المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء - فيزياء3-3 - ثالث ثانوي

2- المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء Electric and Magnetic Fields in Space على الرغم من أنك قد لا تدرك الموجات الكهرومغناطيسية إلا أنك تعتمد عليها يوميا. فبث الإشارات من محطات الإذاعة والتلفزة، والأقمار الاصطناعية التي تدور حول الأرض، وحتى تلك الموجات الصادرة عن المجرات البعيدة، تعدّ جميعها موجات كهرومغناطيسية. وتستخدم الموجات الكهرومغناطيسية أيضًا في منتجات استهلاكية شائعة مثل أفران الأهداف www.ien.edu.sa • تصف كيف تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء. . تحل مسائل تتضمن خصائص الميكروويف، وأجهزة التحكم عن بعد، والهواتف الخلوية وغيرها. وستتعلم في هذا الجزء عن المجالات التي تعمل بالموجات الكهرومغناطيسية، وكيفية إنتاج هذه الموجات واستقبالها. الموجات الكهرومغناطيسية. . تصف العوامل المؤثرة في قدرة الهوائي على التقاط موجة كهرومغناطيسية لها طول موجي محدد. الموجات الكهرومغناطيسية Electromagnetic Waves حدث تقدم كبير في فهم الموجات الكهرومغناطيسية خلال القرن التاسع عشر، وأدّت هذه التطورات إلى تطوير أجهزة وتقنيات جديدة كان لها أثر كبير في المجتمع الحديث. سلسلة من الإنجازات في عام 1821م بينما كان العالم الدنماركي أورستيد يقدم عرضًا لطلابه لاحظ انحراف إبرة البوصلة عند اقترابها من سلك يسري فيه تيار كهربائي، وأدرك أن ملاحظته تعرض ربطًا أساسيا بين الكهرباء والمغناطيسية. وتوصل أورستيد إلى أن التيار المفردات المار في موصل يولد مجالاً مغناطيسيا، وأن التيار المتغير يولد مجالاً مغناطيسيا متغيرا. ولقد أحدثت هذه الاكتشافات ثورة في الأوساط العلمية، وقاد إلى سيل من البحوث الجديدة. • تحل مسائل تتضمن انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في المواد العازلة للكهرباء. الموجات الكهرومغناطيسية العوازل الكهربائية الهوائي الطيف الكهرومغناطيسي وبعد مرور إحدى عشرة سنة على هذه التجارب اكتشف كل من العالمين مايكل فارادي وجوزيف هنري - كل على حدة - الحث الكهرومغناطيسي. والحث الكهرومغناطيسي هو إنتاج مجال كهربائي بسبب مجال مغناطيسي متغير. ومن المثير للاهتمام أن المجالات الإشعاع الكهرومغناطيسي الكهربائية الحثية تتولد حتى لو لم يكن هناك أسلاك. كما هو موضح في الشكل 2-5a. لذا فإن المجال المغناطيسي المتغير يولد مجالاً كهربائيًا متغيرًا مماثلاً. لاحظ أن خطوط المجال الكهربائي الحثي تشكل حلقات مغلقة، كما هو موضح في الشكل 25؛ وذلك لأنه لا توجد شحنات عند النقاط التي تبدأ منها خطوط المجال، أو عند النقاط التي تنتهي فيها، خلافا للمجال الكهروسكوني الشكل 25 هذه الأشكال تمثل مجالا كهربائيا حثيا (a)، ومجالا مغناطيسيا (b) ومجالين كهربائيا ومغناطيسيا معا (C). الكهرباء الإجهادية المستقبل وزارة التعليم Minist467ucation 2023-1445 B E

468 افترض الفيزيائي الإسكتلندي جيمس ماكسويل في عام 1860م أن عكس الحث أيضًا؛ فالتغير في المجال الكهربائي يولد مجالاً مغناطيسيا متغيرا. وهذا موضح في صحيح الشكل 5-2 واقترح ماكسويل أيضًا أن الشحنات الكهربائية ليست ضرورية؛ فالمجال الكهربائي المتغير وحده يمكن أن يولد مجالاً مغناطيسيا. ثم توقع ماكسويل أن كلا من الشحنات المتسارعة والمجالات المغناطيسية المتغيرة تولد مجالات كهربائية ومغناطيسية تتحرك معا في الفضاء. ويسمى المجالان المغناطيسي والكهربائي المنتشران معا في الفضاء الموجات الكهرومغناطيسية، أو موجة EM. ويوضح الشكل 5c- اتجاهات المجالات التي تكون موجة كهرومغناطيسية. وفي عام 1887م أثبت الفيزيائي الألماني هنريش هرتز عمليّاً صحة نظرية ماكسويل، كما أدت نظرية ماكسويل إلى وضع تصور كامل للكهرباء والمغناطيسية. خصائص الموجات الكهرومغناطيسية وجد مؤخرًا أن سرعة الموجة الكهرومغناطيسية تساوي تقريبا m/s 10×3.00 ، ويرمز لها بالرمز c، وهي سرعة الضوء. وتنتقل الموجات الكهرومغناطيسية - ومنها الضوء في الفضاء بسرعة .. ويرتبط كل من طول الموجة الكهرومغناطيسية وترددها وسرعتها بالعلاقة الآتية: العلاقة بين الطول الموجي والتردد لموجة x= الطول الموجي للموجة يساوي مقدار سرعتها مقسوما على ترددها. في هذه المعادلة يقاس الطول الموجي ) بوحدة m، وتقاس السرعة v بوحدة m/s ، ويقاس التردد / بوحدة Hz. ولاحظ أن السرعة " لأي موجة كهرومغناطيسية تنتقل في الفراغ تساوي سرعة الضوء ، ولذلك فإن العلاقة الخاصة بالموجة الكهرومغناطيسية تصبح x = 4 حيث c = 3.00x 10 m/s لاحظ أن حاصل ضرب الطول الموجي في التردد لأي موجة كهرومغناطيسية هو مقدار ثابت ويساوي .. ولذلك عندما يزداد الطول الموجي يقل التردد، والعكس صحيح. أي أن الموجة الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي الكبير لها تردد صغير، بينما الموجة الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي الصغير لها تردد كبير. مسائل تدريبية 15. ما مقدار سرعة موجة كهرومغناطيسية في الهواء إذا كان ترددها Hz 10×3.2 16. ما طول موجة الضوء الأخضر إذا كان تردده H2 104×5.70 17. ما طول موجة كهرومغناطيسية ترددها Hz 10 8.2 18. ما تردد موجة كهرومغناطيسية طولها الموجي 102m×82.2 وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

انتشار الموجات الكهرومغناطيسية خلال مادة يمكن أن تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية خلال المادة أيضًا؛ فسقوط أشعة الشمس على كأس زجاجية بها ماء مثال على انتقال موجات الضوء خلال ثلاث مواد مختلفة؛ الهواء والزجاج والماء، وهي مواد غير موصلة للكهرباء، وتسمى العوازل الكهربائية. وتكون سرعة الموجة الكهرومغناطيسية خلال العازل دائما أقل من سرعتها في الفراغ، ويمكن حسابها بالعلاقة: v= في هذه المعادلة تقاس سرعة الموجة ( بوحدة ms، وتقاس سرعة الضوء c بوحدة m/s، وقيمتها تساوي m/s 10×3.00. أما ثابت العزل الكهربائي النسبي K فليس له وحدات. وفي الفراغ 1.00000=K وسرعة الموجة في الفراغ تساوي .c وفي الهواء 1.00054=K، ولذلك تنتقل الموجة الكهرومغناطيسية في الهواء أبطأ قليلا من .. مسائل تدريبية 19. ما مقدار سرعة الموجة الكهرومغناطيسية المنتقلة في الهواء؟ استخدم c = 299792458 m/s في حساباتك. 20. إذا كان ثابت العزل الكهربائي للماء 1.77 فما مقدار سرعة انتقال الضوء في الماء؟ 21. إذا كانت سرعة الضوء خلال مادة 2.43x10 m/s فما مقدار ثابت العزل الكهربائي للمادة؟ الشكل 26 يولد مصدر التيار المتناوب الموصول بالهوائي فرق جهد انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية كما في متغيرا في الهوائي، وهذا التغير في فرق الشكل 6-2 والهوائي هو سلك يتصل بمصدر تيار متناوب مصمم لبث واستقبال الجهد يولد مجالا كهربائيا متغيرا (a). الموجات الكهرومغناطيسية. ويولد المصدر المتناوب فرق جهد متغيرًا في الهوائي الذي يولد المجال الكهربائي المتغير مجالاً يهتز بتردد مساو لتردد مصدر التيار المتناوب، ويولد فرق الجهد المتناوب هذا مجالاً كهربائيا مغناطيسيا متغيرا، والمجال المغناطيسي متغيرا مماثلاً؛ منتشرا ومبتعدا عن الهوائي، والمجال الكهربائي المتغير يولد أيضًا مجالاً المتولد بدوره يولد مجالاً كهربائيا. مغناطيسيا متغيرًا متعامدًا مع الصفحة وعلى الرغم من أن المجال المغناطيسي غير ظاهر وتستمر هذه العملية فتنتشر الموجة في الشكل - إلا أنه ينتشر مبتعدا عن الهوائي وينشأ عن ترابط المجالات الكهربائية الكهرومغناطيسية مبتعدة عن الهوائي والمجالات المغناطيسية معًا موجات كهرومغناطيسية تنتشر في الفضاء بسرعة الضوء. -(c), (b) الهوائي محال کهربائی وزارة التعليم Minist 469ucation 2023-1445

الشكل 2-2 أجزاء من المجالين الكهربائي والمغناطيسي المتولدين بواسطة الهوائي قد تبدو في لحظة ما، كما هو موضح (a). لاحظ أن المجالين الكهربائي والمغناطيسي متعامدان، وعموديان على اتجاه سرعة الموجة (2(b) . b E B B E B المحور الاستقطاب B لو أمكن رؤية الموجات الكهرومغناطيسية القادمة فستظهر المجالات المتغيرة، كما في الشكل 7-2. حيث يتذبذب المجال الكهربائي إلى أعلى وإلى أسفل، بينما يتذبذب المجال الشكل 28 المخطط يبين أنواعًا من المغناطيسي بزوايا قائمة مع المجال الكهربائي وكلا المجالين متعامدان على اتجاه انتشار الموجة. لاحظ أن الموجة الكهرومغناطيسية الناتجة بواسطة الهوائي مستقطبة؛ وذلك لأن الإشعاعات الكهرومغناطيسية وأطوالها الموجبة. المجال الكهربائي مواز الموصل الهوائي. 470 أجسام للمقارنة منزل كرة تنس أرضي نحلة خلية جزيء نواة بروتون يزداد الطول الموجي الطيف الكهرومغناطيسي طول الموجة (m) 110m (1 km) 100 m 10 m 11m 1 cm 10m (0.1 mm) 10° m (1 μm) 10m (1 nm) أنواع الإشعاع مصدر الإشعاع التردد (H2) موجات میگروویف تحت الحمراء ضوء مرتي أشعة فوق بنفسجية أشعة لا أشعة جاما 10 Ha (1) MHz) 10 Ha (1GHz) 100 Hz 10 Hz 10 Hz 10 Hz 10 Hz 100 Hz 1012 m (1 pm) 10 Hz 10-15 m 1024 Hz 圭 هوائي المذياع محطات بت مصابيح وليزرات سنگروترون اليوب الأشعة السينية مصادر مشعة مسارعات الجسيمات وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

. مسألة تحفيز يشكل الضوء المرئي جزءًا بسيطًا فقط من الطيف الكهرومغناطيسي، وأطوال الموجات لبعض ألوان الضوء المرئي موضحة في الجدول 1-2 1. أي ألوان الضوء له أكبر طول موجي؟ 2. أي الألوان ينتقل أسرع في الفراغ؟ 3. تحيد الموجات ذات الطول الموجي الأكبر حول الأجسام التي تعترض مساراتها أكثر من الموجات ذات الطول الموجي الأقصر. أي الألوان سيحيد بدرجة أكبر، وأيها سيحيد بدرجة أقل؟ 4. احسب مدى التردد لكل لون من ألوان الضوء المعطاة في الجدول 1-2 توليد الموجات الكهرومغناطيسية Producing Electromagnetic Waves الجدول 1-2 أطوال موجات الضوء المرئي اللون نيلي بنفسجي الموجات من مصدر متناوب تعلمت أنه يمكن لمصدر متناوب متصل بهوائي أن يرسل موجات كهرومغناطيسية، ويكون تردد الموجة مساويا لتردد دوران مولد التيار المتناوب AC، ويُحدد بـ 1KHz تقريبا. ويوضح الشكل -- مدى الترددات والأطوال الموجية التي تشكل جميع أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي، وتسمى الطيف الكهرومغناطيسي. الموجات الناتجة عن ملف ومكثف كهربائي (دائرة (RC) الطريقة الشائعة لتوليد موجات كهرومغناطيسية ذات ترددات كبيرة هي استخدام ملف ( محث ) ومكثف كهربائي يتصلان معا على التوالي. فإذا شحن المكثف ببطارية فسوف يخزن فيه شحنات كهربائية وبذلك ينتج فرق الجهد الكهربائي بين لوحيه مجالاً كهربائيًا. وعند فصل البطارية يفقد المكثف شحنة عن طريق تدفق الإلكترونات المختزنة فيه خلال الملف، مولدة مجالاً مغناطيسيا. وعندما يفقد المكثف شحنته ينهار المجال المغناطيسي للملف، فتتولد قوة دافعة كهربائية حثية عكسية، ويعاد شحن المكثف في اتجاه معاكس، وتتكرر العملية. وعند توصيل هوائي بالمكثف تُبث مجالات المكثف في الفضاء. ويوضح الشكل 29 دورة اهتزازية كاملة. الأقوى E أزرق أخضر الطول الموجي (nm) 390 حتى 455 455 حتى 492 192 حتى 577 أصفر 577 حتى 597 برتقالي 597 حتى 622 أحمد 622 حتى 700 الشكل 29 يوضح الشكل دورة اهتزازية كاملة لدائرة مكثف كهربائي وملف. ويحدد حجم كل من المكثف والملف عدد الاهتزازات كل ثانية للدائرة، والتي تساوي تردد الموجة الناتجة الأقوى 5 إتجاه الدورة الأقوى E الأقوى B وزارة التعليم Minist7ucation 2023-1445

الترددات الطاقة في دائرة المكثف والملف في دائرة الملف ،والمكثف يحتوي كل من المجال المغناطيسي تطبيق الفيزياء المتولد في الملف والمجال الكهربائي المتولد في المكثف على طاقة. عندما يكون للتيار قيمة عظمى يكون للطاقة المختزنة في المجال المغناطيسي قيمة عظمى، وعندما يصبح التيار صفرا تحدد الوزارة المعنية في كل دولة موجة يكون للمجال الكهربائي في المكثف قيمة عظمى، وتصبح الطاقة جميعها ممثلة في المجال حاملة بترددات محددة لكل محطة من الكهربائي. وتكون الطاقة الكلية للدائرة (مجموع طاقتي المجالين الكهربائي والمغناطيسي محطات الإذاعة أو التلفاز التي تبث من والطاقة الحرارية الضائعة في الأسلاك، والطاقة المحمولة بعيدا بواسطة الموجات أراضيها. تبث المحطة عن طريق تغيير موجاتها الحاملة وعند التقاط الموجة الكهرومغناطيسية المتولدة) مقدارًا ثابتًا. وتسمى الطاقة التي تحمل أو تشع على شكل بالمذياع أو التلفاز تنفصل الموجة الحاملة موجات كهرومغناطيسية الإشعاع الكهرومغناطيسي بعيدًا، وتعالج المعلومات التي تحملها الموجة بحيث يمكنك السماع أو المشاهدة الشكل 10-2 في المحول تكون الذبذبة المكبرة الناتجة عن الملف الثانوي في حالة رنين مع دائرة الملف والمكثف، وتحافظ على استمرار حدوث الاهتزازات 472 مكتف ملف ابتدائي ملف ثانوي B وإذا زودت دائرة الملف والمكثف بنبضات جهد بترددات مناسبة فإنها تحافظ على استمرار حدوث الاهتزازات في الدائرة. وهناك طريقة لعمل ذلك تتمثل في إضافة ملف آخر إلى الدائرة لتشكيل محول كهربائي. ففي المحول الموضح في الشكل 10-2 يزداد التيار المتناوب الحثي الناتج في الملف الثانوي بواسطة مضخم، ويعاد إلى الملف والمكثف. في هذا النوع من الدوائر يمكن توليد ترددات تصل إلى MHz 400 تقريبا. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

الموجات الناتجة يمكن زيادة تردد الاهتزاز الناتج بواسطة دائرة الملف والمكثف عن طريق تقليل حجم كل من الملف والمكثف المستخدمين. ومع ذلك لا تستخدم الملفات أو المكثفات المنفردة للترددات التي تزيد على GHz 1 حيث يستخدم التجويف الرنان لتوليد الموجات الميكروية ذات الترددات الكبيرة التي تتراوح بين GHz 1 و GHz 100. والتجويف الرنان صندوق على شكل متوازي مستطيلات يعتمد في عمله على الملف والمكثف معًا. ويحدد حجم الصندوق تردد الاهتزاز. فأفران الميكروويف مثلاً لها تجاويف رنانة تولد موجات ميكروويف تستخدم في طهي الطعام. ولتوليد أعلى تردد للموجات تحت الحمراء يجب تصغير حجم التجويف الرنان ليصبح بحجم الجزيء. فالإلكترونات المهتزة التي تولد موجات تحت حمراء هي في الحقيقة ضمن أبعاد الجزيئات. أما موجات الضوء المرئي والموجات فوق البنفسجية فتتولد بواسطة الإلكترونات الموجودة داخل الذرات. وأما الأشعة السينية X-ray وأشعة جاما فتنشآن عن مسارعة الشحنات في نوى الذرات وجميع الموجات الكهرومغناطيسية تنشأ عن مسارعة الشحنات، وتنتشر بسرعة الضوء. الموجات الناتجة بالكهرباء الإجهادية لا تعدّ الملفات والمكثفات الطريقة الوحيدة لتوليد الجهود المتذبذبة. فبلورات الكوارتز تتشوّه عند تطبيق جهد كهربائي عبرها، وتعرف هذه الخاصية باسم الكهرباء الإجهادية. فعند تطبيق جهد متناوب على مقطع عرضي من بلورة کوارتز تنتج اهتزازات مستمرة. وتكون العلاقة بين سمك البلورة وتردد الاهتزازة خطية عكسية، تماما كما في اهتزاز قطعة فلزية عند ثنيها وتركها تهتز؛ حيث يمكن قطع بلورة الكوارتز وتطبيق جهد معين عليها، فتتشوه وتبدأ في الاهتزاز بترددات محددة. وتولد خاصية الكهرباء الإجهادية أيضًا قوة دافعة كهربائية عندما تتشوه البلورة، ولأن هذه القوة الدافعة الكهربائية تنتج بتردد مساءٍ لتردد البلورة نفسه، فإنه يمكن تضخيمها وإعادتها إلى البلورة؛ للمحافظة على استمرار الاهتزاز وتستخدم بلورات الكوارتز عادة في الساعات؛ لأن ترددات اهتزازاتها ثابتة تقريباً. وزارة التعليم Minist7ucation 2023-1445

متحم الشكل هواني استقبال الموجات الكهرومغناطيسية Reception of Electromagnetic Waves الآن وبعد أن عرفت كيفية توليد الموجات الكهرومغناطيسية وبثها، كيف تتوقع طريقة استقبالها؟ إن التقاط هذه الموجات يتطلب هوائيا كما هو موضح في الشكل 11-2، حيث تعمل المجالات الكهربائية للموجات على تسارع إلكترونات المادة المكونة للهوائي، ويكون التسارع أكبر ما يمكن عندما يوجه الهوائي في اتجاه استقطاب الموجة نفسه. وهذا يحدث عندما يكون الهوائي موازيا لاتجاه المجالات الكهربائية للموجة؛ حيث يتذبذب فرق الجهد بين طرفي 2-11 المجالات الهوائي بتردد الموجة الكهرومغناطيسية نفسه ويصبح للجهد قيمة عظمى عندما يكون طول الكهربائية المتغيرة لإشارة محطة الهوائي مساء لنصف الطول الموج للموجة التي نريد التقاطها. لذلك يصمم طول الهوائي البث الإذاعية تعمل على مسارعة بحيث يساوي نصف الطول ا للموجة التي يفترض التقاطها. فالهوائي المصمم لالتقاط الإلكترونات الموجودة في الهوائي. ثم موجات الراديو وموجات التلفاز أطول كثيرًا من الهوائي المصمم لالتقاط موجات الميكروويف. تحلل المعلومات المحمولة على الموجة إن استخدام هوائي مكون من سلك واحد يمكننا من الكشف عن الموجات الكهرومغناطيسية الإذاعية وتضخمها ثم تستخدم إلا أن استخدام عدة أسلاك أكثر فاعلية؛ حيث يتكون هوائي التلفاز غالبا من سلكين أو أكثر لتشغيلها في سماعة أو مكبر صوت تفصل بينهما مسافة تعادل ربع الطول الموجي للموجة. وتكون المجالات الكهربائية الناتجة عن الربط الأسلاك منفردة أنماط تداخل بناء تعمل على زيادة قوة الإشارة. من المهم أن تعرف أن جميع الموجات الكهرومغناطيسية لها خصائص الانعكاس والانكسار والحيود. ولذلك لا نستغرب أن الأطباق اللاقطة تعكس الموجات الكهرومغناطيسية القصيرة جدا، تماما كما تعكس مرايا القطع المكافئ موجات الضوء المرئي. وتكون مساحة سطح الطبق اللاقط كبيرة؛ وذلك لجمع الموجات وتركيزها، وهذه المساحة تجعله قادرًا على التقاط موجات الراديو الضعيفة. ويعمل الطبق اللاقط على عكس الموجات التي يستقبلها، وتركيزها على قطعة أو جهاز يسمى اللاقط ويثبت اللاقط بثلاثة قوائم فوق الطبق. ويحتوي اللاقط على هوائي قصير ثنائي القطب، يرسل إشارات إلى المستقبل وهو جهاز يتكون من جهاز هوائي ودائرة ملف ومكثف وكاشف لفك شفرة الإشارة وتحليلها بالإضافة إلى مضخم. اختيار الموجات هناك العديد من محطات الإذاعة والتلفاز التي تبث الموجات الكهرومغناطيسية المختلفة في الوقت نفسه فإذا أردنا أن نستقبل المعلومات التي تبث من محطة ما فإنه يجب اختيار الموجات الخاصة بهذه المحطة، ولاختيار موجات ذات تردد معين ورفض باقي الموجات) يستخدم الموالف؛ وهو دائرة مكثف وملف متصل بهوائي وتعدل السعة الكهربائية للمكثف حتى يصبح تردد اهتزازات الدائرة مساويًا لتردد الموجة المطلوبة. وعندما يحدث ذلك تعمل الموجات ذات التردد المطلوب اهتزازات محددة للإلكترونات في الدائرة الطاقة من الموجات تحمل الموجات الطاقة والمعلومات؛ فالموجات التي تردداتها ضمن منطقة الأشعة تحت الحمراء وأشعة الميكروويف تعمل على مسارعة الإلكترونات في الجزيئات؛ حيث تتحول طاقة الموجات إلى طاقة حرارية في الجزيئات. وهذه هي طريقة عمل فرن الميكروويف في تسخين الطعام. ويمكن لموجات الضوء أيضًا نقل الطاقة إلى الإلكترونات؛ فمثلا يستفاد من هذه الحقيقة في الأفلام الفوتوجرافية؛ حيث تعمل الطاقة في موجات الضوء على إحداث تفاعلات كيميائية داخل الفيلم، فتكون النتيجة تسجيلا دائما للضوء القادم من الجسم، والساقط على الفيلم، وفي الترددات الكبيرة - ومنها الأشعة فوق البنفسجية UV - تسبب الإشعاعات حدوث العديد من التفاعلات الكيميائية، ومنها تلك التي تحدث في الخلايا الحية وتسبب حروق الشمين ، ومهرة الجلد، والأمراض الخطيرة أحيانًا. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 474

الأشعة السينية X Rays أسقط الفيزيائي الألماني وليام رونتجن عام 1895م إلكترونات خلال أنبوب مفرغ مماثل دو جهد كبير للأنبوب الموضّح في الشكل -12-2 واستخدم فرق جهد كبيرًا جدًا خلال الأنبوب مهبط (الكاثود) لإكساب الإلكترونات طاقات حركية كبيرة. وعند اصطدام الإلكترونات بهدف فلزي (الأنود) داخل الأنبوب لاحظ رونتجن توهج شاشة فوسفورية قريبة، واستمر التوهج حتى عند وضع قطعة خشب بين الأنبوب والشاشة، فاستنتج رونتجن أن هناك نوعا من إلكترونات - الأشعة ذات نفاذية كبيرة خرجت من الأنبوب. ولأن رونتجن لم يعرف هذه الإشعاعات الغريبة فقد سماها الأشعة السينية. وبعد أسابيع قليلة لاحظ رونتجن أن الشاشة الفسفورية أصبحت معتمة بسبب الأشعة السينية، كما اكتشف أيضًا أن أنسجة الجسم اللينة كانت شفافة بالنسبة للأشعة السينية، في حين لا تنفذ الأشعة السينية من العظام. ولقد عمل صورة بالأشعة السينية لكف زوجته. وفي غضون أشهر استفاد الأطباء من الاستعمالات الطبية القيمة لهذه الظاهرة. هدف فلزی مصعد (الأنود) ومن المعلوم الآن أن الأشعة السينية هي موجات كهرومغناطيسية ذات تردد كبير. وفي الشكل 12-2 تنبعث الأشعة السينية أنبوب الأشعة السينية تُسرع الإلكترونات أولاً بواسطة فرق جهد كبير يصل إلى V 20000، عند اصطدام إلكترونات ذات طاقة كبيرة أو أكثر لإكسابها سرعات كبيرة جدا. وعندما تصطدم الإلكترونات بالمادة تتحول طاقاتها بهدف فلزي داخل أنبوب الأشعة السينية. الحركية الكبيرة إلى موجات كهرومغناطيسية ذات تردد كبير تسمى الأشعة السينية. ويمكن تغيير الهدف لإنتاج أشعة سينية وتسارع الإلكترونات في أنابيب الأشعة السينية يشبه تسارعها في أنبوب الأشعة المهبطية بأطوال موجية مختلفة. كأنبوب تكوّن الصور في التلفاز القديم CRT. فعندما تصطدم الإلكترونات بالسطح الداخلي لشاشة التلفاز تتوقف فجأة مسببة توهج الفوسفور الملوّن. ويمكن لهذا التوقف المفاجئ للإلكترونات أيضًا توليد أشعة سينية ضارة، ولذلك يحتوي السطح الداخلي لشاشة التلفاز على مادة الرصاص لإيقاف الأشعة السينية وحماية المشاهدين. 2-2 مراجعة .22 انتشار الموجات وضح كيف يمكن للموجات الكهرومغناطيسية أن تنتشر في الفضاء؟ 23 التردد ما تردد موجة كهرومغناطيسية طولها الموجي 105m×1.5؟ 24 إشارات التلفاز تحتوي هوائيات التلفاز عادة على قضبان فلزية أفقية. استنادا إلى هذه المعلومات ما استنتاجك حول اتجاهات المجالات الكهربائية في إشارات التلفاز ؟ .25 تصميم الهوائي لبعض قنوات التلفاز ترددات أقل من ترددات حزمة FM في المذياع، في حين أن قنوات أخرى لها ترددات أكبر كثيرا. ما الإشارة التي تحتاج إلى هوائي أطول القنوات ذات الترددات الأقل، أم القنوات ذات الترددات الأكبر؟ علل إجابتك. .26 .27 ثابت العزل الكهربائي إذا كانت سرعة الضوء في مادة مجهولة هي m / s 100×1.98 فما مقدار ثابت العزل الكهربائي للمادة المجهولة، علما بأن سرعة الضوء في الفراغ تساوي m/s 10×3.00 ؟ التفكير الناقد تحجب معظم الأشعة فـــوق البنفسجية UV الناتجة عن الشمس بطبقة الأوزون في الغلاف الجوي للأرض. وقد اكتشف العلماء في السنوات الأخيرة أن طبقة الأوزون فوق القطب الجنوبي وفوق المحيط المتجمد الشمالي أصبحت رقيقة. استخدم ما تعلمته عن الموجات الكهرومغناطيسية والطاقة لتوضيح لماذا يشعر بعض العلماء بقلق بالغ من استنوان طبقة الأوزون؟ وزارة التعليم Minist 475ucation 2023-1445

مختبر الفيزياء حجب الموجات الكهرومغناطيسية Electromagnetic Wave Shielding يتكون الطيف الكهرومغناطيسي من عدة أنواع من الإشعاعات الكهرومغناطيسية. ويمكن تصنيف هذه الإشعاعات وفق تردداتها أو أطوالها الموجية؛ فأشعة جاما الأكبر ترددًا والأكبر طاقة، طولها الموجي يشكل جزءا من النانومتر. والإشعاعات التي تلي أشعة جاما يزداد طولها الموجي ( يقل كل من ترددها وطاقتها)، وهي على الترتيب الأشعة السينية، الأشعة فوق البنفسجية، الضوء المرئي، الأشعة تحت الحمراء، موجات الميكروويف، وموجات الراديو والعين البشرية يمكنها فقط رؤية الأطوال الموجية الواقعة ضمن مدى الضوء المرئي فقط، بينما جميع الأشكال الأخرى للإشعاعات غير مرئية مستقبلات الموجات الكهرومغناطيسية - كتلك الموجودة في المذياع والتلفاز - تكشف الموجات باستخدام الهوائي. ولأن كل جهاز كهربائي يغيّر مقدار التيار أو يعمل على تيار متناوب، يُصدر موجات كهرومغناطيسية؛ فالموجات المنبعثة من هذه المصادر يمكن أن تتداخل مع الإشارات المستقبلة المطلوبة. ولبعض المواد فاعلية في إيقاف أو حجب موجات الراديو، وسوف تستقصي في هذه التجربة قدرة المواد المختلفة على حجب موجات الراديو. سؤال التجربة ما المواد التي تحجب الموجات الكهرومغناطيسية (موجات الراديو)؟ الأهداف تجرب مواد مختلفة لمعرفة فاعليتها في حجب الموجات الكهرومغناطيسية. المواد والأدوات مذياع AM-FM صغير يعمل بالبطارية، صندوقان صغيران تلاحظ وتستنتج أنواع المواد التي تحجب موجات الراديو من الكرتون صندوق فلزي أو علبة بغطاء، ورق ألومنيوم، تجمع وتحلل بيانات عن أنواع الحجب. احتياطات السلامة استخدم دائمًا نظارة واقية ومعطفا . البس القفازين عند ثني سلك الشاشة أو حمله. 476 أكياس تحمي من التفريغ الكهربائي (كالمستخدمة في حماية قطع الحاسوب)، أسلاك مشبكة، شريط لاصق، قفازات جلدية، مكبس. الخطوات 1. غلف السطح الخارجي لأحد الصندوقين بورق الألومنيوم وغلف الغطاء وحده بحيث يمكن إزالته ودفعه بسهولة. كن حذرًا عند استعمال الدبابيس لتجنب خدش الجلد. 2. حضر صندوقا مصنوعًا من أسلاك مشبكة، وذلك بطي قطعة منها ، بحيث تصبح على هيئة صندوق له أربعة أوجه ومفتوح الطرفين. استخدم المكبس لتثبيت نهايات قطعة الأسلاك المشبكة بعضها ببعض، وتأكد أن الصندوق واسع وكبير بحيث يمكن إدخال المذياع فيه ، ثم اقطع جزءًا من الأسلاك المشبكة بحيث تغلق بها أحد طرفي الصندوق المفتوح بإحكام، ثم استخدم قطعة أخرى من الأسلاك المشبكة لتغلق الطرف الآخر للصندوق بحيث يصبح كالباب يمكن فتحه أو إغلاقه. 3. شغل المذياع ووالفه مع أقوى إشارة من محطة AM عرف تردد المحطة؛ حيث يمكنك معرفة التردد من خلال مؤشر المذياع أو من خلال الاستماع إلى بث المحطة؛ فقد ية كالر اكثر الاختعليم Ministry of Education 2023-1445

جدول البيانات الحزمة التردد (Hz) الحاجب الملاحظات الحزمة التردد (2) | الحاجب الملاحظات AM AM AM AM AM AM ذراع شخص صندوق كرتون صندوق كرتون مغطى بألومنيوم صندوق الأسلاك المشبكة صندوق فلزي أكياس تحمي من التفريغ الكهربائي FM FM FM FM FM FM ذراع شخص صندوق كرتون صندوق كرتون مغطى بألومنيوم صندوق الأسلاك المشبكة صندوق فلزي أكياس تحمي من التفريغ الكهربائي 4. ضُمَّ المذياع إلى صدرك وأحطه بذراعيك، وأهمل انخفاض المذياع باستخدام المواد الحاجبة. الصوت؛ لأنك تغطي السماعة. كيف تأثر استقبال المذياع .2 استنتج لماذا لم تكن تغطية المذياع بذراعيك فعّالة في إيقاف للإشارة بذلك؟ دوّن ملاحظاتك. موجات الراديو ؟ 5. ضع المذياع داخل صندوق الكرتون، وضع غطاء 3 استخدم التفسير العلمي تمتص مياه المحيط موجات الصندوق، وأصغ إلى المذياع هل تأثر استقباله للإشارة؟ الراديو وتحد من اختراقها بحيث تصل إلى عمق يساوي طول الموجة تقريباً تحت السطح. وبسبب ذلك تستخدم ودون ملاحظاتك. 6. كرر الخطوة 5 أربع مرات أخرى باستخدام الصندوق موجات لها ترددات صغيرة جدًّا Hz 4080) للتواصل المغطى بالألومنيوم، والصندوق المصنوع من الأسلاك مع الغواصات تحت الماء. لماذا قد يكون موقع محطة المشبكة المغلق الباب)، والصندوق الفلزي (المغلق الغطاء) إرسال الموجات الراديوية ذات القدرة العالية والمستخدمة والكيس الذي يحمي من التفريغ الكهربائي على الترتيب. للاتصال بغواصة ما موجودًا في منطقة نائية بعيدة عن 7 غير مؤشر المذياع إلى حزمة FM، ووالفه مع أقوى محطة. المحيط (مساعدة): قدر طول الهوائي المستخدم إذا كان ودون تردد المحطة. ثم كرر الخطوات 6-4 طوله يساوي نصف الطول الموجي). التحليل التوسع في البحث 1. التلخيص أي المواد أكثر فاعلية لحجب موجات الراديو ؟ كيف يكون حجم الثقوب في الأسلاك الفلزية المشبكة 2. استخدام الأرقام احسب الطول الموجي لكل تردد الموضوعة على باب فرن الميكروويف مقارنة بطول موجة استخدمته في المذياع وتذكر أن ، حيث سرعة الميكروويف التي ترددها GHz 2.4؟ الموجات الكهرومغناطيسية وتساوي m/s 10×3.00 الفيزياء في الحياة 3 قارن ما العلاقة بين الطول الموجي للموجة المستخدمة في افترض أنك تريد إرسال بعض الصور أو المعلومات المخزنة المذياع واتساع الفتحة أو الفتحات في المواد المستخدمة على القرص المغناطيسي لحاسوبك إلى صديقك، فما الذي يتعين عليك عمله لحماية القرص من الموجات الكهرومغناطيسية لحجب موجات الراديو ؟ 4. تفسير البيانات ما الصفات المشتركة بين المواد التي تعمل خلال الإرسال؟ على حجب موجات الراديو ؟ الاستنتاج والتطبيق 1. اشرح قدم شرحًا حول ما قد يحدث للمجالات الكهربائية والمغناطيسية لموجات الراديو التي منعت من الوصول إلى وزارة التعظيم Ministration 2023-1445

التقنية والمجتمع الهواتف الخلوية Cellular Phones هل لديك هاتف خلوي؟ كان الهاتف الخلوي (الجوال) في الماضي القريب التي تحدث مع الأشخاص الذين يستخدمون الهاتف أثناء القيادة. تزيد نادر الاستعمال وباهظ الثمن، أما الآن فقد أصبح شائعا ومتو اقراء أربع مرات على الحوادث التي تحدث مع الأشخاص الذين لا يستخدمون الهاتف أثناء القيادة وحسب نظام المرور السعودي فإن استخدام الجوال ويستخدمه معظم الناس. أثناء القيادة مخالفة مرورية، لضمان مستوى السلامة المرورية على الطرق في شبكات الجوال الخلوي أخذ الهاتف الخلوي هذا الاسم من طريقة تقسيم الشركات للمدن إلى مناطق صغيرة تسمى الخلايا، ولكل خلية شكل المملكة العربية السعودية. وتضع بعض محطات الوقود ملصقات تحذر من سداسي خلال شبكة سداسية كبيرة. وتكون مساحة الخلايا عادة 26 استعمال الهاتف الخلوي؛ وذلك لأن الكهرباء الساكنة الناتجة عن الهاتف كيلومترا مربعا، وتتغير وفق طبيعة المنطقة، وعدد مالكي الأجهزة الخلوية الخلوي قد تعمل على إشعال بخار الديزل المتصاعد. في المنطقة. ويوجد في كل خلية محطة أساسية تتكون من برج وصناديق أو وهناك خطر آخر محتمل، وهو أن الهاتف يبث موجات راديوية أثناء غرف تحتوي على معدات وأجهزة راديوية. عندما تجري مكالمة فإنك تُرسل تشغيله، لذا تنبعث منه طاقة كهرومغناطيسية تعرف بالتردد الراديوي RF . الإشارة من هاتفك إلى المحطة الأساسية الواقعة في خليتك، ثم ترسل وهناك بعض الأدلة على أن الهواتف الخلوية تبعث من الإشعاع قد يسبب هذه الإشارة من المحطة الأساسية المحلية إلى المحطة الأساسية الواقعة في المنطقة التي يكون فيها الشخص الذي اتصلت به کیف تتواصل الهواتف الخلوية مع المحطات الأساسية؟ تستخدم الهواتف الخلوية موجات راديوية لإرسال المعلومات واستقبالها من المحطات الأساسية وإليها. ويعمل الهاتف الخلوي مرسلًا ومستقبلًا للموجات الراديوية في آن واحد، فيعمل جهاز الإرسال في الهاتف على تحويل الصوت إلى موجة مشفرة في صورة مشاكل صحية خطيرة، وحتى الآن لم يُعرف يقينًا الآثار الصحية على المدى محطة أساسية خلية الطويل لاستعمال الهواتف الخلوية، إن وجدت. وتعمل منظمة الصحة العالمية على إجراء تقييم مستمر لهذه المخاطر، كما توصي المنظمة بالاستخدام الرشيد للهواتف الخلوية، وإجراء المكالمات الطويلة عبر الهواتف الثابت، وإبعاد الهاتف الخلوي عن الرأس قدر الامكان حين استخدامه استخدام مكبر الصوت، أو السماعات السلكية أو سماعة البلوتوث) ، وتجنب النوم بالقرب منها. موجة ترددية راديوية، ثم يرسل الموجة الراديوية إلى أقرب محطة أساسية. الربط مع رؤية 2030 - تستقبل المحطة الأساسية الموجة المشفرة من هاتفك، وتحللها وترسلها إلى المحطة الأساسية المطلوبة في صورة موجات راديوية، وعند استقبال الموجة يعمل الهاتف على التقاط الموجة الراديوية وتحويلها إلى موجة صوتية مسموعة يمكنك فهمها وباستخدام ترددين مختلفين (تردد للتحدث وتردد للسمع) يمكن لشخصين أن يتحدث أحدهما إلى الآخر في اللحظة نفسها. ويمكن لأنظمة شركات الهواتف الخلوية من خلال محطاتها الأساسية رؤية VISION 2030 المملكة العربية السعودية KINGDOM OF SAUDI ARABIA من أهداف الرؤية 2.3.4 تعزيز السلامة المرورية. أن تبث مكالمتك في جميع أنحاء البلاد، حتى إذا كنت أنت والشخص التفكير الناقد الذي تتحدث معه متحركين. فعندما تتحرك تنتقل من خلية إلى أخرى. وتعمل المحطات الأساسية آليا على إرسال الإشارة إلى المحطة الأساسية هذا الاسم؟ الصحيحة في النظام. مجتمع حيوي 1. استخدم التفسير العلمي من أين اكتسبت الهواتف الخلوية 2. قارن فيم تتشابه أجهزة المذياع AM/FM والهواتف الخلوية؟ وفيم تختلف؟ مخاطر استعمال الهواتف الخلوية لا يخلو استخدام الهاتف الخلوي 3 التفكير الناقد فسر لماذا تعد المرسلات القليلة القهوة من بعض المخاطر، فالتحدث بالهاتف في أثناء قيادة السيارة مثلاً خطر، المستخدمة في الهواتف الخلوية مهمة في المحافظة على إيقاء. ويسبب حوادث مرورية؛ وقد بينت الدراسات أن عدد الحوادث المرورية وزن الهواتف الخلوية خفيفة؟ وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 478

الفصل 2 دليل مراجعة الفصل 2-1 تفاعلات المجالات الكهربائية والمغناطيسية والمادة Interactions of Electric and Magnetic Fields and Matter المفردات المفاهيم الرئيسة . النظير . مطياف الكتلة . قيست النسبة بين شحنة الإلكترون وكتلته من قبل تومسون باستخدام الاتزان بين مجالين كهربائي ومغناطيسي في أنبوب أشعة المهبط. • يمكن إيجاد كتلة الإلكترون بربط نتائج تومسون بقياسات مليكان لشحنة الإلكترون . . يمكن أن يكون لذرات العنصر الواحد كتل مختلفة. . يستخدم مطياف الكتلة المجالين الكهربائي والمغناطيسي لقياس كتل الذرات المتأينة والجزيئات. . يمكن استخدام مطياف الكتلة أيضًا لتحديد نسبة شحنة أي أيون إلى كتلته 2 - 9 2- المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء Electric and Magnetic Fields in Space المفردات . الموجات الكهرومغناطيسية • العوازل الكهربائية . الهوائي . الطيف الكهرومغناطيسي . الإشعاع الكهرومغناطيسي . المستقبل المفاهيم الرئيسة m . تقترن الموجات الكهرومغناطيسية بمجالين كهربائي ومغناطيسي متغيرين، ومتحركين معا في الفضاء. . الطول الموجي للموجة يساوي سرعتها مقسومة على ترددها. = أما الموجة الكهرومغناطيسية التي تنتشر في الفراغ فإن السرعة في المعادلة السابقة v تساوي سرعة الضوء. ة سرعة الموجات الكهرومغناطيسية ومنها الضوء في العوازل الكهربائية أقل من سرعتها في الفراغ. • يستعمل التيار الكهربائي المتغير في هوائي الإرسال لتوليد موجات كهرومغناطيسية. . ينقل الإشعاع الكهرومغناطيسي الطاقة أو المعلومات في الأوساط المادية أو الفراغ. . الكهرباء الإجهادية خاصية للبلورات تسبب لها انحناء أو تشوها، وتولد اهتزازات كهربائية عند تطبيق فولتية خلالها. • الكهرباء الإجهادية . تحوّل الهوائيات المستقبلة الموجات الكهرومغناطيسية إلى مجالات كهربائية متغيرة في الموصلات. . يمكن الكشف عن الموجات الكهرومغناطيسية من خلال القوة الدافعة الكهربائية المتولدة في الهوائي. ويمكن اختيار الترددات المحددة للموجات باستخدام دائرة رنين ملف ومكثف تعرف باسم الموالف. . يحصل المستقبل على المعلومات من الموجات الكهرومغناطيسية. . طول معظم الهوائيات الفعالة يعادل نصف الطول الموجي للموجة المراد التقاطها. . يمكن لموجات الميكروويف، والأشعة تحت الحمراء، مسارعة الإلكترونات خلال الجزيئات، ولذلك يمكنها توليد طاقة حرارية. . الأشعة السينية موجات كهرومغناطيسية ذات تردد كبير : متسارعة وسريعة. وزارة ليم Minist 479 2023-1445 ucation

الفصل 2 التقويم خريطة المفاهيم تطبيق المفاهيم 28. أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات 37. يستخدم أنبوب تومسون الموضح في المسألة السابقة والرموز الآتية : E، C، مجال مغناطيسي . إتقان المفاهيم تنتقل بسرعة الضوء. موجات كهرومغناطيسية (مجال كهربائي ) 29. ما مقدار كل من كتلة الإلكترون وشحنته؟ (1-2) 30 ما النظائر ؟ (1-2) 31. ما الزاوية بين اتجاه المجال المغناطيسي الحثي واتجاه المجال الكهربائي المتغير دائما ؟ (2-2) 32. لماذا يجب استخدام مولد تيار متناوب لتوليد الموجات الكهرومغناطيسية ؟ وإذا استخدم مولد مستمر فمتی يمكنه تولید موجات كهرومغناطيسية؟ (2-2) المجال المغناطيسي لحرف حزمة الإلكترونات. ما اتجاه المجال المغناطيسي اللازم لحرف الحزمة إلى أسفل ؟ 38 بين أن وحدات هي وحدات السرعة نفسها. 39. الشكل 14-22 يبيّن الحجرة المفرغة في مطياف كتلة. إذا اختبرت عينة من غاز النيون المتأين في هذا المطياف فما اتجاه المجال المغناطيسي اللازم لجعل الأيونات تنحرف بشكل نصف دائري في اتجاه عقارب الساعة؟ حجرة مفرغة المسارات المنحرفة شريحة فيلم زوج شقوق حزمة الأيون الشكل 14-2 33. يبث سلك هوائي رأسي موجات راديو ارسم الهوائي 40. إذا تغيرت إشارة شحنة الجسيم في المسألة السابقة من وكلا من المجالين الكهربائي والمغناطيسي المتولدين؟ الموجبة إلى السالبة فهل يتغير اتجاه أحد المجالين أو (2-2) كليهما للحفاظ على الجسيمات دون انحراف؟ وضح 34. ماذا يحدث لبلورة الكوارتز عند تطبيق فولتية خلالها ؟ إجابتك. (2-2) 41. أي من موجات الراديو، وموجات الضوء، والأشعة 35 كيف تعمل دائرة استقبال الهوائي على التقاط موجة السينية له قيمة عظمى من: كهرومغناطيسية بتردد محدّد ورفض سائر الموجات الأخرى؟ a. الطول الموجي (2-2) b. التردد 36. تنطلق الإلكترونات في أنبوب تومسون من اليسار إلى ت السرعة اليمين، كما هو موضح في الشكل 13-2. أي اللوحين 42. موجات التلفاز إذا كان تردد الموجات التي تبث سيشحن بشحنة موجبة لجعل حزمة الإلكترونات على إحدى القنوات في التلفاز MHz 58، بينما تردد الموجات على قناة أخرى MHz 180 فأي القناتين 480 تنحرف إلى أعلى؟ (1-2) اللوح العلوي المشحون اللوح السفلي المشحون الشكل 13-2 تحتاج إلى هوائي أطول؟ 43. افترض أن عين شخص ما أصبحت حساسة لموجات الميكروويف، فهل تتوقع أن تكون عينه أكبر أم أصغر من عينك؟ ولماذا ؟ وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

إتقان حل المسائل تقويم الفصل 2 49. تحرك جسيم ألفا كتلته kg 102×6.6 وشحنته 2 في مجال مغناطيسي مقداره 2.0T فسلك مسارا 2-1 تفاعلات المجالات الكهربائية والمغناطيسية والمادة دائريا نصف قطره 0.15m. ما مقدار كل مما يأتي؟ 44. تتحرك إلكترونات بسرعة m/s 10×3.6 خلال a. سرعة الجسيم. مجال كهربائي مقداره / N 10×5.8. ما مقدار b. طاقته الحركية. المجال المغناطيسي الذي يجب أن يتعرض له مسار الإلكترونات حتى لا تنحرف؟ فرق الجهد اللازم لإنتاج هذه الطاقة الحركية. 50. استخدم مطياف كتلة لتحليل كربون 12 يحتوي على 45. يتحرك بروتون في مسار دائري نصف قطره 0.20m جزيئات كتلتها تعادل 10×175 من كتلة البروتون. في مجال مغناطيسي مقداره 0.36T ، كما موضح في ما النسبة اللازمة للحصول على عينة من الجزيئات تحتوي على الكربون 12 ولا تظهر فيها أي جزيئات الشكل 15-2 احسب مقدار سرعته؟ • • • • .. • ° • . • . • . . الشكل 15-2 . • 46. دخل بروتون مجالاً مغناطيسياً مقداره 102T×6.0 بسرعة m/s 5.410. ما مقدار نصف قطر المسار الدائري الذي يسلكه؟ 47. تسارع إلكترون خلال فرق جهد مقداره 4.5kV ما مقدار المجال المغناطيسي الذي يجب أن يتحرك فيه الإلكترون لينحرف في مسار دائري نصف قطره cm 5.0 48 حصلنا على المعلومات الآتية من مطياف الكتلة حول ذرات صوديوم ثنائية التأين (2) q=2(1.60x10-19C).B=8.0x10-2T r = 0.077 m ، و V = 156 V احسب كتلة ذرة الصوديوم. من الكربون 13؟ .51. نظائر السليكون سلكت ذرات السليكون المتأينة المسارات الموضّحة في الشكل 16-2 في مطياف الكتلة. فإذا كان نصف القطر الأصغر يتوافق مع كتلة البروتون ،28، فما كتلة النظير الآخر للسليكون؟ شريحة فيلم حجرة مفرغة -16.23 cm -17.97 cm زوج شقوق حزمة أيونات سليكون الشكل 16-2 2- المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء 52 موجات الراديو انعكست موجات راديو طولها الموجي cm 2.0 عن طبق قطع مكافئ ما طول الهوائي اللازم للكشف عنها ؟ 53. التلفاز نقلت إشارة تلفاز على موجات حاملة ترددها 66MHz. فإذا كانت أسلاك الالتقاط في الهوائي تتباعد فأوجد البعد بين أسلاك الالتقاط في الهوائي. وزارة التعليم Minist48ucation 2023-1445

تقويم الفصل 2 54. الماسح الضوئي لشريط الشيفرة يستخدم الماسح كهرومغناطيسية ذات تردد كبير لقياس سرعة جسم الضوئي لشريط الشفرة مصدر ضوء ليزر طوله متحرك، وتردد إشارة الرادار المرسلة معلوم، وعندما الموجي 650nm. أوجد تردد مصدر شعاع الليزر. تنعكس هذه الإشارة المرسلة عن الجسم المتحرك 55. ما طول الهوائي اللازم لاستقبال إشارة راديو ترددها تلتقط من قبل الرادار ولأن الجسم متحرك بالنسبة إلى الرادار لذا يكون تردد الإشارة المستقبلة مختلفًا عن 56. موجة كهرومغناطيسية EM ترددها 100MHz تبث تردد الإشارة المرسلة. وتسمى هذه الظاهرة إزاحة خلال كابل محوري ثابت العزل الكهربائي له 2.30 دوبلر. فإذا كان الجسم متحركا نحو الرادار كان ما مقدار سرعة انتشار الموجات؟ تردد الموجة المستقبلة أكبر من تردد الموجة المرسلة. 101.3MHz 57. الهاتف الخلوي يعمل جهاز إرسال هاتف خلوي على ما مقدار سرعة الجسم المتحرك إذا كان تردد الموجة موجات حاملة ترددها Hz 10×8.00 ما طول هوائي المرسلة GHz 10.525 وكان للموجة المستقبلة إزاحة الهاتف الأمثل لالتقاط الإشارة؟ لاحظ أن الهوائيات دوبلر مقدارها 1850Hz ذات الطرف الواحد تولد قوة دافعة كهربائية عظمى عندما يكون طول الهوائي فيه مساويا ربع الطول الموجي للموجة. مراجعة عامة 58. المذياع محطة إذاعية FM تبث موجاتها بتردد دوبلر حيث من : سرعة الهدف (m/s) سرعة الضوء (m/s) دوبلر : إزاحة تردد دوبلر (Hz) ا تردد الموجة المرسلة (Hz) MHz 94.5. ما مقدار طول الهوائي اللازم للحصول 62. تطبيق المفاهيم كتب طارق قصة خيال علمي تسمى على أفضل استقبال لهذه المحطة ؟ 59. إذا كان طول هوائي هاتف خلوي 8.3cm فما مقدار التردد الذي يرسل ويستقبل عليه هذا الهاتف ؟ الرجل الخفي)، وفيها يشرب الرجل جرعة دواء فيصبح غير مرئي. ثم يستعيد طبيعته مرة أخرى. وضح لماذا لا يستطيع الرجل غير المرئي الرؤية ؟ لعلك تذكر من المسألة 57 أن الهوائيات ذات الطرف 63. تصميم تجربة إذا طلب إليك أن تصمم مطياف الواحد - ومنها المستخدم في الهاتف الخلوي - تولد كتلة باستخدام المبادئ التي نوقشت في هذا قوة دافعة كهربائية عظمى عندما يكون طولها مساويًا الفصل، لكن باستخدام أداة إلكترونية بدل الفيلم ربع الطول الموجي للموجة التي ترسلها وتستقبلها. الفوتوجرافي. وتريد فصل الجزيئات الأحادية 60 شرع جسيم مجهول بتطبيق فرق جهد مقداره التأين (1) ذات الكتل الذرية 175 بروتونا عن V 10×1.50. إذا دخل هذا الجسيم مجالاً مغناطيسيا الجزيئات ذات الكتل الذرية 176 بروتونا، وكانت مقداره mT 50.0 وسلك مسارا منحنيا نصف قطر المسافة الفاصلة بين الخلايا المتجاورة في الكاشف cm 9.80 فما مقدار النسبة q/m؟ التفكير الناقد الذي تستخدمه 0.10mm، ويجب أن تُسرّع الجزيئات بتطبيق فرق جهد V 5000 على الأقل؛ 61. تطبيق المفاهيم تستخدم العديد من محطات حتى يتم الكشف عنها، فما قيم كل من B، V ، التي الشرطة الرادار لضبط السائقين الذين يتجاوزون يجب أن تكون لجهازك ؟ السرعة المسموح بها. والرادار جهاز يستعمل إشارة 482 وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

الكتابة في الفيزياء 64. اكتب تقريرًا في صفحة أو صفحتين تبين فيه عمل جهاز التحكم عن بعد لكل من التلفاز والفيديو وجهاز DVD. والذي يعمل بالأشعة تحت الحمراء. اشرح لماذا لا يحدث تداخل بين الأجهزة عند استخدام جهاز التحكم عن بعد المتعدد الأغراض. يجب أن يحوي تقريرك مخططات وأشكالاً. مراجعة تراكمية 65 سلك طوله 440cm يحمل تيارًا مقداره 7.7A عموديا على مجال مغناطيسي. فإذا كانت القوة المؤثرة في السلك 0.55N، فما مقدار المجال المغناطيسي؟ (فيزياء (2-3) 66. إذا حرّك سلك يمتد من الشمال إلى الجنوب نحو الشرق داخل مجال مغناطيسي يتجه إلى أسفل نحو الأرض، فما اتجاه التيار الحثي المتولد في السلك؟ (الفصل (1) تقويم الفصل 2 وزارة التعليم Minist 483 2023-1445 fucation

اختبار مقنن أسئلة الاختيار من متعدد اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يلي: 1. عندما يتحرك جسيم مشحون في مسار دائري فإن القوة المغناطيسية تكون موازية للسرعة المتجهة، وموجهة نحو مركز المسار الدائري . القوة المغناطيسية قد تكون متعامدة مع السرعة المتجهة وموجهة بعيدا عن مركز المسار الدائري القوة المغناطيسية تكون دائما موازية للسرعة المتجهة وموجهة بعيدا عن مركز المسار الدائري. القوة المغناطيسية تكون دائما عمودية على السرعة المتجهة وموجهة نحو مركز المسار الدائري. 2. إذا كان نصف قطر مسار حركة بروتون يتحرك داخل مجال مغناطيسي منتظم مقداره 0.10T يساوي 6.6cm فما مقدار السرعة المتجهة للبروتون؟ 6.3x10 m/s A 2.0x10 m/s Ⓑ 6.3×10 m/sⒸ 2.0 x 102 m/s D 4 تبث محطة راديوية موجاتها بطول موجي 2.87m ما مقدار تردد هذه الموجات؟ 9.57x10Hz CA 3.48×10 Hz B 1.04x108 Hz C 3.00 x10 Hz D 5 في أي الحالات الآتية لا تتولد موجة كهرومغناطيسية؟ فولتية تيار مستمر DC يطبق على بلورة كوارتز لها خاصية الكهرباء الإجهادية. تيار يمر في سلك داخل أنبوب بلاستيكي. تيار يمر في دائرة ملف ومكثف يعد تجويفا رنانًا في حجم الجزيء. إلكترونات ذات طاقة كبيرة تصطدم بالهدف الفلزي في أنبوب أشعة سينية. 6 تتحرك حزمة بروتونات عموديا على مجال مغناطيسي مقداره T 0.45 في مسار دائري نصف قطره 0.52m فإذا كانت كتلة كل بروتون تساوي 10kg×1.67 فما مقدار سرعة البروتونات المكونة للحزمة ؟ 2.2×10 m/s 1.2 m/s 5.8 x 10 m/s D 4.7x103 m/s B وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 × B = 0.45 T x × B = 0.10 T مسار البروتون 1 × 1x 3 إذا كان ثابت العزل الكهربائي للميكا 5.4، فما مقدار سرعة الضوء في الميكا؟ مسار البروتون : x 1x 5.6x107 m/s 3.2×103 m/s 1.3 x 10 m/s D 9.4x10 m/s B 484

اختبار مقنن أسئلة الاختيار من متعدد اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يلي: 1. عندما يتحرك جسيم مشحون في مسار دائري فإن القوة المغناطيسية تكون موازية للسرعة المتجهة، وموجهة نحو مركز المسار الدائري . القوة المغناطيسية قد تكون متعامدة مع السرعة المتجهة وموجهة بعيدا عن مركز المسار الدائري القوة المغناطيسية تكون دائما موازية للسرعة المتجهة وموجهة بعيدا عن مركز المسار الدائري. القوة المغناطيسية تكون دائما عمودية على السرعة المتجهة وموجهة نحو مركز المسار الدائري. 2. إذا كان نصف قطر مسار حركة بروتون يتحرك داخل مجال مغناطيسي منتظم مقداره 0.10T يساوي 6.6cm فما مقدار السرعة المتجهة للبروتون؟ 6.3x10 m/s A 2.0x10 m/s Ⓑ 6.3×10 m/sⒸ 2.0 x 102 m/s D 4 تبث محطة راديوية موجاتها بطول موجي 2.87m ما مقدار تردد هذه الموجات؟ 9.57x10Hz CA 3.48×10 Hz B 1.04x108 Hz C 3.00 x10 Hz D 5 في أي الحالات الآتية لا تتولد موجة كهرومغناطيسية؟ فولتية تيار مستمر DC يطبق على بلورة كوارتز لها خاصية الكهرباء الإجهادية. تيار يمر في سلك داخل أنبوب بلاستيكي. تيار يمر في دائرة ملف ومكثف يعد تجويفا رنانًا في حجم الجزيء. إلكترونات ذات طاقة كبيرة تصطدم بالهدف الفلزي في أنبوب أشعة سينية. 6 تتحرك حزمة بروتونات عموديا على مجال مغناطيسي مقداره T 0.45 في مسار دائري نصف قطره 0.52m فإذا كانت كتلة كل بروتون تساوي 10kg×1.67 فما مقدار سرعة البروتونات المكونة للحزمة ؟ 2.2×10 m/s 1.2 m/s 5.8 x 10 m/s D 4.7x103 m/s B وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 × B = 0.45 T x × B = 0.10 T مسار البروتون 1 × 1x 3 إذا كان ثابت العزل الكهربائي للميكا 5.4، فما مقدار سرعة الضوء في الميكا؟ مسار البروتون : x 1x 5.6x107 m/s 3.2×103 m/s 1.3 x 10 m/s D 9.4x10 m/s B 484