אם אנשים יהיו מוכנים לקנות מוצר מסוים וכמה יהיו מוכנים לשלם עבורו.
1. תכננו שאלון שבאמצעותו תוכלו לאסוף מידע על מידת ההתאמה של הרעיון שלכם לצרכים של קהל היעד שהגדרתם. צרפו את השאלון לתיק המוצר. ראו דוגמה לשאלון בעמוד הבא.
2. העבירו את השאלון בקרב 20 אנשים לפחות מתוך קהל הידע שהגדרתם.
3. שרטטו טבלה (ראו דוגמה) ורכזו בה את מספר תשובות המשיבים לכל סעיף (ראו דוגמה בשורה 1 של הטבלה).
מספר השאלה/מספר המשיבים, סעיף 1, סעיף 2, סעיף 3, סעיף 4, סעיף 5, סך כל המשיבים
1. מחיר התקליטור, 111, 11111111, 111, 1, 111, 20
2. --, --, --, --, --, --
4. סכמו את תוצאות הסקר. לדוגמה: מחצית מהמשיבים ענו שתקליטור לא יעלה יותר מ-20 ש"ח, רבע מהמשיבים מעדיפים תמונות במקום טקסט כתוב.
5. לאחר שסיכמתם את התוצאות, הסיקו מה אפשר ללמוד מהתשובות על המאפיינים שצריכים להיות למוצר שלכם. למשל, מה אפשר ללמוד מהתשובות שניתנו לשאלה 1?
*276*
דוגמה
סקר שוק מטעם חברת ילקוטים
חברת הילקוטים "ילקוט ממוחזר", המייצרת ילקוטים מחומרים ממוחזרים, ביצעה סקר שוק כאשר רצתה לשפר את ילקוטיה לתלמידי כיתה ו לקראת שנת הלימודים הבאה.
בסקר זה היא שאלה את השאלות הבאות:
1. מהו גודלו של הילקוט הרצוי לכם?
-- קטן, -- בינוני, -- גדול, -- ענק
2. מה צבע הילקוט המועדף עליכם?
-- צהוב, -- אדום, -- ורוד, -- סגול, -- ירוק, -- כחול, -- אפור, -- שחור
3. האם הייתם רוצים ילקוטים עם צבעים משולבים? -- כן, -- לא
אם כן, אילו צבעים תעדיפו? --
4. כמה תאים אתם צריכים בילקוט?
1, 2, 3, 4, 5, 6
5 בכל כמה זמן אתם קונים ילקוט לבית הספר?
-- פעמיים בשנה, -- פעם בשנה, -- פעם בשנתיים, -- כשהוא מתבלה
6. כמה הייתם מוכנים לשלם עבור ילקוט חדש?
-- 100 ש"ח, -- 200 ש"ח, -- 300 ש"ח, -- 400 ש"ח
7. כיצד אתם מעדיפים לאחוז בילקוט?
-- על הגב, -- על הכתף, -- לגרור אותו על גלגלים, -- אחר
*277*
ג. אפיון המוצר
היעזרו בתוצאות סקר השוק ואפיינו את המוצר שלכם לפי הסעיפים הבאים:
- הרעיון למוצר: באיזה נושא יעסוק התקליטור?
- קהל היעד: למי מיועד התקליטור?
- תוכן: אילו נושאים ייכללו בתקליטור ובאיזה סדר הם יוגשו.
- אופן ייצוג התוכן: כיצד תציגו את התכנים (בתמונות, בסרט, בטקסט כתוב ועוד).
- ממשק: מהן ההנחיות להפעלת התקליטור?
- מידע שימושי: מהו המחיר הרצוי? מהו סוג האריזה? וכדומה.
- וכל מאפיין אחר שנראה לכם חשוב להגדיר לקראת הייצור.
ובזאת... השלמנו את השלב הראשון של העבודה.
כעת הקבוצה הופכת להיות מחלקת התיכון והפיתוח של המוצר.
מחלקה שנייה: תהליך התיכון והפיתוח של המוצר
בתפקידכם במחלקת התיכון והפיתוח של המוצר, עליכם לתכן את התכנון המדויק של המוצר כך שמחלקת הייצור תוכל לייצר אותו.
1. בתכנון המוצר התייחסו להיבטים הבאים:
א. הגדירו במדויק את נושא התקליטור ואת מטרותיו.
ב. כתבו במדויק את כל התכנים אשר ייכללו בו.
ג. הכינו במחשב ספרייה ובה תתייקו את כל החומרים הדיגיטליים שבהם תשתמשו (לדוגמה: צילומים, טקסטים).
ד. תכננו במדויק את המבנה הכללי של התקליטור ואת הפרקים שיהיו בו (הכינו תרשים).
ה. תכננו במדויק את אריזת המוצר - התקליטור.
*278*
2. כמו בכל תהליך תיכון, לצורך תהליך התכנון אספו מידע באמצעות חקירה. למשל:
א. בדקו אם קיימים מוצרים דומים למוצר שלכם.
ב. בדקו אילו תוכנות מחשב פשוטות עשויות לסייע לכם בהכנת המוצר (לדוגמה, להכין מצגת, לערוך קטע וידאו או להכין ציורים).
ג. האם קיימים חומרים דיגיטליים שאפשר להשתמש בהם (באופן חוקי, כמובן) לצרכים שלכם? אילו חומרים דיגיטליים הם המתאימים ביותר?
ד. אילו סוגי אריזות באים בחשבון למוצר שלכם?
ה. מהם החומרים המתאימים לאריזה (האם תרצו "אריזה ירוקה" - ידידותית לסביבה)?
ו. הוסיפו עוד היבטים לפי הצורך.
שימו לב: אין להשתמש בחומרים דיגיטליים שיש להם זכויות יוצרים. זכויות יוצרים הן הזכויות שיש ליוצרים על מוצר חדש שפיתחו, כדי שרק הם יוכלו לייצר ולמכור את המוצרים שפיתחו. כדי להגן על זכויות אלה, היוצרים רושמים פטנטים על המצאותיהם. זכויות יוצרים קיימות גם למוצרים כמו שירים, ספרים ותוכנות, לכן כל מי שעושה שימוש לא חוקי במוצרים אלה (שימוש פיראטי!) ללא תשלום ליוצריו או ללא הסכמתם, עלול להיתבע בבית משפט ולשלם קנסות.
*279*
3. פיתוח האריזה הוא תהליך תיכון לכל דבר. גם כאן נבצע את הפעולות הנחוצות (כגון חקירה, הערכה, ביצוע) כדי להשלים את פיתוח האריזה.
א. בצעו חקירה של חומרי הגלם הדרושים לכם. בדקו אריזות של מוצרים דומים, כלים, תוכנות, מחירים ועוד.
ב. העלו רעיונות לעיצוב האריזה (חומרים, צורה, גודל, צבע, גודל אותיות, תמונה/איור).
ג. בחרו בפתרון המתאים ביותר לדעתכם על פי הדרישות מהמוצר והאילוצים.
ד. רשמו בתיק המוצר סיכום שיכלול את תיאור האריזה ושרטוטה, הכלים הדרושים, החומרים ותהליך העבודה לייצורה.
ה. הציגו את האריזה להערכה ולביקורת של כלל התלמידים.
4. רשמו בתיק המוצר את התכנון המדויק של המוצר לפי הסעיפים 1 עד 3.
5. הכינו דוגמה של קטע מהתקליטור (אב טיפוס של קטע) להצגה ולדיון בכיתה. הדוגמה יכולה להיות כמה שקפים מתוך מצגת, או כמה דקות של סרט, או כל דוגמה אחרת שתיראה לכם מתאימה להצגה בכיתה.
6. ערכו דיון בכיתה: לפי מה תעריכו את המוצרים של הקבוצות השונות? הגיעו להסכמה על קריטריונים להערכה.
7. הציגו את המוצר שלכם להערכה בפני כל הכיתה. האם בעקבות תהליך ההערכה עלה הצורך לשפר את המוצר? אם כן, תארו מה צריך לשפר.
ובזאת... השלמנו את השלב השני של העבודה. כעת הקבוצה הופכת להיות מחלקת הייצור של המוצר!
*280*
מחלקה שלישית: תהליך הייצור של המוצר
כעת, כשהקבוצה הפכה להיות מחלקת הייצור של המפעל, עליכם לבצע שתי משימות עיקריות: תכנון הייצור של המוצר ושל האריזה וייצור המוצר והאריזה על פי התכנון.
תכנון הייצור של המוצר ושל האריזה
1. לפניכם רשימת הפעולות הנחוצות לייצור התקליטור והאריזה.
שרטטו במחברת טבלה (כמו הטבלה שלפניכם) וסדרו את הפעולות לפי הסדר הנדרש. הוסיפו בעמודה המתאימה בטבלה את שם התלמיד/ה האחראי/ת על ביצוע הפעולה.
- הכנת תפריט לבחירת קטעים בתקליטור.
- הכנת הקטעים (צילום תמונה או סרט, הקלטת קול או הכנת מצגת).
- עריכת קטעים במחשב.
- הכנת מסך כניסה לתקליטור.
- הכנת מדבקה לתקליטור.
- בקרת איכות התקליטור.
- הכנת אריזה על פי התכנית.
- צריבת כל התקליטורים.
- כתיבת תסריטים לכל הקליפים.
- צריבת אב טיפוס.
- כל פעולה או פעולות נוספות לפי הדרוש לייצור המוצר שלכם.
סדר, הפעולות, שם התלמיד/ה שאחראי/ת על ביצוע הפעולה
1., --, --
2., --, --
ייצור המוצר והאריזה על פי התכנון
לאחר שסיימתם את התכנון אפשר להתחיל בתהליך הייצור.
תעדו את תהליך הייצור כולו בתיק המוצר.
שימו לב: ייתכן מצב שבו פעולות אחדות יתבצעו במקביל, לדוגמה: ייצור האריזה במקביל לייצור התקליטור, כך שכאשר התקליטור יהיה מוכן גם האריזה תהיה מוכנה ואפשר יהיה לארוז אותם ללא עיכובים.
ובזאת... השלמנו את השלב השלישי של העבודה. כעת הקבוצה הופכת להיות מחלקת השיווק של המוצר!
*281*
מחלקה רביעית: תהליך השיווק של המוצר
בתפקידכם במחלקת השיווק של המוצר, עליכם לבצע את השלבים הבאים:
- פרסום: מפרסמים את המוצר לקהל היעד של המוצר.
- הפצה: מפיצים את המוצר למרכזי שיווק ולחנויות.
- מכירה: מוכרים את המוצר לצרכנים - לקהל היעד.
- בדיקה חוזרת אצל המשתמשים: סקר שביעות רצון מהמוצר.
מסע לפרסום התקליטור
תכננו ובצעו את מסע הפרסום שלכם:
1. בחרו אמצעי פרסום מתאים בהתייחס לקהל היעד שלכם:
אולי מודעה? אולי שלטי חוצות? או פנייה דרך האינטרנט?
האם יש לכם רעיונות נוספים?
2. תכננו את תוכן הפרסום. התמקדו במידע החשוב ביותר שיש להעביר לקהל היעד.
3. עצבו את המוצר אשר בעזרתו תפרסמו,
כגון המודעה, התשדיר או המסר אשר יישלח בדואר אלקטרוני.
4. פרסמו את המוצר שלכם בדרכים ובאמצעים אשר תכננתם.
שיווק התקליטור ומכירתו
תכננו ובצעו את דרך הפצת המוצר שלכם:
1. האם תשווקו את התקליטור באופן ישיר אל הלקוחות? האם תשווקו בנקודות מכירה?
2. הפעילו את תכנית השיווק.
*282*
סקר שוק: שביעות רצון מהמוצר
לסיום כדאי לבדוק: האם עמדנו בציפיות של קהל היעד? האם למשתמשים יש הערות ועצות חשובות לשיפור המוצר אם נרצה לייצר גרסה חדשה?
לשם כך, בואו נשאל את דעתם בעזרת סקר שביעות רצון:
1. חברו שאלון שביעות רצון מהמוצר.
2. העבירו אותו לקהל היעד.
3. קבצו את התשובות בטבלה והסיקו מסקנות.
את כל תהליך התכנון והביצוע של שלב הפרסום והמכירה של המוצר ושל תוצאות הסקר רשמו בתיק המוצר!
סיכום המשימה: שלב החגיגה בכיתה!
הגענו בהצלחה לסוף התהליך. כעת מאות לקוחות מרוצים (נקווה!) נהנים מהמוצרים שהמפעלים (הקבוצות בכיתה) ייצרו!
הגיע הזמן לחגוג את סיום התהליך עם כל הכיתה:
1. הציגו את כל המוצרים בכיתה. כל קבוצה תציג את התהליך מההתחלה, החל ברעיון, דרך התיכון של המוצר ואריזתו, עד מסע הפרסום והשיווק.
2. שתפו את חברי הכיתה בנקודות חשובות - בעיות, מחשבות ורעיונות חדשים שהתעוררו במהלך העבודה. ספרו כמובן את אותם סיפורים קטנים אבל מעניינים (ואולי מצחיקים?) שאירעו בדרך.
*283*
בפרק זה למדנו ש...
- בכל התקופות ייצר האדם מוצרים כדי לספק את צרכיו.
- המוצרים ותהליכי הייצור הולכים ומשתכללים במשך השנים.
- ייצור המוצרים התפתח מייצור ידני לייצור תעשייתי.
- הייצור התעשייתי הוא ייצור המוני באמצעות מכונות.
- בייצור תעשייתי מארגנים את הפעולות הנחוצות בסדר מסוים כך שהתהליך יתבצע במהירות וביעילות והמוצרים יהיו זולים יותר.
- תהליך הייצור התעשייתי מאפשר ייצור בכמויות גדולות, באחידות ותוך ניצול היכולות של אנשים שמתמחים בפעולה מסוימת.
- תהליך הייצור התעשייתי השתכלל במהלך השנים.
- בכל תהליך של ייצור תעשייתי קיימים השלבים הבאים:
1. אפיון המוצר
2. תיכון המוצר ופיתוח אב טיפוס
3. ייצור: תכנון פס הייצור וייצור מוצרים
4. שיווק, הפצה ומכירות
- במפעלי הייצור קיימות מערכות ייצור - ובהן בני אדם, הכלים והמכונות המשמשים אותן - הפועלים בשיטת הסרט הנע כדי לייעל את תהליך הייצור.
במבט חוזר
1. סמנו ליד כל משפט לאיזה ייצור הוא מתאים - לייצור תעשייתי או לייצור ידני?
- ייצור סוודרים באמצעות מסרגות: --
- ייצור סוודרים באמצעות מכונות משוכללות: --
- מתקבלים הרבה סוודרים אחידים בצורתם: --
- ייצור סוודר אחד נמשך כמה שבועות: --
- ייצור סוודר אחד נמשך כמה שעות: --
- ייצור סוודרים בכמויות גדולות (אלפים): --
- ייצור סוודרים בודדים: --
2. במה שונה הייצור הידני מהייצור התעשייתי? הסבירו.
3. אם הייתם רוצים לייצר זוג נעליים ייחודי ואיכותי ולא הייתה חשובה לכם עלות התהליך, באיזה משני סוגי התהליכים הייתם בוחרים? נמקו.
4. אם הייתם רוצים נעלי ספורט אחידות ושמחירן יהיה תחרותי בשוק (זול ביחס למתחרים), באיזה משני סוגי התהליכים הייתם בוחרים? נמקו.
*284*
פרק שני: מערכות טכנולוגיות
סליחה, טעות במדידה
ב-25 באפריל 1990, הוצב טלסקופ החלל האבל במסלולו מחוץ לאטמוספרה של כדור הארץ. טלסקופ החלל הוא מערכת טכנולוגית משוכללת מאוד הכוללת מראות מלוטשות לריכוז קרני אור, מכשירי מדידה, מחשבים, מערכות אנרגיה, מערכות מידע ותקשורת, מצלמות ועוד.
בציפייה דרוכה המתינו מדענים, מהנדסים והמממנים של המיזם האדיר הזה לתמונות שיגיעו מהטלסקופ. התמונות הראשונות אכן הגיעו, ומה גדולה הייתה האכזבה... תמונות מעוותות ולא חדות!
כאשר חקרו המומחים את טיבן של התמונות הם גילו שהסיבה לאיכותן הגרועה נעוצה בטעות של ! התברר שבזמן ייצור המראה הראשית של הטלסקופ, המכשיר שהיה אמור לבדוק את תקינותה הוצב, בטעות, במרחק של מהמקום שבו היה אמור להיות. וכך, בגלל טעות קטנה שכזו הפך הטלסקופ הענקי והמשוכלל כמעט ל"גולם" של מתכת.
תיקון הטעות עלה כ-700 מיליון דולר נוספים, אך היה שווה כל סנט! התמונות שהתקבלו מטלסקופ האבל הפכו אותו לכלי מרכזי בחקר החלל והרחיבו לאין שיעור את היכרותנו עם היקום שבו אנחנו חיים.
מהי מערכת? מהי מערכת טכנולוגית? וכיצד היא פועלת?
*285*
בעקבות הלמידה - נדע...
- לתאר מאפיינים של מערכת טכנולוגית;
- למיין מערכות על פי מטרותיהן, הקלטים, התהליכים והפלטים שלהן.
מושגים שנלמד
מערכת טכנולוגית, מטרת המערכת, פעולת המערכת;
קלט: אנרגיה, מידע, חומרים;
פעולה (תהליך);
פלט: פלט רצוי, פלט בלתי רצוי.
מיומנויות שנפעיל
- שרטוט תרשימי מלבנים של מערכות וניתוחם;
- עריכת השוואה;
- הכללה והסקת מסקנות.
*286*
מערכות טכנולוגיות בפעולה
מערכות טכנולוגיות הן מוצרים שאדם יצר כדי לענות על צורך. מכונית, אופניים, מעלית, עגורן, מחשב ומעבד מזון הם רק דוגמאות למערכות טכנולוגיות.
משימה: חוקרים ומגלים
אילו מאפיינים יש למערכת טכנולוגית?
בעקבות המשימה - נדע...
לתאר מה אנו יודעים על מערכות טכנולוגיות.
קראו את קטע המידע והשיבו על השאלות:
בלונה פארק
לקראת יום הולדתכם החליטו ההורים לחגוג את האירוע עם כל המשפחה בלונה פארק. בעודכם עומדים בתור לקניית הכרטיסים אתם שומעים את המוזיקה ואת צהלת האנשים המשתעשעים במתקנים.
כאשר אתם נכנסים אתם רואים לפניכם את הגלגל הענק מסתובב ועליו אנשים עם פרצופים שמחים אך מפוחדים, הלוליין מסתובב על אופניו המוזרים, רכבת ההרים חולפת בשריקה, כל הקרוסלות נעות ואנשים מתנדנדים בתוכן. הלונה פארק שוקק חיים ואתם כבר חסרי סבלנות ואינכם יודעים באיזה מתקן לבחור.
1. אילו מתקנים בלונה פארק הם מערכות טכנולוגיות?
2. לפי אילו סימנים ידעתם לזהות מערכות טכנולוגיות?
3. מהי המטרה של כל אחת מהמערכות שזיהיתם?
*287*
4. איזו פעולה (תהליך) צריכה לעשות כל מערכת כדי להשיג את מטרתה?
5. שערו: מה צריך לספק למערכות הטכנולוגיות האלה כדי לפעול?
משימה: חוקרים ומגלים
מהי מערכת טכנולוגית?
בעקבות המשימה - נדע...
- להגדיר מהי מערכת טכנולוגית;
- לאפיין מערכת טכנולוגית על פי ההגדרה.
בכיתה ד למדתם כי מערכת טכנולוגית היא אוסף של רכיבים מעשה ידי אדם הפועלים בתיאום כדי להשיג מטרה ולענות על צורך.
1. בחרו מערכת טכנולוגית אחת מתוך האיורים ותארו:
א. מהי המטרה של המערכת? על איזה צורך היא עונה?
ב. מאילו רכיבים בנויה המערכת?
ג. כיצד סדר הרכיבים תורם לפעולת המערכת?
ד. מה נכנס לדעתכם למערכת?
ה. מה קורה במערכת?
(בספר 3 איורים - היעזר במנחה)
קומקום חשמלי
פנס
מאוורר
2. בחרו את אחד העטים שהרכבתם בפרק הקודם, פרקו אותו ותארו כיצד סדר החלקים תורם לפעולת המערכת ולהשגת מטרתה.
*288*
משימה: חוקרים ומגלים
מה דרוש לכל פעולה?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר מה דרוש למערכת טכנולוגית כדי שתשיג את מטרתה.
ציוד: מערכת טכנולוגיות: משחק רובוט, מכונית צעצוע, בובה רוקדת, עט, נגן MP3, פנס, קורקינט או אופניים
הפעילו את המערכות הטכנולוגיות שלפניכם.
1. מהי המטרה של כל אחת מהמערכות הטכנולוגיות?
2. תארו מה צריך לספק לכל אחת מהמערכות הטכנולוגיות כדי שתוכל להשיג את מטרתה?
שימו לב: ל"דברים" שמספקים למערכת הטכנולוגית קוראים קלט.
3. מה הייתה הפעולה (מה התהליך) שביצעה המערכת הטכנולוגית?
שימו לב: ל"דברים" שקיבלתם כתוצאה מפעולת המערכת הטכנולוגית קוראים פלט.
4. הכינו במחברת טבלה דומה והשלימו בה את תשובותיכם לשאלות 3-1.
שם המערכת הטכנולוגית/תשובות, 1. המטרה של המערכת (הפלט), 2. מה סיפקתם למערכת כדי שתפעל (הקלט), 3. הפעולה שביצעה המערכת (התהליך)
פנס, להאיר במקומות שאין בהם אספקת חשמל, - אנרגיה חשמלית, - מידע להפעלה, הפקת אור
--, --, --, --
*289*
5. עיינו במידע שארגנתם בטבלה והשיבו:
א. אילו סוגים של קלט דרושים למערכות טכנולוגיות כדי לפעול? הביאו דוגמאות.
ב. אילו סוגים של פעולות (תהליכים) מבצעות מערכות טכנולוגיות?
ג. אילו סוגים של פלט מתקבלים בעקבות הפעולה של מערכות טכנולוגיות? הביאו דוגמאות.
ד. מקובל לתאר מערכת טכנולוגית בתרשים מלבנים כפי שמופיע בתרשים שלפניכם.
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
(חץ) קלט: אנרגיה חשמלית (חץ), (חץ) קלט: מים (חץ), (קומקום חשמלי) תהליך: חימום המים, (חץ) פלט: מים רותחים
בחרו באחת מהמערכות הטכנולוגיות הבאות ותארו אותה בתרשים מלבנים:
(בספר 2 תרשימים - היעזר במנחה)
1. (חץ) קלט: -- (חץ), (חץ) קלט: -- (חץ), (מכונית) תהליך: --, (חץ) פלט: --
2. (חץ) קלט: -- (חץ), (חץ) קלט: -- (חץ), (אופניים) תהליך: --, (חץ) פלט: --
מילון
קלט: הדברים המוזנים למערכת ודרושים כדי שהיא תפעל ותשיג את מטרתה.
תהליך: סדרת פעולות המתבצעות באמצעות רכיבי המערכת באמצעות הקלט כדי להשיג את הפלט.
פלט: התוצרים שהמערכת מפיקה בעקבות התהליך המתבצע באמצעות הקלט.
*290*
עניין של אנרגיה
לכל המערכות הטכנולוגיות יש יכולת לבצע פעולה (תהליך). מה דרוש למערכות הטכנולוגיות כדי שיפעלו ויענו על הצורך?
מה מאפיין מערכות טכנולוגיות?
קוראים, כותבים ומבינים: האם דרוש קלט של אנרגיה למערכת הטכנולוגית?
קראו את קטע המידע "האם דרוש קלט של אנרגיה למערכת הטכנולוגית?" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
כדי לעשות פעולה דרושה אנרגיה. לכל פעולה שנרצה לבצע נצטרך אנרגיה: להרים יד, ללכת, לנשום, לחשוב, לכן אנחנו משתמשים באנרגיה כל הזמן. גופנו הוא מערכת ולפעולתו דרושה אנרגיה. גם לפעולות שעושות מערכות טכנולוגיות דרושה אנרגיה.
(בספר 4 תמונות - היעזר במנחה)
אופניים
קומקום חשמלי
טורבינת רוח
מכונית
שימו לב: השגת המטרה היא הפלט הרצוי. לפעמים, נוסף על הפלט הרצוי, יש למערכת הטכנולוגית גם פלט בלתי רצוי, פלט שאינו תורם לפעולת המערכת, ולעתים רבות אנו לא מעוניינים גם בו.
*291*
מטרת המערכת הטכנולוגית דוד שמש היא לקבל מים חמים. המים החמים הם הפלט של המערכת. לשם כך דרושה אנרגיה. קלט האנרגיה של המערכת הוא אנרגיית שמש והתהליך המתרחש במערכת זו הוא חימום מים. גם מים הם קלט של המערכת, שהרי הם אלה שמתחממים בעקבות קרינת השמש.
מטרת המערכת הטכנולוגית מכונית היא להגיע ליעד המבוקש, שזה גם הפלט של המערכת. לשם כך דרוש קלט של אנרגיה. המכונית קולטת את החום הנפלט משריפת חומרי הדלק (הבנזין) לביצוע התהליך (פעולת המנוע) שיביא אותנו ליעד המבוקש.
מטרת המערכת טורבינת רוח היא להפיק חשמל. היא קולטת את אנרגיית התנועה של הרוח והתהליך המתרחש הוא הפקת חשמל. הפלט המבוקש המתקבל כתוצאה מתהליך זה הוא אנרגיה חשמלית.
קלט של אנרגיה חיוני לפעולת המערכת כדי שתשיג את מטרתה, בלעדיו היא אינה פועלת.
שאלות
1. אילו סוגים של קלט אנרגיה מוזכרים בקטע המידע? הביאו דוגמאות נוספות.
2. תארו בתרשים מלבנים את הקלט, את הפעולה (התהליך) ואת הפלט של כל אחת מהמערכות המוזכרות בקטע המידע. הוסיפו דוגמה משלכם.
(בספר 3 תרשימים - היעזר במנחה)
(חץ) קלט: -- (חץ), (דוד שמש) תהליך: --, (חץ) פלט רצוי: --, (חץ) פלט בלתי רצוי: --
(חץ) קלט: -- (חץ), (מכונית) תהליך: --, (חץ) פלט רצוי: --, (חץ) פלט בלתי רצוי: --
(חץ) קלט: -- (חץ), (טורבינת רוח) תהליך: --, (חץ) פלט רצוי: --, (חץ) פלט בלתי רצוי: --
*292*
עניין של מידע
לכל המערכות וגם למערכות הטכנולוגיות נדרש קלט של אנרגיה כדי לפעול ולהשיג את מטרתן, שהיא הפלט של המערכת. האם דרוש קלט נוסף כדי להשיג זאת?
משימה: חוקרים ומגלים
האם דרוש קלט של מידע?
בעקבות המשימה - נדע...
להסביר האם דרוש קלט של מידע לפעולה של מערכות טכנולוגיות.
1. התבוננו בשתי התמונות. נוסף על אספקת האנרגיה משרירי הרגליים, רוכבת האופניים סיפקה לאופניים "משהו" שגרם להם לנוע למקום הרצוי.
מהו "המשהו הנוסף" שרוכבת האופניים סיפקה לאופניים?
רשמו את השערותיכם.
(בספר 2 תמונות - היעזר במנחה)
1, 2
2. היזכרו בנסיעה של רוכב/ת אופניים וענו:
א. איך "ידעו" האופניים לאן לנסוע?
ב. איך הם "ידעו" מתי לנסוע מהר ומתי לאט?
ג. אך הם "ידעו" מתי להתחיל לנסוע ומתי לעצור?
ד. איך "ידעו" האופניים לנסוע מבלי להתנגש במכשולים בסביבה?
ה. האם רוכב/ת האופניים קלט/ה מידע מן הסביבה בעת הרכיבה באופניים? אם כן, כיצד קלט/ה אותו?
*293*
3. איזה קלט נוסף על אנרגיה יש לספק למערכת הטכנולוגית "אופניים" כדי שיגיעו למקום הרצוי? הסבירו.
א. מי מספק לאופניים את הקלט הזה?
ב. איזו פעולה (תהליך) עשתה המערכת הטכנולוגית כתוצאה מן הקלט?
ג. איזה פלט התקבל בעקבות קליטת הקלט?
ד. השלימו בתרשים את הקלטים, את הפעולה (התהליך) ואת הפלט של המערכת הטכנולוגית "אופניים".
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
(חץ) קלט: -- (חץ), (חץ) קלט: -- (חץ), (אופניים) תהליך: --, (חץ) פלט: --
4. אתם חוזרים מבית הספר ורוצים לחמם את ארוחת הצהריים שלכם במיקרוגל. אילו פעולות אתם עושים?
- מניחים בצלחת את המזון שהכינו עבורכם.
- פותחים את דלת המיקרוגל.
- וכך הלאה...
א. מהם הקלטים של המערכת הטכנולוגית "מיקרוגל"?
ב. מהו המידע הדרוש להפעלה של מערכת טכנולוגית זו?
ג. מהו התהליך המתרחש במיקרוגל?
ד. מהו הפלט הרצוי?
ה. השלימו בתרשים את הקלטים, את הפעולה (התהליך) ואת הפלט של המערכת הטכנולוגית "מיקרוגל".
(חץ) קלט: -- (חץ), (חץ) קלט: -- (חץ), (מיקרוגל) תהליך: --, (חץ) פלט: --
*294*
קוראים, כותבים ומבינים: חשיבות המידע במערכות טכנולוגיות
קראו את קטע המידע " חשיבות המידע במערכות טכנולוגיות" והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
כדי להשיג את המטרה של המערכות הטכנולוגיות (הפלט הרצוי) דרוש להן קלט של אנרגיה, אולם דרוש להן גם קלט של מידע להפעלה.
בתחילת הפעולה של המערכת הטכנולוגית דרוש מידע המגדיר את המטרה המבוקשת: מהי המטרה של המערכת? או מהו הפלט הרצוי שלה? זהו קלט המידע להפעלה.
למשל, להפעלת המערכת הטכנולוגית "מכונת כביסה" עלינו לקרוא את הוראות הכביסה שעל הבגד (לכבס ללא כביסה מוקדמת, טמפרטורה רצויה ועוד). בנוסף עלינו להכיר את התפקידים של כפתורי ההפעלה ולדעת להפעילם בהתאם לדרישות הכביסה - זהו קלט המידע שדרוש להפעלת מכונת הכביסה.
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
(חץ) קלט: אנרגיה (חץ), (חץ) קלט: מידע להפעלה (חץ), פעולה: כביסה, (חץ) פלט: כביסה נקייה
שימו לב! קיימות מערכות טכנולוגיות שמטרתן היא עיבוד מידע. מלבד העובדה שלמערכות אלה יש קלט של מידע להפעלה כמו לכל שאר המערכות, הן זקוקות גם לקלט של נתונים. המחשבון הוא דוגמה של מערכת לעיבוד מידע. מלבד העובדה שדרוש לנו מידע כיצד להפעיל את המערכת, כאשר אנו רוצים לחשב את החישוב הבא: 897 כפול 346, עלינו להכניס את הנתונים הללו למחשבון כדי לקבל פלט של מידע מעובד.
אפשר לתאר זאת בתרשים הבא:
(חץ) קלט: אנרגיה (חץ), (חץ) קלט: מידע להפעלה (חץ), (חץ) קלט: נתונים (חץ), פעולה: עיבוד מידע, (חץ) פלט מידע מעובד
ישנן מערכות אשר במהלך פעולתן גם אוספות מידע על פעולת המערכת ומתוכננות כך שיוכלו לבקר ולתקן את פעולת המערכת כדי שתשיג את מטרתה. על מערכות אלה תלמדו בשנים הבאות.
*295*
שאלות
1. אילו שני סוגים של קלט דרושים להפעלת כל מערכת טכנולוגית?
2. איזה קלט של מידע נדרש כדי להפעיל את המערכת הטכנולוגית מכונת כביסה?
3. מהם תהליכי עיבוד המידע המתרחשים במחשבון?
4. תנו דוגמה למערכות נוספות שבהם מתרחש תהליך של עיבוד מידע והשיבו:
א. מהו הפלט הרצוי של תהליכי עיבוד מידע?
ב. אילו שני סוגי מידע נחוצים לפעולה של מערכת לעיבוד מידע?
ומה עם החומר?
כדי שמערכות טכנולוגיות יפעלו דרושים להן הקלטים הבאים: אנרגיה ומידע להפעלה. האם זה כל מה שדרוש למערכות אלה כדי להשיג את המטרה שלהן?
משימה: חוקרים ומגלים
מה עוד דרוש לפעולת המערכת הטכנולוגית?
בעקבות הלמידה - נדע...
להסביר האם ומתי דרוש קלט של חומרים לפעולתן של מערכות טכנולוגיות.
1. לפניכם רשימה של מערכות טכנולוגיות המוכרות לכם מחיי היומיום. הכינו טבלה דומה והשלימו בה את המידע בהתאם לכותרות הטבלה.
רשימה: מחשב, מעבד מזון, שבשבת רוח, מכונת כביסה, תנור אפייה, מערבל בטון, מסחטת מיץ, אופניים.
שם המערכת הטכנולוגית/מאפיינים, מטרת המערכת, קלט של חומרים (אם יש, פרטו את שמות החומרים), הפעולה (התהליך), הפלט הרצוי
מחשב, --, --, --, --
מעבד מזון, --, --, --, --
2. עיינו במידע שהשלמתם בטבלה והשיבו: האם כל המערכות הטכנולוגיות זקוקות לקלט של חומרים לפעולתן? הביאו ראיות (הוכחות).
*296*
קוראים, כותבים ומבינים: חומרים במערכת הטכנולוגית
קראו את קטע המידע "חומרים במערכת הטכנולוגית" והשיבו על השאלות.
אנו מרבים להשתמש בחומרים. אנו בונים מבנים ודרכים, אנו סוללים כבישים, אנו בונים מוצרים, כלים, מכשירים ומכונות. לחומרים יש תפקיד חשוב במערכות טכנולוגיות שהתהליך המתרחש בהן הוא עיבוד חומרים.
למערכות טכנולוגיות אלה דרוש נוסף על קלט של אנרגיה ומידע גם קלט של חומרים כדי שיוכלו לייצר את הפלט הרצוי (המטרה של המערכת).
הבה נבדוק זאת במערכת הטכנולוגית "מערבל בטון".
(בספר תרשים - היעזר במנחה)
המטרה: הכנת בטון
(חץ) קלט אנרגיה: אנרגיה שבחומרי דלק (חץ), (חץ) קלט של מידע: כיצד מפעילים את מערבל הבטון (חץ), (חץ) קלט של חומרים: מלט, חצץ, חול ומים (חץ), הפעולה: ערבוב וערבול של החומרים, (חץ) פלט של חומרים: בטון נוזלי ליציקה
שאלות
1. אילו סוגי קלט נוספים דרושים למערכת הטכנולוגית "מערבל בטון" כדי לפעול?
2. מה קורה לחומרים במערבל הבטון?
3. הביאו דוגמה נוספת למערכת טכנולוגית שדרושים לה חומרים כדי לפעול. תארו בתרשים מלבנים את הקלטים (כולל החומרים הנדרשים), את התהליך ואת הפלטים.
*297*
משימה: חוקרים ומגלים
מערכות טכנולוגיות בפעולה
בעקבות המשימה - נדע...
לאפיין קלט תהליכים ופלט במערכת טכנולוגית.
שמונה בערב בבית משפחת ישראלי: מדיח הכלים בפעולה, מכונת הכביסה סוחטת, המזגן פועל, מים מתחממים בקומקום החשמלי, אוריה סוחט מיץ בעזרת המסחטה, המחשב פועל, יעל מתאמנת באופני הכושר, זוהר מייבשת את השיער במייבש שיער. כל המערכות הטכנולוגיות האלה נמצאות בפעולה.
1. במה דומות ובמה שונות המערכות הטכנולוגיות שבבית משפחת ישראלי? הכינו טבלה דומה וערכו השוואה לפי הקריטריונים שמוצגים בה. הוסיפו עוד מערכות טכנולוגיות המוזכרות בסיפור.
מאפיינים/שם המערכת, מכונת כביסה, מחשב, קומקום
המטרה, --, --, --
קלט של אנרגיה יש/אין, יש, אנרגיה חשמלית, --, --
קלט של מידע יש/אין, --, --, --
קלט של חומרים יש/אין, --, --, --
פעולה (תהליך) יש/אין, --, עיבוד מידע, --
פלט רצוי, --, --, --
פלט בלתי רצוי, --, --, --
2. האם לכל המערכות הטכנולוגיות יש קלט של מידע, קלט של אנרגיה וקלט של חומרים?
3. במה דומות המערכות הטכנולוגיות?
4. במה שונות המערכות הטכנולוגיות?
5. הסיקו: מה למדתם מההשוואה על מערכות טכנולוגיות?
*298*
בפרק זה למדנו ש...
- מערכת טכנולוגית היא אוסף של רכיבים מעשה אדם, הפועלים בתיאום כדי להשיג מטרה ולענות על צורך.
- לכל המערכות הטכנולוגיות דרושים קלט של אנרגיה ומידע להפעלה.
- למערכות טכנולוגיות המעבדות מידע דרוש קלט של נתונים לעיבוד ולמערכות טכנולוגית המעבדות חומרים דרוש גם קלט של חומרים.
- הקלט והפעולה (התהליך) גורמים לקבלת הפלט הרצוי של המערכת.
- הפלט הרצוי הוא המטרה של המערכת הטכנולוגית.
- לפעמים מתקבל נוסף על הפלט הרצוי גם פלט בלתי רצוי.
*299*
במבט חוזר
1. קראו את הקטע הבא והשיבו על השאלות:
בבית משותף החליטו הילדים להפוך את המקלט למועדון חברתי לשעות הפנאי. עדן הציעה להקים פינת קריאה, יואב הציע שתהיה פינת מוזיקה, זוהר הציעה שתהיה פינת מחשב, רותם הציעה שתהיה פינת טלוויזיה, אוריה הציע להקים פינת משחקים, עמרי הציע להתקין אורות מהבהבים בצבעים שונים ליצירת אווירה למסיבות, נועם הציע להקים פינת מזון ובה יכינו פופקורן, מיץ תפוזים ושתייה חמה. לכל אחד מרעיונות של הילדים הוצע לשלב מערכת טכנולוגית.
א. באילו מערכות טכנולוגיות יש לצייד את המקלט? תארו את המטרה של כל מערכת.
ב. אילו סוגים של קלט יש לספק לכל אחת מהמערכות כדי שיוכלו לפעול?
ג. לאילו מערכות עשויים להיות פלטים בלתי רצויים?
2. בשער "אנרגיה בפעולה" מוצגים סוגים שונים של תחנות חשמל:
תחנת חשמל קיטורית, תחנת חשמל הידרואלקטרית, תחנת חשמל שמופעלת באמצעות טורבינת רוח ועוד.
בחרו סוג אחד של תחנת חשמל ואפיינו אותה על פי הנקודות הבאות:
א. האם יש לה מטרה? אם כן, מהי?
ב. האם לפעולתה דרוש קלט? אם כן, מהו? (או מהם?)
ג. האם מתרחש בה תהליך (או תהליכים)? אם כן, תארו אותם.
ד. האם בעקבות הפעולה נוצר פלט רצוי? אם כן, מהו?
ה. האם בעקבות הפעולה נוצר פלט בלתי רצוי? אם כן, מהו?
ו. תארו את תחנת החשמל שבחרתם בתרשים מלבנים.
ז. הסיקו: האם תחנת חשמל היא מערכת טכנולוגית?
ח. לפי אילו מאפיינים נוספים אפשר להוכיח שתחנת חשמל היא מערכת טכנולוגית?
*300*
תם ולא נשלם
סוף הספר