املراجعة املركزه فيزياء السادس العلمي االحيائي اعداد االستاذ عبد الصاحب كريدي facebook.com/phizya telegram.me/kradi 7102 63 0
d الفصل االول س - عند مضاعفة مقدار فرق الجهد الكهربائي بين صفيحتي متسعة ذات سعة ثابتة وضح ماذا يحصل لمقدار كل من : a (الشحنة المختزنة في اي من صفيحتيها ) b الطاقة المختزنة في مجالها الكهربائي ج : (a) بموجب العالقة ( V ) Q وبثبوت السعة وحيث ان V زادت للضعف فان مقدار الشحنة Q ستزداد للضعف ايضا بثبوت السعه. b( ) بموجب العالقة C( V) 2 PE electric = ½ وبثبوت السعة فان مضاعفة فرق الجهد سيزيد طاقة المتسعة الى اربعة امثالها. س - متسعة مشحونه, فرق الجهد بين صفيحتيها عال جدا ( وهي مفصولة عن المصدر ) تكون مثل هذه المتسعه ولمدة زمنية طويلة خطرة عند لمس صفيحتيها باليد مباشرة. ماتفسيرك لذلك ج : خطورتها تكمن في تفريغ شحنتها الكبيره خالل اليد. س - ما العوامل التي تعتمد عليها سعة المتسعة ذات اللوحين المتوازيين وماهي العالقة الرياضية الخاصة بها ج : 1- نوع المادة العازله حيث تزداد السعة بادخال مادة عازلة كهربائيا بين لوحيها بدل الهواء. 2- المساحة المتقابلة للصفيحتين وتتناسب معها طرديا 3- البعد بين اللوحين وتتناسب معها عكسيا. o A C k = k العالقة الرياضية : س - مانوع الربط في المتسعات المؤلفة للمتسعة ذات الصفائح الدوارة وضح ذلك. ( او ) هل المتسعات المؤلفة للمتسعة ذات الصفائح الدواره مربوطة على التوازي ام على التوالي وضح ذلك. ج :على التوازي. النها تحتوي مجموعتين من االلواح وعندما يراد شحنها تربط احدى المجموعتين باحد قطبي البطارية والمجموعة االخرى بالقطب االخر. وهذه هي ميزة الربط على التوازي. س - ارسم مخططا لدائرة كهربائية مع التاشير على اجزائها توضح فيها : 1 عملية شحن المتسعة ج : شكل 22 ص 31 مع االهتمام بمكان وضع المفتاح 2 عملية تفريغ المتسعة ج : شكل 22 ص 32 مع االهتمام بمكان وضع المفتاح 3 عملية شحن وتفريغ المتسعة ج : أي من الشكلين السابقين س - علل : يقل مقدار فرق الجهد بين صفيحتي المتسعة المشحونة والمفصولة عن المصدر عند ادخال مادة عازلة بين صفيحتها ( كالماء النقي ) بدل الهواء. ج : عند ادخال العازل يتولد مجال كهربائي داخل العازل يعاكس المجال الخارجي فيقل المجال الكهربائي المحصل بمقدار, k اي ان. وبما ان وبثبوت البعد بين الصفيحتين فان V E = V E k = E k = V. k d k س - اذكر فائدتين عمليتين تتحققان من ادخال مادة عازلة كهربائيا بين صفيحتي المتسعة بدل الهواء. ج : 1 زيادة سعة المتسعه. 2 منع االنهيار المبكر للعازل عند تسليط فرق جهد كبير بين صفيحتيها. س - ماالعامل الذي يتغير في المتسعة الموضوعه في االجهزة التالية : - 1 لوحة المفاتيح في جهاز الحاسوب اثناء استخدامها - 2 الالقطة الصوتية ج : البعد بين الصفيحتين. س - هل من الضروري تحديد اقصى مقدار لفرق الجهد تعمل عنده المتسعة ولماذا ( علل ذلك ) ج : نعم. لمنع االنهيار المبكر للعازل نتيجة لعبور الشرارة الكهربائية خالله فتتفرغ المتسعة وتتلف. س - مامصدر الطاقة الكهربائية المجهزة للجهاز الطبي المستعمل لتوليد الصدمة الكهربائية ( او للمصباح الومضي الذي يستخدم في الة التصوير ) ج : الطاقة الكهربائية المختزنة في المتسعة الموضوعة في الجهاز. س - ماالغرض من ربط المتسعات على التوازي او على التوالي ج : لزيادة السعة المكافئه والجل ذلك تربط المتسعات على التوازي مع بعضها. والمكانية وضع فرق جهد كهربائي بمقدار اكبر على طرفي المجموعه قد ال تتحمله متسعة واحدة والجل ذلك تربط المتسعات على التوالي مع بعضها. س - ما التفسير الفيزيائي الزدياد مقدار السعة المكافئه لمجموعة المتسعات المربوطه على التوازي ج : بسبب الزيادة الحاصلة في المساحة السطحية المتقابلة لمجموعة المتوازية. حيث ان C A بثبوت العوامل االخرى. فتزداد سعة المجموعة. س - ما التفسير الفيزيائي لنقصان مقدار السعة المكافئه لمجموعة المتسعات المربوطه على التوالي ج : الزيادة الحاصلة في البعد بين صفيحتي المجموعة المتوالية.حيث ان 1 C لذا تقل السعة المكافئة للمجموعة. d س - علل : الشحنة الكلية في مجموعة المتسعات المربوطة على التوالي يساوي مقدار الشحنة المختزنة في اي من صفيحتي كل متسعة. 63 1
ج : الن جهد الصفيحتين الوسطيتين متساوي فهو سطح تساوي جهد فتظهر شحنتين متساويتين بالمقدار ومختلفتين بالنوع بطريقة الحث. س - علل : تعد المتسعة مفتاحا مفتوحا في دائرة التيار المستمر ج : عند شحن المتسعة بكامل شحنتها يتساوى فرق الجهد على طرفيها مع فرق جهد البطارية مماا يجعال فارق الجهاد على طرفي المقاومة يساوي صفرا وعندئذ يكون التيار يساوي صفرا, فتعد المتسعة مفتاحا مفتوحا. س - علل ماياتي : يتوهج المصباح المربوط في دائرة شحن المتسعة ( اوتفريغ المتسعة ) لحظيا ثم ينطفيء. ج : بسبب مرور تياار الشاحن الاذي يتالشاى الاى الصافر بسارعة عناد اكتماال عملياة الشاحن ( او تياار التفرياغ الاذي يتالشى الى الصفر عند اكتمال عملية التفريغ ). س - علل : يقل مقدار المجال الكهربائي بين صفيحتي المتسعة عند ادخال مادة عازلة بين صفيحتيها ج : بسبب توليد جال كهربائي داخل العازل يعاكس المجال الكهربائي بين الصفيحتين فيقل المجال الكهربائي المحصل بنسبة ثابت العزل E k = E/k س - متسعة مشحونة ومفصولة عن المصدر ادخل بين لوحيها مادة عازلة كهربائيا بدل الهواء. ماتأثير ذلك على كل من )مع ذكر السبب ) : 1 الشحنة 2 السعة 3 فرق الجهد بين الصفيحتين 4 المجال الكهربائي بين الصفيحتين 5 الطاقة المختزنة في مجالها الكهربائي ج : 1 شحنتها ثابته النها مفصولة عن المصدر. 2 سعتها تزداد بسبب ادخال العازل بموجب العالقة C k = kc E k = E/k المجال الكهربائي يقل بموجب العالقة 4 V k = V k 3 فرق الجهد يقل بموجب العالقة k PE = ½ Q 2 C/ وبثبوت الشحنة وزيادة السعة ستقل الطاقة بنسبة 5 الطاقة تعطى بالعالقة PE k = PE اي ان k س - متسعة موصولة بالمصدر وضع عازل بين لوحيها بدل الهواء ما تأثير ذلك على كل من ولماذا : 3- فرق الجهد 2- الشحنة 1- السعة 5- الطاقة المختزنة في المجال الكهربائي بين صفيحتيها 4- المجال الكهربائي ج : -1 تزداد السعة الن.C k = kc Q = C V 2- تزداد الشحنة لزيادة السعة وثبوت فرق جهد المصدر V بموجب العالقة V و d وبثبوت كل من 3- فرق الجهد ثابت لثبوت فرق جهد المصدر V. -4 بما ان المجال الكهربائي (E) يعطى بالعالقة ) V/d ( E = لذا يكون المجال الكهربائي ثابت. ) 2 ( PE = ½C V -5 بما ان الطاقة المختزنة تعطى بالعالقة PE k = k PE وبثبوت فرق الجهد تزداد الطاقة بنسبة k بزيادة السعة اي ان فاننا نضعه في العالقات اعاله ) k ( مالحظة : في السؤالين السابقين عندما تجد مقدارا معينا ل س- متسعة مشحونة ومفصولة عن المصدر قربت صفيحتيها من بعضهما ما تأثير ذلك على كل من ولماذا : 4- الطاقة المختزنة في المجال الكهربائي بين صفيحتيها. 3- فرق الجهد 2- الشحنة 1- السعة. C d/1 بثبوت العوامل االخرى. ج : 1- تزداد السعة بموجب العالقة 2- الشحنة ثابتة لعدم اتصالها بالمصدر. 3- فرق الجهد V يقل بثبوت الشحنة بموجب العالقة ( Q/ V ( C = 4- بموجب العالقة ( 1 = PE ) وبثبوت الشحنة وزيادة السعة تقل الطاقة. 2 C س - علل : ال يمكن االستمرار في اضافة شحنات لموصل كروي منفرد معزول ج : عند زيادة الشحنة الكهربائية يزداد جهد الموصل) ( V وبالتالي سيزداد فرق الجهد الكهربائي بينه وبين اي جسم آخر ( الهواء مثال ) فيزداد بذلك المجال الكهربائي وبالتالي قد يصل الى الحد الذي يحصل عنده التفريغ الكهربائي. س - كم هو صافي الشحنة على صفيحتي المتسعة المشحونة. ولماذا ج : ان صافي الشحنة يساوي صفر. والسبب الن كال الصفيحتين تحمالن شحنتين متساويتين مقدارا ومختلفتين نوعا. س - ماسبب تولد المجال الكهربائي داخل العازل القطبي الموضوع بين صفيحتي المتسعة المشحونه ( او ) ماتأثير المجال الكهربائي المنتظم على العازل القطبي ج : تصطف دايبوالت المادة العازلة بموازات المجال الكهربائي فيتولد مجاال كهربائيا داخل العازل يعاكس المجال االصلي واقل منه ويؤدي الى نقصان المجال المحصل بنسبة ثابت العزل. Q 2 63 2
س - ما سبب تولد المجال الكهربائي داخل العازل غير القطبي الموضوع بين صفيحتي المتسعة المشحونه ( او ) ماتاثير المجال الكهربائي المنتظم على العازل غير القطبي ج : يسبب ازاحة مركزي الشحنتين بالحث وتولد دايبوالت مؤقته لجزيئات العازل واصطفاف هذه الدايبوالت المؤقته بموازات المجال الكهربائي وظهورالشحنتان السطحيتان على وجهي العازل يتولد مجال كهربائي يعاكس المجال الخارجي واصغر منه وبذلك يقل المجال المحصل بنسبة ثابت العزل. مالحظه : ان الجوابين اعاله ممكن ان يكون جوابا لسؤال حول الفرق بين نوعي العازل من حيث سبب توليد المجال الكهربائي داخل كل منهما. س - ماذا يمكن ان تستنتج من تجربة فراداي في المتسعات ج : ان ادخال مادة عازلة كهربائيا بين صفيحتي المتسعة المشحونه والمفصولة عن البطارية ( المصدر ) يتسبب في انقاص فرق الجهد الكهربائي بين اللوحين وبالتالي زيادة سعتها بثبوت مقدار الشحنه. س - ماذا يحصل لمقدار المجال الكهربائي بين صفيحتي المتسعة عند ادخال مادة عازلة بين صفيحتيها ولماذا ج : يقل المجال الكهربائي بمقدار نبة ثابت العزل الكهربائي للعازل. وذلك بسبب تولد مجال كهربائي داخل العازل يعاكس المجال الخارجي واقل منه فيكون المجال المحصل : d E k = E E س - ماتأثير المجال الكهربائي المنتظم في المواد العازلة غير القطبية الموضوعة بين صفيحتي المتسعة المشحونة ج : يعمل على ازاحة مركزي الشحنتين الموجبة والسالبه في جزيئة العازل فتكتسب بصورة مؤقته عزم كهربائي ثنائي القطب بالحث فيتحول الجزيء الى دايبول كهربائي يصطف بموازاة المجال الخارجي ويصبح العازل مستقطبا. س - علل : تزداد سعة المتسعة المشحونة والمفصولة عن المصدر عند ادخال مادة عازلة بين صفيحتيها بدل الهواء. ج : بسبب نقصان المجال الكهربائي بين لوحيها بنسبة ثابت العزل والذي يسبب نقصان فرق الجهد بين الصفيحتين بنسبة ثابت العزل ونتيجة لنقصان فرق الجهد بين الصفيحتين تزداد سعة المتسعة طبقا للعالقة C = Q/ V عند ثبوت الشحنة. س - ماهي العالقة بين الشحنة المختزنة على احدى صفيحتي المتسعة وفرق الجهد بين صفيحتيها وضحها بيانيا. وماذا تمثل المساحة تحت المنحني ج : العالقة طردية او خطية. المخطط البياني ص. 25 والمساحة تحت المنجني تمثل طاقة المتسعة. س - ماذا يقصد بقوة العزل الكهربائي وما هي وحداته ج : هو اقصى مقدار للمجال الكهربائي ممكن ان تتحمله المادة العازلة قبل حصول االنهيار الكهربائي للمادة العازلة.وتعد قوة العزل الكهربائي لمادة بانها مقياس لقابليتها في الصمود امام فرق الجهد الكهربائي المسلط عليها وتقاس ب ( volt/m ). س - ماالمقصود بالمتسعة االلكتروليتية ج : متسعة تتالف من صفيحتين احداهما من االلمنيوم واالخرى من عجينة الكتروليتيه وتتولد المادة العازلة من التفاعل بين االلكتروليت وااللمنيوم وتلف الصفائح بشكل اسطواني. س - لماذا توضع عالمة على طرفي المتسعة االلكتروليتية ج : لكي يدل على اقطابها لغرض ربطها في الدائرة الكهربائية بقطبية صحيحة. س - ماطريقة ربط مجموعة من المتسعات - a لكي تحصل على سعة مكافئة كبيرة المقدار يمكن بوساطتها تخزين شحنة كهربائية كبيرة المقدار وبفرق جهد واطيء, واليمكن الحصول على ذلك بأستعمال متسعة واحدة. - b لكي يكون باالمكان وضع فرق جهد كبير على طرفي المجموعة قد ال تتحمله المتسعة المنفردة. ج : a - تربط مجموعة المتسعات على التوازي مع بعضها فتزداد السعة المكافئة ( eq ) C للمجموعة على وفق العالقه C eq = C 1 + C 2 + C 3 - b تربط مجموعة المتسعات على التوالي مع بعضها فيكون مقدار فرق الجهد الكلي للمجموعة اكبر من مقدار فرق جهد اي متسعة منفردة الن V total = V 1 + V 2 + V 3 وبهذا فان V T > V 1 وان V T > وان V 3 V T > V 2 س - كيف تتولد المادة العازلة في المتسعة االلكتروليتيه ج : نتيجة التفاعل الكيميائي بين االلمنيوم وااللكتروليت. س - وضح بيانيا كيف يتغير تيار شحن ( او تفريغ ) المتسعة مع الزمن. ج : يتناقص مقدار تيار الشحن بسرعة الى الصفر عند اكتمال الشحن كما في الرسم البياني. 63 6
س - بماذا تمتاز كال من المتسعات التالية واين تستعمل : - 1 المتسعة ذات الورق المشمع. 2 - المتسعة ذات الصفائح الدوارة. 3 - المتسعة االلكتروليتيه. ج : 1- تمتاز بصغر حجمها وكبر مساحة صفائحها. وتستعمل في العديد من االجهزة الكهربائية. - 2 تتكون من مجموعتين احداها ثابتة واالخرى يمكنها الدوران حول محور ثابت لتكون مجموعة من المتسعات المربوطة على التوازي وتتغير سعتها اثناء الدوران وتستعمل في الغالب في دائرة التنغيم في الالسلكي والمذياع سابقا. 3 تمتاز بتحملها فرق جهد عالي وتوضع عالمة للداللة على قطبيتها وربطها في الدائرة بشكل صحيح. س - مالفائدة العملية من وجود المتسعة في االجهزة التالية : 1 المصباح الومضي. 2 الالقطة الصوتيه. 3 جهاز تحفيز وتنظيم حركة عضالت القلب. 4 لوحة المفاتيح ج : 1 تجهز المصباح بطاقة تكفي لتوهجه بصورة مفاجئة بضوء ساطع اثناء تفريغها من شحنتها. 2 تحويل الذبذبات الميكانيكيه الى كهربائية بالتردد نفسه. 3 تفريغ طاقة المتسعة الموجودة في الجهاز في جسم المريض وبفترة زمنية قصيرة. 4 التعرف على المفتاح المضغوط من خالل تغيير البعد بين صفيحتي المتسعة الموضوعة تحت كل حرف. C = Q V E k = E k ΔV k = ΔV k E = ΔV d C k = k C C = C k = k o A d o A d ربط المتسعات على التوازي ربط المتسعات على التوالي قانون المتسعة قوانين الفصل االول العالقة بين المجال الكهربائي بوجود العازل والمجال الكهربائي بوجود الهواء وتستخدم فقط للمتسعة المفردة والمشحونه والمفصولة عن المصدر العالقة بين فرق الجهد على طرفي المتسعة بوجود العازل وفرق جهدها بوجود الهواء. وتستخدم فقط للمتسعة المفردة والمشحونه والمفصولة عن المصدر. العالقة بين المجال الكهربائي وفرق الجهد والبعد بين لوحي المتسعه العالقة بين سعة المتسعة بوجود الهواء وسعتها بوجود المادة العازلة العالقة بين سعة المتسعة وعواملها عندما يكون العازل هواء العالقة بين سعة المتسعه وعواملها بوجود مادة عازلة : يتم حساب السعة المكافئة وفرق الجهد الكلي والشحنة الكلية من خالل : 1 ) ΔV 1 = ΔV 2 = ΔV total = ΔV 2 ) Q total = Q 1 + Q 2 3 ) C eq = C 1 + C 2 4 ) Q total = C eq ΔV, Q = C ΔV يتم حساب السعة المكافئة وفرق الجهد الكلي والشحنة الكلية من خالل : 1 ) Q total = Q 1 = Q 2 2 ) ΔV total = ΔV 1 + ΔV 2 1 3 ) = 1 + 1 C eq C 1 C 2 : حساب الطاقة المختزنه في المتسعه : حساب تيار الشحن 1 ) PE electric = ½ ΔV Q 2 ) PE electric = ½ C (ΔV ) 2 3 ) PE electric = ½ Q2 C عند لحظة غلق المفتاح في دائرة الشحن من العالقة I = V c لحظة غلق دائرة التفريغ حساب تيار التفرغ من العالقة R وفي الحالتين يتالشى التيار الى الصفر بعد برهة صغيره. لحساب قدرة متسعه عند تفريغها فان P = PE electric t ( s ) مالحظة مهمه : I = V battery R 63 4
ء, يتم ربط المتسعة في دائرة تحتوي مقاومة وبطارية بطريقتين : V R = V c 1 ان تربط المتسعه على التوازي مع مقاومة, عندها وعندها يمكن حساب شحنة المتسعه. V R ومن استخدام قانون اوم يتم حساب 2 ان تربط المتسعة على التوالي مع المقاومة في الدائرة. فبعد برهة من الزمن تشحن المتسعه بكامل شحنتها ويمكن حساب شحنة المتسعه ( تيار الدائرة يساوي صفرا (. اسئلة ومسائل الفصل V battery = V c وعندها 6, 5, 4, 3, 2 1 س 1 : الفروع ضمن االسئلة في اعاله. علما ان اسئلة الفصل االخرى موجودة ومسائل الفصل 8, 2 حل امثلة الفصل وخاصة الفصل الثاني س - علل : يتوهج مصباح النيون المربوط على التوازي مع ملف بضوء ساطع لبرهة قصيرة من الزمن لحظة فتح المفتاح على الرغم من فصل البطارية عن الدائرة, وال يتوهج عند اغالق الدائرة. ج : عند لحظة فتح المفتاح تتولد فولطية كبيره على طرفي الملف نتيجة التالشاي الساريع للتياار ويعمال الملاف عنادها كمصدر للقوة الدافعة الكهربائيه يجهز المصباح بفولطيه تكفي لتوهجه. وال يتوهج المصباح عند فاتح المفتااح الن الفولطياة الموضاوعه علاى طرفياه ييار كافياة لتوهجاه, حياث ان زمان نماو التياار يكاون كبيارا فتتولاد قاوة دافعاة كهربائية صغيره يير كافية لتوهج المصباح. س - علل : اذا تغير تيار كهربائي منساب في احد ملفين متجاورين يتولد تيار محتث في الملف االخر. ج : بسبب ظاهرة الحث المتبادل بين ملفين متجاورين. س - وضح كيف يمكنك عمليا معرفة فيما اذا كان مجال مغناطيسي ام مجال كهربائي موجود في حيز معين ج : بقذف شحنة كهربائية باتجاه عمودي داخل المجال, فاذا انحرفت باتجاه موازي للمجال فان المجال كهربائي... وان اتخذت الشحنة مسارا دائريا فالمجال مغناطيسي. س - كيف يمكن حساب القوة الدافعة الكهربائيه المحتثه المتولدة على طرفي ملف يدور في مجال مغناطيسي منتظم ( او ) في ملف يدور في مجال مغناطيسي منتظم, اشتق العالقة sin(ωt) ℇ = ℇ m ج : عند دوران ملف مساحة لفته الواحده A بسرعة زاوية منتظمه مقدارها ω داخل مجال مغناطيسي Φ B وكثافته منتظمه ومقدارها B فان الفيض الذي يخترق اللفة الواحدة عند اية لحظة زمنيه يعطى Φ B = B A cosθ وعندما تكون السرعة منتظمه فان cos(ωt) Φ B = B A وبموجب قانون فراداي في الحث الكهرومغناطيسي فان ان التغير (AB cosθ ) {BA cos(ωt)} و بموجب العالقه الرياضيه E ind = N Φ B = N = N t t t عند دوران الملف يحصل في الزاويه لثبوت كل من الفيض والمساحه. لذا فأن : {cos(ωt)} t E ind = NBA = ωsin (ωt) {cos (ωt)} t E ind = NBAω sin (ωt) اي ان وحيث ان ℇ m = NBAω ويمثل ذروة الفولطيه عندما تكون الزاويه ωt = π 2 ان الفولطية االنية ( اللحظية ) لملف يدور في مجال مغناطيسي منتظم تتمثل بالعالقة ℇ = ℇ m sin(ωt) س - ماهي العوامل التي يعتمد عليها مقدار ذروة الفولطية ( الفولطية العظمى ) المتولدة على طرفي ملف يدور بسرعة زاوية منتظمة داخل مجال مغناطيسي منتظم 2 كثافة الفيض المغناطيسي 1 عدد لفات الملف ج : 4 السرعة الزاوية 3 مساحة اللفة الواحدة ℇ m = NBAω بموجب العالقة س - ماالمقصود بالمجاالت الكهربائية غير المستقره ج : مجاالت كهربائية محتثة تنشأ بوساطة التغيرات الحاصلة في المجال المغناطيسي. 63 5
س - ماالقصود بالمجاالت الكهربائية المستقرة ج : مجاالت كهربائية تتولد نتيجة للشحنات الكهربائية المستفرة كالمجال بين صفيحتي متسعة مشحونه. س - ماهو مبدأ عمل كل من االجهزة التالية وضح عمل كل منها. 1 بطاقة االئتمان 2 القيثار الكهربائي ج : الحث الكهرومغناطيسي. ( طريقة العمل في السؤال الالحق ) س - اذكر بعض التطبيقات العملية لظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ووضح واحدا منها. 1 بطاقة االئتمان 2 القيثار الكهربائي ج : 1 - عند تحريك بطاقة االئتمان الممغنطة امام ملف سلكي يستحث تيار كهربائي ثم يضخم هذا التيار ويحول الى نبضات للفولطية تحتوي المعلومات )وفقا لظاهرة الحث الكهرومغناطيسي(. 2 عند اهتزاز اوتار القيثار المعدنية تتمغنط بتاثير ملفات سلكية تحتوي بداخلها ساقا مغناطيسية, وتوضاع هاذه الملفات في مواضع مختلفة تحت االوتار, وعند اهتزاز االوتار يستحث تيار كهربائي متناوب بتردد يساوي تاردد الوتر ثم يوصل بمضخم. س - ماهي الظاهرة التي تستثمر ( او ماهو مبدأ عمل ) جهاز التحفيز المغناطيسي خالل الدماغ وضح ذلك. ج : ظاهرة الحث المتبادل. حيث يسلط تيار متغير مع الزمن على دماغ المريض فيتولد مجال مغناطيساي متغيار ماع الزمن من هذا الملف يخترق دماغ المريض مولدا قوة دافعة كهربائية محتثة فيه فتولد تياارا محتثاا تشاول الادوائر الكهربائية في الدماغ وبهذه الطرية يتم معالجة بعض االمراض النفسية مثل الكآبة. س - ماالكميات الفيزيائية التي تقاس بالوحدات االتية : ج : a : Weber - الفيض المغناطيسي. : Weber\m 2 - b كثافة الفيض المغناطيسي. : Weber/s - c المعدل الزمني لتغير الفيض المغناطيسي. : Teslla- d كثافة الفيض المغناطيسي. : Henry - e معامل الحث الذاتي او معامل الحث المتبادل. س - هل يتولد تيار كهربائي في ملف يتصل به أميتر في الحاالت التالية وضح ذلك ( او كيف تفسر ذلك ) 1. اذا كان بالقرب من ساق مغناطيسي ساكن. 2. اذا دفع المغناطيس نحو جوف الملف بحيث يواجه الملف القطب الشمالي. 3. لو ابعدت الساق المغناطيسية من جوف الملف وقطبها الشمالي مواجه له. ج : 1- اليتولد تيار محتث وتكون قراءة االميتر صفرا. الن الفيض المغناطيسي B الذي يخترق الملف ال يتغير مع الزمن وذلك لعدم توافر الحركة النسبية بين المغناطيس والملف لذا ال ينساب تيار في الدائرة. 2 عند اقتراب المغناطيس وقطبه الشمالي يواجه جوف الملف وبموازاة محوره سيشير االميتر الى انسياب تيار في الدائرة ويكون باتجاه معين. وذلك لحصول تزايد في مقدار الفيض المغناطيسي B الذي يخترق الملف اثناء اقتراب المغناطيس من الملف. 3 عند ابتعاد المغناطيس بالسرعة نفسها وقطبه الشمالي يواجه جوف الملف وبموازاة محوره سيشير االميتر الى انسياب تيار في الدائرة ( ويكون باتجاه معاكس لحالة االقتراب (. وذلك لحصول تناقص في مقدار الفيض المغناطيسي B الذي يخترق الملف اثناء ابتعاد المغناطيس من الملف. س - هل تتأثر ساق مغناطيسية باي قوة عند تقريبها نحو مركز حلقة مفتوحة ولماذا ج : كال التتأثر. وذلك لعدم انسياب تيار محتث في الحلقة. لعدم انسياب تيار محتث في الحلقة المفتوحة وبالتالي اليتولد مجال مغناطيسي وقوة مغناطيسية تعرقل الحركه. ( على الريم من تولد قوة دافعة كهربائية محتثة ) س - ما المقصود بقوة لورنز واين تستثمر ج : محصلة القوتين الكهربائيه والمغناطيسيه المؤثرتين على جسيم مشحون يتحرك باتجاه عمودي على فيض كهربائي منتظم وفيض مغناطيسي منتظم في ان واحد ومتعامدان مع بعضهما. وتستثمرفي بعض التطبيقات العمليه ومن امثلتها انبوبة االشعة الكاثوديه للتحكم في مسار الحزمة االلكترونية الساقطه على الشاشه. س - عللل :جعلل القللب الحديلدي للملفلات عللى شلكل صلفائح ( او سليقان ) ملن الحديلد المطلاوع معزوللة كهربائيلا ومكبوسة كبسا شديدا بدال من قلب من الحديد مصنوع كقطعة واحدة. ج : للتقليل من تأثير التيارات الدوامه حيث تزداد المقاومة الكهربائية وتقل تبعا لذلك الطاقة المتبددة بشكل حرارة. س - ما العامل االساسي ( الذي اكتشفه فراداي ) الالزم توفره لتوليد القوة الدافعة الكهربائية المحتثة ) ind ) ℇ ج : هو حصول تغير في الفيض المغناطيسي ( B ( لوحدة الزمن الذي يخترق حلقة موصلة او ملف سلكي. س - ماهو استنتاج فراداي في الحث الكهرومغناطيسي ( او ) هل يمكن للمجال المغناطيسي ان يولد تيارا محتثا في حلقة مقفلة وضح ذلك. 63 3
ج : يتولد تيار محتث في دائرة كهربائيه مقفله ( مثل ملف سلكي او حلقة موصله ) فقط عندما يحصل تغير في الفيض المغناطيسي الذي يخترق تلك الدائره لوحدة الزمن (. ) Δ Φ B t س - اذكر قانون فراداي في الحث الكهرومغناطيسي وماهي صيغته الرياضية ج : مقدار القوة الدافعة الكهربائيه المحتثه في حلقة موصله يتناسب طرديا مع المعدل الزمني للتغير في الفيض المغناطيسي الذي يخترق الحلقه. الصيغة الرياضية = ind E Φ B t t س - ماسبب وجود االشارة السالبة في قانون فراداي في الحث الكهرومغناطيسي ج : لتحديد قطبية القوة الدافعة الكهربائية المحتثة وباالعتماد على قانون لنز. س - ماالمقصود بالقوة الدافعة الكهربائية الحركية ج : قوة دافعة كهربائية محتثة تتولد على طرفي ساق نتيجة لحركته عموديا على مجال مغناطيسي منتظم. س - مالمقصود بالقوة الدافعة الكهربائية المحتثة ج : قوة دافعة كهربائية تتولد في حلقة او ملف نتيجة لتغير الفيض المغناطيسي المغناطيسي الذي يخترقها لوحدة الزمن. س - مالمقصود بالتيار المحتث. ج : التيار المنساب في دائرة مغلقة والناتج عن قوة دافعة كهربائية محتثه. س - ماهي العوامل التي تعتمد عليها القوة الدافعة الكهربائيه الحركيه ( motional ) E ( او ) ماهي العوامل التي يعتمد عليها مقدار فرق الجهد ( او القوة الدافعة الكهربائية المحتثة ) المتولد على طرفي ساق يتحرك عموديا على مجال مغناطيسي منتظم ج : 1 كثافة الفيض المغناطيسي 2 طول الساق 3 سرعة حركته في المجال. ( باالعتماد على العالقة ) E motional = νbl س - مالذي يحدد قطبية القوة الدافعة الكهربائية ( او ) ماالذي يحدد اتجاه التيار المحتث في دائرة كهربائية مغلقة ج : يعتمد على الفيض المغناطيسي فيما اذا كان متزايدا او متناقصا ( متناميا او متالشيا (. س - اذكر قانون لنز. ج : التيار المحتث في دائرة كهربائية مقفله يمتلك اتجاها بحيث ان مجاله المغناطيسي المحتث يكون معاكسا بتأثيره للتغير في الفيض المغناطيسي الذي ولد هذا التيار. س - مالفائدة العمليه من قانون لنز ج : 1 تعيين اتجاه التيار المحتث في دائرة كهربائيه مقفله. 2 يعد تطبيقا لقانون حفظ الطاقة. س - علل : يعد قانون لنز تطبيقا من تطبيقات قانون حفظ الطاقة ج : عند تحريك ساق مغناطيسية على حلقة اقترابا او ابتعادا لتوليد تيار محتث البد من إنجاز شغل ميكانيكي ويتحول هذا الشغل الى نوع اخر من الطاقة في الحمل ( عندما تكون الحلقة مربوطة بحمل ). س - ماهو مصدر الطاقة الكهربائيه المتولده من التيار المحتث الناتج من حركة موصل في مجال مغناطيسي منتظم ج : الشغل الذي تبذله القوة المحركه للساق للتغلب على القوة المغناطيسيه المؤثرة في الساق. س - علل : اليتولد تيار محتث في حلقة مغلقة عندما ( يكون متجه مساحتها عموديا على ) ( تكون موازية ) لفيض مغناطيي متغير مع الزمن. θ = 90 o فال تتولد فولطية محتثه الن E ind = NA B ج : بموجب العالقة cosθ وان = 0 90. cos وبهذا يكون التيار صفرا. س - ماهي ( اذكر ) العالقة الرياضية لحساب الفولطيلة فلي دائلرة تيلار مسلتمر تحتلوي ملفلا وبطاريلة ومفتاحلا فلي الحاالت التاليه : 1 عند انسياب تيار متزايد في الملف. 2 عند انسياب تيار متناقص في الملف. V applid + E ind = I inst. R - 2 ج : 1 - R V applid E ind = I inst. س - ماالمقصود بمعامل الحث الذاتي لملف ج : نسبة القوة الدافعة الكهربائية المحتثة الى المعدل الزمني للتغير في التيار المنساب في الملف نفسه. س - ماالمقصود بالحث الذاتي ج : تولد قوة دافعة كهربائية محتثة في ملف نتيجة لتغير التيار المار في الملف نفسه. س - ما المقصود بالهنري 63 7
ج : الهنري هو معامل الحث الذاتي لملف اذا تغير التيار فيه بمعدل ( A/s ) 1 تتولد قوة دافعة كهربائية محتثة على طرفيه مقدارها واحد فولط. س - عالم يعتمد مقدار معامل الحث الذاتي )L ) لملف 2- حجم الملف ج: 1- عدد لفات الملف 3- الشكل الهندسي للملف 4- النفوذية المغناطيسية لمادة القلب. س - لماذا يزداد معامل الحث الذاتي لملف عند ادخال قلب من الحديد المطاوع في الملف بدال من الهواء ج : ان ادخال قلب من الحديد المطاوع في جوف الملف بدال من الهواء يتسبب في ازدياد كثافة الفيض المغناطيسي على الملف. س - وضح بيانيا التغيرالزمني للتيار في دائرة تحتوي على ملف مربوط الى مصدر مستمر للفولطيه عند غلق الدائرة وعند فتحها. ج : من الرسم المجاور نالحظ ان زمن تالشي التيار من مقاداره الثابت الى الصفر ( عند فتح الدائره ) اصغر مان زمان تنامياه من الصفر الى مقداره الثابت ( عند يلق الدائره ). س - لماذا يكون زمن تالشي التيار في دائرة الملف المربوط الى مصدر فولطيه مستمره اصغر من زمن تناميه ج : بسبب ظهور فجوة هوائية بين جزئي المفتاح يجعل من مقاومة الدائرة مقدارا كبيرا جدا. س - ماهي العوامل التي يعتمد عليها معامل الحث المتبادل بين ملفين في الهواء ج : 1 ثوابت الملفين ( 2 ) L 1, L 2 وضعية الملفين 3 الفاصله بين الملفين. س - ماهي العوامل التي يعتمد عليها معامل الحث المتبادل بين ملفين في حالة وجود قلب مغلق من الحديد ( او ) ماهي العوامل التي يعتمد عليها معامل الحث المتبادل بين ملفين بينهما ترابط مغناطيسي تام ج : ثوابت الملفين ( 2 ) L 1, L بموجب العالقة M = L 1 L 2 س - ماالغرض من ( او ماالفائدة العملية من ) : 1 استعمال قلب من الحديد المطاوع مغلق بين ملفين متجاورين. 2 استعمال قلب من الحديد المطاوع في الملفات بدل الهواء. ج : 1 للحصول على اقتران مغناطيسي تام بين الملفين ويزداد بذلك معامل الحث المتبادل بين الملفين. 2 لزيادة النفوذية المغناطيسية للملف وزيادة معامل الحث الذاتي للملف. س - ماذا يحصل عند تحريك بطاقة االئتمان امام الملف السلكي ج : يستحث تيار كهربائي ثم يضخم هذا التيار ويحول الى نبضات للفولطية تحتوي المعلومات. س - ماذا يحصل عند اهتزاز وتر القيثار الكهربائي ج : تتمغمط االوتار بالحث وعند اهتزازها يستحث تيار كهربائي متناوب تردده يساوي تردد الوتر. ويضخم هذا التيار. قوانين الفصل الثاني F E = q E العالقة بين المجال الكهربائي والقوة الكهربائية المؤثرة في شحنه ساكنه او متحركه. F B = qvb sin θ العالقة بين القوة المغناطيسية والمجال المغناطيسي لشحنة متحركة ) مالحظات مهمه لحل مسائل الفصل الثاني 1 اذا وجد في السؤال سحبت ساق ( او ساق يتحرك بسرعة ) فتضع قانون E motional = νbl حساب التيار ( وهو قانون اوم ) I = E motional R = υbl R F pull = ΙlB ولحساب القوة الساحبه للساق P dissipated = I 2 R ولحساب القدرة الضائعة او المتبددة R P dissipated = I 2 مالحظة مهمه جدا : في حساب القدرة المتبددة يمكن فقط استخدام القانون ( لحساب القدرة الضائعه. اما باقي القوانين فنستعملها لالشتقاق الرياضي المتعلق بالموضوع. ( سواء مطلوبا او معطى في السؤال ) ف : 2 اذا كان في السؤال الفيض المغناطيسي Φ B Φ B = B A cos θ اوال : اذا كان في السؤال مساحة وزاوية فالقانون هو وهو االسهل 63 8
t Φ B هو الفيض الذي يخترق اللفة وهنا يكون N Φ B = LI ثانيا : اذا كان في القانون تيار وعدد لفات فهو الواحدة 3 اذا وجدت في السؤال كثافة فيض المغناطيسي مع وجود تغير او تالشى او نمو في الفيض فتضع القانون E ind = NA B t B حيث ان هو المعدل الزمني لتغير كثافة الفيض ويكون موجبا عند التناقص وسالبا عند التنامي 4 اذا وجدت في السؤال حلقة سحبت ( او كبست ) بقوة وتغيرت مساحتها فتضع قانون N = 1 ( E ind = NB A للحلقة ) cosθ t A حيث ان هو المعدل الزمني لتغير المساحة ويكون موجبا عند التناقص وسالبا عند التنامي 5 اذا وجدت في السؤال ملفا تغير التيار فيه دون وجود كلمة بطارية )او فولطية موضوعه ) فتضع قانون ( E ind = L I ال يمكن ان تستخرج قيمة L سالبة اذا كانت مطلوبه( t t 6 لو وجدت كلمة ملف مع وجود بطارية وفرق جهدها موجود في السؤال )او مطلوب ) فتضع القانون ( V app = E ind + I inst. R وهي تعود للملف االبتدائي عند وجود ملفين في السؤال( V app = L I او بالصيغة التالية + I t inst. R مع مالحظة مايلي : I inst = 0 اوال : لحظة غلق الدائره ( المفتاح(. وعندها فان V app = L I t ) فيكون I ثانيا : 0 = ind E V app = I const. R او عندما يصل التيار الى المقدار الثابت الن ( 0 = t ) I = V R ) ( وهو قانون اوم. وفيه V R مجموع مقاومات الدائره ), وان I const يمثل التيار الثابت للدائرة. ثالثا : عند ازدياد التيار اآلني ليصل الى ( % X ) من مقداره الثابت فان X % ( V app = E ind + X مثال %00 V 100 applid V app = L I او هو ) او %00 + X V t 100 applid رابعا : عندما يصل مقدار الفولطية المحتثة في الملف )% X ) من فولطية المصدر فان X V 100 applid = L I t 8 اي سؤال تجد فيه الطاقة المختزنة في الملف ( سواء معلومة او مطلوبه ) فتضع قانون : PE = 1 2 LI2 ويتم حساب اي عنصر مجهول في المعادلة بمعرفة عنصرين منها 9 اي وجود لكلمة الملف الثانوي فتضع قانون : ( وهي المعادلة الوحيدة التي تعود للملف الثانوي ) E ind(2) = M I 1 t حيث يتم الحصول على I 1 t من الفقره 6 فرق جهد في الدائرة و 11 اذا وجدت في السؤال ملفان بينهما اقتران ( او ترابط ) مغناطيسي تام او عبارة ( ملفان متجاوران بينهما قلب مغلق من الحديد ) فهذا يعني انك على االغلب تحتاج العالقة التالية : M = L 1 L 2 وعندها ستحتاج الى قوانين الفقرة 6 ايضا اسئلة ومسائل الفصل الفصل س : 1 سؤال اختر العبارة الصحيحة باقي االسئلة موجودة في االسئلة اعاله االهتمام باالمثلة واسئلة الفصل مع التركيز على : االمثلة مهمة وخاصة مثال 5 المسائل الرياضية للفصل 63 9
الفصل الثالث س - اثبت ان رادة الحث ورادة السعة تقاس باالوم. ج : رادة الحث :.sec ) (Volt ) = Volt = ohm(ω ) Ampere Ampere رادة السعة : = Volt = ohm(ω) Ampere. sec Ampere X L = 0πf L = Hz. Henery = ( 1 X C = 1 2πfC = 1 Hz.Farad = 1 sec = sec.volt ( 1 sec )(Coulomb ) Volt س - ارسم مخططا بيانيا يوضح تغير رادة الحث مع تردد التيار. ( شكل 14 ص ) 85 س - ارسم مخططا بيانيا يوضح تغير رادة الحث مع معامل الحث الذاتي. ( شكل 16 ص ) 86 س - ارسم مخططا بيانيا يوضح تغير رادة السعة مع تردد الفولطية المصدر. ( شكل 22 ص ) 29 س - ارسم مخططا بيانيا يوضح تغير رادة السعة مع سعة المتسعة. ( شكل 24 ص 21( س - دائرة تيار متناوب تحتلوي مقاوملة صلرف و محلث صلرف ومتسلعة ذات سلعة صلرف ( C ) R L عللى التوالي مع بعضلها وربطلت مجموعتهملا ملع مصلدر للفولطيلة المتناوبلة. ماالعالقلة بلين متجله الطلور للفولطيلة الكلية ومتجه الطور للتيار في الحاالت اآلتية : 1 رادة الحث تساوي رادة السعة X L = X C 2 رادة الحث اكبر من رادة السعة X L > X C 3 رادة الحث اصغر من رادة السعة X L < X C ج : 1 المتجهان يكونان بطور واحد. وهي حالة الرنين الكهربائي. 2 متجه الطور للفولطية الكلية يتقدم على متجه الطور للتيار. وتكون الدائرة بخواص حثية. 3 متجه الطور للفولطية الكلية يتأخر على متجه الطور للتيار. وتكون الدائرة بخواص سعوية. س - دائرة تيار متناوب تحتلوي مقاوملة صلرف و محلث صلرف ومتسلعة ذات سلعة صلرف ( C ) R L عللى التوالي مع بعضها وربطت مجموعتهما مع مصدر للفولطية المتناوبة. وضح كيف يتغير كل من المقاومة ورادة الحث ورادة السعة اذا تضاعف التردد الزاوي للمصدر. ج : المقاومة ال تتغير بتردد المصدر النها التعتمد على التردد. رادة الحث ( X L ω بثبوت معامل الحث الذاتي ) لذا ستضاعف الرادة بمضاعفة التردد. رادة السعة 1 C ( X بثبوت السعة ) لذا فان مضاعفة التردد سيجعل قيمة الرادة نصف ماكانت عليه. ω س - عالم يعتمد مقدار كل مما يلي في دائرة تيار متناوب متوالية الربط تحتوي على مقاومة صرف ومحث صلرف ومتسعة ذات سعة صرف C) (R L : - 1 الممانعة الكلية. 2 - عامل القدرة. 3 - عامل النوعية. ج : 1- a- المقاومة b- سعة المتسعة c- معامل الحث الذاتي d- التردد. - 2 قياس الزاوية بين متجه الطور للفولطية الكلية ومتجه الطورالتيار. - 3 يعتمد على النسبة بين مقداري التردد الزاوي الرنيني ω r ونطاق التردد الزاوي ω. س - ما الذي تمثله كلل ملن االجلزاء الموجبلة واالجلزاء السلالبة فلي منحنلي القلدرة االنيلة فلي دائلرة تيلار متنلاوب تحتوي: - 1 محث صرف. 2 - متسعة ذات سعة صرف. ج : 1 - االجزاء الموجبة تمثل مقدار القدرة المختزنة في المجال المغناطيسي للمحاث عناد انتقالهاا مان المصادر الاى المحث. اما االجزاء السالبة فتمثل مقدار القدرة المعادة الى للمصدر. - 2 االجازاء الموجباة تمثال مقادار القادرة المختزناه فاي المجاال الكهرباائي للمتساعه عناد انتقالهاا مان المصادر الاى المتسعة ( شحن المتسعه ). اما السالبة فتمثل القدرة المعادة كاملة من المتسعة الى المصدر)تفريغ المتسعة(. س - لماذا يفضلل اسلتعمال محلث صلرف فلي اللتحكم بتيلار التفريلغ فلي مصلباح الفلورسلينت وال تسلتعمل المقاوملة الصرف ج : ألن المحث اليستهلك قدرة في حين ان المقاومة تعمل عل تبديد القدرة على هيئة حرارة. س - ماذا يحصل للقدرة المستهلكة في ملف عند زيادة تردد المصدر بثبوت الفولطية ج : ستزداد رادة الحث بزيادة التردد وفق العالقة X L = 0πf L وبذلك تزداد ممانعة الدائرة فيقل التيار المنساب فاي الدائرة I = V/Z بثبوت فرق الجهد, فتقل القدرة المستهلكة في الدائرة )في المقاومة ) R P = I 2 R. س - ماهي مميزات دائرة رنين التوالي الكهربائية V L = V C - 3 ج : 1 - ترددها يساوي التردد الزاوي الرنيني - 2 C X L = X - 4 خواصها اومية صرف ( R ) Z = 5 - زاوية فرق الطور= 9 63 10
- 2 القدرة الحقيقية = القدرة الظاهرية - 6 عامل القدرة = Φ = coc 1-8 التيار في الدائرة بقيمتها العظمى والممانعة باقل مقدار. س - ما مقدار عامل القدرة في دائرة تيار متناوب ( مع ذكر السبب ), اذا كان الحمل فيها يتألف من : 3 متسعة ذات سعة صرف. 2 محث صرف. 1 مقاومة صرف. 4 ملف ومتسعة والدائرة متوالية الربط ليست في حالة رنين. الن متجه الطور للفولطية ومتجه الطور للتيار يكونان بطور واحد. 1 = 0 Pf = cos 1 - ج : 90 ) الن متجه الطور للفولطية يتقدم على متجه الطور للتيار بزاوية ( = 0 90 Pf = cos - 2 90 ) الن متجه الطور للتيار يتقدم على متجه الطور للفولطية بزوية ( = 0 90 Pf = cos - 3 0) > > (90, يكون <1) Pf < )0-4 قيمة س - ماالمقصود برادة الحث وعالم تعتمد وماهي وحداتها ج : المعاكسة التي يبديها المحث في دائرة التيار المتناوب ضد التغير بالتيار.وتعتمد على التردد ومعامل الحث الذاتي. ويقاس بوحدة االوم. Ω للملف بموجب العالقة X L = 0πf L س - ماالمقصود برادة السعة وعالم تعتمد وماهي وحداتها ج : المعاكسة التي تبديها المتسعة في دائرة التيار المتناوب ضد التغير بالفولطية. وتعتمد على التردد وساعة المتساعة Ω وتقاس بوحدة االوم. X C = 1 بموجب العالقة 2πfC س - ماالمقصود بعامل القدرة وماهي وحداته وماهي العوامل التي يعتمد عليها ج : النسبة بين القدرة الحقيقية الى القدرة الظاهرية. وهو خالي من الوحادات. ويعتماد علاى زاوياة فارق الطاور باين الفولطية الكلية والتيار الكلي. ( او يعتمد على مقدار كال من القدرة الحقيقية والقدرة الظاهرية ). س - ماالمقصود بعامل النوعية وماهي العوامل التي يعتمد عليها وماهي وحداته ج : النسبة بين التردد الزاوي الرنيني الى نطاق التردد الزاوي. ويعتمد على مقادار كاال مان مقاوماة الادائرة ومعامال الحث الذاتي للملف و سعة المتسعة بموجب العالقة ( 1 = Qf ) R L C الرنيني ونطاق التردد الزاوي ).وهو خالي من الوحدات. س - اثبت ان = 1 Qf R L C ج : من تعريف عامل النوعية فان Q f = ω r / ω ( او يعتمد علاى النسابة باين التاردد الازاوي ω r = 1/ LC, ω = R/L Q f = 1/ LC Qf = 1 R/L R L C س - ما المقصود بالمقدار المؤثر للتيار المتناوب ج : مقدار التيار المتناوب المساوي للتيار المستمر الذي لو انساب خالل مقاومه معينه فانه يولد التأثير الحراري نفسه الذي يولده التيار المتناوب المنساب خالل المقاومة نفسها والفترة الزمنية نفسها. س - دائلرة تيلار متنلاوب تحتلوي مقاوملة صلرف ومحلث صلرف ومتسلعة ذات سلعة صلرف ( C R L (عللى التوالي مع بعضها وربطت مجموعتهما مع المصلدر للفولطيلة المتناوبلة. وكانلت هلذه اللدائرة فلي حاللة رنلين. وضح ماهي خصائص هذه الدائرة وما عالقة الطور بين المتجه الطوري لفولطيلة والمتجله الطلوري للتيلار, اذا كان ترددها الزاوي : a) اكبر من التردد الزاوي الرنيني. b ( اصغر من التردد الزاوي الرنيني. c) يساوي التردد الزاوي الرنيني ج : (a اذاكان ) r ( > ω سيكون ( C ) X L > X وان زاوية فرق الطور موجبة تقع في الرباع االول والفولطياة متقدماة علاى التياار والخصائص حثية. حيث تزداد ردة الحث بزيادة التردد وتقل رادة السعة. (b اذا كااان ( r ( < ω اذن ساايكون ( C ) X L < X فااان زاويااة فاارق الطااور سااالبة تقااع فااي الربااع الرابع والفولطية متخلفة عن التيار والخصائص سعوية الن رادة السعة ستزداد في الترددات الواطئة. ( = ω r ( اذا كان (c اذن سيكون ( C ) X L = X فان زاوية فرق الطور = صفر والفولطية بطاور التياار وخصاائص الادائرة مقاومة صرف والدائرة بحالة رنين س - ربط مصباح كهربائي على التوالي مع متسعة ذات سعة صرف ومصدرا للتيار المتناوب عند اي من الترددات الزاوية العالية ام الواطئة يكون المصباح اكثر توهجا وعند اي منها يكون المصباح اقل توهجا وضح ذلك ج : الن ( 1/f ( X C بثبوت السعة 63 11
I eff I dc 2 R I dc فعند الترددات الزاوية العالية تقل رادة السعة وتقل الممانعاة فيازداد التياار فيازداد التاوهج... عناد التارددات الزاوياة الواطئة تكبر رادة السعة وتكبر الممانعة فيقل التيار فيقل التوهج س - ربط مصباح كهربائي على التوالي مح محلث صلرف ومصلدرا للتيلار المتنلاوب عنلد اي ملن التلرددات الزاويلة العالية ام الواطئة يكون المصباح اكثر توهجا وعند اي منها يكون المصباح اقل توهجا وضح ذلك. ج : الن X L f بثبااوت معاماال الحااث الااذاتي فعنااد التاارددات الزاويااة العاليااة تاازداد رادة الحااث وتاازداد الممانعة فيقل التيار ويقل التوهج, وعند الترددات الزاوية الواطئاة تقال رادة الحاث وتقال الممانعاة فيازداد التياار فيزداد التوهج. س - لماذا يفضل استعمال التيار المتناوب في الدوائر الكهربائية في الدول ج : 1 لسااهولة نقلااه الااى مسااافات بعياادة باقاال الخسااائر. 2 امكانيااة تطبيااق قااانون فااراداي فااي الحااث الكهرومغناطيسي مما يمكننا من استعمال المحولة في رفع الفولطية او خفضها. س - كيف ترسل الفولطيه عند نقلها في شبكات التوزيع ولماذا ج : ترسل بفولطيه عاليه وتيار واطيء. وذلك لتقليل خسائر القدره في االساالك الناقلاه ( R ) I 2 والتاي تظهار بشاكل حراره. س - لماذا ال يمكن الجهزة قياس التيار المستمر ان تستخدم في قياس التيار المتناوب ج : النها تقيس المقدار المتوسط للتيار المتنااوب لاذا فاان مؤشارها يقاف عناد تدريجاة الصافر عناد وضاعها فاي دائارة التيار المتناوب. س - يقول زميلك " ان التيار المؤثر يتذبذب كالدالة الجيبيه " ما رأيك في صحة ما قاله زميلك واذا كانت العبارة خاطئه, كيف تصحح قوله ج : ال يصح ذلك. )الن المقدار المؤثر للتيار المتناوب هو مقادار التياار المتنااوب المسااوي للتياار المساتمر الاذي لاو انساب خالل مقاومه معينة فاناه يولاد التاأثير الحاراري نفساه الاذي يولاده التياار المتنااوب المنسااب خاالل المقاوماة نفسها وللفترة الزمنية نفسها. ) فهو اليمثل التيار اآلني الذي يتغير مع الزمن. س - كيف يمكن حساب المقدار المؤثر للتيار المتناوب ( او ) اشتق عالقة حساب المقدار المؤثر للتيار المتناوب. وان sin(ωt) I P = I 2 R = I m R ج : الن P = [ I 2 m sin 2 (ωt)] R و الن = 1 (ωt) sin 2 لدورة كاملة او لعدد صحيح من الدورات 2 عندها تكون القدرة المتوسطه P = 1 I 2 2 m R 2 اما في التيار المستمر فان القدرة في ذات المقاومه هي P = I dc R والن القدرة المتوسطة للتيار المناوب مساوية لقدرة التيار المستمر خالل المقاومة نفسها وللمدة الزمنية نفساها. عنادها يطلق على بالتيار المؤثر لنحصل على وللمقاومة نفسها فان 2 R = I m 2 او 2 R = I m I eff 2 R 2 2 I eff = I 2 m 2 I eff = I m وبالجذر نحصل على = 0.707 I 2 m ويسمى ايضا بجذر معدل مربع المقدار االعظم للتيار ويرمز له ( وهو المقدار المؤثر للتيار المتناوب ) I rms س - ما ذا يعني ان القدرة في المقاومة الصرف موجبة دائما في دوائر التيار المتناوب ( او ) ماذا يعني ان منحني القدره للمقاومة الصرف في دوائر التيار المتناوب موجب دائما ج : ان المنحني الموجب للقدرة تعني ان القدرة تستهلك باجمعها في المقاومة بشكل حراره. س - ماذا تعني عبارة ( ان مقدار التيار المتناوب بالدائره يساوي ) 1 Ampere ج : ان ذلك يعني ان مقدار المؤثر للتيار المتناوب I eff في الدائرة يساوي. 1 Ampere س - ما سبب ازدياد مقدار رادة الحث بازدياد تردد التيار المتناوب على وفق قانون لنز ج : ان ازدياد تردد التيار المتناوب يعناي ازديااد المعادل الزمناي للتغيار فاي التياار I/ t( ) فتازداد باذلك القاوة الدافعة الكهربائية المحتثة في المحث والتي تعمل على عرقلة المسابب لهاا ( I/ t ε( end, علاى وفاق قاانون لنز, اي تعرقل المعدل الزمني للتغير في التيار( ) I/ t فتزداد نتيجة لذلك رادة الحث التي تمثل تلاك المعاكساة الذي يبديه المحث ضد تغير التيار. 63 12
س - ماهو سلوك الملف في a( الترددات الواطئة b( الترددات العالية ولماذا ج : a( عند الترددات الواطئة جدا تقال رادة الحاث ) fl ( X L = 0 فهاي تتناساب طردياا ماع التاردد بثباوت L وقد تصل الى الصفر عند الترددات الواطئة جدا, فيمكن القول عندئذ ان الملف يعمل عمل مقاوماة صارف (الن الملف يير مهمل المقاومة). b( بينما عند الترددات العالية جدا تزداد رادة الحث الى مقدار كبير جدا قد تؤدي الى قطع تيار الدائرة فيعمال الملاف عندئذ عمل مفتاح مفتوح باالعتماد على العالقة. X L = 0 fl س - اين تستهلك القدره في دوائر التيار المتناوب ولماذا ج : في المقاومه فقط. الن المتسعه والمحث ال يستهلكان القدره وال يخضعان لقانون جول. س - ما سلوك المتسعة في : a( الترددات الواطئة جدا. b( الترددات العالية جدا ج : a( بما ان (f/1 ( X C بثبوت السعة, ساتكون رادة الساعة كبيارة جادا عناد التارددات الواطئاة فيقال التياار بمقدار كبير وقد ينقطع التيار وعندها تعمل المتسعة عمل مفتاح مفتوح كما في حالة وجود المتسعة في دوائر التيار المستمر. b( بما ان X C f/1 بثبوت السعة, لذا ستكون رادة السعة صغيرة جدا عند التدرددات العالية جدا وقد تصل الاى الصفر فتعمل المتسعة الصرف عمل مفتاح مغلق دائرة قصيرة فيمكن القول عندئذ ان المتسعة خارج الدائرة. س - ماذا يحصل عند ربط متسعه : 1 - في دائرة تيار مستمر ( على طرفي بطارية ) 2 - في دائرة تيار متناوب. ج : 1 تعمل عمل مفتاح مفتوح. 2 تنشحن المتسعة وتتفرغ على التعاقب وبذلك تعتبر دائرتها مغلقة. س - اثبللت ان متجلله الطللور للتيللار فللي المتسللعة الصللرف يتقللدم علللى متجلله الطللور للفولطيلله بزاويللة فللرق طللور Φ = π = 2 90 )او ) س - اوجد عالقة كل من الفولطية اآلنية والتيار اآلني في متسعة صرف في دائرة تيار متناوب. (ωt) V C = V m sin ج : عند ربط متسعة على طرفي مصدر متناوب فان Q = C. V C وحيث ان Q = C V m sin (ωt) عندئذ تكون I C = Q t وبما ان التيار I C = [ CV m sin(ωt)] اذن t I C = ω C V m cos (ωt) cos(ωt) = sin (ωt + π ) 2 الن وحيث ان وبموجب قانون اوم نحصل على I C = ω CV m sin (ωt + π 2 ) X C = 1 ωc = 1 2πfC ويسمى رادة السعه للمتسعه وبالتعويض عنها في المعادله نحصل على I C = V m sin(ωt + π ) X c 2 I C = I m sin (ωt + π ) 2 I C = V C X C فان والتي تمثل التيار في دائرة المتسعه ذات سعه صرف والتي توضح تقدم التيار في الدائره على الفولطيه بزاوياة فارق طور = π Φ = 2 90 س - ماالمقصود بالرنين الكهربائي وماهي الفائدة العملية له ج : دائرة ( C ) R L متوالية الربط والتي يكون فيها تيار الدائرة باعظم مقدار ورادة الحث تساوي رادة السعة والممانعة في الدائرة باصغر مقدار. وفائدتها العملية تكمن في تنغيم دوائر االستقبال االذاعي. س - باالعتماد على خواص الرنين اثبت ان ω = 1/ LC ج : بما ان X L = ωl وان X c = 1/ωC وعند الرنين X L = X C ωl = 1/ωC ω 2 = 1/LC ω = 1/ LC مالحظة لو كان المطلوب اثبات f = 1/2π LC فاننا نضع ω = 2πf في المعادلة السابقة. س - اين تكمن االهمية العملية لدوائر التيار المتناوب ( C ) L R المتوالية الربط )او الفائدة العملية( ج : الطريقاة التاي تتجااوب فيهاا مثال هاذه الادائره ماع مصاادر ذوات تارددات مختلفاه والتاي تجعال القادره المتوساطة المنتقله الى الدائرة بأكبر مقدار. 63 16
س - ما المقصود بنطاق التردد الزاوي ω وعالم يعتمد ج : الفرق بين التردد الزاوي عند منصف المقدار االعظم للقدره المتوساطه ( 1 ω = ω 2 ω ). ويعتماد علاى مقدار المقاومة ومعامل الحث الذاتي للملف بموجب العالقة ( R/L ω = ) س - علل : يزداد عامل النوعية في الدائرة الرنينية كلما كانت مقاومة الدئرة صغيرة المقدار. ( او ) علل : يقل عامل النوعية في الدائرة الرنينية كلما كانت مقاومة الدائرة كبيرة المقدار. ج : بموجب العالقة Qf = 1 R L C فان عامل النوعية يتناسب عكسيا مع مقدار المقاومة. قوانين الفصل الثالث I eff = I max حساب المقدار المؤثر للتيار = 0.707 I 2 max V eff = V max حساب المقدار مؤثر للفولطية المؤثرة = 0.707 V 2 max X L = ωl = 0πf L حساب رادة الحث = 1 C X حساب رادة السعة = 1 ωc 2πfC ويمكن حساب كل منهما باستعمال قانون اوم حيث ان وان X L = V L وان I L ( هي ممانعة الدائره ) R = V R I R Z = V T I T وان X C = V C I C Pf = cos Φ = P real P app مالحظات مهمه حول حل مسائل التوالي والتوازي في التيار المتناوب : 1 في كل االسئلة ستحتاج الى المخطط والعالقات التالية من المخطط اوال - قانون فيثايورس ثانيا - قانون اوم )وهو لكل من المقاومة ورادة الحث ورادة السعة والممانعة ) المجاور = Φ cos لحساب عامل القدرة او عند وجودها في الدائرة. ثالثا - الوتر المقابل = Φ tan رابعا - المجاور 2 اذا وجدت في السؤال عامل القدرة فانك تستخدم القانون Pf = cos Φ حيث ان cos Φ من المخطط 3 اذا وجدت القدرة الحقيقية في السؤال فانك ستستخدم احد القانونين التاليين او كليهما حتما وهما 2 P real = I R V R او P real = I R R Z = V T 4 اذا وجدت في السؤال التيار للدائرة وفرق جهد الدائرة ( الكلي ) فانك يجب ان تستخدم القانون I T لحساب الممانعه وكذلك اذا كانت الممانعه موجودة في السؤال فانك ستحتاج هذا القانون ايضا. 5 للقدرة الظاهرية نستخدم القانون P app = I T V T او القانون P real = P app cos Φ 6 اذا كانت الدائرة رنينية فانك ستحتاج الى القوانين التالية بشكل مؤكد : = 1 r ω التردد الزاوي الرنيني ( ويستخدم في دائرة التوالي وفي حالة الرنين ) f r = LC 1 2π LC التردد الرنيني ( ويستخدم في دائرة التوالي وفي حالة الرنين ) )) مالحظة مهمة : من القانونين اعاله يمكن حساب تردد الدائرة او سعة المتسعة او معامل الحث الذاتي للملف(( Qf = 1 R L C عامل النوعيه ( ويستخدم في دائرة التولي وفي حالة الرنين ) المقابل = Φ { tan المجاور L( R C متوالية الربط تكتب نتائجها بدون اي حل وهي : المجاور = Φ cos وان الوتر للدائرة الرنينيه ( V R = V T )2 )5 } للتذكير فان مالحظة مهمه R = Z )1 Φ = 0 )4 )3 1 = القدرة عامل P real = P app 63 14
مخطط التيار في دائرة مخطط الممانعة لدائرة مخطط الممانعة لدائرة التوازي التوالي في حالة الرنين التوالي االهتمام بفهم اسئلة الفصل اسئلة ومسائل الفصل الثالث واكثرها موجود ضمن االسئلة اعاله. مع االهتمام بامثلة ومسائل الفصل جميعها. الفصل الرابع س - عندما تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء او االوساط المختلفة ماذا يتذبذب ج : المجالين الكهربائي والمغناطيسي المتذبذبان بطور واحد والمتعامدان على بعضهما. س - ماهو االستنتاج المهم الذي توصل اليه العالم ماكسويل ج : استنتج العالم ماكسويل ان المجالين الكهربائي والمغناطيسي المتغيرين مع الزمن والمتالزماين يمكان ان ينتشاران بشكل موجة في الفضاء تسمى الموجة الكهرومغناطيسية. س - هل ينشأ المجال المغناطيسي عن تيار التوصيل االعتيادي فقط وضح ذلك. ج : كال. بل يمكن ان ينشأ عن مجال كهربائي متغير مع الزمن كما في المتسعة عند شحنها وتفريغها. س - مانوع المجال المتولد حول 1 شحنه نقطية ساكنه. 2 شحنه نقطية متحركة او معجلة. 2 مجالين كهربائي ومغناطيسي متالزمان. ج : 1 مجال كهربائي. س - ماالمقصود بالموجات الكهرومغناطيسية ج : موجات مستعرضاة تناتج مان تعاماد المجاالين الكهرباائي والمغناطيساي المتعامادان والعمودياان علاى خاط انتشاار الموجة وتتوزع طاقة الموجة بالتساوي بين المجالين. س - ماالمقصود بالطيف الكهرومغناطيسي ج : مدى واسع من االطوال الموجية الكهرومغناطيسية والتي بضمنها الضوء المرئي. س - ماهي اوجه ( سبب ) االختالف للطيف الكهرومغناطيسي ج : تختلف الموجات الكهرومغناطيسية بعضها عن بعض تبعا لطريقة تولدها ومصادرها وتقنية الكشف عنهاا وقابلياة اختراقها لالوساط المختلفة. س - ماهي اهم خصائص الموجات الكهرومغناطيسية ج : 1 تنتشر في الفراغ بخطوط مستقيمة وتنعكس وتنكسر وتتداخل و تستقطب وتحيد عن مسارها. 2 تتالف من مجالين كهربائي ومغناطيسي متالزمين ومتغيرين مع الزمن ومتعامدين مع بعضهما. 3 موجات مستعرضة. 4 تنتشر في الفراغ بسرعة الضوء وتتغير سرعتها تبعا لخصائص الوسط الفيزيائية. 5 تتوزع الطاقة بين المجالين بالتساوي. س - عندما تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء او االوساط المختلفة ماذا يتذبذب ج : المجالين الكهربائي والمغناطيسي المتذبذبان بطور واحد والمتعامدان على بعضهما. س - عالم تعتمد سرعة الموجة الكهرومغناطيسية في االوساط المختلفة ج : على خصائص الوسط الفيزيائية. س - ما المقصود بالموجات المتشاكهة ج : وهي الموجات : 1 متساوية التردد 2 متساوية او متقاربة السعة 3 فرق الطور بينها ثابت. س - ماهي شروط التداخل المستديم ( او ) متى يحصل التداخل المستديم بين موجتين ضوئيتين 63 15
ج : 1 ان تكون الموجتان متشاكهتان. 2 اذا كان اهتزازهما في وسط واحد وتتجهان نحو نقطة واحدة وفي آن واحد. س - ماالمقصود بالمسار البصري ج : المسار الذي يقطعه الضوء في الفراغ بالزمن نفسه الذي يقطعه في الوسط المادي الشفاف. س - ماهو شرط التداخل بين موجتين متداخلتين تداخال بناءا ج : ان يكون فرق المسار البصري بين الموجتين m = 0, 1, 0, 3, Δl = mλ س - ماهو شرط التداخل بين موجتين متداخلتين تداخال اتالفيا ج :ان يكون فرق المسار البصري Δl = ( m + 1 ) λ 2 حيث ان m = 0, 1, 0, 3, d س - ما سبب استخدام حاجز ذو الشقين في تجربة يونك ج : للحصول على مصدرين متشاكهين للضوء. س- ما الفائدة العملية من تجربة يونك ج : 1 دراسة الطبيعة الموجية للضوء. 2 حساب الطول الموجي للضوء المستخدم 3 دراسة التداخل في الضوء. ( يكفي كتابة نقطتين فقط منها ) س - مصدران ضوئيان موضوعان الواحد جنب االخر سوية اسقطت موجات الضوء الصادر منها على شاشة لماذا اليظهر نمط التداخل من تراكب موجات الضوء الصادرة عنهما على الشاشة ج : الضوء الصادر عن المصدرين الضوئيين هو ضوء باطوار وترددات مختلفة فهو ضوء يير متشاكه. س - هل من الممكن ان نحصل على هدب التداخل في تجربة يونك باستخدام ضوئين غير متشاكهين ولماذا ( او ) هل تظهر االهداب في تجربة شقي يونك باستخدام مصدرين غير متشاكهين ( مصدرين اعتياديين ) ( او ) هل يظهر نمط التداخل في تجربة شقي يونك عند استخدام مصدرين اعتياديين للضوء ( غير متشاكهين ) ج : كال النحصل على الهدب. الن التداخل البناء واالتالفي سيحصالن بالتعاقب وبسرعة كبيرة جدا. فال يمكن الحصول على فرق ثابت في الطور بين الموجات المتداخلة في اية نقطة من نقاط الوسط. لذا ستشاهد العين اضاءة مستديمة بسبب صفة دوام االبصار. س - لو اجريت تجربة يونك تحت سطح الماء كيف يكون تأثير ذلك على طراز التداخل ج : 1- االهداب المضيئة ستكون اقل اضاءة. 2- يقصر الطول الموجي داخل الماء وفقا للعالقة /n) ( n = فتقل الفواصل بين االهداب Δy النها y = λl تتناسب طرديا مع بموجب العالقة س - هل يمكن للضوء الصادر عن المصادر غير المتشاكهة ان يتداخل ولماذا ج : نعم يتداخل الضوء. ولكن بسبب عدم وجود فرق ثابت بالطور بين الموجات المتداخلة فان العين سترى اضاءة مستديمة بسبب صفة دوام االبصار. س - ماالفرق بين المصادر المتشاكهة والمصادرغير المتشاكهة ج : ان الضوء الصادر من المصادر يير المتشاكهة هو ضوء بترددات مختلفة واطوار عشوائية وفرق الطور بين موجاته يير ثابت. اما الضوء الصادر من المصادر المتشاكهة فهو ضوء بترددات متساوية وفرق الطور بين موجاته ثابتا. س - ماهي العوامل التي يعتمد عليها مقدار فاصلة الهدب في تجربة يونك وكيف يغير كل من هذه العوامل هذه الفاصلة y = λl يمكن ان نستنتج ان : ) ج : ( من العالقة d 1 بعد الشقين عن الشاشة. يزداد مقدار فاصلة الهدب بزيادة البعد بين الشاشة والشقين ( العالقة طرديه (. 2 البعد بين الشقين. تزداد الفاصلة اذا قل البعد بين الشقين ( عالقة عكسية ). 3 الطول الموجي للضوء المستخدم. يزداد مقدار الفاصلة بزيادة الطول الموجي ( عالقة طردية ). س - كيف سيظهر الهدب المركزي اذا استخدم ضوءا ابيضا في تجربة يونك وكيف ستظهر بقية الهدب المضيئه ج : سيظهر الهدب المركزي باللون االبيض ( لون الضوء المستخدم ). اما بقية الهدب فستظهر على جانبي الهدب المركزي اطياف مستمرة للضوء االبيض يتدرج كل طيف من اللون البنفسجي الى اللون االحمر. س - اي من مسافات فاصلة الهدب ستكون اكبر عند استخدام الضوء االزرق ام عند استخدام الضوء االحمر في تجربة يونك ولماذا ج : ستكون فاصلة الهدب للضوء االحمر اكبر من فاصلة الضوء االزرق. الن الفاصلة تزداد بزيادة الطول الموجي وان الطول الموجي للضوء االحمر اكبر من الطول الموجي للضوء االزرق. 63 13
س - علل : ظهور هدب مضيئة واخرى مظلمة في تجربة يونك. ج : بسبب حيود الضوء وتداخله. س - ماهو شرط الحصول على هدب مضيئة في تجربة يونك ج : ان يكون فرق المسار البصري هو dsin = m س - ماهو شرط الحصول على هدب معتم في تجربة يونك. ج : ان يكون فرق المسار البصري هو dsin = (m + 1/0 ) س - علل : تلون بقع الزيت الطافية على سطح الماء او فقاعة الصابون بالوان الطيف الشمسي ( او ) ماذا يحصل لو سقط ضوء على غشاء رقيق ( فقاعة صابون مثال ) ج : يتلون سطح الفقاعة بالوان الطيف الشمسي ( الوان زاهية ), وذلك بسبب التداخل بين موجات الضوء االبيض المنعكسة عن السطح االمامي والسطح الخلفي للغشاء الرقيق. س - ماهي العوامل التي يتوقف عليها التداخل في األغشية الرقيقه ج : 1 سمك الغشاء. 2 انقالب الطور. س - ماالمقصود بعامل انقالب الطور الذي يؤثر في التداخل في االغشية الرقيقه ج : الموجات المنعكسة عن السطح االمامي يحصل لها انقالب في الطور مقداره ( rad ) π بينما التعاني ذلك الموجات المنعكسة عن السطح الخلفي. س - متى يكون التداخل بناءا في االغشية الرقيقه ج : اذا كان سمك الغشاء البصري مساويا الرباع فردية من طول موجة الضوء االحادي الساقط عليه. اي ان t يمثل معامل انكسار الوسط )الغشاء( الذي سمكه n حيث nt = 1 1 λ, 3 1 λ,5 1 λ,. 4 4 4 س - متى يكون التداخل اتالفيا في االغشية الرقيقة ج : عندما يكون سمك الغشاء البصري مساويا للمضاعفات الزوجية من ارباع طول موجة الضوء االحادي الساقط عليه. اي ان t يمثل معامل انكسار الوسط الذي سمكه n حيث nt = 0, 0 1 λ, 4 1 λ, 0 1 λ,. 4 4 4 س - لماذا يحصل انقالب في الطور للموجات المنعكسة من السطح االمامي لألغشية الرقيقة وال يحصل ذلك االنقالب للموجات المنعكسة من السطح الخلفي للغشاء ج : ألن كل موجة تنعكس عن سطح وسط معامل انكساره اكبر من الوسط الذي قدمت منه يحصل لها انقالبا في الطور مقداره ( rad ) π اما القسم االخر من الضوء فأن موجاته تنفذ وتنعكس من السطح الخلفي للغشاء عن وسط معامل انكساره اقل من الوسط الذي قدمت منه فال تعاني ذلك االنقالب في الطور. س - ماسبب ظهور حزم مضيئة ومظلمة بالتعاقب عند النظر الى مصباح من خالل اصبعين متقاربين ( او ) ماسبب مشاهدة حزم مضيئة ومظلمة بالتعاقب عند النظر الى ضوء الشمس من خالل تقريب رموش العين ( او ) ماسبب ظهور حزم مضيئه ومظلمه بالتعاقب عند امرار الضوء من شق واحد ج : نتيجة حيود الضوء وتداخله. س - ماهو شرط التداخل البناء ( الهدب المضيئه ) والتداخل االتالفي ( الهدب المظلمة ) في الحيود من شق واحد ج : شرط الهدب المضيء هو lsin = m) + (½ حيث ان l هو عرض الشق. اما شرط الهدب المظلم lsin = m حيث ان l هو عرض الشق. س - مالمقصود بالحيود بالضوء ج : انعطاف موجات الضوء عن مسارها المستقيم حول حافات الحواجز الحادة التي تعترضه. س - مالفائدة العملية من محزز الحيود ج : 1 دراسة االطياف. 2 تحليل مصادر الضوء. 3 قياس طول موجة الضوء المستخدم. س - ماهي الظاهرة التي ت ثبت ان الضوء موجة مستعرضه ج : االسقطاب. ( الحيود والتداخل ت ثبت طبيعته الموجية ولكنهما ال تحددان كونه موجة مستعرضه ام طولية ) س - عالم يعتمد نوع التداخل في تجربة شقي يونك ( او في الحيود ) ج : على فرق المسار البصري بين الموجتين المتداخلتين. س - ماالمقصود باالستقطاب ج : ازالة معظم الموجات من الحزمة الضوئية ماعدا تلك التي مجالها الكهربائي يتذبذب في مستوى منفرد. س - ما المقصود بالضوء المستقطب ج : هو الضوء الذي يكون فيه تذبذب المجال الكهربائي للموجات الكهرومغناطيسية بمستوي واحد. س - هل ان الضوء الصادر من المصابيح االعتيادية ( او من الشمس ) ضوءا مستقطبا ولماذا ج : كال. الن تذبذب المجال الكهربائي للموجة الكهرومغناطيسية المنبعثه باتجاهات عشوائية. 63 17
س - هل تتغير شدة الضوء االعتيادي عند استقطابه وكيف ولماذا ج : نعم تتغير. حيث تقل شدته. وذلك بسبب امتصاص الشريحة لجميع مركبات المجال الكهربائي عدا مستو واحد. س - كيف يمكن التمييز بين الضوء المستقطب عن الضوء غير المستقطب ( او ) لديك شعاعين احدهما مستقطبا واالخر غي مستقطب, كيف يمكن التمييز بينهما. ج : نمرر الشعاع خالل شريحة م ستقطبة للضوء مع تدوير الشريحة حول محور يمر عموديا على مركزها, فاذا تغيرت شدة الشعاع النافذ فان الشعاع الساقط هو شعاع مسقطب وان لم تتغير شدته فانه يير مستقطب. اما اذا لم ينفذ منه شيء في موضع معين فانه مستقطب استوائيا. س - عدد اهم طرائق االستقطاب. ج : 1 االستقطاب باالمتصاص االنتقائي. 2 استقطاب الضوء باالنعكاس. س - كيف تعمل بلورة التورمالين على استقطاب الضوء المار خاللها ج : ان الجزيئات في بلورة التورمالين تترتب بشكل سلسلة طويلة ال تسمح بمرور الموجات الضوئية اال اذا كان مستوى اهتزاز مجالها الكهربائي عمودي على خط السلسلة بينما تقوم بامتصاص باقي الموجات. س - ما المقصود بالمواد النشطة بصريا اذكر مثاال منها. ج : وهي مواد لها القابلية على تدوير مستوى االستقطاب للضوء المستقطب عند المرور خاللها.مثل بلورة الكوارتز, سائل التربنتين, محلول السكر في الماء. س - ماالمقصود بزاوية الدوران البصري ج :وهي الزاوية التي يدور بها مستوى استقطاب الضوء المستقطب عند مرور الضوء المستقطب خالل المواد النشطة بصريا. س - ماهي العوامل التي يعتمد عليها مقدار زاوية الدوران البصري ج : 1 نوع المادة. 2 سمكها. 3 تركيز المحلول. 4 طول موجة الضوء المار خاللها. س - عالم تعتمد درجة استقطاب الضوء المنعكس عن السطوح العاكسة ج : على زاوية السقوط. س - متى يكون الشعاع المنعكس عن السطح العاكس مستقطبا استوائيا كليا ج : عند زاوية تسمى ( زاوية بروستر ) او زاوية االستقطاب. θ p س - ماالمقصود بزاوية بروستر ج : وهي زاوية السقوط على السطح العاكس والتي عندها يكون الشعاع المنعكس مسقطبا استوائيا كليا والشعاع المنكسر مستقطبا جزئيا وتكون الزاوية بين الشعاع المنعكس والشعاع المنكسر قائمة. س - متى يكون الضوء المنعكس من السطوح العاكسة غير مستقطب ج : عندما يسقط الشعاع عموديا على السطح العاكس. اي ان زاوية السقوط تساوي صفرا. س - ماهي خواص الشعاعين المنعكس والمنكسر عند زاوية بروستر ج : يكون الشعاع المنعكس مستقطبا استوائيا ( كليا( والمنكسر مستقطبا جزئيا وتكون الزاوية بين الشعاعين قائمة. س - في االستقطاب باالنعكاس عند اية شروط : - 1 ال يحصل استقطاب بالضوء. - 2 يحصل استقطاب استوائي كلي. ج : 1 عنما يسقط الضوء عموديا على السطح العاكس ( زاوية السقوط تساوي صفرا ) 2 عندما يسقط الضوء بزاوية بروستر ( االستقطاب ) س - مالمقصود باالستطارة ج : تشتت الضوء االبيض عند مروره خالل وسط يحتوي جسيمات اقطارها تقارب معدل الطول الموجي للضوء االبيض. س - ماسبب تلون االفق بلون الضوء االحمر عند الشروق والغروب ج : بسبب قلة استطارة االحمر والبرتقالي وزيادة استطارة اللون االزرق. س - لماذا تبدو السماء بلونها االزرق الباهت عندما تكون الشمس فوق االفق نهارا ج : بسبب استطارة الضوء االزرق تكون اكبر من باقي االلوان. س - ما هي العالقة بين شدة الضوء المستطار وطوله الوجي ج : ان شدة الضوء المستطار تتناسب عكسيا مع األس الرابع للطول الموجي. اي مع ( 4 λ/1(. س - ايهما يحيد اكثر الضوء االزرق ام الضوء االحمر ولماذا ج : االحمر يحيد اكثر من االزرق الن زاوية الحيود تتناسب طرديا مع الطول الموجي. س - ايهما يستطار اكثر الضوء االزرق ام الضوء االحمر ولماذا ( او ) لماذا تستطار موجات الضوء القصيرة اكثر من موجات الضوء الطويله 63 18
ج - الضوء االزرق ( الطول الموجي االقصر ) يستطار بمقدار اكبر من الضوء االحمر )لطول الموجي االكبر (. وذلك الن شدة االستطارة تتناسب عكسيا مع األس الرابع للطول الموجي. ( 4 λ/1 ) مالحظة : يمكن ان يكون السؤاالن السابقان بسؤال واحد. س- خالل النهار ومن سطح القمر يرى رائد الفضاء السماء سوداء ويتمكن من رؤية النجوم بوضوح بينما خالل النهار ومن سطح االرض يرى السماء زرقاء وبال نجوم ما تفسير ذلك ج : خالل النهار ومن على سطح القمر يرى رائد الفضاء السماء سوداء ويتمكن من رؤية النجوم بوضوح وذلك لعدم وجود يالف جوي يسبب استطارة ضوء الشمس وانتشاره. في حين خالل النهار ومن على سطح االرض يرى السماء زرقاء وبال نجوم بسبب حدوث ظاهرة االستطارة )تشتت االلوان( بسبب وجود الغالف الجوي. س - ما التغير الذي يحصل في عرض المنطقة المركزية المضيئة لنمط الحيود من شق واحد عندما نجعل عرض الشق يضيق اكثر ج : يزداد عرض الهدب المركزي المضيء ويكون اقل شدة على وفق العالقة l 1 / sin قوانين الفصل الرابع. l = l العالقة بين فرق الطور وفرق المسار البصري حيث ان Φ = 2π 2 l 1 l λ y m = λl حساب بعد المرتبة المضيئه m عن الهداب المضيء المركزي ( في تجربة يونك ) m d y = λl حساب البعد بين هدابين مضيئين متجاورين او متتاليين ( في تجربة يونك ) قانون محزز الحيود d sin θ = mλ 1 d = N(in 1 cm) حساب ثابت الحز او يمكن حسابه من العالقه d = w N في قانون المحزز وحساب ثابت الحز نستعمل جميع االبعاد بوحدة السنتمتر ( cm ) لتسهيل الحل n بمعامل االنكسار θ p عالقة زاوية االستقطاب tan θ p = n. n ومعامل االنكسار θ العالقة بين الزاوية الحرجة n = 1 c sin θ c tan θ p = 1 sin θ c ومن العالقتين اعاله فان اسئلة ومسائل الفصل الرابع حل اسئلة ومسائل الفصل واالهتمام بها اكثر من االسئلة االخرى علما ان الكثير منها موجود في االسئلة اعاله d الفصل الخامس س - ماالمقصود بالجسم االسود وكيف يمكن تمثيله عمليا ج : نظام مثالي يمتص جميع االشعاعات الساقطة عليه ومشع مثالي عندما يكون مصدرا لالشعاع. ويمكن تمثيله بفتحة ضيقة داخل جسم اجوف. س - ماهو قانون ستيفان بولتزمان وماهي العالقة الرياضية الخاصة به ج : المعدل الزمني للطاقة التي يشعها الجسم االسود تتناسب طرديا مع االس الرابع لدرجة الحرارة المطلقة ( عدا الصفر المطلق ). 4 I = σt س - كيف يتغير توزيع طاقة اشعاع الجسم االسود مع الطول الموجي ودرجة الحرارة المطلقة ج : بموجب قانون ستيفان بولتزمان الذي نصه اعاله. س - عالم يعتمد طبيعة االشعة المنبعثة من الجسم االسود ( الفتحة الضيقة عند تمثيل الجسم االسود ) ج : على درجة الحرارة المطلقة. س - ما المقصود بقانون ازاحة فين ج : ذروة التوزيع الموجي لالشعاع المنبعث من الجسم االسود تنزاح نحو الطول الموجي االقصر عند ارتفاع درجة الحرارة المطقة ( تناسب عكسي (. س - اي النجوم ( االجسام ) يشع حرارة اكثر, االحمر ام االبيض ام االزرق ولماذا ج : ان الجسم االبيض يشع اكثر حرارة ثم االزرق ثم االحمر اقل اشعاعا. وذلك حسب قانون االزاحة لفين.حيث ان ذروة التوزيع الموجي لالشعاع تنزاح نحو الطول الموجي االقصر عند ارتفاع درجة الحرارة المطلقة. س - ماذا اقترح العالم بالنك المتصاص واشعاع الطاقة بالنسبة للجسم االسود 63 19
ج : ان الجسم االسود يشع و يمتص الطاقة على شكل كمات محددة ومستقله من الطاقة وهذه الكمات تعرف E = hf بالفوتونات وان طاقة الفوتون س - ماالمقصود بالظاهرة الكروضوئية ج : ظاهرة تحرر االلكترونات من سطوح المعادن عند تعرضها للضوء بتردد مؤثر. س - هل يمر تيار في الدائرة الكهربائية عند وضع الخلية في الظالم في تجربة الظاهرة الكهروضوئية ولماذا ج : كال. الن انبعاث االلكترونات يتم بتأثير الضوء الساقط وال يتوفر ذلك في الظالم. س - ماذا يحصل عند عكس فولطية المصدر في الظاهرة الكهروضوئية ج : يهبط التيار تدريجيا الى قيم اقل. س - ماهي الخلية الكهروضوئية ( او ماهي مكوناتها ) ج : انبوبة مفرية من الهواء لها نافذة شفافة من الزجاج او الكوارتز وتحتوي لوح معدني يسمى الباعث ويتصل بالقطب السالب او الكاثود ولوح اخر يسمى الجامع او االنود ويتصل بالقطب الموجب. س ماهي الفائدة العملية ( اهم استعماالت ) للخلية الكهروضوئية 2 تحويل الطاقة الضوئية الى كهربائية. ج : 1 استخدامها في قياس شدة الضوء. 4 اظهار تسجيل الموسيقى المصاحبة لالفالم المتحركة السينمائية. 3 في كامرات التصوير الرقمية. س - لماذا فشلت المحاوالت العديدة لدراسة وتفسير الطيف الكهرومغناطيسي المنبعث من الجسم االسود كدالة للطول الموجي عند درجة حرارة معينة وفقا لقوانين الفيزياء الكالسيكية ج : الن الفيزياء الكالسيكية افترضت ان الطاقة المنبعثة من الجسم االسود هي مقادير مستمرة ( يير محددة( اي بمقادير يير منفصلة بعضها عن بعض. س - مالمقصود بتيار االشباع ( في الظاهرة الكهروضوئية ) ج : التيار األعظم الثابت المار في دائرة الخلية الكهروضوئية ولتردد مؤثر معين. وعندها يكون المعدل الزمني لاللكترونات الضوئية المنبعثة من اللوح الباعث والواصلة الى اللوح الجامع مقدارا ثابتا وال يزداد مهما زيد الجهد الموجب لل وح الجامع. س - ماذا يحصل عند زيادة ( مضاعفة ) شدة الضوء ذي التردد المؤثر الساقط على اللوح الباعث في الظاهرة الكهروضوئية. ( تيار االشباع يعتمد فقط على شدة الضوء لتردد معين ) ج : يزداد ( يتضاعف ) تيار االشباع س - ماذا يحصل عند زيادة سالبية جهد اللوح الجامع تدريجيا نالحظ ان التيار سيساوي صفرا. V s ج : عند قيمة جهد معين يسمى جهد القطع ( او ) : يقل تيار الدائرة الى الصفر. س - في الخلية الكهروضوئية. ماذا يحصل لكل مما يأتي لو ازداد شدة الضوء المؤثر المستعمل : 2 الطاقة الحركية العظمى لاللكترونات الضوئية المنبعثة 1 تيار االشباع 4 االنطالق االعظم لاللكترونات الضوئية المنبعثة. 3 جهد االيقاف 4 اليتأثر. 3 اليتأثر 2 اليتأثر ج : 1 يزداد س - في الخلية الكهروضوئية. ماذا يحصل لكل مما يأتي لو ازداد تردد الضوء المؤثر المستعمل : 2 الطاقة الحركية العظمى لاللكترونات الضوئية المنبعثة 1 تيار االشباع 4 االنطالق االعظم لاللكترونات الضوئية المنبعثة. 3 جهد االيقاف - 4 يزداد 3 يزداد 2 يزداد ج : 1 ال يتأثر) بثبوت الشدة ) س - ماهو جهد االيقاف ( القطع ) ج : مقياسا للطاقة الحركية العظمى لاللكترونات الضوئية المنبعثة.والذ ي عنده يكون تيار الدائرة يساوي صفرا. س - عالم يعتمد جهد االيقاف ( جهد القطع ) لمعدن معين ج : على تردد الضوء ( االشعاع ) المستخدم. س - عالم يعتمد مقدار الطاقة الحركية العظمى لاللكترونات الضوئية المنبعثة في الظاهرة الكهروضوئية 2 دالة الشغل ( تردد العتبه ) ج : 1 تردد الضوء الساقط f س - ما المقصود بتردد العتبه ج : اقل تردد يولد االنبعاث الكهروضوئي لمعدن معين. λ ) ( س - ما المقصود بطول موجة العتبة ج : اطول طول موجي يستطيع تحرير االلكترونات الضوئية من سطح معدن معين. س - عالم يعتمد تردد العتبه ( او دالة الشغل ) ج : نوع المعدن. ( تردد العتبه خاصية مميزة للعنصر ). 63 20
س - ماهو المبدأ الذي اعتمده العالم انشتاين في تفسير الظاهرة الكهروضوئية وضح ذلك. ج : اعتمد المبدأ الذي وضعه العالم بالنك وهو ان الضوء سيل من الفوتونات وان طاقة الفوتون E = hf س - ماهي الجوانب التي فشلت النظرية الموجية في تفسيرها للظاهرة الكهروضوئية )او : لماذا فشلت النظرية الموجية في تفسير الظاهره الكهروضوئية ) ج : 1 فشلت في تفسير وجود تردد العتبه. 2 الطاقة الحركية العظمى التعتمد على شدة الضوء الساقط 3 لم تستطع تفسير اعتماد الطاقة الحركية لاللكترونات الضوئية المنبعثة من سطح الفلز ( الباعث ) على تردد الضوء الساقط. 4 لم تستطع تفسير االنبعاث الفوري لاللكترونات بمجرد سقوط ضوء ذو تردد مؤثر مهما كانت شدته ضعيفة. س - ما المقصود بدالة الشغل للمعدن وعالم تعتمد ج : اقل طاقة يرتبط بها االلكترون بالمعدن. وتعتمد على نوع المعدن. س - وضح بيانيا العالقة بين الطاقة الحركية العظمى لاللكترون الضوئي وتردد الضوء الساقط. وماذا يمثل ميل المنحني ( المستقيم ) وماذا يمثل المقطع السالب من االحداثي الصادي عند امتداد المنحني وماذا تمثل نقطة التقاطع مع االحداثي السيني ج : المخطط كما في الشكل المجاور. وميل المستقيم يمثل ثابت بالنك. والمقطع السالب يمثل مقدار دالة الشغل. ونقطة التقاطع مع االحداثي السيني تمثل تردد العتبة. س - هل يحصل انبعاث االكترونات في الظاهرة الكهروضوئية اذا كان : 1 تردد الضوء المستعمل اقل من تردد العتبه. )طوله الموجي اكبر من طول موجة العتبه( 2 تردد الضوء المستعمل يساوي تردد العتبه. ( طوله الموجي يساوي طول موجة العتبة ) 3 تردد الضوء المستعمل اكبر من تردد العتبه. ( طوله الموجي اصغر من طول موجة العبة ) ج : 1 اليحصل انبعاث الكتروني. 2 يحصل انبعاث الكتروني ولكن الطاقة الحركية لالكلترونات تساوي صفرا. 3 يحصل انبعاث الكتروني وطاقة االلكترونات المنبعثة اكبر من الحالة الثانية. س - ماالمقصود بالميكانيك الكمي ج : هو ذلك الفرع من الفيزياء والمخصص بدراسة حركة االشياء والتي تاتي بحزم صغيرة جدا او كمات. س - عالم تدل: 1- قيمة كبيرة الى 2 لجسيم في مكان وزمان معينين. 2- قيمة صغيرة الى 2 لجسيم في مكان وزمان معينين. اذ ان ) ( تمثل دالة الموجة للجسيم ج : 1- ان قيمة كبيرة الى 2 تعني احتمالية كبيرة لوجود الجسيم في المكان والزمان المعينين. 2- ان قيمة صغيرة الى 2 2 تعني احتمالية صغيرة لوجود الجسيم في المكان والزمان المعينين. س - علل : عادة يفضل استعمال خلية كهروضوئية نافذتها مصنوعة من الكوارتز بدال من الزجاج في تجربة الظاهرة كهروضوئية. ج : الن مادة الكوارتز تمرر االشعة فوق البنفسجية اضافة الى الضوء المرئي,وبذلك يكون مدى الترددات المستعملة اوسع. س - أيسلك الضوء سلوك الجسيمات ام انه يسلك سلوك الموجات ج : هذا يتوقف على الظاهرة التي يسلكها الضوء والتي هي قيد الدراسة فبعض الظواهر يمكن تفسيرها على ان سلوك الضوء دقائقي عندما يظهر الصفة الدقائقية... س - اليمكن مالحظة الطبيعة الموجية لالجسام االعتيادية المتحركة في حياتنا اليومية في العالم البصري مثل سيارة متحركة, لماذا ج : بسبب صغر قيمة ثابت بالنك فان كتلتها وزخمها كبير نسبيا وبالتالي فان طول موجة دي برولي المرافقة لها يكون صغيرة جدا ) h/mv ( = س - فسر عدم مالحظتنا لمبدأ الالدقة في حياتنا ومشاهدتنا اليومية االعتيادية في العالم البصري, مثال لكرة قدم متحركة ج : بسبب القيمة الصغيرة جدا لثابت بالنك. س - ماهي النظرية الحديثة لطبيعة الضوء ( ماهي الطبيعة المزدوجة للضوء ) ج : ان طاقة االشعاع تنتقل بشكل فوتونات يقودها باتجاه سيرها مجال موجي. 63 21