صفحة 142 - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 2

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

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 2

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

📄 النص الكامل للصفحة

{ "language": "ar", "direction": "rtl", "page_context": { "page_title": "الفصل الثاني: القوة المغناطيسية", "page_type": "lesson_content", "main_topics": [ "القوة المغناطيسية", "حركة الأيونات في مجال مغناطيسي" ], "headers": [ "تجربة", "عمل نموذج لطيف", "التحليل والاستنتاج", "طرق حل بديلة" ], "has_questions": true, "has_formulas": true, "has_examples": false, "has_visual_elements": false }, "sections": [ { "order": 1, "type": "main_content", "content": "لاختيار أيونات بسرعة محددة تمر عبر الأيونات داخل مجالات كهربائية ومغناطيسية والأيونات التي تعبر المجالين دون حدوث انحراف للمسار تدخلها منطقة تَعرض فيها المجال المغناطيسي منتظم فقط، حيث تتحرك الأيونات في مسارات دائرية، وتستخدم لتحديد نسبة شحنة الأيونات إلى كتلتها، ويمكن حساب نصف القطر r لمسار الأيون الثاني لنيوتن في الحركة.", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 2, "type": "formula", "content": "Bqv = mv²/r", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 3, "type": "main_content", "content": "ويحل المعادلة السابقة بالنسبة إلى r نجد أن:", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 4, "type": "formula", "content": "r = mv/Bq", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 5, "type": "main_content", "content": "يمكن حساب سرعة الأيون غير المنحرف من علاقة الطاقة الحركية للأيونات المتسارعة من السكون خلال فرق جهد معلوم V.", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 6, "type": "formula", "content": "KE = ½ mv² = qV", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 7, "type": "formula", "content": "v = √(2qV/m)", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 8, "type": "main_content", "content": "وبتعويض قيمة v في المعادلة r = mv/qB نصف قطر المسار الدائري .", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 9, "type": "formula", "content": "r = mv/Bq", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 10, "type": "formula", "content": "r = (m/qB)√(2qV/m)", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 11, "type": "formula", "content": "r = 1/B √(2Vm/q)", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 12, "type": "main_content", "content": "وبتبسيط المعادلة عن طريق ضرب كلا طرفيها في المقدار B تحصل على:", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 13, "type": "formula", "content": "Br = √(2mV/q)", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 14, "type": "main_content", "content": "ويمكن استخدام هذه المعادلة لحساب نسبة شحنة الأيون إلى كتلته.", "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": false } }, { "order": 15, "type": "header", "title": "عمل نموذج لطيف", "content": "هيئة مستوى مائلا بوضع كرة من الصلصال تحت أحد أطرق مسطرة فيها أخدود، ثم ضع كرة فلزية قطرها 6 mm في منتصف المنحدر وعلى طول سطح الطاولة.", "content_classification": "QUESTION_ACTIVITY", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": false, "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": true }, "format": "open_ended" }, { "order": 16, "type": "exercise", "title": "1", "content": "لاحظ الكرة في أثناء تدحرجها إلى أسفل المنحدر وعلى طول سطح الطاولة.", "content_classification": "QUESTION_ACTIVITY", "question_indicators": { "has_question_words": false, "has_numbering": true, "question_number": "1", "has_multiple_choice": false, "has_fill_in_blank": false, "has_instruction_words": true }, "format": "open_ended" }

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 3

سؤال س 3: 3. توقع ماذا يحدث لمسار الكرة إذا تركت لتتدحرج من مكان أعلى أو من مكان أقل ارتفاعًا من السابق على المنحدر؟

الإجابة: س 3: إذا تركت الكرة من ارتفاع أعلى تزداد سرعتها فيقل انحناء مسارها (نصف قطر الانحناء أكبر)، وإذا تركت من ارتفاع أقل تقل سرعتها فيزداد انحناء مسارها (نصف قطر أصغر وقد تقترب من المغناطيس أكثر).

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لنتوقع ماذا سيحدث، يجب أن نفكر أولاً في العلاقة بين الارتفاع الذي تُترك منه الكرة وسرعتها. نتذكر أن الطاقة الكامنة الثقالية تتحول إلى طاقة حركية. كلما زاد الارتفاع الذي تُترك منه الكرة، زادت طاقتها الكامنة الابتدائية، وبالتالي ستتحول إلى طاقة حركية أكبر عند وصولها إلى المنحدر، مما يعني زيادة في سرعتها. والعكس صحيح، فكلما قل الارتفاع، قلت السرعة.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** الآن، لنربط السرعة بمسار الكرة في وجود المجال المغناطيسي. عندما تتحرك الكرة بسرعة أكبر، فإنها تقضي وقتًا أقل في منطقة تأثير المجال المغناطيسي، أو أن القوة المغناطيسية المؤثرة عليها تكون أقل قدرة على تغيير اتجاهها بشكل كبير نظرًا لسرعتها العالية. هذا يعني أن انحرافها عن مسارها الأصلي سيكون أقل. أما إذا كانت سرعتها أقل، فإنها تقضي وقتًا أطول في منطقة المجال المغناطيسي، مما يسمح للقوة المغناطيسية بالتأثير عليها لفترة أطول أو بشكل أكبر نسبيًا، وبالتالي يزداد انحرافها.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** بناءً على ما سبق، إذا تركت الكرة من ارتفاع أعلى، ستزداد سرعتها، وبالتالي سيقل انحناء مسارها (أي أن نصف قطر الانحناء سيكون أكبر). أما إذا تركت من ارتفاع أقل، فستقل سرعتها، مما سيؤدي إلى زيادة انحناء مسارها (أي أن نصف قطر الانحناء سيكون أصغر وقد تقترب من المغناطيس أكثر).

سؤال س 4: 4. اختبر توقعك.

الإجابة: س 4: عند الاختبار لوحظ أن إطلاق الكرة من ارتفاع أعلى جعل مسارها أقل تقوسًا، وإطلاقها من ارتفاع أقل جعل مسارها أكثر تقوسًا؛ أي أن النتائج توافق التوقع.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** بعد أن قمنا باختبار توقعنا، لاحظنا الآتي: عند إطلاق الكرة من ارتفاع أعلى على المنحدر، كان مسارها أقل تقوسًا أو انحناءً. هذا يشير إلى أن الكرة كانت تتحرك بسرعة أكبر، مما قلل من تأثير المجال المغناطيسي على تغيير اتجاهها بشكل ملحوظ. وعند إطلاق الكرة من ارتفاع أقل، لوحظ أن مسارها أصبح أكثر تقوسًا وانحناءً. هذا يدل على أن الكرة كانت تتحرك بسرعة أقل، مما سمح للمجال المغناطيسي بالتأثير عليها بشكل أكبر وزيادة انحرافها. هذه الملاحظات تتوافق تمامًا مع التوقع الذي وضعناه في السؤال السابق، حيث أن زيادة السرعة أدت إلى تقليل الانحناء، وتقليل السرعة أدى إلى زيادة الانحناء.

سؤال س 5: 5. وضح ما إذا كانت النتائج الملاحظة تتفق مع الملاحظات الخاصة بالجسيمات المشحونة عند حركتها داخل المجال المغناطيسي.

الإجابة: س 5: نعم؛ لأن الجسيم المشحون كلما زادت سرعته زاد نصف قطر مساره في المجال المغناطيسي وفق العلاقة $r = \frac{mv}{qB}$ فيقل الانحراف، وكلما قلت السرعة صغر نصف القطر فزاد الانحراف، وهذا يتفق مع ما لوحظ لمسار الكرة.

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لنفهم ما إذا كانت النتائج تتفق مع الملاحظات الخاصة بالجسيمات المشحونة في المجال المغناطيسي، يجب أن نتذكر كيف تتصرف هذه الجسيمات. عندما يتحرك جسيم مشحون داخل مجال مغناطيسي، تؤثر عليه قوة مغناطيسية تعمل كقوة مركزية، مما يجعله يتحرك في مسار منحني أو دائري. نصف قطر هذا المسار يعتمد على عدة عوامل، أهمها سرعة الجسيم.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** العلاقة الرياضية التي تصف نصف قطر المسار (r) لجسيم مشحون (كتلته m، شحنته q) يتحرك بسرعة (v) عموديًا على مجال مغناطيسي منتظم (B) هي: $$r = \frac{mv}{qB}$$ من هذه العلاقة، نلاحظ أن نصف قطر المسار (r) يتناسب طرديًا مع سرعة الجسيم (v). هذا يعني أنه كلما زادت سرعة الجسيم، زاد نصف قطر مساره، وبالتالي يقل انحرافه أو تقوسه. وعلى العكس، كلما قلت سرعة الجسيم، قل نصف قطر مساره، مما يعني زيادة في الانحراف أو التقوس.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** هذا التفسير العلمي يتفق تمامًا مع ما لاحظناه في تجربة الكرة. عندما كانت الكرة تُطلق من ارتفاع أعلى، كانت سرعتها أكبر، مما أدى إلى مسار أقل تقوسًا (نصف قطر أكبر). وعندما كانت تُطلق من ارتفاع أقل، كانت سرعتها أقل، مما أدى إلى مسار أكثر تقوسًا (نصف قطر أصغر). إذن، النتائج الملاحظة تتفق تمامًا مع الملاحظات الخاصة بالجسيمات المشحونة عند حركتها داخل المجال المغناطيسي.