التفكير الناقد - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

اخترع العالمان جيرد بينج وهنرش روهبرير عام 1981م المجهر الأنبوبي الماسح (STM)، وحصلا بعد خمس سنوات على جائزة نوبل في الفيزياء، والمجهر الأنبوبي الماسح قادر على تصوير سطوح المواد بقوة تميز تصل إلى المستوى الذري، وقد مكن هذا العلماء من تكوين صور للذرات، كصورة ذرات السيليكون الظاهرة على الشاشة أدناه. كيف يعمل STM؟

يُطبق فرق جهد على العينة المراد إظهارها، ويجب أن تكون العينة مادة موصلة.

يحرك نظام تحكم المجس فوق سطح العينة إلى الخلف والأمام وإلى أعلى وأسفل لمسحها، وتثبيت المسافة بين السطح ورأس المجس بتوليد تيار كهربائي ثابت. تسجيل حركة رأس المجس إلى أعلى وأسفل وتحويلها إلى صورة.

يوضع رأس مجس STM قريباً جداً من العينة (تقريباً فوق السطح). وهو كما هو متوقع من خلال نظرية الكم، فإن بعض الإلكترونات تقفز من سطح العينة ورأس المجس، وينتج عن حركة الإلكترونات هذه تيار كهربائي (يقاس بالنانو أمبير).

التفكير الناقد

1. كون فرضية ما المسار الذي يسلكه التيار الكهربائي ليصل إلى الأرض إذا لم يكن المنزل مزوداً بمانعة صواعق أثناء ضربة الصاعقة؟

2. قم هل يجب أن تكون المقاومة بين الأرض ونهاية سلك مانعة الصواعق متصل بها كبيرة، أم صغيرة؟

3. استنتج ما المخاطر الناتجة عن التركيب غير الصحيح لنظام مانعة الصواعق؟

اخترع العالمان جيرد بينج وهنرش روهبرير عام 1981م المجهر الأنبوبي الماسح (STM)، وحصلا بعد خمس سنوات على جائزة نوبل في الفيزياء، والمجهر الأنبوبي الماسح قادر على تصوير سطوح المواد بقوة تميز تصل إلى المستوى الذري، وقد مكن هذا العلماء من تكوين صور للذرات، كصورة ذرات السيليكون الظاهرة على الشاشة أدناه. كيف يعمل STM؟ يُطبق فرق جهد على العينة المراد إظهارها، ويجب أن تكون العينة مادة موصلة. يحرك نظام تحكم المجس فوق سطح العينة إلى الخلف والأمام وإلى أعلى وأسفل لمسحها، وتثبيت المسافة بين السطح ورأس المجس بتوليد تيار كهربائي ثابت. تسجيل حركة رأس المجس إلى أعلى وأسفل وتحويلها إلى صورة. يوضع رأس مجس STM قريباً جداً من العينة (تقريباً فوق السطح). وهو كما هو متوقع من خلال نظرية الكم، فإن بعض الإلكترونات تقفز من سطح العينة ورأس المجس، وينتج عن حركة الإلكترونات هذه تيار كهربائي (يقاس بالنانو أمبير). --- SECTION: التفكير الناقد --- التفكير الناقد --- SECTION: 1 --- 1. كون فرضية ما المسار الذي يسلكه التيار الكهربائي ليصل إلى الأرض إذا لم يكن المنزل مزوداً بمانعة صواعق أثناء ضربة الصاعقة؟ --- SECTION: 2 --- 2. قم هل يجب أن تكون المقاومة بين الأرض ونهاية سلك مانعة الصواعق متصل بها كبيرة، أم صغيرة؟ --- SECTION: 3 --- 3. استنتج ما المخاطر الناتجة عن التركيب غير الصحيح لنظام مانعة الصواعق؟ --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Diagram illustrating the Scanning Tunneling Microscope (STM) Description: Diagram shows the STM probe (مجس المجس) interacting with a sample surface (سطح العينة) at a very close distance (d = 1 nm). It illustrates the concept of electron tunneling (90% من التيار ينتج في هذه المساحة) and the resulting image formation (تكون صورة حاسوبية). A computer monitor (نظام تحكم) displays the atomic-scale image. The diagram is connected by lines to explanatory text boxes. Data: Illustrative diagram, not data-driven. Key Values: d = 1 nm, 90% of current from tunneling, Current measured in nanoamperes (نانو أمبير) Context: Explains the basic components and working principle of a Scanning Tunneling Microscope (STM), illustrating how atomic-scale images are generated through electron tunneling.