صفحة 162 - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - 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

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

1

نوع: QUESTION_HOMEWORK

القوة المغناطيسية تكون موازية للسرعة المتجهة، وموجهة نحو مركز المسار الدائري.

2

نوع: QUESTION_HOMEWORK

إذا كان نصف قطر مسار حركة بروتون يتحرك داخل مجال مغناطيسي منتظم مقداره 0.10T يساوي 6.6 cm، فما مقدار السرعة المتجهة للبروتون؟

3

نوع: QUESTION_HOMEWORK

إذا كان ثابت العزل الكهربائي للميكا 5.4، فما مقدار سرعة الضوء في الميكا؟

4

نوع: QUESTION_HOMEWORK

ثبت محطة راديوية موجاتها بطول موجي 2.87m ما مقدار تردد هذه الموجات؟

5

نوع: QUESTION_HOMEWORK

في أي الحالات الآتية لا تتولد موجة كهرومغناطيسية؟

6

نوع: QUESTION_HOMEWORK

تتحرك حزمة بروتونات عمودياً على مجال مغناطيسي مقداره 0.45 T في مسار دائري نصف قطره 0.52m، فإذا كانت كتلة كل بروتون تساوي 1.67×10⁻²⁷ kg فما مقدار سرعة البروتونات المكونة للحزمة؟

🔍 عناصر مرئية

مسار حركة بروتون

A curved dashed line representing a path, with 'x' markers indicating points along the path. A label indicates 'B = 0.10 T' and 'r = 6.6 cm'. Another label points to the path as 'مسار البروتون'. The path is shown within a larger context of magnetic field lines (indicated by 'x' symbols).

مسار البروتون

A curved dashed line representing a path, with 'x' markers indicating points along the path. A label indicates 'B = 0.45 T' and 'r = 0.52 m'. Another label points to the path as 'مسار البروتون'. The path is shown within a larger context of magnetic field lines (indicated by 'x' symbols).

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: 1 ---
القوة المغناطيسية تكون موازية للسرعة المتجهة، وموجهة نحو مركز المسار الدائري.
  A
  B
  C
  D

--- SECTION: 2 ---
إذا كان نصف قطر مسار حركة بروتون يتحرك داخل مجال مغناطيسي منتظم مقداره 0.10T يساوي 6.6 cm، فما مقدار السرعة المتجهة للبروتون؟
  6.3×10⁵ m/s A
  2.0×10¹² m/s D
  6.3×10⁵ m/s C
  2.0×10⁶ m/s B

--- SECTION: 3 ---
إذا كان ثابت العزل الكهربائي للميكا 5.4، فما مقدار سرعة الضوء في الميكا؟
  3.2×10⁸ m/s A
  9.4×10⁴ m/s B
  5.6×10⁷ m/s C
  1.3×10⁸ m/s D

--- SECTION: 4 ---
ثبت محطة راديوية موجاتها بطول موجي 2.87m ما مقدار تردد هذه الموجات؟
  1.04×10⁸ Hz C
  9.57×10⁸ Hz A
  3.00×10⁸ Hz D
  3.48×10⁻¹ Hz B

--- SECTION: 5 ---
في أي الحالات الآتية لا تتولد موجة كهرومغناطيسية؟
  فولتية تيار مستمر DC يطبق على بلورة كوارتز لها خاصية الكهرباء الإجهادية. A
  تيار يمر في سلك داخل أنبوب بلاستيكي. B
  تيار يمر في دائرة ملف ومكثف بعد تجويفاً رنانًا في حجم الجزيء. C
  إلكترونات ذات طاقة كبيرة تصطدم بالهدف الفلزي في أنبوب أشعة سينية. D

--- SECTION: 6 ---
تتحرك حزمة بروتونات عمودياً على مجال مغناطيسي مقداره 0.45 T في مسار دائري نصف قطره 0.52m، فإذا كانت كتلة كل بروتون تساوي 1.67×10⁻²⁷ kg فما مقدار سرعة البروتونات المكونة للحزمة؟
  2.2×10⁷ m/s C
  1.2 m/s A
  5.8×10⁸ m/s D
  4.7×10³ m/s B

--- VISUAL CONTEXT ---
**DIAGRAM**: مسار حركة بروتون
Description: A curved dashed line representing a path, with 'x' markers indicating points along the path. A label indicates 'B = 0.10 T' and 'r = 6.6 cm'. Another label points to the path as 'مسار البروتون'. The path is shown within a larger context of magnetic field lines (indicated by 'x' symbols).
X-axis: N/A
Y-axis: N/A
Data: Diagram illustrating the path of a proton in a magnetic field, with radius and magnetic field strength indicated.
Key Values: r = 6.6 cm, B = 0.10 T
Context: Illustrates the scenario for question 2 regarding proton motion in a magnetic field.

**DIAGRAM**: مسار البروتون
Description: A curved dashed line representing a path, with 'x' markers indicating points along the path. A label indicates 'B = 0.45 T' and 'r = 0.52 m'. Another label points to the path as 'مسار البروتون'. The path is shown within a larger context of magnetic field lines (indicated by 'x' symbols).
X-axis: N/A
Y-axis: N/A
Data: Diagram illustrating the path of protons in a magnetic field, with radius and magnetic field strength indicated.
Key Values: r = 0.52 m, B = 0.45 T
Context: Illustrates the scenario for question 6 regarding proton motion in a magnetic field.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 6

سؤال 1: 1. عندما يتحرك جسيم مشحون في مسار دائري فإن: A القوة المغناطيسية تكون موازية للسرعة المتجهة، وموجهة نحو مركز المسار الدائري. B القوة المغناطيسية قد تكون متعامدة مع السرعة المتجهة وموجهة بعيدًا عن مركز المسار الدائري. C القوة المغناطيسية تكون دائمًا موازية للسرعة المتجهة وموجهة بعيدًا عن مركز المسار الدائري. D القوة المغناطيسية تكون دائمًا عمودية على السرعة المتجهة وموجهة نحو مركز المسار الدائري.

الإجابة: س1: الإجابة الصحيحة: (د) القوة المغناطيسية تكون دائماً عمودية على السرعة المتجهة وموجهة نحو المركز.

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم):** عندما يتحرك جسيم مشحون في مجال مغناطيسي، فإن القوة المغناطيسية المؤثرة عليه تكون دائمًا عمودية على كل من اتجاه سرعة الجسيم واتجاه المجال المغناطيسي. هذه هي القاعدة الأساسية لتحديد اتجاه القوة المغناطيسية (قاعدة اليد اليمنى أو اليسرى حسب شحنة الجسيم).
**الخطوة 2 (التطبيق):** لتحريك جسيم في مسار دائري، يجب أن تكون هناك قوة مركزية موجهة دائمًا نحو مركز الدائرة. في هذه الحالة، القوة المغناطيسية هي التي توفر هذه القوة المركزية. وبما أن القوة المغناطيسية يجب أن تكون عمودية على السرعة المتجهة للجسيم، ولتكون قوة مركزية، يجب أن تكون موجهة نحو مركز المسار الدائري.
**الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، القوة المغناطيسية تكون دائمًا عمودية على السرعة المتجهة وموجهة نحو مركز المسار الدائري لكي تحافظ على حركة الجسيم في مسار دائري. لذلك الإجابة هي: **القوة المغناطيسية تكون دائمًا عمودية على السرعة المتجهة وموجهة نحو مركز المسار الدائري.**

سؤال 2: 2. إذا كان نصف قطر مسار حركة بروتون يتحرك داخل مجال مغناطيسي منتظم مقداره 0.10T يساوي 6.6 cm فما مقدار السرعة المتجهة للبروتون؟ 6.3×10⁵ m/s A 2.0×10⁶ m/s B 6.3×10⁷ m/s C 2.0×10¹² m/s D

الإجابة: س2: $v = \frac{qBr}{m} \approx 6.3 \times 10^5\text{ m/s}$ الإجابة: (أ)

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - المجال المغناطيسي (B) = 0.10 T - نصف قطر المسار (r) = 6.6 cm = 0.066 m (يجب تحويله إلى المتر) - شحنة البروتون (q) = $1.602 \times 10^{-19}$ C (قيمة ثابتة) - كتلة البروتون (m) = $1.672 \times 10^{-27}$ kg (قيمة ثابتة)
**الخطوة 2 (القانون):** عندما يتحرك جسيم مشحون في مسار دائري داخل مجال مغناطيسي، فإن القوة المغناطيسية (F_B) هي التي توفر القوة المركزية (F_c). القوة المغناطيسية: $$F_B = qvB$$ (بافتراض أن الحركة عمودية على المجال) القوة المركزية: $$F_c = \frac{mv^2}{r}$$ بمساواة القوتين: $$qvB = \frac{mv^2}{r}$$ يمكننا تبسيط المعادلة لإيجاد السرعة (v): $$v = \frac{qBr}{m}$$
**الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض بالقيم في القانون: $$v = \frac{(1.602 \times 10^{-19} \text{ C}) \times (0.10 \text{ T}) \times (0.066 \text{ m})}{(1.672 \times 10^{-27} \text{ kg})}$$ $$v \approx \frac{1.05732 \times 10^{-21}}{1.672 \times 10^{-27}}$$ $$v \approx 6.32 \times 10^5 \text{ m/s}$$
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن مقدار السرعة المتجهة للبروتون هو: **$6.3 \times 10^5 \text{ m/s}$**

سؤال 3: 3. إذا كان ثابت العزل الكهربائي للميكا 5.4، فما مقدار سرعة الضوء في الميكا؟ 3.2×10³ m/s A 9.4×10⁴ m/s B 5.6×10⁷ m/s C 1.3×10⁸ m/s D

الإجابة: س3: $v = \frac{c}{\sqrt{\kappa}} \approx 1.3 \times 10^8\text{ m/s}$ الإجابة: (د)

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - ثابت العزل الكهربائي للميكا ($\kappa$) = 5.4 - سرعة الضوء في الفراغ (c) = $3.00 \times 10^8$ m/s (قيمة ثابتة)
**الخطوة 2 (القانون):** تُحسب سرعة الضوء (v) في مادة ما باستخدام العلاقة التي تربطها بسرعة الضوء في الفراغ (c) ومعامل الانكسار (n) للمادة: $$v = \frac{c}{n}$$ ومعامل الانكسار (n) يرتبط بثابت العزل الكهربائي ($\kappa$) والنفاذية المغناطيسية النسبية ($\mu_r$) للمادة بالعلاقة: $$n = \sqrt{\kappa \mu_r}$$ بما أن الميكا مادة غير مغناطيسية، فإن نفاذيتها المغناطيسية النسبية ($\mu_r$) تقارب 1. لذا يمكن تبسيط العلاقة إلى: $$n = \sqrt{\kappa}$$ بالتعويض في معادلة السرعة: $$v = \frac{c}{\sqrt{\kappa}}$$
**الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض بالقيم في القانون: $$v = \frac{3.00 \times 10^8 \text{ m/s}}{\sqrt{5.4}}$$ $$v = \frac{3.00 \times 10^8}{2.32379}$$ $$v \approx 1.29 \times 10^8 \text{ m/s}$$
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن مقدار سرعة الضوء في الميكا هو: **$1.3 \times 10^8 \text{ m/s}$**

سؤال 4: 4. تبث محطة راديوية موجاتها بطول موجي 2.87m ما مقدار تردد هذه الموجات؟ 9.57×10⁻⁹ Hz A 3.48×10⁻¹ Hz B 1.04×10⁸ Hz C 3.00×10⁸ Hz D

الإجابة: س4: $1.04 \times 10^8\text{ Hz}$ الإجابة: (ج)

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - الطول الموجي ($\lambda$) = 2.87 m - سرعة الموجات الراديوية (c) = $3.00 \times 10^8$ m/s (الموجات الراديوية هي موجات كهرومغناطيسية تنتشر بسرعة الضوء في الفراغ)
**الخطوة 2 (القانون):** العلاقة بين سرعة الموجة (c)، وطولها الموجي ($\lambda$)، وترددها (f) هي: $$c = \lambda f$$ لإيجاد التردد (f)، نعيد ترتيب المعادلة: $$f = \frac{c}{\lambda}$$
**الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض بالقيم في القانون: $$f = \frac{3.00 \times 10^8 \text{ m/s}}{2.87 \text{ m}}$$ $$f \approx 1.045 \times 10^8 \text{ Hz}$$
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن مقدار تردد هذه الموجات هو: **$1.04 \times 10^8 \text{ Hz}$**

سؤال 5: 5. في أي الحالات الآتية لا تتولد موجة كهرومغناطيسية؟ A فولتية تيار مستمر DC يطبق على بلورة كوارتز لها خاصية الكهرباء الإجهادية. B تيار يمر في سلك داخل أنبوب بلاستيكي. C تيار يمر في دائرة ملف ومكثف يعد تجويفًا رنانًا في حجم الجزيء. D إلكترونات ذات طاقة كبيرة تصطدم بالهدف الفلزي في أنبوب أشعة سينية.

الإجابة: س5: الإجابة: (أ) فولتية تيار مستمر DC يطبق على بلورة كوارتز.

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم):** تتولد الموجات الكهرومغناطيسية نتيجة تسارع الشحنات الكهربائية. أي أن الشحنات يجب أن تكون في حالة حركة متغيرة (تذبذب، تباطؤ، تسارع) لإنتاج مجالين كهربائي ومغناطيسي متذبذبين ينتشران كموجة كهرومغناطيسية.
**الخطوة 2 (التطبيق):** لنحلل الخيارات: - **A فولتية تيار مستمر DC يطبق على بلورة كوارتز لها خاصية الكهرباء الإجهادية:** التيار المستمر (DC) يعني أن الفولتية ثابتة، وبالتالي لا يوجد تسارع للشحنات بشكل مستمر لتوليد موجات كهرومغناطيسية. حتى لو كان هناك تأثير إجهادي، فإن تطبيق فولتية ثابتة لا يؤدي إلى تسارع الشحنات اللازم لتوليد موجات كهرومغناطيسية. - **B تيار يمر في سلك داخل أنبوب بلاستيكي:** إذا كان هذا التيار تيارًا مترددًا (AC) أو تيارًا مستمرًا متغيرًا، فإنه سيولد موجات كهرومغناطيسية. أما إذا كان تيارًا مستمرًا ثابتًا، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا فقط، ولا يولد موجات كهرومغناطيسية. لكن الخيار A أكثر وضوحًا في عدم وجود تسارع. - **C تيار يمر في دائرة ملف ومكثف يعد تجويفًا رنانًا في حجم الجزيء:** دوائر الملف والمكثف (LC circuits) معروفة بتوليد تذبذبات كهربائية ومغناطيسية، مما يؤدي إلى تسارع الشحنات وتوليد موجات كهرومغناطيسية (مثل موجات الراديو). - **D إلكترونات ذات طاقة كبيرة تصطدم بالهدف الفلزي في أنبوب أشعة سينية:** عند اصطدام الإلكترونات بالهدف، فإنها تتباطأ فجأة (تتسارع بشكل سالب)، وهذا التسارع ينتج أشعة سينية، وهي نوع من الموجات الكهرومغناطيسية (ظاهرة "كبح الإشعاع" أو Bremsstrahlung).
**الخطوة 3 (النتيجة):** الحالة الوحيدة التي لا تتضمن تسارعًا للشحنات بشكل مباشر لتوليد موجات كهرومغناطيسية هي تطبيق فولتية تيار مستمر ثابتة. التيار المستمر الثابت لا يسبب تسارعًا للشحنات ينتج عنه موجات كهرومغناطيسية. لذلك الإجابة هي: **فولتية تيار مستمر DC يطبق على بلورة كوارتز لها خاصية الكهرباء الإجهادية.**

سؤال 6: 6. تتحرك حزمة بروتونات عموديًا على مجال مغناطيسي مقداره 0.45 T في مسار دائري نصف قطره 0.52m، فإذا كانت كتلة كل بروتون تساوي 1.67×10⁻²٧ kg فما مقدار سرعة البروتونات المكونة للحزمة؟ 1.2 m/s A 4.7×10³ m/s B 2.2×10⁷ m/s C 5.8×10⁸ m/s D

الإجابة: س6: $v = \frac{qBr}{m} \approx 2.2 \times 10^7\text{ m/s}$ الإجابة: (ج)

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - المجال المغناطيسي (B) = 0.45 T - نصف قطر المسار (r) = 0.52 m - كتلة البروتون (m) = $1.67 \times 10^{-27}$ kg (معطاة في السؤال) - شحنة البروتون (q) = $1.602 \times 10^{-19}$ C (قيمة ثابتة)
**الخطوة 2 (القانون):** كما في السؤال السابق، عندما يتحرك جسيم مشحون في مسار دائري داخل مجال مغناطيسي، فإن القوة المغناطيسية (F_B) هي التي توفر القوة المركزية (F_c). القوة المغناطيسية: $$F_B = qvB$$ (بافتراض أن الحركة عمودية على المجال) القوة المركزية: $$F_c = \frac{mv^2}{r}$$ بمساواة القوتين: $$qvB = \frac{mv^2}{r}$$ يمكننا تبسيط المعادلة لإيجاد السرعة (v): $$v = \frac{qBr}{m}$$
**الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض بالقيم في القانون: $$v = \frac{(1.602 \times 10^{-19} \text{ C}) \times (0.45 \text{ T}) \times (0.52 \text{ m})}{(1.67 \times 10^{-27} \text{ kg})}$$ $$v \approx \frac{3.74868 \times 10^{-20}}{1.67 \times 10^{-27}}$$ $$v \approx 2.244 \times 10^7 \text{ m/s}$$
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن مقدار سرعة البروتونات المكونة للحزمة هو: **$2.2 \times 10^7 \text{ m/s}$**