ملخص درس المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء – الكهرومغناطيسية

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

ملخص درس المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء – الكهرومغناطيسية

نبدأ على بركة الله ...

    -       العالم أورستد :

+ ملاحظاته : لاحظ انحراف إبرة البوصلة عند اقترابها من سلك يسري فيه تيار كهربائي .

+ استنتاجاته :

·      التيار المار في موصل يولد مجالا مغناطيسيا .

·      التيار المتغير يولد مجالا مغناطيسيا متغيرا .

    -       الحث الكهرومغناطيسي : انتاج مجال كهربائي متغير بسبب مجال مغناطيسي متغير .

+ مكتشفه : العالمان مايكل فاراداي وجوزيف هنري كل على حدة .

+ علل : خطوط المجال الكهربائي الحثي تشكل حلقات مغلقة خلافا للمجال الكهروسكوني .

لأنه لا توجد شحنات عن النقاط التي تبدأ منها أو تنتهي فيها خطوط المجال .

    -       افتراضات جيمس ماكسويل :

+ المجال الكهربائي المتغير يولد مجالا مغناطيسيا متغيرا .

+ الشحنات المتسارعة والمجالات المغناطيسية المتغيرة تولد مجالات كهربائية ومغناطيسية تتحرك معا في الفضاء .

    -       المجالات الكهرومغناطيسية : الموجات الناتجة عن التغير المزدوج في المجالين الكهربائي والمغناطيسي وتنتقل في الفضاء .

    -       خصائص الموجات الكهرومغناطيسية :

+ تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في الفراغ أو الهواء بسرعة الضوء 3x10⁸ m/s .

+ تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في المواد العازلة بسرعة أقل من سرعتها في الفراغ .

+ حاصل ضرب الطول الموجي في التردد لأي موجة كهرومغناطيسية مقدار ثابت " بزيادة الطول الموجي يقل التردد والعكس صحيح .

    -       العوازل الكهربائية : مواد غير موصلة تنتقل خلالها الموجات الكهرومغناطيسية بسرعة أقل من سرعة الضوء في الفراغ .

    -       العلاقات الرياضية :

+ العلاقة بين الطول الموجي والتردد :

+ العلاقة بين سرعة انتشار الموجة في العازل وسرعة الضوء :

    -       توليد المجالات الكهرومغناطيسية :

+ الموجات الناتجة من ملف ومكثف كهربائي .

+ الموجات الناتجة باستخدام الكهرباء الإجهادية .

+ الموجات الناتجة من مصدر نتناوب .

    -       الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة من مصدر متناوب :

+ الهوائي : سلك مصمم لنقل أو استقبال الموجات الكهرومغناطيسية .

+ تردد الموجة الكهرومغناطيسية مساو لتردد دوران مصدر التيار المتناوب المولد لها .

    -       تمثيل الموجات الكهرومغناطيسية :

+ المجال الكهربائي يتذبذب إلى أعلى وإلى أسفل .

+ المجال المغناطيسي يتذبذب بزوايا قائمة مع المجال الكهربائي .

+ المجالان الكهربائي والمغناطيسي متعامدان وعموديان على اتجاه انتشار الموجة .

    -       علل : الموجة الكهرومغناطيسية الناتجة بواسطة الهوائي تكون مستقطبة .

لأن المجال الكهربائي يكون موازيا لموصل الهوائي .

    -       الطيف الكهرومغناطيسي : مدى الترددات والأطوال الموجية التي تشكل جميع أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي .

    -       دائرة المكثف والملف :

+ وصفها : دائرة كهربائية مكونة من ملف " محث " ومكثف كهربائي متصلان معا على التوالي .

+ استخدامها : توليد الموجات الكهرومغناطيسية .

-       تردد الموجة الكهرومغناطيسية الناتجة عن دائرة المكثف والملف يعتمد على حجم كل من المكثف والملف .

    -       الطاقة في دائرة المكثف والملف : مقدار الطاقة الكلية في الدائرة ويساوي مجموع طاقتي المجالين الكهربائي والمغناطيسي والطاقة الحرارية الضائعة في الأسلاك والطاقة المحمولة بعيدا بواسطة الموجات الكهرومغناطيسية المتولدة .

    -       العلاقة بين التيار والطاقة المختزنة في الملف والمكثف :

التيار	الطاقة المختزنة في الملف	الطاقة المختزنة في المكثف
قيمة عظمى	قيمة عظمى	صفرا
صفرا	صفرا	قيمة عظمى

    -       الإشعاع الكهرومغناطيسي : الطاقة التي تحمل أو تشع على شكل موجات كهرومغناطيسية .

    -       علل : تخامد الذبذبات الناتجة عن دائرة الملف والمكثف بعد فترة من الزمن .

بسبب مقاومة الدائرة حيث يستهلك جزء من الطاقة على شكل حرارة .

    -       المحافظة على استمرار الاهتزازات دون تخامد :

+ إضافة مصدر طاقة في الدائرة .

+ إضافة ملف آخر إلى الدائرة لتشكيل محول كهربائي " في المحول تكون الذبذبة المكبرة الناتجة عن الملف الثانوي في حالة رنين مع دائرة الملف والمكثف وتحافظ على استمرار حدوث الاهتزازات . "

    -       التجويف الرنان : صندوق على شكل متوازي مستطيلات يعتمد على الملف والمكثف معا .

+ من أمثلته : التجويف الرنان في أفران الميكرويف يولد موجات ميكروويف تستخدم في طهي الطعام .

+ حجمه :

·      حجم صندوق التجويف الرنان يحدد تردد الاهتزاز .

·      لتوليد أعلى تردد للموجات تحت الحمراء نجعل حجم التجويف الرنان بحجم الجزيء .

    -       الكهرباء الإجهادية : خاصية للبلورة تسبب انحناءها أو تشوهها فتولد تذبذبات كهربائية عند تطبيق فرق جهد عليها .

    -       العلاقة بين سمك البلورة وتردد الاهتزازاة علاقة خطية عكسية .

    -       علل : استخدام بلورات الكوارتز في الساعات .

لأن ترددات اهتزازاتها ثابتة تقريبا .

    -       استقبال الموجات الكهرومغناطيسية :

+ طريقتها : يوجه الهوائي في اتجاه استقطاب الموجة نفسه وذلك يجعله موازيا لاتجاه المجالات الكهربائية للموجة لكي يكون تسارع الإلكترونات في مادة الهوائي أكبر ما يمكن .

+ هوائي الاستقبال :

·      طول الهوائي يتناسب طرديا مع طول الموجة

·      طول الهوائي يساوي نصف طول الموجة التي نريد التقاطها ليكون للجهد قيمة عظمى .

·      فرق الجهد بين طرفي الهوائي يتذبذب بتردد الموجة الكهرومغناطيسية نفسه .

    -       علل : الهوائي المصمم لالتقاط موجات الراديو والتلفاز أطول كثيرا من الهوائي المصمم لالتقاط موجات الميكرويف .

لأن طول موجات الراديو والتلفاز أكبر من موجات الميكروويف .

    -       علل : للكشف عن الموجات الكهرومغناطيسية نستخدم هوائي مكون من عدة أسلاك .

حتى يكون الهوائي أكثر فاعلية .

    -       هوائي التلفاز :

+ مكوناته : يتكون من سلكين أو أكثر المسافة بينهما تعادل ربع الطول الموجي للموجة .

+ المجالات الكهربائية الناتجة عن كل سلك تكون أنماط تداخل بناء تزيد من قوة الإشارة .

    -       يعمل الطبق اللاقط على عكس الموجات التي يستقبلها وتركيزها على جهاز يسمى اللاقط .

    -       علل : مساحة سطح الطبق اللاقط كبيرة .

ليكون قادرا على التقاط موجات الراديو الضعيفة .

    -       اللاقط :

+ تثبيته : يثبت بواسطة ثلاثة قوائم فوق الطبق .

+ محتوياته : يحتوي على هوائي قصير ثنائي القطب .

+ عمله : إرسال الإشارات إلى المستقبل .

    -       المستقبل : جهاز يتكون من هوائي ودائرة ملف ومكثف وكاشف لفك شفرة الإشارة وتحليلها ومضخم .

    -       جهاز الموالف : عبارة عن دائرة ملف ومكثف متصل بالهوائي .

    -       يستخدم جهاز الموالف لاختيار موجات ذات تردد معين ورفض باقي الموجات .

    -       عمل جهاز الموالف : تعدل سعة المكثف حتى يصبح تردد اهتزازات الدائرة مساويا لتردد الموجة المطلوبة وعندها تعمل الموجات ذات التردد المطلوب اهتزازات محددة للإلكترونات في الدائرة . 

 

 

 

 

    -       عمل الميكروويف :

+ الموجات التي ترددها ضمن منطقة الأشعة تحت الحمراء وأشعة الميكرويف تعمل على مسارعة الإلكترونات في الجزيئات .

+ تتحول طاقة الموجات إلى طاقة حرارية في الجزيئات لذلك يسخن الطعام .

    -       عمل الأفلام الفوتوغرافية : الطاقة في موجات الضوء تعمل على إحداث تفاعلات كيميائية داخل الفيلم فنحصل على تسجيل دائم للضوء القادم من الجسم والساقط على الفيلم .

    -       الأشعة فوق البنفسجية : أشعة ذات ترددات عالية تحدث تفاعلات كيميائية في الخلايا الحية مسببة الحروق وسمرة الجلد وأحيانا أمراض خطيرة .

    -       الأشعة السينية :

+ خصائصها :

·      موجات كهرومغناطيسية ذات تردد كبير .

·      نفاذيتها كبيرة حيث أنها تنفذ من أنسجة الجسم اللينة ولا تنفذ من العظام .

·      تؤثر على الأروح الفوتوغرافية فتصبح معتمة .

+ مكتشفها : العالم رونتجن .

+ علل : سمى رونتجن الأشعة السينية بهذا الاسم .

لأنها إشعاعات غريبة غير معروفة .

    -       توليد الأشعة السينية في أنبوبة الأشعة السينية :

   + تسرع الإلكترونات في أنبوبة الاشعة السينية بواسطة فوق جهد كبير لإكسابها سرعات كبيرة جدا .

    + تصطدم الإلكترونات بالمصعد فتتحول طاقاتها الحركية إلى أشعة سينية .

    -       الأشعة السينية في أنبوب تكون الصور بالتلفاز :

+ عندما تصطدم الإلكترونات بالسطح الداخلي لشاشة التلفاز تتوقف فجأة مسببة توهج الفيفور الملون .

+ التوقف المفاجئ للإلكترونات يمكن أن يسبب توليد أشعة سينية .

    -       علل : السطح الداخلي لشاشة التلفاز يحوي مادة الرصاص .

لإيقاف الأشعة السينية وحماية المشاهدين .

تم بحمد الله

نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "

بالتوفيق للجميع ...^_^