القوى الكهروستاتيكية الجزء الأول ( 12A) Electrostatic forces, part 1.

on
 
 

<<< القوى الكهروستاتيكية الجزء الأول>>>

القوى الأساسية في الطبيعة أربعة

قوة الجاذبية، القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية القوية، والقوة النووية الضعيفة
تتحكم القوى الأساسية الأربعة في كل شيء في الكون بقدرة الخالق
هل يمكن أن تتحد هذه القوى مع بعضها البعض

 

معلومات مفيدة:تتكون أي ذرة من

نواة تحتوي على بروتونات ذات شحنة موجبة ونترونات متعادلة وتدور حولها ألكترونات سالبة الشحنة في مدارات إهليلجية

الذرة متعادلة كهربائيا ؟

عدد البروتونات = عدد الالكترونات

شحنة البروتون = شحنة الالكترون

𝑞𝑒 = 𝑞𝑝 = 1.602 X 10-19c

الالكترونات هي التي تكتسب أو تفقد

الاجسام المشحونة تحتوي على بروتونات والكترونات ولكن عددها قد يكون مختلف

جسم سالب الشحنة يكون اكتسب إلكترونات (عدد الالكترونات > عدد البروتونات )

جسم موجب الشحنة يكون فقد إلكترونات (عدد الالكترونات < عدد البروتونات )

يمكن التعبير عن شحنة جسم من خلال معرفة عدد البروتونات والنترونات الموجودة في الجسم من خلال العلاقة التالية

قيم نفسك

جسم مشحون يزيد عدد البروتونات عن الإلكترونات بما يعادل 32 بروتون فإن شحنة الجسم تعادل

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل

    • أختر الإجابة الصحيحة

    قيم نفسك

    جسم متعادل اكتسب 8 إلكترونات فإن شحنة الجسم تعادل

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل

    • أختر الإجابة الصحيحة

    : الشحنات محفوظة في نظام مغلق

    عند دلك قطعة صوف بقضيب من الابونيت فإن قطعة الصوف تفقد إلكترونات وتصبح موجبة الشحنة و قضيب الابونيت يكتسب الكترونات ويصبح سالب الشحنة

    عدد الالكترونات التي فقدتها قطعة الصوف = عدد الالكترونات التي اكتسبها قضيب الابونيت

    ( في نظام مغلق )

    قيم نفسك

    تم دلك بالون بقطعة من الصوف فأصبح البالون مشحون بشحنة سالبة قدرها
    8 X 10-19c
    فإن قطعة الصوف قد فقدت

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل

    • أختر الإجابة الصحيحة

    : الشحنة مكمأة

    تمكن العالم مليكان من إثبات ان قطرة الزيت المشحونة يتم شحنها بأعداد صحيحة من شحنة الإلكترون الواحد

    من خلال صندوق ملكان تمكن العالم من حساب شحنة قطرة الزيت

    وقسم الشحنة على الشحنة الأولية فكان ناتج القسمة عدد صحيح مما يؤكد أن الشحنة مكمأة



    عند فحص البروتونات والنترونات وجد انها تحتوي على كواركات ذات كتلة صغيرة جدا مرتبطة مع بعضها بوساطة الجالونات

    كواركات سفلية ذات شحنة سالبة

    كواركات علوية ذات شحنة موجبة

    \[-\frac{1}{3}e\]

    \[+\frac{2}{3}e\]

    .............................. : الحل

    البروتون يحتوي على كواركين علويين وكوارك سفلي حدد شحنة البروتون

    .............................. : الحل

    النترون يحتوي على كوارك علوي وكواركين سفليين حدد شحنة النترون




    مثال محلول

    1.4 kg قالب من الحديد كتلته
    0.4 c و شحنته سالبة مقدارها
    فما نسبة الالكترونات التي اكتسبها
    56g علما بأن الكتلته المولية للحديد
    والعدد الذري له 26
    : طريقة الحل
    كل 1 مول من أي مادة يحتوي عل عدد أفوكدروا من الذرات
    6.022 X 1023ذرة
    56g المول الواحد من الحديد كتلته
    نحسب أولا عدد الذرات الموجودة في الكتلة 1.4 كيلو جرام
    \[N=\frac{6.022×10^{23}×1.4×10^3}{56}= 1.5055 × 10^{25}\]
    العدد الذري هو عدد البروتونات في الذرة (عدد البروتونات =عدد الالكترونات )لذرة الحديد = 26
    عدد الالكترونات الموجودة في الكتلة 1.4 كيلو جرام
    \[N= 26 ×1.5055 × 10^{25}= 3.9143 × 10^{26}\]
    نسبة الالكترونات المكتسبة هي عدد الالكترونات المكتسبة إلى عدد الالكترونات الكلي
    لحساب عدد الإلكتونات المكتسبة
    \[n=\frac{0.4}{1.6× 10^{-19}}= 2.5× 10^{18}\]
    لحساب نسبة الالكترونات المكتسبة

    \[\frac{2.5× 10^{18}}{3.9143 × 10^{26}}=6.38 × 10^{-9}\]

    الموصلات والعوازل وأشباه الموصلات وفائقة التوصيل
    المواد الموصلة : وهي المواد القادرة على توصيل التيار الكهربائي لأنها تحتوي على إلكترونات حرة قادرة على التحرك في المادة مثل النحاس الحديد الالمنيوم
    المواد العازلة : وهي المواد غير قادرة على توصيل التيار الكهربائي لأن إلكترونات غير حرة مرتبطة بالنواة وهي غير قادرة على التحرك في المادة مثل الخشب البلاستيك الايبونيت
    أشباه الموصلات : وهي المواد القادرة على توصيل التيار في الظروف الخاصة مثل الجرمانيوم والسليكون عناصر المجموعة 14

    تحتوي هذه المواد على أربع إلكترونات تكافؤ ترتبط الذرات مع بعضها البعض بروابط تساهمية في درجة حرارة الصفر المطلق(273-)

    في درجة الصفر المطلق تكون غير قادرة على التوصيل ولكن في درجة حرارة الغرفة تتكسر روابط وتصبح قادرة على التوصيل

    عند تطعيم أشباه الموصلات بشوائب عناصر من المجموعة 15 (N المانحات ) نوع

    ويتم التطعيم ذرة شائبة واحدة لكل مليون ذرة أصلية وتصبح الالكترونات حاملات للشحن

    عند تطعيم أشباه الموصلات بشوائب عناصر من المجموعة 13 (P المستقبلات)نوع

    ويتم التطعيم ذرة شائبة واحدة لكل مليون ذرة أصلية وتصبح الفجوات حاملات للشحن


    فائقة التوصيل : وهي المواد ممانعتها لمرور التيار تكاد أن تكون معدومة وهذا النوع من المواد لا تعمل إلا عند درجة حرارة منخفضة جدا مثل مادة التيتانيوم

    طرق الشحن
    الشحن بالدلك
    :عند دلك مادتين ببعضهما البعض أحد المادتين تفقد إلكترونات وأحد المادتين تكتسب إلكترونات والشحنة محفوظة ويتم الاكتساب والفقد حسب المخطط التالي كلما تم الاتجاه للأعلى يتم فقد الالكترونات مثلا عند دلك الزجاج بفراء الارنب فراء الارنب يكتسب شحنة موجبة والزجاج شحنة سالبة مثلا عند دلك الزجاج بالصوف الصوف يكتسب شحنة سالبة والزجاج شحنة موجبة
    في هذه المحاكاة يوجد فائدتين
    الأولى : تبين دلك قضيب ايبونيت بقطعة صوف لاحظ انتقال الشحنات بعد الدلك كيف تبقى محفوظة
    الثانية : الكشاف الكهربائي كيف ينفرج ورقتي الكشاف عند ملامسة جسم مشحون له

    الشحن بالحث

    الحث تعني تقريب جسم مشحون من موصل دون الملامسة في البداية يجب أن نفرق بين تقريب جسم مشحون من مادة موصلة ومن مادة عازلة

    خطوات شحن موصل بشحنة موجبة بالحث
    قرب موصل مشحون بشحنة سالبة من الموصل ( يحدث إعادة ترتيب لشحنات للموصل )
    لامس قاعدة الموصل بيدك ( تأريض ) تتفرغ الشحنات الحرة الغير متأثرة بقوة تجاذب
    أبعد يدك ثم ابعد الجسم المشحون عن الموصل يشحن الموصل بشحنة موجبة

    الشحن بالتلامس

    عند ملامسة جسم مشحون لجسم موصل فإن جزء من شحنة الجسم المشحون تنتقل للموصل ولا يشترط ان تتم تقاسم الشحن مناصفة

    إلا إذا كان الجسم المشحون يماثل تمام الجسم الموصل يحدث تقاسم الشحن
    المصدر https://www.showmethephysics.com/home/notes/electricity/staticElectricity/conduction.htm اكتب تعليقا واذا كان هناك خطأ اكتبه وحدد مكانه Write a comment, and if there is mistake, write and specify its location

    Comments

    Post a Comment