حركة الجسيمات المشحونة في مجال مغناطيسي Motion of charged particles in a magnetic field

 

📄 اطبع pdf
00971504825082

<<< حركة الجسيمات المشحونة في مجال مغناطيسي >>>

الجسيمات المشحونة قذفت بسرعة ثابتة و بشكل عمودي على مجال منتظم
الشحنة المقذوفة في مجال مغناطيسي

"وبشكل عمودي على المجال
تتأثر بقوة مغناطيسية وتغير اتجاه حركتها
  ولكن لماذا تتخذ مسار دائري ؟ "

القوة ثابتة لأن كل من الشحنة ثابتة و المجال منتظم ثابت والسرعة ثابتة
$$F = q .𝜗 . B$$
القوة والسرعة والمجال كل منهما يعامد الأخر
هذه هي شروط الحركة الدائرية لذلك تتخذ مسار دائري

معلومات مفيدة

من خلال قانون القوة المركزية للحركة الدائرية وقانون القوة المغناطيسية المؤثرة على شحنة

$$FB = FC$$

$$q .𝜗 . B =\frac{ m . 𝜗 ^2 }{r}$$

$$r =\frac{ m . 𝜗 }{ q . B }$$

في هذه المحاكاة سوف ندرس جسيم مشحون و مقذوف بشكل عمودي على مجال مغناطيسي منتظم ولاحظ كيف يتغير نصف قطر المسار بتغير العوامل المؤثرة على نصف قطر المسار

1

دخل بروتون ونترون وإلكترون منطقة مجال منتظم وبنفس السرعة وبشكل عمودي على مجال منتظم ، أحد الإجابات التالية تعبر بشكل صحيح عن حركة الجسيمات الثلاث

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

A

---

B

---

C

---

D

---

حجرة الاسقاط الزمني

في هذه الحجرة يحدث تصادم بين الأنوية الثقيلة وينتج عنها الألاف من من الجسيمات

داخل الحجرة يوجد غاز فتعمل الجسيمات على تأين الغاز

المجال المغناطيسي يجعل الجسيمات تتنحرف وتتخذ مسارات دائرية

المسارات الدائرية تمكن العلماء من دراسة سلوك الجسيمات

معلومات مفيدة

الزمن الدوري والتردد والسرعة الزاوية للمسرع الدوراني : إذا تم قذف جسيم مشحون بشكل عمودي على المجال فإن الجسيم يتخذ مسار دائري فإذا قطع دورة كاملة

$$T =\frac{2𝜋 . 𝑟 }{𝜗} = \frac{2𝜋. 𝑚 }{𝑞 . 𝐵}$$

$$f =\frac{ 1}{ T} =\frac{𝑞 . 𝐵}{2𝜋. 𝑚 }$$

$$W = 2𝜋 . f =\frac{𝑞 . 𝐵} { m }$$

2

قذف بروتون بشكل عمودي على مجال منتظم شدته
0.5 T
فاتخذ مسار دائري فإن تردد الحركة له تعادل
ملاحظة
$$q_p = 1.6 × 10^{-19} C , m_p = 1.67 × 10^{-27} Kg$$

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

f=7.6 × 10⁶ HZ

---

f= 5.9 × 10⁶ HZ

---

f=3.4 × 10⁶ HZ

---

f= 6.5 × 10⁶ HZ

---

المسرع

يحتوي على شفرات متصلة بمصدر جهد متردد

وهناك مجال مغناطيس عمودي على الجهاز نحو الداخل

المجال الكهربائي يزيد من سرعة البروتون وكلما وصل البروتون للشفرة تتغير شحنة الشفرة

المجال المغناطيسي يغير اتجاه الجركة للبرتون ويزداد نصف قطر المسار بزيادة السرعة

في هذه التجربة جهاز السيلكترون يعمل على تسريع الجسيمات المشحونة

جهاز السيلكترون

في هذه التجربة جهاز السيلكترون يعمل على تسريع الجسيمات المشحونة يحتوي على مجالين كهربائي ومغناطيسي المجال الكهربائي يتكون بين أنصاف الصفائح متغير الاتجاه يعمل على تسريع الايون أما المجال المغناطيسي يكون عموديا على الصفائح يعمل على تغير اتجاه حركة الايون

سيناريو:

3

ترك بروتون بين صفائح المجال الكهربائي داخل مسرع يحتوي على مجال مغناطيسي شدتة $$B=0.6\;T$$ تسلا فخرج البرتون من الجهاز بنصف قطر قدره $$r=0.3\;m$$ فإن النسبة الطاقة الحركية إلى كمية الحركة للبرتون لحظة خروجة من المسرع تعادل

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

4.55 × 10⁴ m\s

---

8.6 × 10⁶ m\s

---

1.75 × 10⁷ m\s

---

4.6 × 10⁵ m\s

---

جهاز مطياف الكتلة
يتكون الجهاز من
1- مصدر الأيونات
2 – غرقة محدد السرعات
3 – جهاز الكشف عن الجسيمات

قم بإجراء التجربة التالية وأجب على أسئلة المعلم

1 - ما هو عمل مصدر الأيونات
2 - ما هو عمل منقي السرعات في حجرة منقي السرعات
3 -ماهي الغاية من المجال الكهربائي
4 -ماهي الغاية من المجال المغناطيسي
5 -لوكان المجال الكهربائي غير متعامد مع المجال المغناطيسي ماذا تتوقع أن يحدث
6 -ما هي سرعة الايونات الواصلة إلى جهاز الكشف عن الجسيمات
7 - حدث تصادم في منطقتين على الوح الحساس في جهاز الكشف عن الايونات ماذا يعني لك ذلك


في هذه التجربة سوف نستخدم جهاز مطياف الكتلة لتحليل المادة أو جزيء بهدف معرفة العناصر المكونة للمادة، وبنيتها الكيميائية، والبيولوجية، والفيزيائية

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

قذف جسيم مشحون بشكل غير عمودي على مجال منتظم
قم بإجراء التجربة التالية وأجب على أسئلة المعلم قذف جسيم مشحون
بشكل غير عمودي على مجال منتظم
ما شكل المسار الذي يتخذة الجسيم ولماذا

في هذه التجربة إذا قذف جسيم مشحون في منطقة مجال مغناطيسي منتظم وبشكل غير عمودي على المجال المغناطيسي فإن الجسيم يتخذ مسار لولبي

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

4

ملف متصل ببطارية ويمر به تيار مستمر فيتكون مجال مغناطيسي

مجال مغناطيسي منتظم شدته
5 × 10^–2 T
متجه نحو الشرق قذف الكترون وبسرعة مقدارها
4 × 10⁶ m/s
وبشكل يصنع زاوية قدرها 60 درجة فوق محور الشرق داخل منطقة المجال فإن نصف قطر المسار الدائري

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

r= 4.55 × 10^–4 m

---

r= 2.27 × 10^–4 m

---

r= 3.9 × 10^–4 m

---

r= 1.6 × 10^–4 m

---

5

يتحرك شعاع من الإلكترونات بين قطبي المغناطيس. كما في الشكل فإن الشعاع الإلكتروني ينحرف بتأثير القوة المغناطيسية

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

نحو القطب الجنوبي

---

نحو القطب الشمالي

---

نحو الأسفل

---

نحو الأعلى

---

6

جسيم ألفا يحمل شحنة تعادل شحنة بروتونين دخل منطقة منقي السرعات في جهاز مطياف الكتلة ولم ينحرف فإذا كانت النسبة بين المجال المغناطيسي إلى المجال لكهربائي داخل الحجرة تعادل
0 .0025 T . C / N
فإن السرعة التي يتحرك بها الجسيم تعادل

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

v=150 m/s

---

v=400 m/s

---

v=0.015 m/s

---

v=0.0025 m/s

---

7

جسيمان لهما نفس الكتلة ونفس مقدار الشحنة تم قذفهما داخل مجال مغناطيسي منتظم وبشكل عمودس على المجال كما في الشكل أدناه. أحد الجسيمين بدء يدور مع عقارب الساعة والأخر عكس عقارب الساعة فإن أحد الاجابات التالية تعبر عن صفات الجسيمين

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

- الجسيم ( 1 ) مشحون بشحنة سالبة وسرعته أقل والجسيم ( 2 ) مشحون بشحنة موجبة وسرعته أكبر

---

الجسيم ( 1 ) مشحون بشحنة موجبة وسرعته أقل والجسيم ( 2 ) مشحون بشحنة سالبة وسرعته أكبر

---

الجسيم ( 1 ) مشحون بشحنة سالبة وسرعته أكبر والجسيم ( 2 ) مشحون بشحنة موجبة وسرعته أقل

---

الجسيم ( 1 ) مشحون بشحنة موجبة وسرعته أكبر والجسيم ( 2 ) مشحون بشحنة سالبة وسرعته أقل

---

المصدر https://iwant2study.org/ospsg/index.php/sitemap

المصدر http://physics.bu.edu/~duffy/HTML5/cyclotron.html
اكتب تعليقا واذا كان هناك خطأ اكتبه وحدد مكانه Write a comment, and if there is mistake, write and specify its location

Social Media

Created By Themes | Distributed By Blogger

Contact form