الشكل 7-3 - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 | المادة: الكيمياء | المرحلة: الصف 10 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

الدرس: الشكل 7-3

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 | المادة: الكيمياء | المرحلة: الصف 10 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 أشعة المهبط

المفاهيم الأساسية

أشعة المهبط: سيل من الجسيمات المشحونة السالبة (الإلكترونات) ينتقل من المهبط (القطب السالب) إلى المصعد (القطب الموجب) في أنبوب مفرغ.

الإلكترونات (e-): جسيمات سالبة الشحنة موجودة في جميع أشكال المادة، اكتُشفت من خلال تجارب أشعة المهبط.

خريطة المفاهيم

```markmap

تركيب الذرة

دراسة الذرة

رؤية الذرات

#### المجهر الأيوني الماسح (STM)

##### يسمح برؤية الذرات

##### مرتبط بتقنية النانو (صناعة على المستوى الجزيئي)

استكشاف مكونات الذرة

#### تجارب أنابيب أشعة المهبط

##### الهدف: دراسة العلاقة بين الكتلة والشحنة

##### التركيب:

###### أنبوب زجاجي مفرغ من الهواء

###### قطب سالب (المهبط/الكاثود)

###### قطب موجب (المصعد/الأنود)

###### مصدر طاقة (بطارية)

##### المبدأ: عند تمرير تيار كهربائي (فرق جهد مناسب)، تنتقل الكهرباء من المهبط إلى المصعد.

##### الاكتشاف:

###### اكتشفها السير وليام كروكس (ومضات ضوء أخضر عند اصطدام الأشعة بكبريتات الباريوم).

###### استنتج العلماء أنها سيل من جسيمات مشحونة سالبة.

###### لا تتأثر بتغير مادة الأقطاب أو نوع الغاز في الأنبوب.

###### عُرفت الجسيمات باسم "الإلكترونات (e-)".

##### خواص أشعة المهبط:

###### تنحرف بالمجالات المغناطيسية والكهربائية.

###### تسبب توهج المواد الفسفورية عند اصطدامها بها.

##### التطبيق: أدت إلى اختراع التلفاز (تتكون الصورة من اصطدام أشعة المهبط بشاشة مطلية بمواد كيميائية).

##### قياس النسبة (شحنة/كتلة):

###### بدأ العالم طومسون سلسلة تجارب لتحديد نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته.

###### قاس تأثير المجالين المغناطيسي والكهربائي على الأشعة.

أسئلة تاريخية

كيف تبدو الذرة؟

هل تركيب الذرة متماثل؟

هل الذرة مكونة من جسيمات أصغر؟

كيف تسلك الكهرباء في غياب المادة؟

```

نقاط مهمة

  • اكتُشفت أشعة المهبط مصادفةً من قبل السير وليام كروكس عند ملاحظة ومضات ضوء أخضر في أنبوب مفرغ.
  • أثبتت التجارب أن أشعة المهبط هي جسيمات مشحونة بشحنة سالبة.
  • لأن خواص الأشعة لم تتغير بتغير مادة الأقطاب أو الغاز، استنتج العلماء أن هذه الجسيمات (الإلكترونات) موجودة في جميع أشكال المادة.
  • تُستخدم أشعة المهبط في التلفاز، حيث تصطدم الإلكترونات بشاشة مطلية بمواد كيميائية فتُنتج الضوء والصورة.
  • بدأ العالم طومسون تجارب لقياس نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته باستخدام المجالات الكهربائية والمغناطيسية.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

الشكل 7-3

نوع: محتوى تعليمي

ثقب صغير في مركز المصعد ينتج شعاعاً رفيعاً من الإلكترونات يمكن الكشف عنه بطلاء الطرف الآخر للأنبوب بالفسفور الذي يتوهج عندما تصطدم الإلكترونات به.

نوع: محتوى تعليمي

عندما كان العالم الفيزيائي السير وليام كروكس يعمل في مختبر معتم لاحظ ومضات ضوئية في أحد أنابيب أشعة المهبط، وكانت عبارة عن بريق أخضر تنتج عندما اصطدمت بعض الأشعة بكبريتات الباريوم التي تغلف إحدى نهايتي الأنبوب. ويزيد من البحث تبين أن هناك أشعة تمر في الأنبوب. وقد سمي هذا الشعاع الذي خرج من المهبط إلى المصعد أشعة المهبط، وقد أدى اكتشافها إلى اختراع التلفاز.

نوع: محتوى تعليمي

تابع العلماء أبحاثهم مستعملين أنابيب أشعة المهبط. ومع نهاية القرن التاسع عشر أصبحوا مقتنعين بما يلي:

نوع: محتوى تعليمي

• أشعة المهبط عبارة عن سيل من الجسيمات المشحونة.

نوع: محتوى تعليمي

• تحمل الجسيمات شحنات سالبة (القيمة الحقيقية للشحنة السالبة لم تكن معروفة).

نوع: محتوى تعليمي

ولأن تغير المعدن المكون للأقطاب أو تغير الغاز في الأنبوب لا يؤثر في أشعة المهبط الناتجة، فقد استنتج العلماء أن الجسيمات السالبة الشحنة لأشعة المهبط موجودة في جميع أشكال المادة، وقد عرفت بالإلكترونات ويرمز لها بالرمز e-.

نوع: محتوى تعليمي

وبين الشكل 7-3 بعض التجارب التي استعملت لتحديد خواص أشعة المهبط.

ماذا قرأت؟

نوع: محتوى تعليمي

اشرح كيف تم اكتشاف أشعة المهبط ؟

نوع: محتوى تعليمي

كتلة الإلكترون وشحنته

نوع: محتوى تعليمي

إلا أن أحداً لم يستطع تحديد كتلة جسيم واحد من جسيمات أشعة المهبط. لذا بدأ العالم طومسون (1856-1940) سلسلة من التجارب على أشعة المهبط في جامعة كمبردج في أواخر القرن التاسع عشر؛ لتحديد نسبة شحنتها إلى كتلتها.

نوع: محتوى تعليمي

نسبة الشحنة إلى الكتلة استطاع طومسون تحديد نسبة شحنة إلى كتلة جسيمات أشعة المهبط إلى كتلتها، عندما قاس تأثير كل من المجال المغناطيسي والكهربائي في هذه الأشعة، ثم قارن هذه النسبة بشيء أخرى معروفة.

الكهرباء في واقع الحياة

نوع: محتوى تعليمي

تلفزيون

نوع: محتوى تعليمي

التلفزيون تم اختراع التلفاز عام 1920م. تتكون الصورة التلفازية عموماً عندما تصطدم أشعة المهبط بمواد كيميائية - تغلف الشاشة من الخلف - منتجة الضوء.

المطويات

نوع: محتوى تعليمي

ضمن معلوماتك من هذا القسم.

🔍 عناصر مرئية

الشكل 7-3

Diagram showing a cathode ray tube experiment. Part (a) shows a vacuum tube with electrodes labeled '+' and '-', connected to a power source. A beam of electrons is shown traveling from the cathode (-) to the anode (+). Part (b) shows a similar tube with a magnet placed near the beam, deflecting it. The text indicates that the beam is deflected by magnetic fields.

الشكل 7-3

Diagram illustrating experiments with cathode rays. It shows a vacuum tube with electrodes and a screen coated with a fluorescent material. The text mentions that cathode rays cause the screen to glow when they strike it, and that these rays are deflected by magnetic fields.

التلفزيون

An illustration of the inside of an old television set, showing a cathode ray tube (CRT) and associated electronics. The CRT is depicted with an electron gun at the back and a fluorescent screen at the front. The text explains that the image on the screen is produced by cathode rays striking the screen.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: الشكل 7-3 --- ثقب صغير في مركز المصعد ينتج شعاعاً رفيعاً من الإلكترونات يمكن الكشف عنه بطلاء الطرف الآخر للأنبوب بالفسفور الذي يتوهج عندما تصطدم الإلكترونات به. عندما كان العالم الفيزيائي السير وليام كروكس يعمل في مختبر معتم لاحظ ومضات ضوئية في أحد أنابيب أشعة المهبط، وكانت عبارة عن بريق أخضر تنتج عندما اصطدمت بعض الأشعة بكبريتات الباريوم التي تغلف إحدى نهايتي الأنبوب. ويزيد من البحث تبين أن هناك أشعة تمر في الأنبوب. وقد سمي هذا الشعاع الذي خرج من المهبط إلى المصعد أشعة المهبط، وقد أدى اكتشافها إلى اختراع التلفاز. تابع العلماء أبحاثهم مستعملين أنابيب أشعة المهبط. ومع نهاية القرن التاسع عشر أصبحوا مقتنعين بما يلي: • أشعة المهبط عبارة عن سيل من الجسيمات المشحونة. • تحمل الجسيمات شحنات سالبة (القيمة الحقيقية للشحنة السالبة لم تكن معروفة). ولأن تغير المعدن المكون للأقطاب أو تغير الغاز في الأنبوب لا يؤثر في أشعة المهبط الناتجة، فقد استنتج العلماء أن الجسيمات السالبة الشحنة لأشعة المهبط موجودة في جميع أشكال المادة، وقد عرفت بالإلكترونات ويرمز لها بالرمز e-. وبين الشكل 7-3 بعض التجارب التي استعملت لتحديد خواص أشعة المهبط. --- SECTION: ماذا قرأت؟ --- اشرح كيف تم اكتشاف أشعة المهبط ؟ كتلة الإلكترون وشحنته إلا أن أحداً لم يستطع تحديد كتلة جسيم واحد من جسيمات أشعة المهبط. لذا بدأ العالم طومسون (1856-1940) سلسلة من التجارب على أشعة المهبط في جامعة كمبردج في أواخر القرن التاسع عشر؛ لتحديد نسبة شحنتها إلى كتلتها. نسبة الشحنة إلى الكتلة استطاع طومسون تحديد نسبة شحنة إلى كتلة جسيمات أشعة المهبط إلى كتلتها، عندما قاس تأثير كل من المجال المغناطيسي والكهربائي في هذه الأشعة، ثم قارن هذه النسبة بشيء أخرى معروفة. --- SECTION: الكهرباء في واقع الحياة --- تلفزيون التلفزيون تم اختراع التلفاز عام 1920م. تتكون الصورة التلفازية عموماً عندما تصطدم أشعة المهبط بمواد كيميائية - تغلف الشاشة من الخلف - منتجة الضوء. --- SECTION: المطويات --- ضمن معلوماتك من هذا القسم. --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 7-3 Description: Diagram showing a cathode ray tube experiment. Part (a) shows a vacuum tube with electrodes labeled '+' and '-', connected to a power source. A beam of electrons is shown traveling from the cathode (-) to the anode (+). Part (b) shows a similar tube with a magnet placed near the beam, deflecting it. The text indicates that the beam is deflected by magnetic fields. Context: Illustrates the setup for experiments involving cathode rays (electron beams) and their deflection by electric and magnetic fields. **DIAGRAM**: الشكل 7-3 Description: Diagram illustrating experiments with cathode rays. It shows a vacuum tube with electrodes and a screen coated with a fluorescent material. The text mentions that cathode rays cause the screen to glow when they strike it, and that these rays are deflected by magnetic fields. Context: Shows experimental setups used to study the properties of cathode rays, leading to the discovery of electrons. **IMAGE**: التلفزيون Description: An illustration of the inside of an old television set, showing a cathode ray tube (CRT) and associated electronics. The CRT is depicted with an electron gun at the back and a fluorescent screen at the front. The text explains that the image on the screen is produced by cathode rays striking the screen. Context: Relates the concept of cathode rays to the technology of television, explaining how they are used to create images on screen.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 1

سؤال ماذا قرأت؟: اشرح كيف تم اكتشاف أشعة المهبط ؟

الإجابة: س: ماذا قرأت؟ اشرح اكتشاف أشعة المهبط تم اكتشاف أشعة المهبط عندما لاحظ العالم وليم كروكس في أنبوب أشعة المهبط وميضاً أخضر ناتجاً عن توهج مادة (مثل كبريتات الخارصين) تغطي إحدى نهايتي الأنبوب عند تشغيله، فاستنتج أن هناك حزمة من الأشعة تنطلق من المهبط متجهة نحو المصعد وتسبب هذا التوهج، فسُميت أشعة المهبط.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال، الفكرة هنا هي تتبع التجربة العلمية التي أدت إلى اكتشاف أشعة المهبط. في القرن التاسع عشر، كان العلماء يجرون تجارب على الكهرباء في أنابيب زجاجية مفرغة جزئياً من الهواء، تُسمى أنابيب التفريغ الكهربائي. في إحدى هذه التجارب، قام العالم وليم كروكس بملاحظة مهمة. عندما مرر تياراً كهربائياً عالي الجهد عبر الأنبوب المفرغ، لاحظ ظهور وميض أو توهج أخضر اللون على جدار الأنبوب في النهاية المقابلة للقطب السالب (المهبط). هذا التوهج كان ناتجاً عن مادة فوسفورية، مثل كبريتات الخارصين، كانت تغطي ذلك الجزء من الأنبوب. من هذه الملاحظة، استنتج كروكس أن هذا التوهج لا يمكن أن يكون مجرد ضوء عادي، بل يجب أن يكون ناتجاً عن حزمة غير مرئية من "أشعة" تنطلق من القطب السالب (المهبط) وتصطدم بالمادة الفوسفورية على الجدار المقابل، مما يجعلها تتوهج. ولأن هذه الأشعة بدأت من المهبط، فقد سُميت "أشعة المهبط". إذن الإجابة هي: **تم اكتشاف أشعة المهبط عندما لاحظ العالم وليم كروكس في أنبوب تفريغ كهربائي وميضاً أخضراً على الجدار المقابل للمهبط، ناتجاً عن اصطدام حزمة غير مرئية من الأشعة المنطلقة من المهبط بمادة فوسفورية، فاستنتج وجود هذه الأشعة وسماها أشعة المهبط.**

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 5 بطاقة لهذه الصفحة

ما الذي استنتجه العلماء من تجارب أنابيب أشعة المهبط في نهاية القرن التاسع عشر؟

  • أ) أن أشعة المهبط هي موجات كهرومغناطيسية غير مشحونة.
  • ب) أن أشعة المهبط عبارة عن سيل من الجسيمات المشحونة سالبة الشحنة، موجودة في جميع أشكال المادة، وعرفت بالإلكترونات.
  • ج) أن أشعة المهبط ناتجة عن تفاعل الغازات داخل الأنبوب فقط ولا توجد في المواد الصلبة.
  • د) أن أشعة المهبط عبارة عن جسيمات موجبة الشحنة تنتج من المعدن المكون للمهبط فقط.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: أن أشعة المهبط عبارة عن سيل من الجسيمات المشحونة سالبة الشحنة، موجودة في جميع أشكال المادة، وعرفت بالإلكترونات.

الشرح: 1. لاحظ العلماء أن تغير المعدن أو الغاز في الأنبوب لا يؤثر في أشعة المهبط. 2. استنتجوا أن الجسيمات السالبة (أشعة المهبط) هي مكون أساسي للمادة. 3. أطلقوا على هذه الجسيمات اسم الإلكترونات (e⁻).

تلميح: فكر في طبيعة الأشعة وخصائص الجسيمات المكونة لها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما الهدف الرئيسي من تجارب العالم طومسون على أشعة المهبط؟

  • أ) اكتشاف وجود أشعة المهبط لأول مرة.
  • ب) قياس سرعة الإلكترونات داخل الأنبوب المفرغ.
  • ج) تحديد نسبة شحنة جسيمات أشعة المهبط إلى كتلتها (نسبة الشحنة إلى الكتلة).
  • د) معرفة تأثير تغير الغاز في الأنبوب على شدة الأشعة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تحديد نسبة شحنة جسيمات أشعة المهبط إلى كتلتها (نسبة الشحنة إلى الكتلة).

الشرح: 1. لم يستطع أحد قبل طومسون تحديد كتلة أو شحنة جسيم واحد من أشعة المهبط. 2. قام طومسون بسلسلة تجارب باستخدام المجالات المغناطيسية والكهربائية. 3. الهدف كان حساب النسبة بين الشحنة والكتلة (e/m) للإلكترون.

تلميح: ركز على ما حاول قياسه ولم يكن معروفاً من قبل.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

كيف تم الكشف عن شعاع الإلكترونات في تجارب أنابيب أشعة المهبط؟

  • أ) عن طريق سماع صوت طنين ناتج عن حركة الإلكترونات.
  • ب) عن طريق قياس ارتفاع درجة حرارة الأنبوب فقط.
  • ج) عن طريق طلاء طرف الأنبوب بمادة فسفورية (مثل كبريتات الباريوم) تتوهج عند اصطدام الإلكترونات بها.
  • د) عن طريق استخدام كاميرات حرارية خاصة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: عن طريق طلاء طرف الأنبوب بمادة فسفورية (مثل كبريتات الباريوم) تتوهج عند اصطدام الإلكترونات بها.

الشرح: 1. الإلكترونات نفسها غير مرئية. 2. عند اصطدامها بمواد فسفورية (مثل كبريتات الباريوم أو الخارصين) على جدار الأنبوب. 3. تمتص هذه المواد طاقة الإلكترونات وتصدرها كضوء مرئي (توهج).

تلميح: فكر في كيفية تحويل مسار الجسيمات غير المرئية إلى ضوء مرئي.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

ما التطبيق التكنولوجي المباشر الذي نتج عن فهم خواص أشعة المهبط؟

  • أ) اختراع الهاتف المحمول.
  • ب) تطوير محركات الاحتراق الداخلي.
  • ج) اختراع التلفزيون (شاشة أنبوب الأشعة المهبطية CRT).
  • د) صناعة الألواح الشمسية.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: اختراع التلفزيون (شاشة أنبوب الأشعة المهبطية CRT).

الشرح: 1. في التلفزيون التقليدي (CRT)، يوجد مدفع إلكتروني (مصدر لأشعة المهبط). 2. تضرب هذه الأشعة شاشة مطلية بمواد فسفورية. 3. تتحكم إشارات كهربائية في مسار الأشعة لتشكيل الصورة على الشاشة.

تلميح: اربط بين فكرة اصطدام الأشعة بشاشة لإنتاج صورة وبين جهاز شائع.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما الخاصية التي أثبتتها تجارب انحراف أشعة المهبط في المجال المغناطيسي؟

  • أ) أن أشعة المهبط عديمة الكتلة مثل الضوء.
  • ب) أن أشعة المهبط تتكون من جسيمات مشحونة (لأن المجال المغناطيسي لا يؤثر على الموجات غير المشحونة).
  • ج) أن سرعة أشعة المهبط ثابتة ولا تتغير.
  • د) أن أشعة المهبط تنتج حرارة عالية عند الاصطدام فقط.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: أن أشعة المهبط تتكون من جسيمات مشحونة (لأن المجال المغناطيسي لا يؤثر على الموجات غير المشحونة).

الشرح: 1. المجال المغناطيسي يؤثر فقط على الجسيمات المشحونة المتحركة. 2. ملاحظة انحراف شعاع المهبط عند تقريب مغناطيس. 3. هذا دليل قاطع على أن الأشعة عبارة عن سيل من الجسيمات المشحونة (الإلكترونات).

تلميح: تذكر أن الانحراف دليل على وجود شحنة وكتلة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط