العنوان الحركة على خط مستقيم

خفمستقيم خط على الحركة العنوان

الرحيم الرحمن الله بسم

الكهرومغناطيسية

السابع الفصل


الفهرس

والمادة( 1-7) والمغناطيسية الكهربائية المجاالت تفاعالت

الفضاء( 2-7) في والمغناطيسية الكهربائية المجاالت



(1-7)المجاالت تفاعالت

والمغناطيسية الكهربائيةوالمادة



استهاللية تجربة


كهرومغناطيسية الراديوإشارات موجات

االستهاللية التجربة

قوة في اإلرسال محطة ب?عد ويؤثرلموقع بالنسبة الهوائيإشارتها



مقدمة


التي أنواعمن الكهرومغناطيسية الموجاتمختلفة بأشكال لتزويدك الهواء عبر تبث

والتلفاز : المذياع منها االتصاالت من

مقدمة

القصيرة( 1) الراديو موجات

الميكرويف( 2) موجات

التلفاز( )3) و( UHFإشارة(VHF)


الموجات هذه مجاالت تتكونجميع منالفضاء في تنتشر ومغناطيسية كهربائية

مقدمة

فهم هو الموجات هذه سلوك فهم ومفتاحالموجات اإللكترونطبيعة ألن

مسارعة عن تنتج الكهرومغناطيسيةاإللكترونات

بوساطة وتلتقط الموجات هذه وهي الهوائياتتبث X أيضا إلكترونات على تحتوي مواد من مصنوعة أدوات



االلكترون كتلة


تعليق من مليكان روبرت العالم اكتشفكهربائي مجال داخل مشحونة زيت قطرة

تحديد من ليتمكن فيه شحنةوموازنتهاتساوي( :qاإللكترون ) وهي

اإللكترون كتلة

1.602x10-19 c


البريطاني العالم تمكنتحديد من شحنة نسبةتومسون

كتلته ) إلى و( q/mاإللكترونكتلة حساب من تمكن بذلك

اإللكترون

اإللكترون كتلة



مع تومسون تجربةاإللكترونات


وهو : المهبط أشعة انبوب استخدمإلكترونات يولدجهاز حزمة

التجربة

بين التصادمات من ولتقليلفقد الهواء وجزيئات فرغاإللكترونات

درجة إلى الهواء من األنبوب تومسونكبيرة


انبوب إنتاجيتم( 1) داخل كهربائي مجالكبير جهد فرق باستخدام المهبط أشعة) ( ) األنود ) والمصعد الكاثود المهبط بين

التجربة خطوات

و المهبط من اإللكترونات تتسارعفتنبعثالكهربائي المجال بوساطة المصعد نحو


من( 2) اإللكترونات هذه بعض فتمرالمصعد شقوقخالل في موجودة

ضيقة حزمة لتشكل


كهربائية( 3) مجاالت تومسون استخدملتوليد مغناطيسية تؤثر قوةوأخرى

في المارة اإللكترونات حزمة علىوتحرفه األنبوب


الكهربائي( )4) المجال توليده( Eويكون تم الذيومتوازيتين مشحونتين صفيحتين بوساطة

X اإللكترونات متعامدا حزمة اتجاه مع


مقدارها ) قوة تؤثر( qEوينتجو اإللكترونات إلى تحرفهافي

الموجية الصفيحة نحو أعلى


بوساطة( 5) الناتج المغناطيسي المجال أمافيكون كهربائيين كل متعامداXمغناطيسين مع

الكهربائي المجال واتجاه الحزمة اتجاه من


المغناطيسي ) المجال ينتج تساوي قوة( Bلذلك(Bqv ( )تمثل (Vحيث اإللكترون سرعة

و اإللكترونات في أسفل تحرفهاتؤثر إلى


هذه( 6) تصل وعندمااألنبوب نهاية إلى اإللكترونات

بطالء مسببة فلورسنتتصطدمتوهجها




تومسون تجربة نتائج


بحيث والمغناطيسي الكهربائي المجالين تعديل يمكندون Xمستقيما Xمسارا اإللكترونات حزمة تسلك

انحراف :


المغناطيسية = القوة الكهربائية القوة

FB = FE

Bqv = qE

V___ = ___ = EqBq

EB


مركزي لتسارع اإللكترونات خضوع إلى يؤدي الكهربائي المجال فصل وإذا


يساوي قطره نصف Xدائريا Xمسارا اإللكترونات فتسلك(r)

الحركة : في لنيوتن الثاني القانون وباستخدام

F = mac , ac = v2/r

Bqv = mv2/r

___ = ___qm

qvBr


أن : وجد تجريبية محاوالت لعدة الحسابي المتوسط إيجاد وبعد


= __1.759x1011 c/kgqm

m = 9.11x10-31 kg

m_____________ = _____ = q

(q/m)

1.602x10-19 c1.759x1011

c/kg



مع تومسون تجربةالبروتونات


X أيضا المهبط أشعة أنبوب تومسون استخدماأليونات شحنة نسبة كتلتها الموجبةلتحديد إلى

والبروتونات تومسون

تخضع موجبة بشحنة المشحونة الجسيمات إنتعانيها معاكسةإلنحرافات التي لإلنحرافات

أو الكهربائية المجاالت داخل المتحركة اإللكتروناتالمغناطيسية

الموجبة لمسارعة الشحنة ذات الجسيماتعكس+( eالبوزترونات) اإلنحراف منطقة في

المهبط بين الكهربائي المجال تومسونوالمصعد


األنبوب إلى الهيدروجين غاز من قليلة كمية أضافعلى الكهربائي المجال من انتزاعفعمل اإللكترونات

موجبة أيونات إلى فحولها الهيدروجين ذرات


أو الهيدروجين أيونات سارع ثمخالل من في شقالبروتونات ضيقالمصعد


حساب أمكن التقنية هذه باستخدامتساوي :كتلة والتي البروتون


1.67x10-27 kg

بعد المنتجة الثقيلة األيونات كتل ولتحديدمن اإللكترونات مثل الغازاتانتزاع

) واألرجون) والنيون الهيليوم



الكتلة مطياف


شيء وضع مثيرحدث عندما لإلهتمامالمهبطية األشعة النيون غاز تومسون


توهج الحظ مضيئتين نقطتينفقدواحدة نقطة من Xبدال الشاشة على

المختلفة الذرات أن إلى تومسون وخلصكيميائية خصائص لها نفسه العنصر من

مختلفة ) Xكتال لها لكن (النظيرمتماثلة


الكتلة : مطياف

الجهاز

الجهاز أشعة المماثلهو ألنبوبلتومسون المهبط

النظائر لدراسة يستخدم والذيالموجب النسبةوقياس األيون بين

بدقة( q/mوكتلته )


هي : األيون تكون المادةمصدر التيواإلستقصاء الفحص قيد


إما يكون أن X ويجب يمكن غازا مادة أو X بخارا لتشكل تسخينها

عند الموجبة األيونات اصطداموتتشكلبذرات أو بالغاز المسرعة اإللكترونات

البخار



مطياف نتائجالكتلة


القطر ) نصف األيون( :rلحساب لمسار

النتائج

Bqv = mv2/r

r___ = mvBq


المنحرف : غير األيون سرعة لحساب

النتائج

KE = ½ mv2 = qV

v___ = 2qVm


قيمة ) معادلة( )vبتعويض ( :rفي

النتائج

Br____ = 2mVq

r = m/qB 2qV/m = 1/B 2Vm/q


الكتلة : مطياف في كتلته إلى األيون شحنة نسبة

النتائج

______ = ___qm

2VB2r

2



النظائر تحليل


العالمات 16ص( 7-4الشكل ) بين التقريبية المسافاتتتركها متأينة )عينةالتي الفيلم( Crكروم على


أن إلى تشير الحمراء األربع العالمات إنأربع على تحتوي الكروم نظائرعينة

وجود عرضويدل توافر على العالمةيساوي النظائر نسب ومجموع ، النظير

(100)%


العناصر من عنصر كل كتلة الكيمياء منيمثل الدوري الجدول في المدرجة

المستقرة متوسط النظائر جميع كتلالعنصر لذلك


على نحصل إلكترون أول تحرير ذرةعندالتأين ) +(1أحادية

الطاقة ذات المتسارعة اإللكترونات أن أيثنائية العالية وأيونات أحادية أيونات إنتاج يمكن



أخرى تطبيقات


متعددة : استخدامات الكتلة لمطياف

تطبيقات

إلى لفحص( 1) اليورانيوم من عينةلها المكونة النظائر

وتحديد( 2) أثرإللتقاطما عينة في الجزيئات كميات

في) واسع نظاق على يستخدم التطبيق وهذاالجنائية ( والعلوم البيئة علوم



(2-7)الكهربائية المجاالت

الفضاء في والمغناطيسية



مقدمة


: X يوميا عليها نعتمد الكهرومغناطيسية الموجات

مقدمة

اإلذاعة1(التلفاز2(االصطناعية 3( األقمارالبعيدة 4( المجراتالميكروويف 5( أفرانب?عد 6( عن التحكم أجهزةوغيرها 7( الخلوية الهواتف



الموجات الكهرومغناطيسية


الموجات فهم في كبير تقدم حدثالقرن خالل الكهرومغناطيسية

أجهزة تطور إلى أدى عشر التاسعجديدة وتقنيات

الكهرومغناطيسية الموجات



االنجازات من سلسة


أن إلى أورستد في التيارتوصل المار ? مغناطيسيا Xمجاال يولد موصل

انجازات

X متغيرا Xمغناطيسيا Xمجاال يولد المتغير التيار وأن

من كل مايكل العالميناكتشفحدة على كل هنري وجوزيف فارادي

مجال إنتاج وهو الكهرومغناطيسي الحثمتغير مغناطيسي مجال بسبب كهربائي


: X فمثال ، أسالك هناك يكن لم لو حتى يتولد الحثي الكهربائي المجال إن

انجازات

المتغير( 1) المغناطيسي المجال X مماثال Xمتغيرا Xكهربائيا Xمجاال يولد

كما( 2) Xمتغيرا Xمجاال يولد الكهربائي المجال في التغيرماكسويل جيمس االسكتلندي الفيزيائي افترض

المغناطيسي( 3) المجاالن يسمىالفضاء في Xمعا المتشران والكهربائي

موجة ) أو الكهرومغناطيسية (EMالموجات



الموجات خصائصالكهرومغناطيسية


: X تقريبا تساوي الكهرومغناطيسية الموجة سرعة إن(3x108 m/s)

الخصائص

بالرمز ) لها الضوء( Cويرمز سرعة وهي

التردد يقل الموجي الطول يزداد وعندما

λ ___ =vf

λ ___ =cf

) للمادة) ) الفراغ) أو للهواء



الموجات انتشارالمادة خالل الكهرومغناطيسية


زجاجي كأس على الشمس أشعة سقوطماء الضوء مثالبه موجات انتقال على

مختلفة مواد ثالث خالل

االنتشار

للكهرباء موصلة غير مواد وتسمىوهيالكهربائية العوازل

الماء) – – ( الزجاج الهواء


(k : )النسبي الكهربائي العزل ثابت

االنتشار

الفراغ في وقيمته قياس وحدة له وليسالهواء( )1) (1.00054وفي

v___ = ck



الموجات انتشارالفضاء في الكهرومغناطيسية


تيار : بمصدر يتصل سلك هو الهوائيمصمم الموجات لبثمتناوب واستقبال


الفضاء في

في متغير جهد فرق المتناوب المصدر يولديهتز الذي لتردد بترددالهوائي مساوي

المتناوب التيار مصدر

X مماثال Xمتغيرا Xكهربائيا Xمجاال منتشراXويولدالهوائي عن Xومبتعدا


المتغير الكهربائي X يولدوالمجال أيضامع Xمتعامدا Xمتغيرا Xمغناطيسيا Xمجاال

الصفحة

الفضاء في

وإلى أعلى إلى الكهربائي المجال يتذبذبالمغناطيسي المجال يتذبذب بينما ، أسفل

الكهربائي قائمةبزاوية المجال مع

متعامدين المجالين وكالاتجاه الموجة انتشارعلى



الموجات توليدالكهرومغناطيسية


متناوب( 1) مصدر من الموجات

الموجات توليد

كهربائي( 2) ومكثف ملف عن الناتجة الموجات

والملف( 3) المكثف دائرة في الطاقة

الناتجة( 4) الموجات

اإلجهادية( 5) الكهرباء بوساطة الناتجة الموجات



من( 1) الموجاتمتناوب مصدر


أن بهوائي متصل متناوب لمصدر يمكنكهرومغناطيسية يرسل موجات

متناوب مصدر

الموجة تردد دوران مساوياXويكون لترددالمتناوب ) التيار (ACمولد

بِـ ) kHz )X 1ويحدد تقريبا


الموجية واألطوال الترددات ومدىتشكل اإلشعاع جميعالتي أشكال

الكهرومغناطيسي

الكهرومغناطيسي الطيف

الكهرومغناطيسي ) (الطيف



من( 2) الناتجة الموجاتكهربائي ومكثف ملف


ترددات ذات كهرومغناطيسية موجات لتوليدباستخدام ( ملفكبيرة كهربائي ) ومكثف محث

التوالي على Xمعا يتصالن

والمكثف الملف موجات

ينتج شحنفإذا فسوف بطارية بوساطة المكثف X كهربائيا Xمجاال لوحي بين الكهربائي جهد فرق

(1)

عن شحنة المكثف يفقد البطارية فصل وعندخالل تدفقطريق فيه المختزنة اإللكترونات

( X مغناطيسيا Xمجاال Xمولدا (2الملف


شحنته المكثف يفقد المجال ينهاروعندمادافعة قوة فتتولد للملف المغناطيسي

عكسية ) حثية (3كهربائية


اتجاه في المكثف شحن معاكسويعادالعملية ) (4وتتكرر


ت?ثبت بالمكثف هوائي توصيل وعندوالشكل ، الفضاء في المكثف مجاالت

اهتزازية 21ص دورة كاملةيوضح


في تحدث التي العملية مقارنة يمكنبالدورات والمكثف الملف دائرة

متأرجح لبندولاالهتزازية



دائرة( 3) في الطاقةوالملف المكثف


المغناطيسي المجال من كل يحتويالكهربائي والمجال الملف في المتولد

على المكثف في طاقةالمتولد

والملف المكثف طاقة

تكون عظمى قيمة التيار يكون عندماالمغناطيسي المجال في المختزنة الطاقة

قيمتها العظمىفي


شكل على تشع أو تحمل التي والطاقةكهرومغناطيسية اإلشعاع تسمىموجات

الكهرومغناطيسي


والمكثف الملف دائرة عن الناتجة الذبذبات إنالدائرة تتخامد مقاومة بسبب فترة بعد

في االهتزازات على المحافظة ويمكنطريق عن طاقة إضافةالنظامين مصدر


أكبر يتطابق سعةويحدث عندما للتأرجح ، التأرجحية الحركة تردد مع الدفعات تردد

الرنين شرط هو وهذا


ملف طريقةوهناك إضافة في تتمثل ذلك لعملكهربائي محول لتشكيل الدائرة إلى آخر

إلى )توليديمكن تصل MHz )X 400ترددات تقريبا


للدائرة الكلية الطاقة وتكون


الكهربائي مجموع) المجالين طاقتيفي الضائعة الحرارية والطاقة والمغناطيسي

بوساطة Xبعيدا المحمولة والطاقة االسالك) المتولدة الكهرومغناطيسية الموجات

X ثابتا X مقدارا



الناتجة( 4) الموجات


بوساطة الناتج االهتزاز تردد زيادة يمكنطريق عن والمكثف الملف تقليلدائرة

المستخدمين والمكثف الملف من كل حجم

الناتجة الموجات

المنفردة المكثفات أو الملفات تستخدم الالتي (Hz 16على )تزيدللترددات

لتوليد يستخدمحيث الرنان التجويفالكبيرة الترددات ذات الميكروية الموجات

بين ) تتراوح (GHz 100و( )GHz 1التي


الرنان شكل هوالتجويف على صندوقعلى عمله يعتمد مستطيالت متوازي

X معا والمكثف الملف


يحدد الصندوق مثل ترددوحجم االهتزاز) الميكروويف) أفران

الحمراء أعلىولتوليد تحت للموجات ترددليصبح الرنان التجويف حجم تصغير يجب

) المهتزة ) اإللكترونات الجزيء بحجم


الضوء موجات فوق المرئيأما والموجاتاإللكترونات بوساطة فتتولد البنفسجية

الذرات داخل الموجودة


السينية ) األشعة جاما( Xلكن وأشعةنوي تنشآن في شحنات مسارعة عن

الذرات



الناتجة( 5) الموجاتاإلجهادية الكهرباء بوساطة


الطريقة والمكثفات الملفات تعد الالمتذبذبة لتوليدالوحيدة الجهود

اإلجهادية الكهرباء

الكوارتز جهد تتشوهفبلورات تطبيق عندالخاصية هذه وتعرف ، عبرها متناوب كهربائي

اإلجهادية الكهرباء باسم

، الساعات في عادة الكوارتز بلورات وتستخدماهتزازاتها ترددات X ثابتةألن تقريبا



الموجات استقبالالكهرومغناطيسية


يتطلب الموجات هذه التقاط هوائيإن

في اإللكترونات للموجة الكهربائية المجاالت تسارع

للهوائي المادة المكونة

الهوائي التسارعويكون يوجه عندما يمكن ما أكبر

نفسها الموجة استقطاب اتجاه في

الهوائي يكون عندما يحدث التجاه موازياXوهذا

للموجة الكهربائية المجاالت

الموجات استقبال


الهوائي طرفي بين الجهد فرق يتذبذب بنفسحيث

نفسها الكهرومغناطيسية الموجة تردد

طول يكون عندما له العظمى القيمة الجهد ويصبح

X الهوائي التي مساويا للموجة الموجي الطول لنصف

التقاطها نريد

نصف يصمملذلك يساوي بحيث الهوائي طول

التقاطها يفترض التي للموجة الموجي الطول



استخدام X عدةإن فغالبا ، فعالية أكثر يكون أسالك

بينهما تفصل أكثر أو سلكين من التلفاز هوائي يتكون

للموجة الموجي الطول ربع تعادل مسافة

لها الكهرومغناطيسية الموجات جميع خصائصإن

والحيود واإلنكسار اإلنعكاس

األطباق الموجات الالقطةإن عكس على تعمل

X جدا القصيرة الكهرومغناطيسية



التي الموجات عكس على الالقط الطبق ويعمل

الالقط وتركيزهايستقبلها يسمى جهاز أو قطعة على

هوائي على الالقط القطب قصيرويحتوي ثنائي

وهو المستقبل إلى اشارات ارسال على يعمل كما

ومكثف يتكونجهاز ملف ودائرة هوائي جهاز من

إلى باإلضافة وتحليلها اإلشارة شفرة لفك وكاشف

مضخم




الموجات اختيار


أن أردنا ما نستقبلإذا محطة من تبث التي المعلوماتالمحطة بهذه الخاصة الموجات اختيار يجب فإنه

الموجات اختيار

ورفض ) معين تردد ذات موجات والختيار ) يستخدم الموجات الموالفباقي

مكثف دائرة عن عبارة هو الموالفبالهوائي متصلوملف

يصبح حتى للمكثف الكهربائية السعة وتعدلالدائرة اهتزازات الموجة مساوياXتردد لتردد

المطلوبة



الموجات من الطاقة


الطاقة تحمل الموجاتوالمعلومات

(1)

األشعة منطقة ضمن تردداتها التي فالموجاتالميكرويف وأشعة الحمراء على تعملتحت

الجزيئات في اإللكترونات مسارعة

طاقة تتحولحيث إلى الموجات طاقةفرن ) الجزيئات في حرارية

الميكرويف(


X أيضا الضوء لموجات إلى نقليمكن الطاقةاإللكترونات

(2)

تفاعالت احداث على الضوء موجات في الطاقة تعملالنتيجة فتكون الفيلم داخل X كيميائية X تسجيال دائما

الفيلم على والساقط الجسم من القادم للضوء

الفوتوجرافية ) (األفالم



السينية األشعة


رونتجن أسقط وليام األلماني الفيزيائيمفرغ أنبوب خالل إلكترونات

(Xأشعة )

األنبوب خالل Xجدا كبير جهد فرق واستخدماإللكترونات كبيرة طاقاتإلكساب حركية

فلزي بهدف اإللكترونات اصطدام وعند ) رونتجن) الحظ االنبوب داخل توهجاألنود

قريبة فوسفورية شاشة


وضع عند حتى التوهج خشب قطعةاستمروالشاشة االنبوب بين

(Xأشعة )

األشعة من Xنوعا هناك أن روتنجن فاستنتجمن النفاذيةذات خرجت قد الكبيرة

السينية األشعة سماها االنبوب

الجسم انسجة بالنسبة اللينةإن شفافة كانتالعظام من تنفذ ال حين في ، السينية لألشعة


السينية موجات هياألشعةكبير تردد ذات كهرومغناطيسية

(Xأشعة )

السينية األشعة انبوب رعفي X تس أوال اإللكتروناتإلى ) يصل كبير جهد فرق أكثل( V 20000بوساطة أو

X جدا كبيرة سرعات إلكسابها

بالمادة اإللكترونات تصطدم ل تتحووعندماكهرومغناطيسية موجات إلى الحركية طاقتها

السينية األشعة تسمى كبير تردد ذات


بالسطح التلفازفي اإللكترونات تصطدممسببة فجأة وتتوقف للشاشة الداخلي

الملون الفوسفور توهج

(Xأشعة )

المفاجيء التوقف لهذا توليدويمكنعلى حتوي لذلك ضارة سينية أشعة

الرصاص مادة


الله بحمد تم

بابنجي. علي رائد أ

العنوان الحركة على خط مستقيم

Documents