📄 النص الكامل للصفحة
إيجاد شحنة قطرة زيت في تجربة قطرة الزيت لمليكان، وُجد أن وزن قطرة زيت N 2.4×10⁻¹⁴، وعندما أصبح فرق الجهد بين اللوحين V 450 تعلقت قطرة الزيت في الهواء بلا حركة.
a. ما مقدار شحنة قطرة الزيت؟
b. إذا كانت شحنة اللوح العلوي موجبة فما عدد فائض الإلكترونات على قطرة الزيت؟--- SECTION: 1 تحليل المسألة ورسمها ---
• ارسم اللوحين وقطرة الزيت معلقة بينهما.
• ارسم المتجهات التي تمثل القوى، وسمها.
• بيّن فرق الجهد والمسافة بين اللوحين.--- SECTION: المجهول والمعلوم --- المجهول شحنة قطرة الزيت؟ = q
عدد الإلكترونات؟ = n
المعلوم
ΔV = 450 V F_g = 2.4×10⁻¹⁴ N d = 1.2 cm--- SECTION: 2 إيجاد الكمية المجهولة ---
a. لتعليق قطرة الزيت في الهواء يجب أن تتوازن القوة الكهربائية قوة الجاذبية الأرضية.--- SECTION: الحل لإيجاد q ---
F_e = F_g qE = F_g
بالتعويض عن F_e = qE E = ΔV/d
بالتعويض عن E = ΔV/d qΔV/d = F_g q = (F_g d) / ΔV
= (2.4×10⁻¹⁴ N) (0.012 m) / 450 V
= 6.4×10⁻¹⁹ C--- SECTION: دليل الرياضيات --- فصل المتغير--- SECTION: b. لإيجاد عدد الإلكترونات على القطرة: ---
n = q/e
= (6.4×10⁻¹⁹ C) / (1.6×10⁻¹⁹ C)
= 4
e = 1.6×10⁻¹⁹ C, q = 6.4×10⁻¹⁹ C--- SECTION: 3 تقويم الجواب ---
• هل الوحدات صحيحة؟ وحدة الشحنة C = J / (J/C) = N.m / V = N.m / (J/C)
• هل الجواب منطقي؟ النتيجة عدد صحيح وصغير من مضاعفات الشحنة الأساسية.--- SECTION: Footer --- 2025 - 1447--- VISUAL CONTEXT ---
**DIAGRAM**: قطرة زيت معلقة بين لوحين
Description: A diagram illustrating an oil drop suspended in equilibrium between two parallel charged plates. The top plate is positively charged, and the bottom plate is negatively charged. An upward electric force (Fe = qE) acts on the oil drop, balancing the downward gravitational force (Fg = mg). The potential difference between the plates is labeled as ΔV = 450 V, and the distance between the plates is labeled as d = 1.2 cm.
Table Structure:
Headers: N/A Data: Not applicable for this diagram.
Key Values: Fe = qE, Fg = mg, ΔV = 450 V, d = 1.2 cm Context: This diagram visually represents the setup and forces involved in the Millikan oil drop experiment, demonstrating the equilibrium condition where the electric force balances the gravitational force on a charged oil drop.
🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة
عدد البطاقات: 6 بطاقة لهذه الصفحة
ما الشرط اللازم لتعليق قطرة زيت في الهواء بين لوحين مشحونين في تجربة مليكان؟
الإجابة: يجب أن تتوازن القوة الكهربائية المؤثرة على قطرة الزيت مع قوة الجاذبية الأرضية (F_e = F_g).
الشرح: لتبقى قطرة الزيت معلقة (ساكنة) بين اللوحين، يجب أن تكون محصلة القوى المؤثرة عليها تساوي صفراً. القوة الكهربائية (F_e) تعمل عكس اتجاه قوة الجاذبية (F_g).
تلميح: فكر في القوتين الرئيسيتين المؤثرتين على القطرة واتجاه كل منهما.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل
ما الصيغة المستخدمة لحساب شحنة قطرة زيت (q) معلقة بين لوحين، إذا علمت وزنها (F_g)، وفرق الجهد بين اللوحين (ΔV)، والمسافة بينهما (d)؟
الإجابة: q = (F_g * d) / ΔV
الشرح: من شرط التوازن: qE = F_g. وبالتعويض عن شدة المجال الكهربائي (E = ΔV/d)، نحصل على: q * (ΔV/d) = F_g، وبترتيب المعادلة نجد الصيغة النهائية.
تلميح: ابدأ من شرط التوازن (F_e = F_g)، واستبدل F_e بـ qE، ثم استبدل E بـ ΔV/d.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط
إذا كانت شحنة اللوح العلوي موجبة وقطرة الزيت معلقة، فما إشارة شحنة قطرة الزيت؟ ولماذا؟
الإجابة: شحنة قطرة الزيت سالبة. لأن القوة الكهربائية يجب أن تكون لأعلى لتعاكس الجاذبية، والمجال الكهربائي يتجه من اللوح الموجب إلى السالب (لأسفل). والقوة على شحنة سالبة تكون عكس اتجاه المجال (لأعلى).
الشرح: لتعليق القطرة، يجب أن تكون القوة الكهربائية لأعلى. بما أن المجال الكهربائي (E) يتجه من الموجب إلى السالب (لأسفل)، فإن القوة على شحنة موجبة ستكون مع اتجاه المجال (لأسفل). أما القوة على شحنة سالبة فستكون عكس اتجاه المجال (لأعلى)، وهو ما نحتاجه.
تلميح: تذكر اتجاه القوة الكهربائية على شحنة موجبة وسالبة داخل مجال كهربائي منتظم.
التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب
كيف تحسب عدد فائض الإلكترونات (n) على قطرة زيت معلقة إذا علمت شحنتها الكلية (q)؟
الإجابة: n = q / e، حيث e هي شحنة الإلكترون الأساسية وتساوي 1.6 × 10⁻¹⁹ كولوم.
الشرح: الشحنة الكهربائية كمّية، أي أنها تأتي على هيئة مضاعفات صحيحة لأصغر شحنة ممكنة، وهي شحنة الإلكترون (e). لذا، بقسمة الشحنة الكلية (q) على (e) نحصل على عدد الإلكترونات الزائدة أو الناقصة.
تلميح: تذكر أن الشحنة الكلية لأي جسم هي مضاعف صحيح لشحنة الإلكترون.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل
في تجربة قطرة الزيت لمليكان، إذا كان وزن القطرة 2.4×10⁻¹⁴ N، وفرق الجهد 450 V، والمسافة بين اللوحين 1.2 cm، فما مقدار شحنة القطرة؟
الإجابة: q = 6.4 × 10⁻¹⁹ C
الشرح: بالتعويض المباشر: q = (2.4×10⁻¹⁴ N * 0.012 m) / 450 V = 6.4×10⁻¹⁹ C. هذه النتيجة هي مضاعف صحيح لشحنة الإلكترون (4e).
تلميح: استخدم الصيغة q = (F_g * d) / ΔV. تأكد من تحويل المسافة من cm إلى m.
التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط
ما قيمة شحنة الإلكترون الأساسية (e) المستخدمة في الحسابات؟
الإجابة: e = 1.6 × 10⁻¹⁹ كولوم (C).
الشرح: شحنة الإلكترون هي أصغر وحدة للشحنة الكهربائية في الطبيعة، وتعتبر ثابتاً فيزيائياً أساسياً. جميع الشحنات الأخرى هي مضاعفات صحيحة لهذه القيمة.
تلميح: هذه ثابت فيزيائي أساسي يظهر في حسابات الشحنة الكهربائية.
التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: سهل