بسم ا الرحمن الرحيم الطلاب و الطالبات الكرام... ا ليكم جميع حلول كتاب فيزياء الحادي عشر و الما خوذة من كتاب دليل المعلم الفلسطيني في الفيزياء.. لمشاهدة كل ما هو ممتع و مفيد في فيزياء الحادي عشر تفضلوا بزيارة مدونة مدينة الفيزياء للمنهاج الفلسطيني عبر الرابط.. /http://physical-city.blogspot.com معنا تحقق النجاح و التفوق با ذن ا.. --- ا ترككم مع حلول الكتاب الوزاري --- لا تنسونا من صالح دعواتكم.. ا. محمود ا سماعيل موسى
ق : :() إجابة السؤال األول أ + ب أ) * : / θ ٨ درجة مع محور السينات.. أ أ ب ب نأخذ مقياس الرسم : سم: نيوتن أ باتجاه الشرق و ب في االتجاه الجنوب الغربي ح ٦.٨ نيوتن θ ٤٤ درجة مع محور السينات الموجب.. ** ب) * أ ب جتا θ ٥ ٠ جتا ٧ ٤٠ وحدة ق جتا θ ٤ 131 + ب أ ق + ق ** أ ب جاθ ٥ ٠ جا ٧ ٠ وحدة A θ + + θ G / / θ + θ -
( ) ( ) θ θ, θ θ + + B + + + ( ) () G - - + - سة B B سة B سة (ق س ( + (سة (ق ص ( ظا z θ ق ص / z ق س θ D ٤- درجة. θ B θ + θ + + ( + ) () ( - )./. θ. G. ( +. ( ٥ 132
+ () G. ( -.. - - G... ) ق ص ( سة (ق س ( + سة. B + صفر (٥٦.٥ )./. ٦ 133
: إجابات أسئلة الصفحة (٦) إجابة السؤال األول ما المقصود لكل من المفاھيم التالية:- القوة: ھي مؤثر خارجي يعمل علي تغير سرعة الجسم أو اتجاه حركته أو كليھما أو يحدث تشويه للجسم وتقاس بوحدة (نيوتن) قوة االحتكاك السكوني : ھي قوة تنشأ نتيجة لتالمس سطحين وتتغير حسب نوع السطحين وتبلغ أفصي قيمة لھا عندما يكون الجسم علي وشك الحركة. مركز ثقل الجسم: ھي النقطة التي يبدو تأثير الجاذبية مركزا فيھا وھو نقطة تركيز محصلة أوزان الجسيمات الصغيرة التي يتكون منھا الجسم. ذراع االزدواج: ھو البعد العمودي بين قوتي االزدواج ووحدة قياسه المتر. إجابة السؤال الثاني: فسر ما يأتي تفسيرا علميا أ - م س م ر وذلك لوجود زمن كافي لتداخل النتوءات في حالة السكون أم في حالة الحركة فال يكون ھناك زمنا كافيا لتداخل النتوءات. ب ألن ع ل ق جتا θ عندما تكون القوى الموازية للذراع تكون الزاوية صفر أو ٨٠ درجة ويكون جتا θ صفر فيكون العزم صفرا. إجابة السؤال الثالث القوة المحركة للجسم ھي ق جتاθ بتقليل θ تزداد جتاθ وبالتالي تزداد ق جتاθ حتى تؤول إلى ق وحتى يظل الجسم متزنا أي يتحرك بسرعة ثابتة يجب زيادة ق بنفس الزيادة التي تزداده المركبة ق جتا θ إجابة السؤال الرابع ع م ق ل جا θ ٨٠ ٨٠ جا θ بما أن جا θ إذا θ ٠ درجة ٧ 134
إجابة السؤال الخامس و ك ج ٧ ٠ ٧٠ نيوتن ش ش+ ٧٠ + ٤٠ ٧٦٠ ()... بأخذ العزم حول م ٧٠ ٤٠+.٥ ش ٠ + ش ()... ش ٦٠ نيوتن ش ٧٦٠ ٦٠ ٥٠٠ نيوتن إجابة السؤال السادس يواجه الطالب صعوبة عند أ اكبر الن طول ذراع العزم أ ب ج د. ٨ 135
ر ت الفصل الثالث: قوانين نيوتن في الحركة: إجابات أسئلة الصفحة ٦ علل ما يأتي: - ارتداد ماسورة المدفع للخلف رد فعل لقوة الفعل وھي خروج القذيف ة م ن الماس ورة ح سب ق انون ني وتن أ- الثالث في الحركة. ب- ليكتسب سرعة كبيرة ويقفز ألعلي (فعل) لتؤثر عليه األرض (رد فعل) وبالتالي ي سقط بعي دا ع ن حاف ة منصة القفز. إجابة السؤال الثاني ك ج و قوة التالمس العمودية ر - ٠٠ نيوتن ق ح ٠,٥ ٠ ٠ نيوتن القوة المحصلة ٥٠ ٠ ٤٠ نيوتن - القوة المحصلة ھي المسئولة عن التسارع - ٤٠ 2 ٠ م/ث ت ق ك ت ٤٠ إجابة السؤال الثالث المركبة العمودية علي السطح ق جا θ ق جا + θ و جتا θ وجود مثل ھذه القوة يزيد من مقدار قوة التالمس العمودية. إجابة السؤال الرابع - عندما يتحرك الجسم بسرعة ثابتة يكون التسارع ت صفر ش و ك ت صفر ش و ك.ج ٧٥ نيوتن ش 2 - عندما يتحرك الجسم ألعلي بتسارع ثابت مقداره م/ ث ش و ك ت ش ٧٥ ٧.٥ ٥+٧٥ ٠ نيوتن 2 - عندما يتحرك الجسم ألسفل بتسارع مقداره م/ ث و ش ك ت ٧٥ ش ٧.٥ ش ٧٥ ٥ ٦٠ نيوتن 136
ف( إجابة السؤال الخامس المركبة العمودية ر و جتا ٠ ال تؤثر 1 ت ش و جا θ ك ش - ٠ ت ش ٥ ت... ) ( ق ش ك ت ٥ ش ت ٥ ش ت ()... بجمع معادلة مع ٥ ٥ ٤ ت ٠ 2 ت,٥ م/ ث ٤ بالتعويض في ش - ٥.٥ ش,٥ + ٥ ٧.٥ نيوتن إجابة السؤال السادس ) ش و ك ت ش ٠ ت... () و جا ٠ ش ك ت - ش ٤ ت ٤٠ ٠ ش ٤ ت... () بجمع معادلة () () ٠ ٠ ٧ ت - ٠ ٧ ت ٠- ت م/ث اإلشارة السالبة تشير أن الحركة في عكس االتجاه المفروض ٧ ) بالتعويض في معادلة () ٨٠ ٤٠ ٠-٥,٧ نيوتن ٧ ٧ +٠ ٧ ش ٠ ٤-٥.٧ نيوتن إجابة السؤال السابع ( ) ( ) ( ) ج ك ك ( ( ) ق ٤٠ 137
س( م ٥ م ٥ إجابات أسئلة الفصل الثالث صفحة ٤ إجابة السؤال األول : ك ٠ كغم ف المنحنى يمثل العالقة بين ) ت ف ( ق ك ت ولكن شغ المساحة بين خط القوة ومحور اإلزاحة شغ ك ف ت ٠,٥٥,٥ جول إجابة السؤال الثاني : (لإلطالع) شغ المساحة المحصورة بين خط القوة ومحور اإلزاحة شغ ط ح. + مساحة المثلث فوق المحور (ف) مساحه شبه المنحرف تحت المحور (ف) ٤ (+ ) - ٤ + ٤ شغ ٦ + ٦ جول ) ف عند ط ح ٨ جول + س - ( ٤-٨ ٨ س (بالنسبة للنقطة ) إذا ف + ٤ (بالنسبة لنقطة اإلسناد صفر) ) أقصى طاقة حركة عند ف حيث ط ح ط ح.. + مساحة المثلث فوق المحور (ف) ٤ ٨ جول + ٦ إجابة السؤال الثالث : أوال على السطح المائل األملس ط م أ ط م ب ط ح أ + ط و أ ط ح ب + ط وب ك ع ب +. + ٠ ك ح ص أ ٠٠ ٠ ٠ ص ٠ ٠٠ ص ٠ إجابة السؤال الرابع : طاقة حركة الكتلة تتحول إلى طاقة وضع مرونية ٦ ٠٠ س ٦ س ٠,٤ م ٠٠ عندما يضغط النابض مسافة ٠ سم فإن جزء من طاقة حركة الكتلة يتحول إلى طاقة وضع مرونية ويظل الباقي طاقة حركة للكتلة ٤ 138
ع + (٠,) ٠٠ ٦ ع ٥,٨٧ م/ث. إجابة السؤال الخامس : الحركة على الجليد مھمل االحتكاك ط م... ط م ٠٠٠ ٤٤,٧ م / ث عب ط ح + ط و ط ح + ط و + ٠ ك ج ص أ ك ع ب + ك ج ص ب بالقسمة على ك ع ب + ٧٥٠٠ ٨٥٠٠ ٨٥٠٠ ٧٥٠٠ عب ٠٠٠ ع ب إجابة السؤال السادس: ٠٠٠ ٥ قد ق ع جتا θ ٥٥٠ ٦٠ ٦٠ ٤٥٨,٨ واط ٤,٥٦ حصان ميكانيكي ٤ 139
ط( ط( د ج د ٠ ب ب ٨ د ٧ أ إجابات أسئلة الوحدة األولى صفحة ٥٠ ٥ إجابة السؤال األول ٦ ٥ ٤ رقم العبارة د ج ب ب د أ اإلجابة إجابة السؤال الثاني : الواط :ھي قدرة آلة تنجز شغال مقداره واحد جول خالل زمن قدره ثانية طاقة الوضع المرونية :ھي الطاقة المختزنة في النابض (الجسم المرن) نتيجة شدة أو ضغطه ثابت المرونة للنابض: ھو ناتج القسمة بين القوة المؤثرة على النابض واالستطالة الحادثة ل الكمية المتجھة: ھي كمية فيزيائية يلزم لتحديدھا معرفة مقدارھا ووحدة قياسھا واتجاھا خاصية القصور الذاتي للجسم: ھي خاصية ميل األجسام للمحافظة على حالتھا الحركية وممانعة تغيرھا إجابة السؤال الثالث : ط م عند سطح البناية ط م عند إرتفاع ٠ م من سطح األرض ح + ط و )عند السطح ح + ط و )عند ٠ م + ٠ و ف ٤٠ ط ح + وف ٠ ٥٠ ٤٠ ط ح ٠ + ٥٠ ٠ ٠٠٠ ٥٠٠٠ ط ح ٠ ٥٠٠ ط ح ٠ ط ح ٠ ٥٠٠ جول إجابة السؤال الرابع : شغ ك ج ف ٠ ٨٠ ٠ ٠٠ واط ٤٠ ز ز قد إجابة السؤال الخامس : أ) العوامل التي يتوقف عليھا مقدار( قوة التجاذب الكتلي بين جسمين ھي: ( ) كتلة الجسم األول ) كتلة الجسم الثاني ) مربع البعد بين مركزيھما ) العوامل التي يتوقف عليھا عزم االزدواج ھي : - قوتا االزدواج - ذراع االزدواج ) البعد العمودي بين قوتي االزدواج ( ) العوامل التي يتوقف عليھا قوة االحتكاك ھي : خشونة السطحين المتالمسين ) معامل االحتكاك م ح ( - قوة التالمس العمودي على السطحين المتالمسين ) ر ( ب) الشروط الالزمة لحدوث : ( انعدام عزم القوة : - أن تؤثر القوة عند المحور تماما ) ل صفر ع ق ق صفر صفر ( - أن تكون الزاوية بين خط عمل القوة وخط المسافة العمودية عن محور الدوران صفر ) θ صفر عق ق ل جا صفر صفر ( ) اتزان الجسم الصلب : - أن تكون محصلة القوى المؤثرة عليه صفر ) z ق صفر ( - أن تكون محصلة عزوم القوى المؤثرة عليه حول محور الدوران صفر ) z ع ق صفر ( ٤ 140
م إجابة السؤال السادس : ( ر و جتا ٧ ك ج جتا ٧ ر ٠ ٠,٨ ٦ نيوتن ق) ح م ح ر ٠, ٦,٦ نيوتن ) z ق ك ت ق ) و جا + θ ق ح ( ك ت.. ق. ك ت + و حا + θ قح + ٠ ٠,٦ +,٦ ٧,٦ نيوتن ع ع. + ج ف ٠ -,٥ م ٤ ف) إجابة السؤال السابع : ٦ ميل الخط المستقيم وھو يمثل وزن الجسم و ٦ ٠,٦ كغم ج كتلة الجسم ك ) ط و لحظة السقوط (ف ( ط و و ف ٦ ٦ جول من المالحظ أن ط و ط م ) ط ح عند ارتفاع ) ف ٠,٥ م ( ط م ط ح + ط و ط م عند أقصى ارتفاع ٦ جول ) من الشكل (... ط ح ط م ط و ٦,٦ ٠ ٠,٥ ٨ جول إجابة السؤال الثامن : على محور (س) z ق س ٠ ) الجسم المتزن ( ش جتا ٠ ش جتا ٦٠ ٠ ) بالضرب في ( ش ش... ش ش ❶ على محور (ص) z ق ص ٠ ش جا ٠ ش+ جا ٦٠ و ٠ ) و ك ج ٠٠ ٠٠ نيوتن ( ش ش+ - ٠٠ ٠ ) بالضرب في ( ش + ش ٠٠ ٠❷ (من معادلة ينتج أن) ش + ) ش ( - ٠٠ ٠ ش + ش - ٠٠ ٠ ٤ ش ٠٠ ش ٥٠ نيوتن بالتعويض في ❶ ش ٥٠ نيوتن يمكن حل السؤال باستخدام قاعدة المي. ٤٤ 141
ت ف ٤٥ ) ارتفاع الجسم ( إجابة السؤال التاسع : الطاقة الميكانيكية مقدار ثابت ط م ط م ط ط+ ط ط+ ص ) طول السطح المائل ( ح و ح و ك ع + ٠ ٠ + ك ج ص ك (٠) ك ٠ ٥٠ ٠ ص ص ٥ م ٥ ٥... ف جا ٧ ٠,٦ ٨. م حل آخر : السطح أملس فإن القوة الوحيدة التي تعيق حركته أثناء صعوده على السطح المائل و جا θ ولذلك وجا θ ك ت ك ج جا θ ك ت ت ج جا θ ٠ ٠,٦ ٦ م /ث ٠ ٠ ع ع - ف ت ف ٨, م ٦ إجابة السؤال العاشر : z ق ك ت 1 عند الجسم األول على السطح األفقي تكون ق ك ت ش ٠ ت 1 السطح أملس بدون احتكاك عند الجسم الثاني على المستوى الرأسي تكون و ش- ك ت ٠ ش ٠ ت 2... بجمع 1 مع 2 ٠٠ ٤٠ ت... ت ٥ م / ث 2 ع. + ع ٥+ ٠ ٠ ٥ م/ث ٤.٤٧ م / ث.. ع. ع ع. + ت ز ٥ ٥ ز ز ٠.٨٤ ث إجابة السؤال الحادي عشر : ) الزمن عند أقصى ارتفاع ز ٥ ث (من الشكل ( س) ف ع س ز ٥٤ ٤٠ م ) ز التحليق ٠ ث ) من الشكل ( ٤ ص) ف ع ص ز - ج ز ٥ ٠-٥ ٥٠ 142 ٥ م
إجابة السؤال الثاني عشر : ) عند الجسم األول ) على السطح االفقي ( ش - ق ح ك ت ش م ح ر ك ت... ر ك ج ش م ك ج ك ت 1 عند الجسم الثاني ) على المستوى الرأسي ( و ش ك ت ك ج - ش ك ت...2 بجمع 2 1 ك ج م ك ج ك ت + ك ت ك - م ك ك +ك ت ج ٥٠٠٠ واط ٠ ٠ ٤ إجابة السؤال الثالث عشر : ف ٠٠ قد ق ع.جتا θ ك ج جتا θ ز ق ك ج ٠٠ ٠ ٠٠٠ نيوتن إجابة السؤال الرابع عشر : قد ق ع. جتا θ ك ج ع. جتاθ ٧٤٦.,٤٨٦٧. ع.. ٠ ٦٠ م/ث ٤٦ 143
زπ ل ٤ إجابات أسئلة ا صل فحة ٦ الوحدة الثانية / االھتزازات واألمواج ص إجابة السؤال األول الحركة التوافقية البسيطة: ھي حركة تكرر نفسھا حول موضع اتزانھا أو استقرارھا السرعة الزاوية (ω) : ھي الزاوية التي يقطعھا الجسم أثناء الحركة الدائرية في وجدة الزمن سعة االھتزازة : ھي البعد بين نقطة االتزان وأبعد نقطة ممكنة للحركة االھتزازية (أو ھي أقصى إزاحة ممكنة للكتلة المھتزة عن نقطة االتزان) الزمن الدوري : ھو الزمن الالزم لعمل اھتزازة كاملة (أو ھو الفترة الزمنية التي تفصل بين مرور الجسم في نقطتين متماثلتين في الطور من حيث الموضع واتجاه الحركة أثناء االھتزاز) الحركة التوافقية البسيطة: ھي حركة اھتزازية في خط مستقيم ستناسب فيھا تسارع الكتلة طرديا مع مقدار اإلزاحة ويعاكسھا في االتجاه. إجابة السؤال الثاني أ (خطأ) الصواب : يصبح الزمن الدوري للبندول ضعفي ما كان عليه عندما يكون طوله أربعة أضعاف الطول السابق ل ل ن π π) ( ن ج ج ج ن π ب (صائبة) ج - (خطأ) - الصواب:يقاس التردد بوحدة ث وتسمى ھرتز. د (صائبة) ھ - (خطأ) الصواب : تكون سرعة االھتزازة أكبر ما يمكن عند نقطة االتزان في الحركة التوافقية البسيطة. إجابة السؤال الثالث أ السعة س م ٠ سم ب الزمن الدوري (ن) ٠,٦ ٠, ٠,٤ ث أ ك ج - ω π ن/ أ ) π ن/ ( ك ),٤ (٠,٤ ٤,٨ نيوتن/م د ص (ز) ٠ جا ω) ز + (ϕ (٠) ٠ جا ω) ٠ + (ϕ (من الشكل ص( ٠ ) ٠ سم) ٠ ٠ ϕ جا ϕ ٠ جا ٠ ٤,٨ - ϕ جا إجابة السؤال الرابع س (ز) ٠, جتا ) + /π (٦ متر أ ( السعة ٠, م ب ( زاوية ثابت الطور ϕ / π ٦ (من المعادلة) ج ( س (٠) ٠, جتا π) ٠ + /π (٦ ٠, جتا /π ٦ ٠,٧ م د ( س () ٠, جتا π) + /π (٦ ٠, جتا ٧) / π ٦ ( - ٠,٧ م إجابة السؤال الخامس ٦ عدد الدورات ٠ ھرتز ن,٦ ث ٠ ز ٦ د ج ω π / ن بتربيع الطرفين π ٤ (,٦) ل ٠ ل ل ٠,٦٤ م ٤٧ 144
,٦ راد/ث,٦,٦٤٠ على سطح القمرω ج ل ج,٦ ث π,٦ مالحظة الزمن الدوري لنفس البندول ونفس الطول يزداد عندما يقل تسارع الجاذبية وذلك ألن ن الفصل الثاني : طبيعة الضوء π ω ن إجابات أسئلة ا صل فحة ٦ إجابة السؤال األول وجه المقارنة النوع الوسط الناقل السرعة األمواج الميكانيكية طولية مثل الصوت ومستعرضة مثل أمواج الماء تحتاج إلى وسط مادي وال تنتقل في الفراغ أقل بكثير من سرعة الضوء إجابة السؤال الثاني - ( الميكروويف : د س / λ ٠ ٨ ٠ ٠ ٠ ھيرتز ( أمواج تحت الحمراء : د س / λ ٠ ٨ ٠ ٠ ٤ ھيرتز ٠- ( األمواج فوق البنفسجية : : د س / λ ٠ ٨ ٠٠ ٠ ھيرتز ٠- (٤ األشعة السينية: : د س / λ ٠ ٨ ٠ ٠ ٨ ھيرتز إجابة السؤال الثالث.m m جا ) κ س ω ز) األمواج الكھرومغناطيسية مستعرضة وتتكون من مجالين متعامدين كھربائي ومغناطيسي تنتقل في الفراغ وتنتقل في األوساط الشفافة كبيرة وتساوي سرعة الضوء م غ m ٠٠ جا ٠) ٧ س - ω ز) ع ٨-٠٠, ٠ تسال ٨ ) سعة المجال المغناطيسي غ ٠-٧- ٧- ( κ ٠ ٧ π πλ D λ ٠ ٦,٨ ٠ م ٦٨ ٠ م ٨ ٠ ٠,٤٨ ٠ ٥ ھيرتز ٧- ( د س / λ ٠ ٦ ٨ ٤) الطول الموجي ٦٨ نانومتر يمكن رؤية ھذه األمواج ألن مدى رؤية العين من ٤٠٠ نانومتر إلى ٧٠٠ نانومتر ٤٨ 145
ص ص. ب ملغى.٠..٨.٧.٦ h.٥ h حل أسئلة الوحدة الثانية صفحة ٧٠+٧ إجابة السؤال األول : العبارة.٤... اإلجابة h ب ب ب د ج ج د إجابة السؤال األول أ - أ ت س ت - ω س ω س ω ك ك π π ك ن ك تناسب طردي لكن ن ω أ ج ج -ج ω ω س ω - ت س ت - ل ل ل ω ج د تناسب عكسي لكن د ل π π ل س ت س تم ألن الحركة في االتجاه السيني ھي حركة توافقية بسيطة نق ت س - س مما يعني أن المركبة السينية للتسارع تتغير مقدارا واتجاھا ٤ ھنا ل ثابت - ج لألرض ٠ م/ث عجلة الجاذبية للقمر,٦ م/ث π π ل ن ω أ ٤,٥ ٠,٦ ن للقمر نلألرض ج لألرض ج للقمر ن للقمر,٥ ن لألرض,٥ ٨٠ ٨٠ س ع وسط ٨ م وسط ص λ تناسب طردي λ ل ف - (عرض الھدب),٥ - جا - ٠ م جاθ م جا θ جا ٠,٥ جا θ,٥ جا θ θ م λ ل ص م ضعف عرض أي ھدب آخر ف ٤ 146
س - إجابة السؤال الثاني: الحركة التوافقية البسيطة: ھي حركة اھتزازية للجسم في خط مستقيم بحيث يتناسب تسارع الجسم طرديا مع مقدار اإلزاحة الحادثة ويعاكسھا في االتجاه. ت الطول الموجي : λ ھو المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين ھو المسافة بين نقطتين متماثلتين في الطور من حيث الموضع واتجاه الحركة. قانون سنل : حاصل ضرب معامل االنكسار للوسط األول في جيب زاوية السقوط خالله يساوي حاصل ضرب معامل االنكسار للوسط الثاني في جيب زاوية االنكسار خالله أي أن م جاθ م جا θ الحيود : ھو ظاھرة انحناء الموجات الضوئية عند مرورھا على حواف حادة أو من خالل فتحة ضيقة مقارنة مع الطول الموجي للضوء إجابة السؤال الثالث: - (خطأ ( الصواب : يكون التسارع لجسم يتحرك حركة توافقية بسيطة في عكس اتجاه اإلزاحة الحاصلة له ٨ م/ث - (خطأ) الصواب : السرعة للضوء ثابتة في الفراغ وتساوي ٠ (صواب) ٤ (خطأ) الصواب : تعد تجربة ينغ دليال على أن للضوء طبيعة موجية. ٥ (خطأ) الصواب : يحدث التداخل والحيود لجميع أنواع الموجات إجابة السؤال الرابع: ω أ حيث أن ω أ) د π π ك أ ك أ بتربيع الطرفين وحل المعادلة ينتج أن أ ٧, نيوتن /م ٥ ٠, π أ ٧, ب) ت - س ٠, ٨,٦ م/ث ك ٠, ويحدث عند أقصى إزاحة للنابض على جانبي موضع االتزان أي عندما س ٠, م ٥٠ 147
حل أسئلة الصفحة ٠٥ الوحدة الرابعة: الكھرباء السكونية الفصل األول / الشحنة الكھربائية وقانون كولوم إجابة السؤال األول: الشحنة النقطية : ھي الشحنة التي يمكن إھمال أبعادھا إذا ما قورنت بالمسافة بينھا و بين الشحنات األخرى. مبدأ تكميم الشحنة: يعني أن الشحنة تتواجد في األجسام المادية بكميات مضاعفة لشحنة اإللكترون. ن صحيح يساوي... e حيث ن عدد ٧-٠,٨ ٠ نيوتن,٦ ( إجابة السؤال الثاني: ٠,٦ ٠ ق ٠ ٥ ٨) - - ٠ - ρ ρ ٦.٥ ٠ ٨ إلكترون e - ٠ إجابة السؤال الثالث: الشحنة عدد اإللكترونات (ن) شحنة اإللكترون,٦ إجابة السؤال الرابع: أ) ق إلى اليمين ب) ق إلى اليمين ج) ق إلى اليمين + + - ف ف ٦٠ سم ٦٠ سم إجابة السؤال الخامس: ٠ ٦ ٠ ٦ ٠ ٠, نيوتن ق (٠,٦) ٠ ٦ ٠ ٠ ٠,٤٥ نيوتن ق (٠,٦) z ق س - ٠,٤٥ ٠, جتا ٦٠-٠, نيوتن z ق ص - جا ٦٠ ٠,٧٧ نيوتن ق ح (٠,-)] + (٠,٧٧),٨ نيوتن ٠,٧٧- ظا θ ٠,٨٥ ٠,- - θ ظاااا ٠,٨٥ ٤٠ تقع في الربع الثالث ٠ ٤٠ + ٨٠ θ ٦٠ سم ق ق ق ق ٦٠ سم ٥ 148
ف( ف( ف( - -- + -- - ٤,٥ ٠ نيوتن ق إجابة السؤال السادس: الشحنة موجبة نفرض أن ھذه الشحنة تبعد مسافة س عن الشحنة األولى فإنھا تبعد مسافة (ف م س) عن الشحنة الثانية الشحنات في حالة اتزان Ε ق ٠ ٠ س) س م م س) م س) س ٥-, ٠ كولوم ف ف ف م م س ] + / ( +/ ] س س ([ س ف م /([ م +/ ( ٠,٦٦ ف متر - ٠,٦ إجابة السؤال السابع: ق ٠ ف ٠ ٠,٤ () إجابة السؤال الثامن : - ٠,٦ ٠ ٠- ق ( ٠,) فم - س س - ٥ 149
حل أسئلة الصفحة إجابة السؤال األول: المجال الكھربائي لشحنة كھربائية: الفصل الثاني / المجال الكھربائي ھو المنطقة المحيطة بالشحنة الكھربائية وتظھر فيھا آثار قواھا الكھروستاتيكية. العوامل التي تتوقف عليھا شدة المجال الكھربائي عند نقطة: - المجال ميتناسب طرديا مع الشحنة أي أن م - المجال م يتناسب عكسيا مع مربع المسافة أي أن م ف - نوع الوسط الموجود فيه. إجابة السؤال الثاني: القوة الكھربية المؤثرة على وحدة الشحنات الموجبة عند تلك النقطة تساوي ٠ ٦ نيوتن. إجابة السؤال الثالث: ٠ ٤٠٠ م ٠ ٠ ٠ ٥ نيوتن في اتجاه المجال. - ( ٠ ٠٠) ف إجابة السؤال الرابع: ٠ ٧٥٠ + ٠ ٠٠ ) ٠ ٥) ٥ نيوتن / م كلي م + م ٠ إجابة السؤال الخامس: ) - ( ٠ ٥) - ( كولوم في اتجاه الشحنة السالبة إجابة السؤال السادس: ٠ ٤ م ش ٠ ٦ ٠ نيوتن/كولوم () ٠ ٦ م ش ٠ ٠ ٥٤ نيوتن/كولوم () )] (٦ + (٥٤) + ٦ ٥٤ جتا ٠ م ح ٠ م ش ٠ ش م ٤٧,٦ ٠ نيوتن/كولوم ٠ ٤٧,٦ ٠ ٦ جا θ جا ٨٠) - (٠ - θ جا (٠,٦٥٤) ٤ جاθ ٠,٦٥٤ ٤٧,٦ ٠ ٠ ٠,٤ نيوتن ق م ح. ٥ 150
: إجابة السؤال السابع: ٠ ٠٠ م م ٠ ٤,٥ ٠ ٥ نيوتن /كولوم ( ) / ] ٠ ٠٠ م ٠,٥ ٠ ٥ نيوتن/ كولوم () نقوم بتحليل م مع مالحظة أن θ ٤٥ نيوتن/كولوم م س,٥ ٠ ٥ جتا ٤٥ ٠,٦ ٥ م ص,٥ ٠ ٥ جا ٤٥ ٠,٦ ٥ نيوتن/كولوم م س م + م س ٤,٥ ٠ + ٥ ٠,٦ ٥ ٠ ٦, ٥ نيوتن/كولوم م ص م + م ص ٤,٥ ٠ + ٥ ٠,٦ ٥ ٦, ٠ ٥ نيوتن/كولوم م ح ٠ ٦,)] ( ٥ + ٠ ٦,) ( ٥ ٠ ٨,٦ ٥ نيوتن/كولوم ٤٥ ظا α م ص / م س α y ٠ س - إجابة السؤال الثامن: ٨-٠ كولوم نقطة االتزان ٨-٥ ٠ كولوم تتزن الشحنات الثالثة عند نقطة يكون فيھا z م صفر أي أن م م ٨-٨- ٠ ٥ ٠ ٠ ٠ ٠) - س ( س ٥ ٠) - س ( س. س % ] - ٠ س س عند تقطة التعادل تكون z ق صفر ق ق أي أن (٠) (٧,٧٤) - ٧,٥ ٠ كولوم والشحنة سالبة. ٥٤ 151
t ٥٤ h ٠ ε ٠ / إجابة السؤال التاسع: نستفيد من الشكل أن م ٥٤ t نيوتن / كولوم وأن نق سم أ) من قانون غاوس Ф م / h٠ م ε ٠ - -.٤ ٨.٨٥ ٠.٥ ٠ كولوم / م Ε م ٥٤ ε ٠ م ٥٤ t h t ٥٤ ٠ م ٠ - ( ٠ ) (نق) - ٠ كولوم -.٧ ٠ t ٥٤ ب) ٠٠ نيوتن م / كولوم - ٠.٧ ٠ م عند بعد ٠ سم ٥.٧ نيوتن/كولوم (٠.) ٠-٠ ٧.٧-٠ ٨.٨٥ Ф ε. إجابة السؤال العاشر: حسب قانون غاوس م h ٠ ٠٠ م ٠٠ ٠٠٠ ٠ ٤-٠٠٠ نيوتن/ كولوم ٤-٥٠) Ф سم ( ٠٠٠ ٥٠ ٠ ٠ نيوتن م /كولوم ٥٥ 152
()... الفصل الثالث / الجھد الكھربي حلول أسئلة الصفحة ٦ إجابة السؤال األول: الجھد الكھربائي: ھو الشغل الالزم لنقل وحدة الشحنات الكھربائية من الماالنھاية إلى تلك النقطة. فرق الجھد الكھربائي بين نقطتين : ھو الشغل المبذول في نقل شحنة كھربائية بين ھاتين النقطتين مقسوما على قيمة تلك الشحنة. سطوح تساوي الجھد : ھي تلك السطوح التي تكون جميع نقاطھا لھا نفس قيمة الجھد ويكون الشغل المبذول في نقل شحنة على ذلك السطح يساوي صفرا. إجابة السؤال الثاني: أ ( الجھد الكلي لموصل جھده المطلق + الجھد الحثي للموصل الموجود بجواره صفر الجھد المطلق للموصل + الجھد الحثي للموصل اآلخر الجھد المطلق للموصل -- الجھد الحثي للموصل اآلخر. ب ( إذا كان الموصل موصال باألرض وموجود بجوار موصل آخر وفي ھذه الحالة يتولد على الموصل شحنة مقيدة تعادل وتخالف شحنة الموصل االخر. إجابة السؤال الثالث: - ج أ ٠ ٠ ٠ ) ٠ ( ٠ كولوم - ٠ ٠ ف إجابة السؤال الرابع: ٨ ٧ فولت ٤ ج شغ/ إجابة السؤال الخامس: ال يوجد فرق في توزيع الشحنات ألن الشحنات تتنافر فيما بينھا وتظھر على السطح الخارجي وھو أكبر سطح للموصل ويكون توزيعھا بشكل متجانس. إجابة السؤال السادس: ٥ أ ج أ ٠ ٠ ٠ ٨ ٠ فولت - ٠ ٠ نق ٥ أ ٠ ٥ ٠ ٠ ٤,٥ فولت - ج ٠ ٥٠ نق ب عند وصل الموصلين معا بسلك تصبح جھودھما المطلقة متساوية وتتغير قيمة الشحنة على كل منھما أ أ ٥ - - ج ج أي أن ٠-٥ ٠ ٠ نق نق من قانون حفظ الشحنة يكون + + + ٠ ٠ + ٠ ٥ ٠ ٤٥ ()... بالتعويض من معادلة ) ( في معادلة () ينتج أن ٦ ٠ ٤٥ ٠ ٤٥ ٦ ٠ ٧,٥ كولوم ٥ ٠ ٧,٥ كولوم ٥ أ ٠ ٧,٥ ٠ ٠ ٦,٧٥ فولت - ج ٠ ٠ نق ٥ أ ٠ ٧,٥ ٠ ٠ ٦,٧٥ فولت - ج ٠ ٥٠ نق ٥٠٠ نيوتن/كولوم إجابة السؤال السابع: ق م ٠ ٦-٠, - ٠٠ فولت ج م ف ٥٠٠ ٤ ٠ ٥٦ 153
حلول أسئلة الصفحة ٥٤ إجابة السؤال األول: يتضح من العالقة س ε أ ف أ س تزداد بنقصان ف ب ج الفصل الرابع / السعة الكھربائية والمواسعات (العالقة عكسية) تتضاعف الموسعة س بزيادة المساحة (العالقة طردية) ليس لفرق الجھد أي أثر على السعة وذلك ألن س أي نسبة فعندما يتضاعف الجھد تزيد الشحنة إلى الضعف ج كما يلي س نسبة ثابتة ج ج إجابة السؤال الثاني : عند وضع مادة عازلة بين لوحي المواسع المشحون والمفصول عن البطارية فإن أ شحنة المواسع ال تبقى ثابتة ب سعة المواسع تزداد ج فرق الجھد بين يقل بين طرفي المواسع د المجال يقل وذلك ألن المادة العازلة تولد مجاال تأثيريا عكس المجال األصلي ھ - الطاقة المخزونة تقل وذلك بسبب استقطاب الشحنات في المادة العازلة. إجابة السؤال الثالث : ٠ ٤ (٠٠),٨٨ جول س ج ط إجابة السؤال الرابع: الحل األول: + سم س س الحل الثاني : س س Ε سم سم س + س الحل الثالث: س < سم Ε س س + س م س < سΕ س س + س وبالمثل يمكن إثبات أن س س < ) س) س س + س يمثل كسر س + س س + س + س س > س е بالضرب في س بالقسمة على س + س س س س + س Ε > م Ε س م > س وبالمثل س م > س س س + س > Ε س > الطرف األيمن يمثل س م Ε س م > س ٠٠ ك فولت فولت ٤٠٠ ٠ ميكركولوم ٠ ٤٠٠ إجابة السؤال الخامس: µf س س س + س + سم ٠٠ س م ج ٠٠ ميكروكولوم ك ٠٠ ٠٠ ٠ ٠ س ج ٠٠ ٠٠ ٠ ٠ س ج ك بعد (مبدأ حفظ الشحنة) ك قبل е ٠٠ ٠٠ ك بعد + ٠ + ج ج (ألنھما على التوازي) ٠ ٤٠٠ ك ج ج ج ٠ سم فولت ميكرفاراد وبالمثل س م > س ٥٧ 154
كولوم ٤٠٠ ٤٠٠ س ج ٠ ٠ ميكروكولوم ٤-٤٠٠ ط و س ) ج ( ٠ ) ( ٠,٨٧ جول ٤٠٠ ٤٠٠ س ج ٠ ٠ ميكروكولوم - ٤٠٠ ط و س (ج ( ٠ ) ( ٠,٧ جول إجابة السؤال السادس: أ ( عند زيادة فرق الجھد إلى الضعف تزداد الشحنة إلى الضعف ب ( عند التوصيل على التوالي تقل السعة المكافئة ويزداد فرق الجھد. وعند التوصيل على التوازي تزداد السعة وتزداد مقدار الشحنة المخزونة. إجابة السؤال السابع: ج ولكن س ج ط (س ج) ج Ε ط أ ( ط ب ( е ك قبل ك بعد س ج,٥ ٠ ٠٠ ٥٠ ٠ س م س + س,٥ + ٠,٥ µf ح م ٥٠ ٠ ٠ فولت س,٥ ٠ س ج -,٥ ٠ (٠),٥ ٠ جول ج ج ٠ فولت (توصيل على التوازي) س م (ج م ( ح م م الطاقة الكلية - س (ج (,٥ ٠ (٠٠),٥ ٠ جول طاقة األول قبل التوصيل من المالحظ أن طاقة المواسع قبل التوصيل أكبر جدا من طاقة المواسعين بعد التوصيل على التوازي فأين فرق الطاقة ذھب إنه استخدم في بناء مجال كھربائي للمواسع الثاني غير المشحون. إجابة السؤال الثامن: المواسعان (س س ( توصيل على التوازي س م + ٥ ٦ ميكرو فاراد ٦ ميكروفاراد ٦+ المواسعان (س م س ( توصيل على التوالي سك е ك س ج ٠ ٠٠ ٠٠ ٠ كولوم Ε ك م ٠٠ ٠ كولوم (توصيل على التوالي) ٠٠ ٠ ٠٠ ج فولت ٠ س - ٠٠ ( ٦,٦٧ ٠ جول ط س (ج ( ٠ ) ٠٠ ٠ ٠٠ م ج ج فولت ٠ ٦ سم ٠٠ ٠٠ ٠ كولوم ٠ ٤-٠٠ ( ٥,٥٥ ٠ جول ) ٠ طو ٥٠٠ ٠٠ ٠ كولوم ٠ ٥-٠٠ (,٧٨ ٠ جول ) ٠ ٥ ط و ٥٨ 155
ف.٠ د. h.٨ h.٧ ب.٦ ب.٥ ج حلول أسئلة الوحدة الرابعة ص ٥٥-٥٧ إجابة السؤال األول: ضع دائرة حول اإلجابة الصحيحة.٤... العبارة ب h د h اإلجابة - - إجابة السؤال الثاني: من الشكل البعد بين الصفيحتين ٥ سم أ ( m / m ( θ @ ( - -. إجابة السؤال الثالث: أ ( العوامل التي تعتمد عليھا سعة المواسع ذي اللوحين المتوازيين مساحة سطح اللوح أو الصفيحة (سh ) البعد بين الصفيحتين (س ف) نفاذية الوسط (س (ε س ج ٤ ٦٠ ٤٠ ميكروكولوم ب ( ك بعد التوصيل ٤٠ ميكروكولوم Ε е الشحنة محفوظة ٦ م.ف. ك ٤٠ ٥ ج ك سم س ٦ ٤ م.ف. ٤ + س ٦ سم س + س لكن إجابة السؤال الرابع: ٥- - ٠ ٠ ٠ ٥ ٤ نيوتن /كولوم (واتجاھه ألعلى عكس اتجاه حركة الجسيم) - m ق ٨ ٧- - - ت ق ك ٠ ٠ ٠ ٠ م/ث إجابة السؤال الخامس: أ ( لحساب شدة المجال يجب حساب القوة الكھربية المؤثرة على اإللكترون ولحساب القوة يجب حساب التسارعز ف ع.ز + ت ز ف ت ز - ٤ ٠ ت ٨-٠ ٤ م/ث ز ٠ ) ( ٧-٤ - ق ك e ت, ٠ ٤ ٠ ٦,٤٤ ٠ نيوتن - ٧- m ق e ٠ ٦,٤٤,٦ ٠ ٠ ٤,٦٥ نيوتن/كولوم ب ( سرعة اإللكترون لحظة اصطدامه باللوح الموجب : ٨-٤ ع ع. + ت ز ع ٤ ٠ ٠ ٤ ٠ م/ث ٦ ٥ 156
ف( ف( س( أ ب إجابة السؤال السادس: أ ( الجھد الكلي للكرة أ الجھد المطلق ل (أ)+ الجھد الحثي ل (ب) ٠ أ ٠ أ + جك ف أ ب نق أ ٠ ٠ ٠ ٤ ٠ + ٠,٥ ٠,٠ ٦ ٤-٠ ) ٠ ٤ ٠ ٤+ ( ٠,٦٦ فولت ب ( عند إغالق المفتاح تتصل الكرة ب مع األرض وبالتالي يصبح الجھد الكلي للكرة ب صفر (مثل جھد األرض) الجھد الكلي للكرة ب الجھد المطلق ل (ب)+ الجھد الحثي ل (أ) صفر ٠ ب ٠ أ صفر + ف نق ب ٧-٠ ٤ ٠ ٠,٥ ب د ب) ( ٠ ٠ ٨ ٠ (٠,) + ٠ ب ٠, ٧- ب - ٠ ٨ كولوم ( ) m + + ٠ أ أ د) ( m + ٠ ٤ ٠ (٠,) ٥ m ٥,٨ ٠ نيوتن/كولوم m m إجابة السؤال السابع (س س ( توالي س س س ٠ ٥ ميكروفاراد س س + س س ( توازي س ك س س+ ٥ + ٥ ٠ ميكروفاراد ك س ك ج ك ٠ ٠ ٠٠ ميكروكولوم ج ج ك ٠ فولت س ج ٥ ٠ ٠٠ ميكروكولوم ٠٠ ٠٠ ٠٠ ميكروكولوم ٠٠ ميكروكولوم ٠٠ ج ج ٠ فولت ٠ س س ٤-٠ ٠ (٠) ٥ ٠ جول س ج ٤-٥ ٠ (٠) ٠ ٠ جول ط ط ط ط ٦٠ 157
س( إجابة السؤال التاسع (س س )توازي س ٤ + ٦ ميكروكولوم س ( توالي س س ٦ ميكروفاراد س ك س + س +٦ ك س ك ج ك ٠٠ ٤٠٠ ميكروكولوم ٤٠٠ ميكروكولوم ٤٠٠ فولت ك ك ٤٠٠ ميكرو كولوم ٤٠٠ ٦ ج ج ج س ج ٤ ٤٠٠ ٦٠٠ ميكروكولوم س ج ٤٠٠ ٨٠٠ ميكروكولوم ٦ 158
صل الوحدة الخامسة / االلكترونيات الفيزيائية الفصل األول / أشباه الموصالت ٥- الثقوب أو الفجوات ٤- الثقب - حزمة التوصيل - نظرية أحزمة الطاقة إجابات أسئلة ا فحة ٦٠ إجابة السؤال األول : المصطلح العلمي - المقاومة النوعية : إجابة السؤال الثاني المقصود بكل من : - التطعيم : عملية إضافة الشوائب للمادة شبه الموصلة النقية لزيادة موصليتھا - الذرات المانحة : ذرات تمنح إلكترون حر للبلورة وتكون مادة شبه موصلة من النوع السالب - حزمة التكافؤ : أقل حزمة للطاقة في المادة ٤- الحامالت األكثرية : الجسيمات التي تساھم بصورة أكبر في النقل وقد تكون ثقوب ف ي الم واد الموجب ة أو الكترون ات ف ي الم واد السالبة إجابة السؤال الثالث : مقارنة بين المواد الموصلة والعازلة وشبه الموصلة المواد شبه الموصلة المواد العازلة المواد الموصلة وجه المقارنة متوسطة كبيرة صغيرة المقاومة النوعية ممتلئة ممتلئة ممتلئة حزمة التكافؤ المنخفضة فقط فارغ ة ف ي درج ات الح رارة فارغة ممتلئة حزمة التوصيل صغيرة نسبيا ص غيرة ج دا تك اد تن دمج ب ين كبيرة جدا الحزمتين فجوة الطاقة التوضيح بالرسم إجابة السؤال الرابع : أ- * عند درجات الحرارة المنخفضة : تتصرف كمواد عازلة ألن الكترونات التكافؤ ال تمتلك طاقة لالنتقال إلى حزمة التوصيل * عند درجة حرارة صفر كلفن (-٧ درجة مئوية) : تكون جميع الكترونات التكافؤ مرتبطة بشكل كامل بأنويتھا * عند درجة حرارة الغرفة : تمتلك إلكترونات التكافؤ طاقة لالنتقال إلى حزمة التوصيل فتتحرك االلكترونات بشكل حر ب- مع إضافة الشوائب : إضافة م ادة ش ائبة ت صبح الم ادة ش به الموص لة غي ر نقي ة أم م ن الن وع ال سالب أو الن وع الموج ب ويك ون ل ديھا القابلي ة لنق ل التي ار الكھربائي بتأثير أي مجال كھربائي خارجي حيث ينشأ تيار اندفاعي في المادة شبه الموصلة من أح د طرفيھ ا وخارج ا م ن الط رف اآلخر وحيث أن الشحنات الموجبة فعليا ثابتة في البلورة وال تتحرك فإن االلكترونات ھي الت ي ت شكل التي ار االن دفاعي ف ي البل ورة ويحدث النقل في نوعي المواد شبه الموصلة الغير نقية من حركة كل من الثقوب وااللكترونات إجابة السؤال الخامس : فسر تكون البلورة شبه الموصلة الغير نقية من النوع السالب أو الموجب متعادل ة كھربي ا ألن ك ل ذرة م ن ال شوائب نف سھا متعادل ة ولك ن يكون لديھا القابلية لنقل التيار الكھربي إجابة السؤال السادس : علل لما يأتي ألن المادة الموصلة ذات معامل حراري موجب بينما المادة شبه الموصلة ذات معامل حراري سالب إجابة السؤال السابع : ضع عالمة ) ( أو ( ) ٦ ٥ ٤ العبارة اإلجابة p-type ثالثية التكافؤ الثقوب إجابة السؤال الثامن : مقارنة بين p-type n-type n-type وجه المقارنة خماسية التكافؤ نوع الشوائب االلكترونات الحرة حاالت الشحنة األكثرية ٦ 159
إجابة السؤال التاسع : م ن الط رف أ- الوصلة الثنائية : يتم أثناء صناعة البلورة بتطعيم المادة شبه الموصلة النقي ة ب شائبة خماس ية م ن ط رف وتطعيمھ ا اآلخر بشائبة ثالثية التكافؤ. ب- تيار االنتشار: تيار عابر لفترة قصيرة نتيجة لعملية االنتشار ٠- طبقة النفاد : المنطقة الفاصلة بين النوع الموجب والسالب وھي طبقة رقيقة جدا سمكھا حوالي ٠ م جھد الحاجز: جھد طبقة النفاد يعمل على منع عملية االنتشار خالل الوصلة الثنائية إجابة السؤال العاشر : قارن بين االنحياز األمامي والعكسي االنحياز العكسي االنحياز األمامي وجه المقارنة يتم توصيل القطب الموجب للبطاري ة م ع الن وع يتم توصيل القط ب الموج ب للبطاري ة م ع الن وع طريقة التوصيل مع البطارية ال سالب والقط ب ال سالب للبطاري ة م ع الن وع الموج ب والقط ب ال سالب للبطاري ة م ع الن وع الموجب للثنائي السالب للثنائي ي زداد ويمن ع م رور ال شحنات خ الل الوص لة تق ل وتب دأ ال شحنات ب المرور خ الل الوص لة جھد الحاجز الثنائية الثنائية كبيرة جدا صغيرة مقاومة الوصلة الثنائية تزداد سمكا تقل سمكا طبقة النفاد مقارنة بين التوصيل في االنحياز األمامي واالنحياز العكسي االنحياز األمامي وجه المقارنة طريقة التوصيل مع البطارية يتم توصيل القط ب الموج ب للبطاري ة م ع الن وع الموج ب والقط ب ال سالب للبطاري ة م ع الن وع السالب للثنائي تق ل وتب دأ ال شحنات ب المرور خ الل الوص لة جھد الحاجز الثنائية مقاومة الوصلة الثنائية صغيرة تقل سمكا طبقة النفاد يمرر تيار مرور التيار رسم الدارة االنحياز العكسي يتم توصيل القطب الموجب للبطاري ة م ع الن وع ال سالب والقط ب ال سالب للبطاري ة م ع الن وع الموجب للثنائي ي زداد ويمن ع م رور ال شحنات خ الل الوص لة الثنائية كبيرة جدا تزداد سمكا ال يمرر تيار p_type النوع الموجب ثالثي ة التك افؤ األلمني وم والج اليوم و األنديوم الثقوب االلكترونات الحرة ذرات مانحة مقارنة بين النوع الموجب و النوع وجه المقارنة نوع الشوائب حاالت الشحنة األكثرية حاالت الشحنة األقلية تسمية الذرات الشائبة n_type النوع السالب خماس ية التك افؤ مث ل الف سفور واألنتيم ون والزرنبيخ االلكترونات الحرة الثقوب ذرات مستقبلة الرسم ٦ 160
الفصل الثاني / العناصر االلكترونية شبه الموصلة حل أسئلة ا صل فحة ٧ إجابة السؤال األول : األجزاء التي يتكون منھا الثنائي شبه الموصل كما تتضح من الرسم إجابة السؤال الثاني: السؤال الثالث : أ - من خالل منحنيات الخواص لكل من ثنائي الجرمانيوم والسيلكون : ثنائي الجرمانيوم وجه المقارنة تقريبا ٠, فولت الجھد الحرج يقاس بوحدة ميكروأميبر تيار اإلشباع العكسي ثنائي السيلكون تقريبا ٠,٧ فولت أق ل من ه للجرم انيوم يق اس بوح دة النانوأميبر ب - جھد االنھيار: ھو الجھد العكسي للثنائي ش به الموص ل ال ذي ي سبب تل ف الثن ائي حي ث أن ه إذا زاد عن د قيم ة معين ة فإن ه ي سبب زيادة مفاجأة في التيار ويحدث بسبب تأثيري زينر والتكافؤ. ج - تأثير زينر: ھو التأثير على الثنائي بجھ د أكب ر م ن الجھ د العك سي مم ا يول د مج اال كھربائي ا ي ؤدي إل ى ك سر بع ض ال روابط التساھمية في الذرات وتحرير الكترونات - تأثير التكافؤ: ھو التأثير على الثنائي بجھد كبير يعمل على تسارع حامالت الشحنة بشكل كبير يؤدى إلى كسر الروابط الت ساھمية عند التصادم بھا - كل من تأثير زينر و تأثير التكافؤ يؤدي إلى حدوث االنھيار في الثنائي شبه الموصل وتلفه كمفتاح إجابة السؤال الرابع - تقويم التيار ھو تحويل التيار المتردد(متغير الشدة واالتجاه) إلى تيار مستمر في اتجاه واحد - أنواع دارات التقويم : - دارة تقويم نصف موجي يستخدم فيھا تنائي واحد. - دارة تقويم موجة كاملة يستخدم فيھا أربع ثنائيات على شكل قنطرة. ٦٤ 161
السؤال الخامس الشكل التالي يوضح دارة تقويم نصف موجي واإلشارة الداخلة واإلشارة والخارجة طريقة العمل: - يمرر الثنائي الجزء الموجب من التيار المتردد عندما يكون االنحياز أمامي وال يسمح بمرور التيار ال سالب عن دما يك ون االنحي از عكسيا ينتج عند ذلك وجود تيار فقط خالل الجزء الموجب - التيار الناتج يكون موحد االتجاه ومتغير القيمة ومتقطع. السؤال السادس الشكل التالي يوضح دارة تقويم الموجة الكاملة طريقة العمل : - في نصف الموجة الموجب يكون الثنائيين د د في حالة انحي از أم امي فيم ر خاللھم ا التي ار ويك ون الثن ائيين د د ٤ ف ي حال ة انحياز عكسي فال يمرران التيار - في نصف الموجة السالب يكون الثنائيين د د ٤ في حالة انحياز أمامي فيمر خاللھا التيار بينما د د انحياز عكسي - يمر التيار في الحالتين عبر المقاومة مل في اتجاه واحد وھو من ج إلى د لذلك نحصل على تيار موحد االتجاه ولكنه متغير القيمة إجابة السؤال السابع: من استخدامات الترانزستور - يستخدم كمفتاح - يستخدم في تضخيم التيار - يستخدم في الدارات المنطقية إجابة السؤال الثامن يتركب الترانزستور من مادة شبه موصلة من السليكون أو الجرمانيوم مطعمة بالشوائب بحيث تتكون من ثالث مناطق أما أن تك ون منطقتين موجبتين وبينھما منطقة سالبة أو منطقتين سالبتين وبينھما منطقة موجبة ٦٥ 162
ترانزستور من نوع PNP) ( ترانزستور من نوع NPN) ( إجابة السؤال التاسع وجه المقارنة يصنع غالبا من الجرمانيوم يصنع غالبا من السيلكون شبه الموصل المستخدم يتك ون مم ن منطقت ين م وجبتين بينھم ا يتكون من منطقتين سالبتين بينھما موجب التكوين سالب NPN أكثر استخداما لألسباب اآلتية النوع الن السيلكون يتحمل تيارات كبيرة نسبيا فيمرر ق درة أكب ر وال سيلكون أرخ ص ثمن ا وأكث ر وف رة كم ا أن تي ار اإلش باع العك سي للسليكون صغير إجابة السؤال العاشر علل لما يأتي: أ - ألن القدرة التي يتوقع أن تتشتت خاللھا أكبر ب - ألن السيلكون يتحمل تيارات كبيرة نسبيا فيمرر ق درة أكب ر وھ و اق ل تكلف ة ومت وفر بكث رة وأق ل عرض ة للتل ف عن د الجھ ود والترددات العالية ج - ألن لكل ترانزستور وظيفة معينة في الدارة وله مواصفات محددة تختلف عن غيره د - تنتقل معظم االلكترونات من القاعدة للمجمع ألن القاعدة معالجة بشوائب قليلة فعدد قليل من االلكترونات تتحد مع الع دد القلي ل من الثقوب لتكون تيار القاعدة وألن المجمع أيضا يكون في حالة انحياز عكسي مما يولد مجاال يعمل عل ى س حب االلكترون ات إل ى منطقة المجمع ٦٦ 163
حل أسئلة الوحدة الخامسة ص ٧٤+٧ االلكترونات الفيزيائية إجابة السؤال األول : أختر اإلجابة الصحيحة لكل من العبارات التالية : أ. تيار الباعث اكبر من تيار المجمع ب. (الباعث المشترك) ھذا الفرع من السؤال محذوف ج. تكون حزمة التوصيل فيھا ممتلئة جزئيا د. شوائب خماسية التكافؤ إجابة السؤال الثاني: العبارة أ ب ج د ھ اإلجابة Y Y X X X إجابة السؤال الثالث : تنشأ أحزمة الطاقة في المادة شبه الموصلة عند تجمع الذرات مع بعضھا البعض حيث تت أثر االلكترون ات بال ذرات المج اورة وين تج عن ذلك تداخل مستويات الطاقة إذا كان عدد الذرات كبير تكون مستويات الطاقة قريب ة ج دا م ن بع ضھا فتتك ون حزم ة الطاق ة و يوجد في الحزمة فجوات ال تتواجد فيھا الكترونات (فجوات الطاقة ( وتسمي أعلى حزمة في المادة حزمة التوص يل وحزم ة الطاق ة األقل ھي حزمة التكافؤ. إجابة السؤال الرابع : شوائب المجموعة الخامسة في الجدول الدوري تضيف إلكترون حر للبلورة فيزداد به التوصيل وتسمي مادة شبه موصلة من الن وع السالب (بلورة سالبة ( إضافة شوائب ثالثية التكافؤ للمادة شبه الموصلة يزيد عدد الفجوات فيزداد التوصيل. إجابة السؤال الخامس : في حالة االنحياز األمامي ينشأ مجال كھربائي يعاكس المجال الداخلي الناتج عن انتشار الشحنات األكثرية والمجال الخ ارجي يعم ل على تقليل سمك طبقة النفاذ ويؤدي إلى انخفاض حاجز الجھد مما يؤدي إلى انتقال الشحنات األكثرية عبر الوصلة - في حالة االنحياز العكسي ينتج مجال كھربائي في نفس اتجاه المجال الن اتج ع ن انت شار ح امالت ال شحنة األكثري ة مم ا ي ؤدي إل ى اتساع منطقة النفاذ وزيادة حاجز الجھد فال يسمح بانتقال المزيد من الشحنات األكثرية عبر الوصلة الثنائية. إجابة السؤال السادس : أ. نحصل على بلورة سالبة بإضافة شوائب من عناصر المجموعة الخامسة للبلورة النقية ب. نحصل على بلورة موجبة بإضافة شوائب ثالثية التكافؤ للبلورة من السيلكون أو الجرمانيوم إجابة السؤال السابع : تكون قراءة األميتر أكثر ف ي ال شكل الث اني ألن ه موص ل ف ي حال ة انحي از أم امي بينم ا ال شكل األول عك سي ومقاومت ه تك ون كبي رة والمقاومة في االنحياز األمامي أقل والتيار أكبر. إجابة السؤال الثامن : - الشكل ثنائي شبه موصل الشكل ترانزستور N NP أ. القطب السالب (س م س ( ب. القطب الموجب أ. المجمع ب. الباعث ج. القاعدة إجابة السؤال التاسع : - تقويم التيار المتردد ھي عملية تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر في اتجاه واحد - و يستخدم لھذه العملية ثنائي واحد لتقويم نصف موجي وأربع ثنائيات على شكل قنطرة للتقويم الموجي الكامل إجابة السؤال العاشر : أ- المادة ھي السيلكون ألن التيار يبدأ باالزدياد بشكل ملحوظ عند جھد ٠.٧ فولت ب- يسمى الجھد عند (أ) بالجھد الحرج ھو الجھد الذي يبدأ عنده التيار باالزدياد ج- يسمى الجھد عند (ب) بجھد االنھيار العكسي للثنائي وھو الجھد العكسي للثنائي الذي يحدث عند زيادة مفاجأة وحادة في التيار د- يسمى تيار اإلشباع العكسي وھو تيار ثابت ناتج عن حامالت الشحن األقلية في حالة االنحياز العكسي ٦٧ 164