السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
إلى الأخوة الأفاضل المشرفين على منتدى علم الفيزياء اسمحو لي مرة ثانية أن أساهم بموضوع أسئلة وأجوبة في مادة الفيزياء لعلى وعسى ان تفيد ضيوف المنتدى واعضاءها .
1- الحركة الاهتزازية
تستمر كرة البندول في الحركة عند موضع الاستقرار رغم أن قوة الارجاع منعدمة ؟
بسبب القصور الذاتي
ليست كل حركة ترددية حركة توافقية بسيطة ؟
لأنه في بعض أشكال الحركة الترددية لا يتحقق شرط الحركة التوافقية البسيطة ( الازاحة تتناسب طرديا مع القوة وتخالفها في الاتجاه
لكي تكون حركة البندول البسيط توافقية بسيطة يجب أن تكون سعة الاهتزازة صغيرة بالنسبة لطول البندول
لأنه عند زيادة سعة الاهتزازة يختل شرط الحركة التوافقية البسيطة ولا تتناسب قوة الارجاع طرديا مع الازاحة ولا يمكن اهمال مقاومة الهواء
في تجربة البندول البسيط لتحقيق العلاقة بين الزمن الدوري وطول البندول يجب أن يثبت الطرف الثاني للخيط بشكل جيد ؟
حتى لايجعل مجالا لأرجحة أخرى اضافة الى أرجحة الكرة مما يسبب خطأ في التجربة
لا يرافق انعكاس الموجات تغير في خصائصها ؟
لأن خصائص الموجات من خصائص الوسط والجسم المهتز وطالما أن الوسط لم يتغير لا تتغير خصائص الموجات
انكسار الموجات الموجات عندما تنتقل بين وسطين مختلفين ؟
بسبب تغير سرعة انتشار الموجات عندما تنتقل من وسط الى آخر
معامل الانكسار المطلق أكبر من الواحد ؟
لأن معامل الانكسار المطلق نسبة بين سرعة الموجات في الفراغ وسرعتها في الوسط ولأن سرعة الموجات في الفراغ أكبر من سرعتها في أي وسط يكون الناتج دائما أكبر من الواحد
في الموجات الموقوفة لا يحدث نقل للطاقة كما في الموجات المسافرة ؟
لأنه في الموجات الموقوفة تنقل الموجات الساقطة والمنعكسة الطاقة في اتجاهين متعاكسين
نمط التداخل يكون متماثلا حول خط التداخل المركزي ؟
لأن المصدرين متساويين في التردد والسعة
في تجربة يونج يستخدم حاجز به شقين أمام نفس الموجة ؟
لأن الشقين يعملان كمصدرين للموجات لهما نفس الطور والتردد والسعة وبذلك يمكن تحقيق الشرط الأساسي للتداخل
في تجربة حلقات نيوتن يجب أن يكون نصف قطر السطح المنحني للعدسة كبيرا
حتى يكون التداخل مرئيا
في تجربة حلقات نيوتن تأخذ هدب التداخل شكل دوائر متحدة المركز ؟
لأن سمك الطبقة الهوائية يكون متساو على طول محيط الدائرة - الحلقة - التي مركزها 0 ولأن فرق المسار متساو على طول الحلقة التي مركزها نقطة التماس 0 بين سطح العدسة والسطح المستوي للشريحة
تحدث ظاهرة الحيود لموجات الصوت عند حواف الجدران والابواب بينما لا تحدث مثل هذه الظاهرة لموجات الضوء ؟
بسبب صغر طول موجات الضوء حيث أنه لكي تحيد موجات الضوء يجب أن تكون الحافة أو الفتحة صغيرة جدا تتناسب مع طول موجة الضوء المستخدم
2- الكهرومغناطيسية والتيار المتردد
لا تتقاطع خطوط المجال المغناطيسي
لانه لا يمكن أن يكون للمجال أكثر من اتجاه عند نفس النقطة
يتجاذب القطبان المغناطيسيان المختلفان في الاسم
لأن خطوط المجال المغناطيسي تعمل كخيوط مشدودة مرنة تحاول تقصير أطوالها
سلك يمر به تيار كهربائي موضوع في مجال مغناطيسي وحر الحركة ولم يتحرك
لأن السلك يتحرك موازيا لخطوط الفيض - الدفق - المغناطيسي
ملف يمر به تيار كهربائي موضوع في مجال مغناطيسي وحر الحركة ولم يتحرك
لأن مستوى الملف عمودي على خطوط المجال
في المحرك الكهربائي عزم الازدواج يتناقص تدريجيا مع دوران الملف حتى ينعدم
لأن الزاوية بين اتجاه المجال واتجاه العمودي على مستوى الملف تتناقص تدريجيا وبالتالي يتناقص العزم حتى ينعدم حيث أن العزم يساوي ناتج ضرب شدة المجال في شدة التيار في مساحة الملف في عدد لفاته في جيب الزاوية
اذا مر تيار كهربائي في سلك وكان السلك عموديا على اتجاه المجال المغناطيسي لوحظ تحرك السلك
لأن السلك يتأثر بقوة مغناطيسية تساوي محصلة القوى المؤثرة على الشحنات الكهربائية في السلك
يعتمد الدوران المغناطيسي على شدة التيار المار في الموصل ولا يعتمد على شدة المجال أو البعد عن السلك
لأن البعد عن السلك يتناسب عكسيا مع شدة المجال وبالتالي يكون ناتج ضربهما ثابت
لا يمكن استخدام قانون أمبير لحساب شدة المجال المغناطيسي في مركز ملف دائري يسري فيه تيار كهربائي
لأنه لا يوجد انتظام في شدة المجال ولا في اتجاهه
المركات المستخدمة في الحياة العملية تحتوي على عدة ملفات مرتبة في مستويات مختلفة
لأن مستويات الملفات تعمل زوايا مختلفة مع اتجاه المجال مما يعطي المحرك عزما أكبر
عندما يقطع سلك مجالا مغناطيسيا تتولد بين طرفي السلك قوة دافعة تأثيرية
لأن المجال المغناطيسي يؤثر على الالكترونات الحرة في ذرات الموصل فتندفع من أحد طرفي السلك ( موجب ) الى الطرف الآخر ( سالب ) مما يؤدي الى فرق جهد بين طرفي السلك وقوة دافعة تأثيرية تسبب سريان تيار تأثيري في دائرة السلك
في دائرة كهربائية تحتوي على ملف حث لا يصل التيار الى قيمة الاستقرار الثابتة في نفس لحظة امراره في الملف كما لا ينعدم التيار في نفس لحظة قطعه
بسبب تولد قوة دافعة تأثيرية عكسية لحظة امرار التيار تقاوم نمو التيار بينما تكون القوة الدافعة طردية لحظة قطع التيار قتقاوم انهياره
القوة الدافعة التأثيرية المتولدة بالحث الذاتي تكون في الملف الحلزوني أكبر منها في سلك مستقيم
لأن تغير شدة التيار في اللفة الأولى من الملف يسبب فيض متغير يقطع اللفة الثانية فتتولد فيها قوة دافعة تأثيرية وهكذا في جميع اللفات وبما أن اللفات متصلة على التوالي اذا القوة الدافعة التأثيرية المتولدة في الملف تكون أكبر من القوة الدافعة المتولدة في سلك مستقيم ولهذا ينمو التيار في السلك المستقيم أسرع من الملف وينهار التيار في السلك المستقيم أسرع من الملف
يلف ملف المقاومة القياسية لفا مزدوجا
لكي يكون اتجاه التيار في أحد فرعي الملف عكس اتجاهه في الفرع الاخر فيتساوى المجالان المغناطيسيان ويتضادان ويعادل كل منهما الاخر فينعدم الحث الذاتي في الملف وتصبح المقاومة عديمة الحث الذاتي
لا يتمغنط ساق من الحديد المطاوع اذا لف حوله سلك معدني معزول لفا مزدوجا
لأن اتجاه التيار في أحد فرعي الملف يكون عكس اتجاهه في الفرع الآخر فيتساوى المجالان المغناطيسيان ويتضادان ويعادل كل منهما الاخر فيكون الفيض المغناطيسي الكلي مساويا للصفر فلا يكون له تأثير على ساق الحديد ولا يتمغنط
في مولد التيار المتردد عندما تكون الزاوية بين اتجاه المجال والعمودي على مستوى الملف 30 درجة فان شدة التيار في تلك اللحظة تساوي نصف النهاية العظمى لشدة التيار
بما أن القيمة اللحظية لشدة التيار = القيمة العظمى × جيب الزاوية بين العمودي والمجال --------وبم أن جيب الزاوية 30 = 0.5 اذا القيمة اللحظية لشدة التيار تساوي نصف القيمة العظمى
في مولد التيار المتردد عندما تكون الزاوية بين اتجاه المجال والعمودي على مستوى الملف 45 درجة فان القوة الدافعة التأثيرية اللحظية تكون مساوية للقيمة الفعالة لها
بما أن القيمة اللحظية = القيمة العظمى × جيب الزاوية --------- وبما أن جيب الزاوية 45 درجة = 1 / جذر 2 ---------- اذا القيمة اللحظية = 0.707 × القيمة العظمى ----- وبما أن القيمة الفعالة = 0.707 × القيمة العظمى --------اذا القوة الدافعة عند هذه الزاوية تساوي القيمة الفعالة
لا يعمل المحول الكهربائي بالتيار المستمر
لأن التيار المستمر يولد مجالا ثابت الشدة والاتجاه بمعنى أنه لا يحدث تغير في الفيض المغناطيسي الذي يقطع الملف الثانوي فلا يتولد فيه قوة دافعة كهربائية تأثيرية
في المحول الكهربائي يصنع القلب الحديدي على شكل شرائح أو سيقان رفيعة معزولة عن بعضها
للتقليل من أثر التيارات الدوامية وبالتالي التقليل من فقد الطاقة
تصنع أسلاك الملفين الابتدائي والثانوي في المحول من النحاس
لأن المقاومة النوعية للنحاس صغيرة فتقل مقاومة الملفات فيقل الفقد في الطاقة
في المحول عندما تكون دائرة الملف الثانوي مفتوحة لا يمر تيار في الملف الابتدائي رغم اتصاله بمصدر التيار المتردد
بسبب تولد قوة دافعة تأثيرية عكسية بالحث الذاتي في الملف الابتدائي تكاد تكون مساوية ومضادة للقوة الدافعة للمصدر فينعدم التيار في الملف الابتدائي ولا يحدث استهلاك في الطاقة
في المحول الكهربائي اذا كانت دائرة الملف الثانوي مغلقة ودائرة الملف الابتدائي مغلقة فان التيار الأصلي يمر في الملف الابتدائي ويحدث استهلاك للطاقة
لأنه عند لحظة نمو التيار الأصلي في الملف الابتدائي يتولد في الملف الثانوي تيار تأثيري عكسي وهذا التيار يولد فيضا مغناطيسيا يقاوم نمو الفيض المغناطيسي الأصلي في الملف الابتدائي فتضعف القوة الدافعة العكسية المتولدة بالحث الذاتي في الملف الابتدائي فيمر التيار الأصلي في الملف الابتدائي ( حث متبادل ) ويحدث استهلاك للطاقة ويلاحظ هنا وجود نوعين من الحث في المحول الأول حث ذاتي في الملف الابتدائي يظهر أثره عندما تكون دائرة الثانوي مفتوحة وحث متبادل بين الملفين الابتدائي والثانوي عندما تكون دائرة الملف الثانوي ودائرة الملف الابتدائي مغلقتين
يستخدم محول رافع لنقل الطاقة الكهربائية من محطة التوليد الى أماكن الاستهلاك ؟
لأن المحول الرافع يرفع القوة الدافعة المترددة بمقدار كبير فتقل شدة التيار المار في الأسلاك فتصبح صغيرة جدا ويكون مقدار الطاقة المفقودة في الاسلاك صغيرا جدا ( الطاقة المفقودة في صورة حرارية = مربع شدة التيار × المقاومة × الزمن
يوضع الملف الابتدائي داخل الملف الثانوي في المحول الكهربائي
لمنع تسرب بعض خطوط الفيض المغناطيسي خارج القلب الحديدي فتقطع خطوط الفيض جميعها الملف الثانوي
في المحول يصنع القلب من الحديد المطاوع
لأن الجزيئات المغناطيسية للحديد المطاوع سهلة الحركة وبذلك يمتنع تحول جزء من الطاقة الكهربائية الى طاقة طاقة ميكانيكية تستنفذ في تحريك الجزيئات المغناطيسية للقلب الحديدي
عمليا لا يوجد محول كهربائي كفاءته 100 %
بسبب فقد جزء من الطاقة في صورة
1- طاقة حرارية بسبب مقاومة الأسلاك
2- طاقة حرارية بسبب التيارات الدوامية
3- تسرب جزء من خطوط الفيض
4- طاقة ميكانيكية تستغل في تحريك الجزيئات المغناطيسية للقلب الحديدي
انتظام سرعة دوران المحرك الكهربائي
بسبب التيار التأثيري العكسي المتولد بالحث الكهرومغناطيسي في ملف المحرك حيث أنه عند زيادة سرعة المحرك تزداد شدة التيار العكسي فتقل شدة التيار المحرك للملف فتقل سرعته وعند ابطاء سرعة الموتور تقل شدة التيار التأثيري العكسي ويزيد فرق التيارين فتزيد السرعة وعند سرعة معينة يثبت الفرق بين التيارين ( تيار البطارية والتيار العكسي ) وتثبت سرعة دوران ملف الموتور
في دائرة يمر فيها تيار متردد وتحتوى على مقاومة عديمة الحث يكون فرق الجهد المتردد والتيار متفقين في الطور
لأن
-- اذا الجهد والتيار في نفس الطور
عندما تكون الدائرة الكهربائية التي تحتوي على ملف ومكثف في حالة رنين فان شدة التيار فيها تكون أكبر ما يمكن
لأنه في حالة الرنين تكون الممانعة السعوية = الممانعة الحثية وعندها تكون المعاوقة مساوية للمقاومة الاومية وهذا يعني أن المقاومة أصغر ما يمكن وبالتالي تكون شدة التيار أكبر ما يمكن
عند الترددات العالية تصبح الدائرة الكهربائية المكونة من مكثف ومصدر تيار متردد دائرة مغلقة
بما أن الممانعة السعوية تقل بزيادة التردد وبالتالي يسمح المكثف بمرورالتيارات ذات الترددات العالية فتعتبر الدائرة مغلقة
عند الترددات العالية تصبح الدائرة الكهربائية المكونة من ملف حث ومصدر متردد دائرة مفتوحة
بما أن الممانعة الحثية تزداد بزيادة التردد وبالتالي تكون كبيرة جدا في حالة الترددات العالية فلا يمر التيار وتصبح الدائرة مفتوحة
عند تردد الرنين في دائرة تتكون من ملف حث ومقاومة ومكثف تكون شدة التيار المتردد متفقة في الطور مع فرق الجهد المتردد
لأنه عند الرنين تتساوى الممانعة الحثية والممانعة السعوية وبالتالي تساوي المعاوقة المقاومة الاومية وبذلك يتفق الجهد والتيار في الطور
للمقاومة الاومية قيمة واحدة مهما تغير تردد المصدر بينما الممانعة الحثية أو السعوية يكون لها قيم متعددة عند تغير تردد المصدر ؟
لأن المقاومة الاومية لا تعتمد على تردد المصدر بينما الممانعة السعوية تتناسب عكسيا مع التردد والممانعة الحثية تتناسب طرديا معه
يفضل استخدام التيار المتردد عن التيار المستمر
لأن التيار المتردد يمكن رفع أو خفض قوته الدافعة بواسطة المحولات الكهربائية - 2- التيار المتردد يمر في دائرة بها مكثف - 3 - التيار المتردد يمكن تحويله الى تيار مستم
تنحرف أشعة المهبط بتأثير المجال الكهربائى أو المغناطيسى
لأنها عبارة عن جسيمات مشحونة متحركة ( الكترونات سالبة )
الشاشة فى تجربة طومسون مغطاة بمادة فوسفورية
حتى تحدث وميضا عند سقوط الالكترونات عليها وبذلك يستدل على مكان سقوط الالكترونات
فى المجال المغناطيسى لا يبذل شغل على جسيم مشحون يتحرك عموديا على اتجاه المجال
لان المجال يؤثر بقوة ثابتة عمودية دائما على مسار حركته وبذلك يكون الشغل المبذول فى اتجاه الحركة مساويا للصفر
فى تجربة طومسون المجالان الكهربائى والمغناطيسى متعامدان على بعضهما وعلى مسار حركة الالكترونات
حتى تكون القوة الكهربائية والمغناطيسية المؤثرتان على الشعاع الالكترونى على خط عمل واحد وفى اتجاهين متضادين فينعدم الانحراف ويأخذ الشعاع مسارا مستقيما فيمكن حساب الشحنة النوعية للالكترون
استخدام زيت معين فى تجربة ميليكان
- لان درجة غليانه مرتفعة فلا يتبخر وتظل كتلته ثابتة - لان كثافته صغيرة نسبيا وبالتالى تكون كتلة القطيرة صغيرة فيسهل معادلة وزنها بقوة المجال الكهربائى - الزيت لا يتأين فى المجال الكهربائى
فى تجربة ميليكان الغرفة مزدوجة الجدار
لتحافظ على ثبات درجة حرارة الغرفة من الداخل فلا يتغير حجم قطيرة الزيت
فى تجربة ميليكان يجب أن يكون لوحا المكثف الهوائى أفقيين ومتوازيين تماما
حتى يكون المجال بين اللوحين منتظما -- حتى تكون قوة تأثير المجال الكهربائى رأسية وتشترك مع قوة جذب الارض فى خط عمل واحد
وجود هواء بين لوحى المكثف فى تجربة ميليكان
حتى يتأين بفعل الاشعة السينية مما يساعد على شحن قطيرة الزيت بالشحنة الكهربائية
استخدام أشعة اكس فى تجربة ميليكان
كى تعمل الاشعة السينية على تأيين جزيئات الهواء وبذلك يسهل التصاق الالكترونات بالقطيرة ( أى تصبح مشحونة )
فى تجربة ميليكان قد لا تتزن قطيرة الزيت عند توليد المجال الكهربائى بين اللوحين
قد تكون القوة الكهربائية لا تساوى وزن القطرة أو قد تكون القوة الكهربائية فى اتجاه وزن القطرة لاسفل
يلزم تفريغ أنبوبة طومسون من الهواء تقريبا
حتى يتبقى عدد قليل جدا من الذرات أو الجزيئات وبذلك تستطيع الأيونات الموجبة الناتجة عنها الوصول الى المهبط بسرعة دون تصادم بجزيئات الهواء وعند اصطدام الأيونات الموجبة بالمهبط ينبعث منه الالكترونات المكونة لاشعة المهبط
يستخدم مجالان كهربائى ومغناطيسى فى تجربة طومسون
حتى يكون تأثير المجال الكهربائى مضادا لتأثير المجال المغناطيسى . وعند تعادل القوتان الكهربائية والمغناطيسية ينعدم انحراف الشعاع الالكترونى ويكون e E = Bev وبذلك يمكن تعيين ( v ) بدلالة ( E ) ، ( B )
اذا تحرك الكترون فى اتجاه عمودى على مجال كهربائى فأنه يتحرك فى مسار منحنى على شكل قطع مكافىء نحو اللوح الموجب
لأن الالكترون يتأثر بقوة كهربائية عند دخوله المجال يكون اتجاهها موازيا لاتجاه المجال فيتحرك الالكترون حركة رأسية ويكون له فى نفس الوقت حركة أفقية وتعمل الحركتان على أن يكون المسار منحنى على شكل قطع مكافىء
يتحرك الالكترون تحت تأثير مجال كهربائى فى عكس اتجاه المجال
لأن اتجاه المجال الكهربائى يكون من اللوح الموجب الى اللوح السالب وبما أن الالكترون جسيم سالب فأنه يتأثر بقوة تجذبه نحو اللوح الموجب
الشحنة المقاسة فى تجربة ميليكان مضاعفات عددية لقيمة معينة
لأن قطرة الزيت يلتصق بها عدد من الالكترونات المحررة بفعل التأثير المؤين للاشعة السينية وبما أن شحنة الالكترون الواحد تساوى 1.6X 10 -19 كولوم اذا شحنة القطرة مضاعفة لتلك القيمة
اذا تحرك الكترون فى اتجاه عمودى على مجال مغناطيسى فأنه يتحرك فى مسار دائرى
لأن الالكترون يتأثر بقوة مغناطيسية ثابتة المقدار عمودية على اتجاه المجال المغناطيسى واتجاه حركة الالكترون
الشحنة النوعية للالكترون أكبر من الشحنة النوعية للبروتون
لأن كتلة البروتون اكبر من كتلة الالكترون بينما الشحنة متساوية
الشحنة النوعية للالكترون تساوى الشحنة النوعية للبوزيترون
لأنهما متساويان فى مقدار الشحنة وفى الكتلة
الشحنة النوعية لجسيم الفا نصف قيمتها للبروتون
لأن جسيم الفا يتكون من 2 بروتون + 2 نيوترون ولذلك فأن شحنة جسيم الفا = 2 شحنة البروتون وكتلة جسيم الفا = 4 كتلة البروتون
المصادر : المدرس العربي – مدرس الفيزياء الربيع
