ملزمة الوحدة الأولى القوى الكهروستاتيكية 2021 فيزياء صف ثاني عشر متقدم فصل أول

ملزمة الوحدة الأولى القوى الكهروستاتيكية 2021 فيزياء صف ثاني عشر متقدم فصل أول

مرفق لكم ملزمة الوحدة الأولى القوى الكهروستاتيكية 2021 فيزياء صف ثاني عشر متقدم فصل أول مناهج الامارات .

معلومات المذكرة :

• نوع الملف: ملزمة
• المادة: فيزياء
• الصف: الثاني عشر متقدم
• الفصل الدراسي: الفصل الأول
• صيغة الملف : pdf بي دي اف متاح للتحميل

[highlight color=”blue”] صندوق تحميل الملف[/highlight]

[ الموصلات والعائلات وأشباه الموصلات والموصلات فائقة ]

تسمى المواد جيدة التوصيل للكهرباء بالموصلات بينما تسمى المواد رديئة التوصيل بالعازلات . يشير التركيب الالكتروني للمادة الى طريقة ارتباط الالكترونات بالنواة

1. العازلات :
   هي المواد التي لا تسمح للإلكترونات بحرية الحركة خلالها وذلك بسبب الارتباط القوي
   بين الكترونات المادة وذراتها
2. الموصلات :
   هي المواد التي تسمح لبعض الإلكترونات بحرية الحركة خلالها مثل
   (Fe ، Cu ، Al ) بسبب الميل النسبي لذرات المادة إلى كسب أو فقد الالكترونات
   • يمكن أن تعمل الموائع والأنسجة العضوية والمحاليل الأيونية كملح الطعام كموصلات أيضا.
   • الماء النقي عازل كهربية ، إذابة ماده معينة كملح الطعام تحسن من قدرة الماء على التوصيل للتيار الكهربائي.
3. أشباه الموصلات :
   هي مواد يمكنها أن تتغير من عازلة الى موصلة ثم الى عازلة مرة أخرى
   وهي تعد أساس كل صناعات الكومبيوترات و الإلكترونيات الاستهلاكية .
   • هناك نوعان من أشباه الموصلات: نقية ، و غير نقية .
   • أمثلة على أشباه الموصلات النقية: بلورات زرنيخ الجاليوم – الجرمانيوم – السيليكون. .
   • قانون مور: يوضح تضاعف متوسط قوة وحدة المعالجة المركزية لأجهزة الكمبيوتر كل 18 شهرة ( متوسط تجريبي على مدار الخمسة عقود الماضية ).
   • تصنع أشباه الموصلات غير النقية عبر إضافة كميات دقيقة من مواد أخرى تعمل ک

 مانحات الكترونات n

• فيها يتم تطعيم شبه الموصل النقي كالسيليكون مثلا بعناصر خماسية التكافؤ
  مثل ( الزرنيخ، الأنتيمون ، الفوسفور)
• حيث يتوافر في البلورة المطعمة بأحد العناصر السابقة إلكترونات فائضة عن الترابط يمكنها التنقل بحرية عبر ذرات البلورة مما يزيد من قدرتها على التوصيل للتيار الكهربائي

مستقبلات الالكترونات P

• فيها يتم تطعيم شبه الموصل النقي كالسيليكون مثلا بعناصر ثلاثية التكافؤ
  مثل ( الجاليوم ، الأنديوم ، البورون ، الألومنيوم)
• حيث يتوافر في البلورة المطعمة بأحد العناصر السابقة فجوات يتركها الإلكترون بعد ارتباطه بالمستقبل يمكن أن تنتقل بحرية عبر ذرات شبه الموصل لتعمل كناقل فعال للشحنة الموجبة

 الموصلات فائقة التوصيل
هي.. مواد مقاومتها لتوصيل الكهرباء منعدمه.

• لا تكون الموصلات الفائقة فعالة إلا في درجات حرارة منخفضة .
• سبيكة النيوبيوم والتيتانيوم من المواد فائقة التوصيل التي يجب المحافظة عليها عند درجة حرارة قريبة من حرارة الهيليوم السائل (K4.2).
• درجة الحرارة الحرجة ( Tc) : هي أعلى درجة حرارة تسمح بالموصلية الفائقة حيث تكون هذه المواد فائقة التوصيل عند درجة حرارة النيتروجين السائل (77.3K ).
• لم تكتشف للآن مواد فائقة التوصيل عند درجة حرارة الغرفة (300K ).

الشحن الكهروستاتيكي 

و هو .. عملية شحن الجسم بشحنة ساكنة.

الكشاف الكهربائي:
هو.. جهاز يظهر استجابة ملحوظة عند شحنه. 

• استخدامه :
  يستخدم للكشف عن الحالة الكهربائية للجسم من حيث كونه ( مشحون أو غير مشحون ) ، وتحديد نوع شحنة الجسم
• تركيبه:
  قرص معدني متصل بساق معدنية وفي نهايتها شريطين من رقائق معدنية رفيعة جدا متصلين عند طرف واحد قابل للدوران والحركة ، يحيط بهما إطار زجاجي لتقليل تأثير الهواء على الرقائق المعدنية

 ملاحظات هامة :

• يعتمد مقدار دوران الموصل المتحرك على كمية شحنة الكشاف أو شحنة الجسم المشحون.
• يمكن التخلص من أي شحنة أي جسم مشحون وكذلك من شحنة الكشاف عن طريق التوصيل
  بالأرض وذلك لأن الأرض مستودع شحنة لا يفنى وتسمى عملية التفريغ هذه ( التأريض ).
• تسمى الوصلة الكهربائية بالأرض وصلة أرضية.

طرق شحن الأجسام بالكهرباء الساكنة :

أولا .. الشحن بالتوصيل ( التلامس)

خصائصها :

• شحنة الجسمين بعد التلامس تكون من نفس النوع ۔ تقل شحنة الجسم المشحون ( المؤثر)
• مجموع شحنتي الجسمين قبل التلامس يساوي مجموع شحنتاهما بعد التلامس ( قانون حفظ الشحنة )
• تستخدم تلك الطريقة للمواد الموصلة والعازلة إلا أنها أكثر فاعلية مع المواد الموصلة.

ثانيا : الشحن بالحث ( التأثير)
وفيها يتم شحن موصل بوضعه قريبة من جسم آخر مشحون من غير تلامس حيث:

• يتكون على طرف الموصل القريب من المؤثر شحنة مقيدة لحدوث لحدوث تجاذب مع شحنة
  المؤثر وعلى الطرف البعيد شحنة حرة.
• يتم عمل وصلة أرضية متصلة بالكشاف مع إبقاء المؤثر قريبة منه للتخلص من الشحنة الحرة .
• إزالة الوصلة الأرضية مع وجود المؤثر.
• إبعاد المؤثر تاركة الكشاف مشحون بشحنة مخالفة للمؤثر.

خصائصها :

• مناسب للمواد الموصلة لأن لديه الكترونات حرة الحركة
• مقدار الشحنة المقيدة أقل من أو يساوي مقدار الشحنة المؤثرة وتخالفها في النوع
• مقدار الشحنة المقيدة يساوي مقدار الشحنة وتخالفها في النوع.
• مقدار الشحنة المؤثرة لا يتغير.

مقارنة بين الشحن باللمس والشحن بالحك (التأثير)

وجه المقارنة	الشحن باللمس	الشحن بالحث ( التأثير)
كيفية حدوثه	تلامس جسمين	تقريب جسمين من بعضهما
نوع شحنة الجسم المشحون	نفس شحنة الجسم الشاحن	الطرف القريب مختلف والبعيد مشابه
انتقال الشحنات	ينتقل جزء من الشحنات	لا تنتقل الشحنات
بقاء الشحنة بعد زوال المؤثر	تبقى الشحنات	تزول الشحنات

ثالثا .. الشحن بالدلك : 

• مناسب للمواد العازلة.
• تنتقل الالكترونات من أحد الجسمين إلى الآخر.
• مقدار شحنة الدالكة تعادل شحنة الجسم المدلوك وتخالفها في النوع .
• عند دلك ساق موصلة تنتقل كل شحنة يكتسبها الموصل إلى الأرض عن طريق اليد.
• عند شحن مادة موصلة بطريقة الدلك يجب أن تكون محاطة بمادة عازلة.

أمثلة مختلفة :

• عند ذلك ساق من الزجاج بدالكة من الحرير تصبح ساق الزجاج موجبة الشحنة بينما تصبح دالكة
  الحرير سالبة الشحنة .
• عند دلك ساق من الابونيت بدالكة من الصوف تصبح ساق الأبونيت سالبة الشحنة بينما تصبح دالكة الصوف موجبة الشحنة .
• عند ذلك قضيب بلاستيكي بفراء الأرنب يصبح القضيب سالب الشحنة بينما يصبح فراء الأرنب موجب الشحنة

القوة الكهروستاتيكية قانون كولوم :

يتوقف نوع القوة الكهربائية المتولدة بين شحنتين على نوع الشحنتين فقد تكون :

1 قوة تجاذب	2 قوة تنافر
كالقوة المتولدة بين شحنة موجبة وأخرى سالبة	كالقوة المتولدة بين شحنتين من نفس النوع

ملحوظة هامة: 
القوة التي تؤثر بها الشحنة الأولى على الثانية تساوي وتعاكس القوة التي تؤثر بها الشحنة الثانية على الأولى أي أن :  وذلك طبقا لقانون نيوتن الثالث

قانون کولوم :
ينص على .. القوة الكهربائية ( جذب أو تنافر ) المتبادلة بين شحنتين كهربيتين تتناسب طرديا مع حاصل ضرب مقدار شحنتيهما و عكسيا مع مربع المسافة الفاصلة بينهما.

مبدأ التراكب ( في حال وجود أكثر من شحنتين كهربائيتين )

إيجاد كافة القوى F2 ، F1 ، … المؤثرة على الشحنة المطلوب إيجاد محصلة القوى عليها
رسم مخطط القوي لتحديد اتجاهات القوى المختلفة :

• إذا كانت القوتان بنفس الاتجاه FR = F + F2  حيث يكون FR بنفس اتجاه Fi، F2
• إذا كانت القوتان متعاكستان FR = F1- F2 حيث يكون FR بنفس اتجاه F الأكبر
•  إذا كانت القوتان متعامدتان
• إذا كانت القوتان غير متعامدتان ( يتم تحليل المتجهات ) اتجاه FR يكون (