فيزياء 2015

لي امري ويسر * رب اشرح لي صدري

1

2651ع ث 2الفيزياء فى Mr. Sharaf الموجز65556201110

5


2


املساحات واحلجوم

الحجم المحيط المساحة اسم الشكل

L المربع2

4L

X 2)الطول+العرض ( العرض Xالطول المستطيل

L2 6L L3 المكعب

Xالعرض Xالطول العرض Xالطول متوازي المستطيالت االرتفاع

П r الدائرة2

2п r 4/3 п r3

П r االسطوانه2

П r2h حيثh هي

االرتفاع

التحويالت

التحويالت العامة

التحويالت الرمز الوحدة التحويالت الرمز الوحدة

k 10+3 كليو m 10-3 مللي

M 10+6 ميجا 10-6 ميكرو

G 10+9 جيجا n 10-9 نانو

u 10-12 بيكو

الت اخلاصة باالطوالالتحوي

4-10 2الي المتر 2السم 3-10 متر مم

6-10 3الي المتر 3السم 6-10 2متر 2مم

10-10 االنجستروم الي المتر 9-10 3متر 3مم

3-10 لمكعبللتر الي المتر ا 2-10 السم الي المتر

التحويالت اخلاصة بالكتل

-كجم = مليون جرام 5666الطن =

القوانني اهلامة من الصف االول الثانوي

وحدة القياس القانون الكمية وحدة القياس القانون الكمية

النيوتن W=mg الوزن النيوتن F=ma القوة

اجلول PE=mgd طاقة الوضع اجلول W=Fd الشغل

م/ث V=x/t السرعة املرت املكعب vol=Al احلجم

2م/ث a=v/t العجلة


3


املوجات الوحدة االولي :

الفصل االول :احلركة املوجية

الرموز املستخدمة

الرمز الكمية الرمز الكمية الفيزئائية الرمز الكمية الفيزيائية

λالمدا الطول الموجي

X-Y االزاحة t الزمن بالثواني

n عدد الموجات T دوريالزمن ال ΰنيو دالترد

الفا A سعة االهتزازة v السرعة

احلركة االهتزازية

املفاهيم املتعلقة باحلركة االهتزازية

الحركة يحدثها الجسم المهتز علي جانبي موضع سكونه بحيث تقل سرعته كلما ابتعدنا احلركة االهتزازية عن موضع سكونه

بعد الجسم المهتز في اي لحظة عن موضع سكونه وهي كمية متجهة تقاس بالسم احةاالز

مرتين متتالين في اتجاة بنقطه واحدةهي االهتزازة التي تحدث عندما يمر االهتزازة االهتزازة الكاملة A-Bمن C-Aثم من A-Cثم A-Bمعين وبسرعة معينه/تكون الحركة من

للجسم المهتز بعيداً عن موضع سكونه اقصي ازاحة سعة االهتزازة


4


او المسافة بين نقطتين متتالين احدهما لها سرعة قصوي واالخري سرعة منعدمة

االهتزازة الكاملة = ربعسعة االهتزازة /وهي كمية متجهة تقاس بالسم

دائما من االزاحة االهتزازة اكبرسعة خد بالك

لوسط عند لحظة معينةموضع واتجاة حركة جزئ من جزئيات ا الطور

العالقةةةةةةة بةةةةةةني االهتةةةةةةزاة

سعة االهتزازة –الكاملة

سعة االهتزازة )علل( النها تمر بنقطه واحدة مرتين متتالين 4االهتزازة الكاملة =

الرتدد والزمن الدوري

عدد االهتزازات او الذبذبات او الموجات الكاملة التي تحدث خالل الثانية الواحدة الرتدد

الزمن الالزم لعمل اهتزازة كاملة او موجةكاملة او اهتزازة كاملة الزمن الدورياو او الزمن الذي يستغرقة الجسم المهتز ليمر بنقطه الواحدةفي مسار حركته

مرتين متاليين في اتجاة واحد

دوري = الواحدالتردد مقلوب الزمن الدوري او التردد* الزمن ال الزمن الدوري -العالقة بني الرتدد *T =1

1n قانون الرتددt T

Hz-sec=ذ/ث )1-الهيرتز اوالثانية وحدة قياس الرتدداو كليو MHzاو ميجا هيرتز (1-

KHzهيرتز

1-الثانية او الهيرتز وحدة قياس الزمن الدوري

الرسومات البيانية

υ

1/T 44

υ

T


5


له ميلاما االيسر ليس == الواحد يف املنحين االمينامليل

احلركة التوافقية

هي حركة االهتزازية في بسط صورها التعريف

الملف الزنبركي-حركة البندول البسيط امثلة

لتغير االزاحة مع الزمن جيبي شكل املنحين

السرعةلمنحني بين االزاحة/ الزمن يكون ميل ميل املنحين

احداث طريقة

احلركة

ثب ثقل في احد طرفي الملف الزنبركي طرفه االخر مثبت في الحائط-1 جذب الملف الزبركي يستطيل الملف وعند تركه يعود لموضع االتزان -2

متثيل احلركة التوافقية بيانيا

يكون شكل املنحين جييب كما بالرسم


6


العالقات الرياضية :

القانون العالقة الرياضية القانون العالقة الرياضية

4االهتزازة الكاملة= سعة االهتزازة-االهتزازة الكاملة سعة االهتزازة

Υ=n/t عدد االهتزازاتXالرتدد

زمن 4الزمن الدوري= سعة االهتزازة–الزمن الدوري سعة االهتزازة الواحدة

الرتدد والزمن الدوري

)عكسية (

T=/ υ

تطيبق

نقطة السكون تكون السرعة اكبر ما يمكن aنقطة -1ان : مك تذكرالرسم امامن

cطاقة الوضع اكبر ما يمكن عند النقطه -a -3طاقة الحركة اكبر ما يمكن عند النقطة -2 االزاحة الكلية = صفر-X4-4المسافة الكلية لعمل اهتزازة كاملة =السعة الواحدة-4 aالي c والعودة من cالي aسعات او زمن من 4زمن -6

هو الزمن الدوري ومقلوبه هو التردد 4سعات اي سعة االهتزازة الواحدة= االهتزازة الكاملة/ 4االهتزازة الكاملة تشمل -7 سعات 4الزمن الدوري هو زمن -8 ربع الزمن الدوريزمن السعة الواحدة تعادل -9

: تطيبق عملي

ثانية احسب : 0.01وزمن الحركة = a-b=5 cmمن الرسم المسافة بين التردد -4الزمن الدوري -3اهتزازات 3المسافة لعمل -3االزاحة الكلية -2المسافة الكلية -1


7


عدد االهتزازات في الدقيقه-ab 6ماذا يحدث لكل من التردد والطول الموجي اذا زاد طول -4

هيرتز 24التردد=-60cm 4- 0.04 4-3صفر -20cm 2-1: احلل

4X-24-6زمن الدوري وسعة االهتزازة ويقل التردد يزداد الX66=1500 ذ

ما وجة الشبة واالختالف بني سعة االهتزازة واالزاحة ؟

كميات متجهة وحدتهما المتر او السم االختالف هو ان اقصي االزاحة تعادل سعة االهتزازة

علل

السبب العلمي احلقيقة العلمية م

الن التردد يتناسب عكسياً مع الزمن الدوري ييقل التردد كلما زاد الزمن الدور 1

لمرورها بنقطه الواحدة مرتين متتالين ازاحات 4االهتزازة الكاملة تصنع 2

الن سعة االهتزازة تساوي اقصي االزاحة للجسم المهتز بعيداً سعة االهتزازة اكبر من االزاحة 3 عن موضع سكونه

-1يقاس التردد بوحدة 4S وب الزمن الدوريالن التردد مقل

سم5اقصي ازاحة للجسم من موضع سكون = سم4سعة االهتزازة = 1

ذبذبة 55عدد االهتزازات الكاملة في الثانية الواحدة = هيرتز 46التردد = 2

هيرتز 5التردد = اهتزازة في الدقيقتين 666جسم يهتز 3

ثانية 0.01واحدة كاملة =الزمن الالزم لعمل اهتزازة ثانية 6061جسم زمنه الدوري= 4

المسافة بين نقطه سرعتها نهاية عظمي ونقطة سرعتها 4 سم 4صفر =

سم5سعة االهتزازة =

احلركة املوجية

اصطدم الحجر بالماء يحدث االضطراب القاء الحجر في الماء

علي هئية دوائر متحدة المركز مركزها مكان القاء الحجر في الماء ينتشر

تعاريفات

اضطراب ينتقل وينقل الطاقة في اتجاة انتشاره املوجة

هى مجمل حركة جزيئات الوسط فى اتجاه ما احلركة املوجية

انواع املوجات


8


موجات طوليه -موجات مستعرضة اهتزاز جزئيات الوسط

ميكانيكية -كهرومغناطيسية شارالقدرة علي االنت

املوجات الكهرومغناطيسية

اضطراب ال يحتاج الي وجود االوساط المادية ويمكن ان ينتقل في الفراغ التعريفاوموجات تنشا من اهتزاز مجاالت كهربية زمغناطيسية بتردد معين ومتفقة في الطور ومتعامدة علي

شر في الفراغ والوسط الماديبعضها وعلي اتجاة االنتشار وتنت

كال المجالين متعامد علي اتجاة انتشار الموجه -2مجال كهربي عمودي علي مجال مغناطيسي -1 التكوين

ال يمكن رؤيتها لعدم وجود وسط -3 تنتقل في الفراغ ال تحتاج لوسط مادي -2كلها امواج مستعرضة اخلصائص مادي

الراديو -الضوء االمثلة

ت امليكانيكيةاملوجا

اضطراب ينتقل في االوساط المادية التعريف

الوسط الذى ينقل االهتزاز -3نوع من االضطراب ينتقل من المصدر -2مصدر االهتزاز شروط

امثلة املصادر

املهتزة

ملف زنبركي -وتر مشدود -البندول البسيط -الشوكة الرنانة

ة مثل الصوت في الوسط الغازي مستعرضة مثل الماء وطولي -1 اخلصائص


9


قد تري مثل الماء وقد ال تري مثل الصوت -3ال نتقل في الفراغ وتحتاج للوسط المادي -2

الماء -الصوت االمثلة

مقارنة

ميكانيكية كهرومغناطيسية وجة مقارنة

تري احيانا واحيانا ال تري التري الرؤية

ينتشر فى هى اضطراب ينتشر فى الفراغ كما التعريف األوساط المادي

تنتقل هى اضطراب يحتاج إلى وسط مادى خالله

مستعرضة وطولية مستعرضة فقط انواعها

تنشأ من اهتزازات مجاالت كهربية ومغناطيسية فى المنشا اتجاه عمودى على انتشار الموجة

تنشأ من اهتزاز جزيئات الوسط إما عمودى أو فى نفس اتجاه انتشار الموجة

اقل اكبر لترددا

اكبر اقل الطول الوجي

اقل بكثير من سرعة الضوء الف كم في الثانية366=سرعة الضوء = السرعة

–أشعة اكس –أمواج الضوء –أمواج الراديو االمثلة أشعة جاما

األمواج المنتشرة فى وتر يهتز –أمواج الماء أمواج الصوت –

املوجات املستعرضة

جة تسبب في اهتزاز جزئيات الوسط في االتجاة العمودي علي اتجاة انتشار الموجةمو التعريف


11


قيعان -2قمم -1 التكوين

الموضع الذي يمثل النهاية العظمي الزاحة جزئيات الوسط في االتجاة الموجب القمة

الموضع الذي يمثل النهاية الصغري الزاحة جزئيات الوسط في االتجاة الموجب القاع

المسافة بين قمتين متتاليين او قاعين متتالين لطول املوجيا

يلزم وجود قوي تماسك محسوسة بين جزيئات الوسط وهذا ال يتوفر في الغازات الشروط

الجزئيات تهتز بنفس كيفية اهتزاز الجزئ االول لو اهتز مستعرض الباقي يهتز مستتعرض وكتذلك خد بالك لو كان طولي

ستعرضةاشكال املوجه امل

اشكال الموجات المستعرضة

املوجات الطولية


11


موجة تسبب في اهتزاز جزئيات الوسط في نفس اتجاة انتشار الموجة التعريف

ختلخل -2تضاغط -1 التكوين

منطقة تتقارب فيها جزئيات الوسط المهتزة من بعضها التضاغط

يات الوسط المهتزة من بعضهامنطقة تتباعد فيها جزئ التخلخل

المسافة بين مركزي تضاغطين متتالين او تخلخلين متتالين الطول املوجي

جزيئات الوسط قابلة لالهتزاز واإلزاحة بالنسبة لبعضها وهذا الشرط متوفر فتي حتاالت المتادة التثالث الشروط الصلبة والسائلة والغازية


12


سعة املوجه

موضع سكونها او نصف المسافة الراسية بين القمة والقاع اقصي ازاحة للموجه من

الطول املوجي

المسافة بين اي نقطتين لهما نفس الطور او المسافة التي تقطعها الموجه خالل الزمن الدوري -1

ضعف املسافة االفقية بني القمة والقاع -2

المسافة بين مركزي تضاغطين او خلخلين لية ويف الطو المسافة بين قمتين او قاعيين متتالينيف املستعرضة -3

متتالين

خد بالك

الجزئيات تهتز بفس الكيفية اهتزاز الجزئ االول فلو اهتز االول اهتزاز مستعرض سوف يهتز الباقي اهتزاز -1

مستعرض ولو اهتز االول طولي سوف يهتز الباقي طولياتماسك بين الجزئيات ولذلك توجد في الصلبة وسطح السائل الموجات المستعرضة لكي تنتقل تحتاج الي وجود قوة -2

وال توجد في الغاز الموجات الطولية ال تحتاج الي قوة ترابط ولذلك توجد في الصلبة والسوائل والغازات -3 مشدود بها حبل فانه يهتز في شكل موجة مستعرضة وضع افقيوضع الشوكة الرنانة في عند -4 تهتز موجة طولية وضع راسينة في عند وضع الشوكة الرنا-6 لوجود قوي التماسك مستعرضةلضعف قوي التماسك بين الجزئيات وفي السطح طوليةالسوائل في القاع موجه -7

الغازية السائلة الصلبة نوع املوجه

املستعرضة

مستعرضة لتماسك الجزئياتوالن الجزئيات تهتز بنفس كيفية

اهتزاز الجزئ االول

طح لوجود قوة توتر علي الس السطحي تجعل الجزئيات متماسكة

توجد لعدم تماسك ال

الجزئيات

توجد لعدم الحاجة الي في قاع لضعف قوة تماسك توجد الطولية تماسك الجزئيات

املوجه املرحتلة

اضطراب فردى يتدرج من نقطة الى اخرى التعريفبت وذلك عند جذب طرفه الحر راسيا او موجه تنتشر علي طول حبل مشدود طرفه البعيد مث العلي لعمل نبضة والسفل لعمل نبضة اخري

هز الحبل من احد طرفيه وهو مثبت من الطرف االخر في الحبل طريقة الحدوث

قد تكون فردي مثل تضاغط فقط او تخلخل فقط النبضة


13


احرتس

شد الوتر وطاقة الحركة في اهتزاز الوتر الشغل المبذول من مولد الذبذبات او الوتر يكون طاقة الوضع في

مقارنة

علل

السبب العلمي الحقيقية العلمية

الن موجات كهرومغناطيسية تتولد من تاعمد مجاالت كهربية ال توجد امواج طولية كهرومغناطيسية- 1 يسية علي بعضها وعلي اتجاة انتشار الموجهومغناط

النها تهتز فيها جزئيات الوسط في نفس اتجاة انتشار الموجه ال يمكن تمثيل الموجة الطولية بيانياً - 2

استخدام رواد الفضاء أجهزة السيكية على - 3 سطح القمر

الن الصوت موجه ميكانيكية تحتاج للوسط المادي

نسمع صوت نرى ضوء الشمس وال - 4 انفجاراتها الهائلة

ألن موجات الصوت ميكانيكية يلزم لها وسط مادى تنتقل خالله ، أما الضوء موجات كهرومغناطيسية تنتقل فى الفراغ و

6األوساط المادية

الن الضوء اسرع من الصوت نرى البرق قبل أن نسمع الرعد -- 5

ينتشر الصوت فتي الهتواء والغتازات علتي شتكل -- 6موجتتات طوليتتة بينمتتا ينتشتتر الصتتوت فتتي المتتواد الجامتتتتدة والستتتتوائل علتتتتي شتتتتكل موجتتتتات طوليتتتتة

لكي تحدث الموجة الطولية يجب أن تكون جزيئات الوسط قابلة لالهتتتزاز واإلزاحتتة بالنستتبة لبعضتتها وهتتذا الشتترط متتتوفر فتتي

حاالت المادة الثالث الصلبة والسائلة والغازية

وجه املقارنة املوجة املستعرضة - املوجة الطولية

شكل املوجة

حول مواضع اتزانها فى اتجاه عمودى حول مواضع اتزانها فى فى نفس اتجاه الموجه على اتجاه انتشار الموجة

اجتاه اهتزاز

جزيئات الوسط

وجة الشبة المهتز علي جانبي موضع سكونهاهتزاز الجسم

المسافة بين مركزى تضاغطين متتاليين او بين مركزى تخلخلين متتاليين

المسافة بين قمتين متتاليتين او بين قاعيين متتاليين

الطول املوجى

اماكن حدوثها غالبا فى السوائل والجوامد فى الغازات والسوائل والجوامد

تمثيل البيانيال تمثل ال تمثل

*موجات الصوت فى الغازات * الموجات فى باطن الماء

*الموجات على سطح الماء *الموجات المنتشرة فى االوتار

امثلة


14


ومستعرضة .

الموجتتة المستعرضتتة يلتتزم وجتتود قتتوي تماستتك لكتتي تحتتدث

محسوسة بين جزيئات الوسط وهذا ال يتوفر في الغازات

تحريك ماء فى حوض بواسطة لوح خشبى عند - 7تنشأ موجة مستعرضة عند السطح وطولية عند

القاع.

جزيئات الماء تهتز ألسفل وألعلى عند السطح .وفى نفس اتجاه انتشار الموجة عند القاع

ألنه ينتشر على هيئة تضاغطات وتخلخالت وتهتز الصوت موجة ميكانيكية - 8 جزيئات الوسط فى نفس اتجاه انتشار الموجة

النها التحتاج الي الوسط المادي وال تتوقف علي النري الموجات كهرومغناطيسية 9 اهتزاز جزئيات الوسط

ع طولية لضعف قوي التماسك وعند السطح عند القا قد تكون موجة الماء مستعرضه او طولية- 15 مستعرضة لزيادة قوي التماسك

ينتقل الصوت في الغازات علي هئية موجه - 11 طولية

الن قوي التجاذب بين جزئيات الغازات ضعيفة فتجعلها تهتز في نفس اتجاة انتشار الموجه

الصوت موجة مستعرضة في السوائل والمواد - 12 الصلبة

سك كبيرة تجعل الجزئيات تهتز عموديا الن قوي التما علي اتجاة انتشار الموجه

ما وجه الشبة / االختالف

موجة وجة المقارنة الراديو الماء المستعرضة

الموجة الطولية

اهتزاز جزئيات الشبة مستعرضة مستعرضة الشبةالوسط علي جانبي موضع سكونه

اهتزاز جزئيات الوسط علي جانبي موضع سكونه

مثال تتكون من االختالف كهرومغناطيسية ميكانيكية ختالفاال قمة وقاع

تضاغط وتخلخل

االجابة ميت يكون االجابة ميت يكون

عند قاع السائل الماء موجة طولية في الوسط الغازي الصوت موجة طولية

في الوسط الصلب الصوت موجة مستعرضة والسائل

ربط بندول بسيط بحبل لية وهز ويكون موجة طو الشوكة

عندما تكون الشوكة في وضع افقي

ربط بندول بسيط بحبل جزئيات السطح الماء موجة مستعرضةويكون موجة طولية وهز

عند وضع البندول افقيا


15


الشوكة

ربط بندول بسيط بحبل ويكون موجة طولية وهز

الشوكة

طرفة عند هز حبل مشدود موجة تكون موجة مرتحلة وضع البندول راسياالبعيد مثبت وشد طرفه

الحرراسيا العلي مكونا نبضة العلي والسفل مكونا نبضة

السفل

ازاحةموجة مستعرضه اكبر ما يمكن

طاقة حركة بندول مهتز عند القمة =صفر

عند اقصي ازاحة

ة اهتزازة جسم مهتز سع منعدمة

قبل بداية االهتزازة مباشرة

ازاحة موجة مستعرضة اقل ما يمكن

د القاععن

قانون اتشار االمواج

سرعة أي موجه= الطول المجي* التردد القانون

.V

المسافة التي تقطعها الموجه في الثانية = طول الموجه الواحدة* عدد الموجات الكاملة/ الزمن االثبات الرياضي بالثواني

1. .X nVt nT T

سؤال

حدة القياس او معادلة االبعاد اثبت صحة قانون انتشار االمواج ؟باستخدام و

V. احلل :

الطرف االيمن :الطول بالمتر والتردد مقلوب الثانية فيكون طرفان متساويان m/secالطرف االيسر ::

سرعة املوجه

درجة الحرارة -2نوع الوسط -1 العوامل

لسرعة ال بتغير التردد وال بتغير الطول الموجيال تتغير ا خد بالك

الرتدد

يتوقف التردد علي نوع مصدر وماطالما ظل نوع المصدر ثابت ظل التردد ثابت مما اختلف نوع الوسط عوامل التردد : نوع المصدر

العالقات

التردد عالقة عكسية بشرط ثبوت السرعة أي ثبوت نوع الوسط –الطول الموجي -1

يل هو السرعةامل

υ

1/ λ

υ

λ


16


الن التردد يتناسب عكسيا مع الطول الموجي : يقل التردد كلما زاد الطول الموجي ؟:علل

موجه واحدة يف اوساط خمتلفة

مختلفة الختلف نوع الوسط السرعة

يزداد او يقل بنفس نسبة السرعة الطول الموجي

يظل ثابت الن مصدر الموجه ثابت التردد

القانون1 2

1 21 1

V V

موجتان يف نفس الوسط

سرعة واحدة الن الوسط واحد السرعة

يقل الطول الموجي لو زاد التردد بنفس النسبة والعكس صحيح الطول الموجي

يقل التردد بزيادة الطول الموجي والعكس صحيح التردد

القانون1 2 1 1 2 2

V V

ما نوع املوجتني يف كل من الشكلني

فكر وحل

ايهم اكبر في التردد ولماذا ؟ -1من الرسم : ايهما اقل في الزمن الدوري ؟-2 ما قيمة الميل -1من الرسم : :2س المنحنين اكبر سرعة باعتبار موجتين في وسطين مختلفين اي-2

V

λ

A B

V

1/ λ

A B


17


ما املقصود

0.4أن المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعيين متتاليين = متر 0.4الطول الموجي ألمواج البحر = 1 متر .

اى أن المسافة بين مركزي تضتاغطين متتتالين أو مركتزي متر 1.6موجة صوتية طولها الموجي - 2 متر 1.6تخلخلين متتالين =

ة فتي موجتة المسافة بين القمة األولتي والقمتة الثالثت 3 سم . 20مستعرضة يساوي

سم16الطول الموجي =

اى ان اقصى ازاحة لجزيئات الوسط بعيدا عن موضع سم 20 سعة موجة - 4 سم 20السكون االصلى =

مركز تضاغط و مر كزالمسافة بين قمة وقاع أو 5 متر 5تخلخل متتاليين =

متر 10اى ان الطول الموجى يساوى

سم 18اى ان الطول الموجى يساوى سم 9ى يشغلها التضاغط = المسافة الت 6

متر 16المسافة التي تقطعها الموجة في الثانية الواحدة = م/ث 16سرعة الموجة = 7

يزداد الزمن الدوري ويقل التردد زيادة طول البندول 1

يقل الطول الموجي لثبوت السرعة زيادة التردد للضعف في وسط ما 2

د سرعة الموجه في وسط ما عن سرعتها في وسط اخر تزدا 3 بالنسبة للطول الموجي

يقل الطول الموجي للنصف لثبوت التردد

تقل السرعة بنفس المقدار الن تردد ثابت نقص طول الموجي للموجه انتقلت من وسط الخر 4

ارشادات حلل املسائل

القوانين الكمية الفيزيائية القوانين الكمية

XV ةالسرعt

1 الرتدد

V n

tT

x عدد املوجات tnT

املسافة x n vt

1T الزمن الدوري tn زمن=

X4االهتزازة الواحدة

المسافة بين نقطتين لهما نفس الطور الطول الوجي ف المسافة الراسية بين القمة والقاعضع

v xn

nt الزمن بالثواني nT

عدد االهتزازات n= υt

X4= سعة االهتزازة الواحدةاملسافة الكلية نصف المسافة الراسية بين سعة املوجة

λ


18


للبندول البسيط قمة وقاع

وجتان من نفس النوع يكون السرعة ثابته والعالقة بين التردد والطول الموجي عكسيفي حالة نفس الوسط لم*:1** في حالة موجه واحدة في وسطين مختلفين :التردد ثابت ولكن السرعة تتغير بنفس نب تغير الطول الموجي2 رمز الزمن الدوري Tللزمن بالثواني بينما tاالحظ رمز -3 X=Vt/2لصناعي لحساب المسافة ذهابا فقط تكون المسافةفي حالة ارسال موجه الي القمر ا-4يكون هو الطول 4في حالة ملف زنبركي استطال الملف مقدار سعة االهتزازة هو مقدار التمدد في مف بضربة في -4

الموجي

في حالة وجود موجه كرية نصف القطر هو الطول الموجي-6

املسائل

والتزمن بتين مترور القمتة االولتي والسادستة 105mة االولي والسادسة عشترة =موجة مستعرضة المسافة بين القم)-1)

الزمن الدوري-3التردد -2احسب كل من : الطول الموجي 0.375sعشر =

من الرسم احسب كل من : ( 2(

سعة االهتزازة-3التردد -2الطول الموجي -1 المسافة بين القمة الثانية والسادسة-4 ثانية والخامسةالزمن بين القمة ال-4

0.1sموجه وطول الموجه الواحدة 12اذا كان عدد الموجات الماء التي تمر بنقطه معينة في زمن واحد الثانية هي -:(3)

احسب سرعة انتشارها

فما هو عدد الذبذبات التي يحتدثها مصتدر الصتوت حتتي لحظته ستماعه 320m/sاذا كان سرعة الصوت في الهواء -(:4)

640Hzتر علما ان تردد المصدرم 160mعلي بعد

الرسم استنتج كل من : من:(5)

سعة االهتزازة-2الطول الموجي -1 السرعة -4التردد -4الزمن الدوري -36X-المسافة بين قمة وقاع متتالي

الف كم احسب التردد 300وسرعته في الفضاء 6000Aضوء طوله الموجي -(:6)

تنتشران في وسط معين احسب النسبة بين طوليهما الموجي هيرتز 246و 412موجتان ترددهما -(:7)

9mموجتات تشتغل مستافة 10موجه في الدقيقة برجل يقتف عنتد نهايتة الصتخرة فتي البحتر الحتظ ان كتل 15مرت -(:8)

السرعة الموجه-4الطول الموجي -3التردد -2الزمن الدوري -1احسب :

احسب المسافة بين قمة وقاع متتالين في هذة الموجة وما 4Hzوترددها 12m/sموجه مستعرضة تنتشر بسرعة -(:9)

هي المسافة بين القمة االولي والثامنة

ربع زمنها الدوري احسب التردد والزمن الدوري موجه ترددها-(:11)

ثانية فما ترددها 0.00007شوكة رنانة تستغرق اقصي ازاحة في زمن -(:11)

30cmهيرتز الطول الموجي الحدهما تزيد عن االخري 425- 680شوكتان ترددهما علي التوالي -(:12)

احسب سرعة الشوكتان

احسب الطول الموجي 340m/sهيرتز تنتشر في الهواء بسرعة 170مصدر صوتي يصدر موجه صوتية ترددها -(:13)

واء احسب سرعة الصوت في اله %10واذا علمت ان عند ارتفاع درجة الحرارة زاد الطول الموجي بنسبة

6cm

50

cm

CMc

m

2S

4cm

CM

CM

60c

m

CMc

m

3S


19


القتتي حجتتر فتتي بحيتترة ستتاكنة فتكونتتت موجتتات علتتي شتتكل دوائتتر -:(14)

في s 3موجه في 30متحدة المركز مركزها نقطه سقوط الحجر تكونت -3تردجتتدها -2طتتول الموجتته -1:متتتر احستتب 201دائتترة نصتتف قطرهتتا السرعة -4الزمن الدوري

ين مختلفتين فكتان طتول المتوجي لهتا فتي موجه انتقلت بتين وستط-(:15)

احسب النسبة بين سرعتهما4cmواالخر 6cmالوسط االول

احسب سرعة الصوتcm 28هيرتز وكان الفرق بين طولهما الموجي 500-850طرقت شوكتان رنانتان ترددهما -:(16)

احستتب عتتدد 1sموجتته فتتي 30ويمتتر بتلتتك النقطتته 1.5m/sستترعة االمتتواج فتتي المتتاء التتتي تمتتر بنقطتته معينتته -:(17)

60cmالموجات في مسافة

1/300sاحسب سرعة انتشار الموجه الزمن الدوري 50cmالمسافة بين تضاغط وتخلخل متتالين (:18)

تتتردد الشتتوكة 5mاحستتب عتتدد الموجتتات الكاملتتة تصتتدر متتن شتتوكة رنانتتة حتتتي تصتتل لشتتخ يبعتتد مستتافة —(:19)

م/ث 320ء هيرتز وسرعة الصوت في الهوا 512الرنانة

3X10محطة ارسال ال سلكي ترسل موجات نحو القمر الصناعي يسترعة-(:21)استتقبلت الموجته 0.3sم/ث وبعتد مترور 8

في نفس المحطة بالردادر احسب المسافة بين االرض والقمر الصناعي

وصتلت بدايتة ف 8mثتم قربتت متن احتد طرفتي انبوبتة مفتوحتة الطترفين طولهتا 200Hzطرقت شوكة رنانة ترددها :(21)

المرحلة االولي الي نهايتة االنبوبتة عنتدما كانتت الموجتة السادستة علتي وشتك دختول االنبوبتة احستب سترعة الصتوت فتي الهواء

احسب : سعة الذبذبة 20cmذبذبة لكل دقيقة بحيث تقطع كل ذبذبة كاملة مسافة 120بندول بسيط يحدث -(:22)

الطول الموجي–التردد

احسب اقل واكبر طول موجي للصوت المسموع 320m/s(هيرتز سرعة الصوت 2000-20من )يسمع االنسان -:(23)

من الجسم المهتز 100mهيرتزفي الثانية ما عدد االهتزازات ليصل الي الشخ يبعد 960جسم مهتز يحدث :(24)

320m/sسرعة الصوت في الهواء

60mاحسب عدد الموجات في مسافة 1sموجه في 30ويمر بتلك النقطه 1.5m/sسرعة امواج الماء -(:25)

اهتتزازة فتي ثلتث الدقيقتة احستب 100علق به ثقل وشد بقتوة فتاهتز 6cm:ملف زنبركي طوله 2616االزهر (:26)

طول الموجة والسرعة

:/من الرسم احسب كل من(:27)

/الزمن الدوري والتردد-3 /سعة االهنزازة-2/الطول الموجي1 نهيرتز كم يكو 50موجة ترددها -ين قمة وقاع الذي يليها/المسافة بل4 /السرعة4

/احسب السرعةa-b=4cm 3/احسب الطول الموجي اذا كانت المسافة بين a-b-2زمنها بين النقطتين


21


( (29)

بعتد ان تحركتت نفتس Bعنتد لحظته معينتة وعنتد A/الشكل الستابق يمثتل موجتة عنتد ازمنتة مختلفتة فالموجتة عنتد احسب كل من سعة االهتزازة والتردد والطول الموجي والسرعة 2Sمتر خالل 5جة مسافةالمو

32

( 31/)بين سويف

من الرسم لنصف موجه والعالقة بين االزاحة والزمن اجب عما يلي

/مقدار سعة االهتزازة1 /الزمن الدوري2 د/الترد3 /السرعة4

ذبذبة احسب 15`هيرتز عدد الذبذبات التي يسمعها الشخ قبل سماعه في المنزل 100(:جرس مدرسه تردده 33)

`340m/sالمسافة بينالشخ والجرس اذا علمت ان سرعة الصوت في الهواء =

`

من الرسم امامك احسب كل : 96مصر :(36) من /الطول الموجي 1 /التردد2 /سعة االهتزازة3 /السرعة4

2116(:مصر 31)

الشكل امامك اجب عما يليمن /الطول الموجي والسرعة1

4s

10cm

2s الزمن بالمللي

الثانية

االزاحة بالسم


21


الفصل الثاني

الضوء

الطيف الكهرومغناطيسي

وجات الكهرومغناطيسيه المختلفة فى التردد والطول هو مدى واسع من الم التعريف الموجى

الموجات الدقيقة) -تحت الحمراء -المرئي -فوق البنفسجية -اكس -جاما ترتيب الطيف حسب الرتدد تصاعدي الراديو -الميكرومترية(

ترتيب الطيف حسب الطول املوجي

تصاعدي

عكس الترتيب السابق

الف كم في الثانية الواحدة 366ياف = سرعة الضوء= ثابتة لجميع االط سرعة الطيف

الضوء

/ عملية البناء الضوئي التي تقوم بتكوين الغذاء للنبات3 -/الرؤية2مصدر الطاقة -1 اهمية الضوء

ينتشر في خطوط مستقيمة-1الضوء حركة موجية لعدة اسباب : الطبيعة الموجية للضوء حيود/التداخل وال3/ينعكس وينكسر 2

3x10كهرومغناطيسية ينتشر في الفراغ بسرعة نوع موجات الضوء8m/s


22


االنعكاس

املفاهيم املتعلقة باالنعكاس

ارتداد الضوء عندما يقابل سطح العاكس االنعكاس

هو انعكاس جزء من الضوء وليس كله االنعكاس الجزئي

زاوية بين الشعاع الساقط وعمود االنعكاس زاوية السقوط

زاوية بين الشعاع المنعكس وعمود االنعكاس زاوية االنعكاس

زاوية السقوط= زاوية االنعكاس القانون االول لالنعكاس

الشعاع الساقط والمنعكس وعمود االنعكاس جميعهم في مستوي افقي واحد عمودي علي القانون الثاني لالنعكاس السطح العاكس

اكس يعكس الضوءوجود عائق او سطح ع-1 شروط االنعكاس

الرؤية اهمية االنعكاس

ماذا حيدث

الطول الموجيتردد ثابتالسرعة ثابته يكون في وسط واحداالنعكاس

ماذا حيدث

ء في خط مستقيميسير الضو عدم وجود وسط عائق

جزء ينعكس واالخر ينكسر وثالث يمت حسب طبيعة الوسط صادف الضوء عائق

ستتتقوط الضتتتوء علتتتي ستتتطح فاصتتتل بتتتين وسطين مختلفين

جزء منه ينعكس وجزء ينكسر مع اهمال الجزء الممت

الرؤية

وء النجوم وتظهر في الليل بغياب العين الي رؤية الوء االقوي ولذا ال نري النجوم في الليل بسبب حجب الشمس ضمتيل

الشمسنفس الكالم في النهار ال نري ما بداخل الحجرة الن الضوء القادم من الخارج اقوب من المنعكس من الداخل ولكن نري

ليال عند غياب الضوء القادم من الخارج وية االنعكاس = صفرالشعاع العمودي علي السطح العاكس ينعكس علي نفسه الن زاوية السقوط = زا -2


23


ولذلك عند مشاهدة افالم السينما تغلق النوافذ لمنع دخول الضوء الساطه من الخارج -3 منها تكون هي زاوية السقوط 90كانت زاوية تميل علي السطح العاكس نطرح -4

اما لوكان في السؤال زاوية السقوط فتكون هي زاوية السقوط

علل

ميالسبب العل احلقيقية العلمية

الرؤية اهمية االنعكاس 1

الرؤية/عملية البناء الضوئي/مصدر هام للطاقة اهمية الضوء 2

النه قد يقابله عائق يمنعه ال يسير الضوء دائما في خطوط مستقيمة 3

من السهل رؤية صورتك المنعكسة على زجاج نافذةمن السهل رؤية صورتك المنعكسة على زجاج نافذة-- 44

حجرة مضيئة لياًل )عندما يكون خارج الحجرة ظالم (، حجرة مضيئة لياًل )عندما يكون خارج الحجرة ظالم (، عب ذلك نهارا عندما يكون خارج الحجرة مضاءً عب ذلك نهارا عندما يكون خارج الحجرة مضاءً بينما يصبينما يص

عندما يسقط الضوء على زجاج النافذة فإن جزء منه ينعكس وجزء آخر ينكسر وعندما يكون خارج

الحجرة ظالم فإن شدة الضوء الذى ينفذ من الخارج الى الداخل تكون صغيرة جدا او منعدمة تقريبا ولذا

منعكس يرى الشخ صورته بفعل الجزء القليل العلى الزجاج. أما عندما يكون خاج الحجرة مضيئا فإن ما ينفذ من الضوء خالل الزجاج يكون اكبر من

الجزء المنعكس فيصعب رؤية الصورة

الن زاوية السقوط= زاوية االنعكاس=صفر الشعاع العمودي علي السطح العاكس ينعكس علي نفسه 5

اسئلة

الرسم امامك :(1)

-شعاع الساقط علي مرأة ستتبع مسار ال/1 -/احسب زاويا السقوط واالنعكاس علي مراياس2

(2:)

االنكسار

التعاريفات

تغيير اتجاة الضوء عندما يجتاز الخط الفاصل بين الوسطين االنكسار

اختالف سرعة الضوء بين وسط الخر سبب االنكسار

لضوئية والسرعة/وجود وسطين مختلفين في الكثافة ا1 شروط االنكسار علي السطح الفاصل اً / وعدم سقوط الضوء عمودي2

زاوية بين الشعاع المنكسر وعمود االنكسار زاوية االنكسار

36

70

70

150


24


قدرة الوسط علي كسر الضوء كثافة الضوئية

قوانني االنكسار

القانون الثاني القانون االول

النسبة بين جيب زاوية السقوط في الوسط االول الي جيب زاوية االنكسار في الوسط الثاني = النسبة بين سرعة الضوء في الوسط االول الي سرعة الضوء في الوسط

الثاني

الشعاع الضوئي الساقط والمنكسر وعمود المقام )عمود االنكسار( جميعهم في مستوي افقي واحد عمودي علي

السطح الفاصل

نص قانون االنكسار

21 2

1

sin 1 12 2sin

nV nV n

قل الطول الموجيقلت السرعةكان الوسط كثيف القانون :كلما زاد معامل انكسارمن التردد ثابت لثبوت مصدر الصوت

تغريات االنكسار

ة تتغير لو كان انتقال الضوء من وسط اقل كثافة الي وسط اكبر كثافةالسرع -2التردد يظل ثابت -1

الطول الموجي نفس كالم علي السرعة -3تزداد السرعة والعكس صحيح

تطيبقات علي الكثافة

تحليل الضوء االبيض الي الوان الطيف النكسار الضوء-1

مام السباحة اعلي من الوضع الحقيقي /ونري النقود /نري االجسام في موضع غير موضعها الحقيقي مثال نري قاع ح2 في موضع الظاهري اعلي من الموضع الحقيقي وكذلك االشياء في الماء

ي/تظهر الشمس في موضع غير موضعها الحقيق3 /قوس قزح في السماء عقب سقوط االمطار4

قوس قزح

قطرة الما ء


25


بالشخ قوس قزح والشمس خلفة شرقا تكون الشمس غربا وقت الغروراي لو راي الشخ قوس قزح غربا تكون الشمس في وقت الظهيرة شرقا

فكر وبدع

العاصفة تمشي الرجل علي ممشاة وكان متجه الي الشرق فقد ساهد قوس قزح في السماء فهل كانت :بعد انتهاء -1 الوقت صباحاً ام عصراً مع التفسير

666666الي 50كسار تتغيير من فان زاوية االن30الي 60عندما تتغيير زاوية السقوط من /2

حاالت االنكسار

السرعة/ الطول زاويا الشعاع وسط االنكسار وسط السقوط

املوجي

اكبر كثافة االقل كثافة ) الهواء( )الماء(

ينكسر مقترب من العمود

السقوط اكبر من االنكسار

تقل السرعة والطول الموجي بنفس النسبة

ينكسر مبتعدا عن قل ) الهواء(اال االكبر كثافة )الماء( العمود

االنكسار اكبر من السقوط

تزداد السرعة والطول الموجي بنفس

النسبة

تظل السرعة والطول السقوط= االنكسار ال ينكسر سقط عمودي عل السطح الفاصل الموجي ثابتين

فكر

ميت تتساوي السرعة والطول املوجي للموجة يف وسطني خمتلفني ؟

ر يف متوازي املستطيالتاالنكسا

ينكسر الشعاع مرتين مرة من الهواء الي الزجاج من اقل كثافة -1 الي اكبر كثافة مقتربا ً من العمود ومرة من الزجاج الي الهواء

مبتعدا عن العمود ل المتوازي فال ينحرف الضوء داخ ال يلتقيانالشعاعي الساقط والخارج -3نجد زاوية السقوط = زاوية الخروج -2

المستطيالت لتوازي كل من الشعاع الساقط والشعاع الخارج يحدث انحراف في حالة وجود وسط للخروج بخالف الهواء -4 /نوع مادة الزجاج3/ سمك المتوازي 2/زاوية السقوط 1 عوامل انحرف او ازاحة الشعاع الخارج تتوقف علي : -4

/سقط وخرج الشعاعان من وجهين متعامدين2 ج غير الهواءوجود وسط الخرو/1 حاالت احنراف الضوء : -6

معامالت االنكسار

معامل االنكسار النسبي معامل االنكسار المطلق وجة مقارنة

هو النسبة بين سرعة الضوء فى الفضاء او التعريف الفراغ الى سرعته فى الوسط .

او النسبة بين جيب زاوية السقوط في الفراغ زاوية االنكسار في الوسط او الهواءالي جيب

هو مقلوب جيب الزاوية الحرجة للوسط

بين سرعة الضوء فى الوسط االول الى سرعة الضوء فى الوسط الثانى


26


نوع

الوسطين الوسط السقوط : الهواء االنكسار : اي وسط اخر

الوسطين مختلفين ليس من بينهم الهواء

sin القانون 1

sin 2

Cn

V

1 sin 1 2

2 sin 2 1

v n

V n

اذا كان الوسط االول اكبر في السرعة من الوسط الثاني دائما اكبر من الواحد الصحيح قيمة يكون

معامل االنكسار اكبر من الواحد الصحيحاذا كان الوسط االول اقل في السرعة من الوسط الثاني

يكون معامل االنكسار اقل من الواحد الصحيح

/الطول الموجي للضوء الساقط1 لالعوام /نوع الوسط االنكسار2

/الطول الموجي للضوء الساقط /نوع الوسط االول السقوط2 /نوع وسط االنكسار3

انتقال الضوء من الهواء او الفراغ الي وسط شروطه اخر

انتقال الضوء بين وسطين ليس بينهم الهواء

قانون سئنل

لمطلق لوسط السقوط فى جيب زاوية السقوط فيه يساوى حاصل حاصل ضرب معامل االنكسار ا النص ضرب معامل االنكسار المطلق لوسط االنكسار فى جيب زاوية االنكسار فيه .

الصيغة

الرياضيةn1 sin = n2 sin

(1معامل االنكسار الوسط االول -1 االثبات1

1

Cn

V

2معامل االنكسار الوسط الثاني -2 2)2

Cn

V

2 1علي 2بقسمة -3 1 31 2

n V

n V

1ولكن -4 4

2

sin

sin

V

V

( نستنتج ان 4( و)3من )sin 2

sin 1

n

n

inبضرب الطرفني يف الوسطني فيكون in1 2

n n


27


احرتس

معامل االنكسار ليس له وحدة قياس النه عبارة عن نسبة والنسبة ال تمييز-1 /الشعاع الساقط عمودي علي السطح الفاصل ال ينكسر الن زاوية االنكسار والسقوط=صفر فانه ينفذ علي استقامته2 لكثيف هو االعلي في معامل االنكسار/الوسط ا4/معامل انكسار الهواء او الفراغ= الواحد 3/في متوازي المستطيالت تكون زاوية السقوط= زاوية الخروج النه ينكسر بداخلة الضوء مرة داخل المنشور ومرة 4

عندما يخرج من المنشورني /كلما زادت زاوية السقوطزادت السرعة في الوسط االول زاد طول موجي انكسر مقترب من العمود في الوسط الثا6

ولكا زادت زاوية االنكسار قلت السرعة في الوسط االول وزادت السرعة والطول الموجي في الوسط الثاني انكسر مبتعداً عن العمود

مااملقصود

هو النسبة بين سرعة الضوء فى الفضاء او الفراغ الى 104معامل االنكسارالمطلق = 1 سرعته فى الوسط

هو النسبة بين سرعةالماء الي سرعة الضوء في الزجاج 103جاج والماء=معامل االنكسار النسبي بين الز 2=103

او النسبة بين معامل اال نكسار المطلق للماء الي معامل 103االنكسار المطلق للزجاج=

الشعاع الضوئي سقط عموديا زاوية االنكسار =صفر 3

46والمنكسر =الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط 46زاوية االنكسار = 4

التعليالت

السبب العلمي احلقيقية العلمية م

معامل االنكسار المطلق دائماً اكبر من الواحد 1 الصحيح

الن سرعة الضوء في الهواء والفراغ اكبر من سرعة الضوء في اي وسط اخر

معامل االنسكر النسبي قد يكون اكبر او اقل من 2 الواحد الصحيح

ط االول اكبر يكون اكبر من الواحد اذا كانت سرعة الوسالصحيح اما لو كان سرعة الوسط االول اقل من سرعة الوسط

الثاني يكون اقل من الواحد

الن العين تري امتدادات االشعة المنكسرة عند موضع النري الشمس في موضعها 3اعلي من الموضع الحقيقي النكسار الضوء بين وسط الظاهري

الماء والهواء

النها عبارة عن نسبة بين سرعتين معامالت االنكسار ليس لها وحدة قياس 4

الن زاوية السقوط=زاوية االنكسار =صفر الشعاع العمودي علي السطح الفاصل ال ينكسر 5

الن الشعاعان الساقط والخارج متوازيان وزاويتي السقوط الضوء ال ينحرف في متوازي المستطيالت 6 والخروج متساويان

عالقات بيانية

امليل هو معامل االنكسار النسيب

sin

sin


28


احرتس

في مسائل متوازي المستطيالت او عند مرور الضوء في عدة اوساط متوازية زاوية السقوط في الهواء = زاوية الخروج

في الهواء فيكون

sinsin

n

مسائل علي االنكسار

3/2ومعامل االنكسار المطلق للزجاج 4/3= طلق للماءكان معامل االنكسار الماذا /(:1)

/من الزجاج الي الماء2/من الماء الي الزجاج 1اوجد معامل االنكسار من :

فانعكس جزء 1.6علي سطح لوج زجاج معامل انكساره 58سقط شعاع ضوئي علي شعاع ضوئي بزاوية سقوط :(2)

وانكسر جزء احسب الزاوية المحصورة بين الشعاع المنكسر والمنعكس

فانعكس وجزء وانكسر جزء وكانت زاوية بين الشعاع 46/سقط شعاع بزاوية تميل علي السطح العاكس بزاوية :(3)

احسب زاوية االنكسار90المنعكس والمنكسر

هل تعمل فقاعة كمجمعه للضوء ام مفرقة 1.5انكساره /في الشكل المقابل لوح زجاجي بداخلة فقاعة هوائية معامل(:4)

للضوء وضح اجابتك بالرسم

1.4حدد اتجا الشعاع المنعكس والمنكسر معامل انكسار الماء له 45شعاع ضوئي يسقط الضوء علي الماء بزاوية /:(5)

(30)

ومعامل انكسار 1.6علي السطح الفاصل بين وسطين معامل انكسار االول 30شعاع ضوئي بزاوية السقوط سقط :(6)

فاذا علمت ان السقوط في الوسط الكثيف احسب1.4الثاني /زاوية االنكسار2/معامل االنكسار النسبي من الوسط االول الي الثاني 1 (1.14/34.51/0.875الثاني الي االول ) /معامل االنكسار النسبي من الوسط3

3x10وسرعة الضوء في الهواء 4/3اذا كان معامل االنكسار في الماء /(7(الضوء في الماء وماذا م/ث احسب سرعة5

2.25x10تستنتج )8)

وضع فوق مراةمستوية افقية اسقط شعاع علي الوجه 3مل انكسار مادتهمتوازي المستطيالت معا (:8)

من نقطه السقوط احسب سمك الزجاج 2cmانكسر جزء ثم انعكس فخرج علي بعد 30العلوي يميل بزاوية

(3)

فخرج الشعاع بزاوية 2سقط شعاع ضوئي علي احد وجهي متوازي المستطيالت زجاجي معامل انكساره (:9) (30-45اوجد كل من زاوية االنكسار والسقوط ) 45خروج

لباقي بحيث كان الشعاعان علي سطح زجاجي فانعكس جزء وانكسر ا 66شعاع بزاويةسقط (:11)

المنعكس والمنكسر متعامدان احسب معامل انكسار الزجاج

من الرسم المقابل ارسم شكال للموجة المنكسرة واذا كان :(11)

وكانت زاوية االنكسار اكبر من السقوط cm 10الموجي الساقطه فان طول الموجي للموجة المنكسرة

(سم10-20-7) هيرتز تردد المنكسرة 200ه /تردد الموجة الساقط2


29


(200//240180 )

حيود الضوء:

هو ظاهرة انحراف موجات الضوء عن مسارها فى خط مستقيم عندما تمر خالل فتحة ضيقة أو التعريف ن هدب مضيئة وأخرى مظلمةيكووتعند مالمستها لحافة صلبة فيؤدى ذلك إلى تراكب الموجات

احتادي اللتتون علتي فتحتتدة دائريتةفي حتتاجظ فانهتا تحيتتد وتغييتر متتن اتجاههاوتتتتداخل ستقوط ضتتوء طريقة احلدوث الموجات خلف حاجز وتكون هدب مضئية ومعتمة علي شكل كروي تسمي قر ايري

الن الفتحة تعمل كأ نها مصابيح متعددو فتصبح عدة مصادر

لطول الموجي للضوء/ان تكون ابعاد الفتحة تناسب ا2/وجود فتحة في الحاجز 1 شرط وضوحه

اهو البقعة المضيئة الدائرية التى تتكون على الحائل عندما يمر الضوء بفتحة دائرية اتساعه قرص ايري يقارب الطول الموجى للضوء المستخدم

التداخل يف الضوء

جتربة طومسون

اهلدف من

التجربة

توضيح ظاهرة التداخل فى الضوء تعيين الطول الموجي الي ضوء

التداخل في الضوء الفكرة العلمية

تراكب مصدرين مترابطين لهما نفس الشدة والسعة شروط التداخل


31


تعريف املصادر

املرتابطة

المصادر الضوئية التى تكون موجاتها متساوية فى التردد والسعة ولها نفس الطورتلك

Sحاجز به فتحة مستطيلة ضيقة ضوئى أحادى اللون يقع على بعد مناسب من نضع مصدرنضع مصدر - شرح التجربة

امواج اسطوانية . Sينفذ من الفتحة تعمالن كشق S1,S2االسطوانية على حاجز به فتحتان ضيقتان مستطيلتان تسقط االمواجتسقط االمواج -2

مزدوج

وتقعان على نفس صدر الموجة االسطوانية . لذلك يكون للموجات التى تصلها نفس الطور در الضوئية المترابطة . عمل المصا تعمل الفتحتانتعمل الفتحتان --3

ينتشر من الفتحتين موجات ضوئية متساوية فى التردد والسعة ولها نفس الطور . S1,S2 لويظهر على الحائل مجموعة التداخ ن الموجيتان القادمتان من تتداخل الحركتاتتداخل الحركتا --4

اسم وهى مناطق مستقيمة متوازية وهى عبارة عن مناطق مضيئئة تتخللها مناطق مظلمة تعرف ب هدب التداخل .

d

Ry

5 -بين هدبتين متتاليتين من نفس النوع من العالقة :تتعين المسافة تتعين المسافة --

الطول الموجى للضوء أحادى اللون الشقين S1,S2 المسافة بين d

Rالمسافة بين الحائل والحاجز ذو الشق المزدوج

تتوزع شدة االضاءة بانتظام-2جميع الهدب لها نفس االتساع -1 اخلصائص اهلدب يمكن رؤيتها 36الي 26عدد الهدب من -3 دائما مضية الن فرق المسير = صفر المركزيةالهدبة -4

زاد وضوح التداخلy تكلما زاد الطول الموجي كلما زاد احرتس

2- y * 2المسافة بين هدبتين من نفس النوع او المسافة بين هدبة مضئية واخري مظلمة

ادوار يف التجربة


31


الوظيفة االداة الوظيفة االداة

يجعل ضوء مترابط ي اللونالضوء احاد تزيد من قطر صدر الموجه الفتحة ام مصدر الضوء

الفتحتني املستطيلتني

) الشق املزدوج (

استقبال الهدب احلائل تكون مصدرين مترابطين

املسافة بني هدبتني

Ry القانونd

عكسيا مع المسافة بين الفتحتين -2المسافة بين الشق والحائل -طرديا مع الطول الموجي العوامل لتينالمستط

استخدام ضوء احمر او اي ضوء احادي اللون شروط وضوح اهلدب/المسافة بين الشقين اقل ما يمكن2 /المسافة بين الشق والحائل اكبر ما يمكن تصل الي متر3

انواع التداخل

تداخل هدام تداخل بناء وجه املقارنة

مظلمة مضئية نوع هدب

فرق المسير = شرط m فرق المسير( 1/ 2)m

مقارنة بني هدب احليود وهدب التداخل

وجه املقارنة, هدب التداخل هدب احليود

ينتج من تداخل اجزاء مختلفة ومصادر متعددة من صدر موجه واحدةاي موجات ثانوية صادرة من نقاط مختلفة في الفتحة

ا نفس السعة تراكب موجتين مترابطتين لهم والتردد

طريقة تكوينها

االتساع جميع الهدب لها نفس االتساع االتساع الهدب نختلفة وغير ثابت

شدة االضاءة مختلفة واكثرها اضاءة الهدبة المركزية

شدة االضاءة تتوزع بانتظام ومتساوية

يمكن رؤيتها 6الي 4عدد صغير من يمكن رؤيتها 36-26عدد الهدب من عدد الهدب

علل

م احلقيقية العلمية السبب العلمي

الطول الموجي للصوت اكبر من الضوء لكون الصوت الن

موجة ميكانيكية ترددها اقل وسرعتها اقل من الضوء فيكون طولها الموجي اكبر

احليود يف الصوت اوضح من الضوء

فى جتربة توماس ينج جيب استخدام مصدر فى جتربة توماس ينج جيب استخدام مصدر

1


32


. قيمة واحدة ثابتة حتى يكون للطول الموجى

2 ضوئى أحادى اللون ضوئى أحادى اللون

الن المسافة بين اي هدبتين تتناسب عكسيامع المسافة بين المستطيلتين الفتحتين

: يزداد وضوح هدب التداخل كلما قلت : يزداد وضوح هدب التداخل كلما قلت

املسافة بني الفتحتني املستطيلتاملسافة بني الفتحتني املستطيلتين

3

سبب ذلك حدوث تداخل بين الحركتين الموجيتين تين فى التردد والسعة ولهما نفس الطور فتتكون المتساوي

تداخل وهى هدب مضيئة عندما يكون التداخل بناء وفرق

، mالمسار = هدب مظلمة عندما يكون التداخل هدام وفرق

المسار =

)2

1( m

عند نفاذ ضوء أحادى اللون من شق ضيق عند نفاذ ضوء أحادى اللون من شق ضيق

وج تتكون هدب مضيئة وأخرى مظلمة وج تتكون هدب مضيئة وأخرى مظلمة مزدمزد

على حائل أبيض على بعد مناسب على حائل أبيض على بعد مناسب

4

ألن فرق المسار بين الحركتين الموجيتين المتداخلتين عندها = صفر ويحدث عندها تداخل بناء

5 اهلدبة املركزية فى جتربة ينج مضيئاهلدبة املركزية فى جتربة ينج مضيئةة

الن له طول موجى كبير فتكون المسافة بين الهدب كبيرة ويمكن دراسة ظاهرة التداخل . فتكون الهدب واضحة

6 يفضل استخدام ضوء امحر فى جتربة ينج يفضل استخدام ضوء امحر فى جتربة ينج

7 ال يوجد فرق جوهرى بني التداخل واحليوال يوجد فرق جوهرى بني التداخل واحليودد : ألن كل منهما ينشأ من تراكب أمواج .

لكى يعمل الشقان كمصادر ضوئية مترابطة فيكون -لموجاتها نفس التردد والسعة حيث يقع الشقين على صدر

موجة واحدة

فى جتربة ينج يستخدم شقني ضيقيني فى جتربة ينج يستخدم شقني ضيقيني

وبينهما مسافة صغريةوبينهما مسافة صغرية

8

بسبب تراكب حركتين موجيتين متساويتين فى التردد والسعة فإذا حدث تداخل بنائى تكونت الهدب المضيئة وإذا

حدث التداخل الهدمى تظهر مناطق مظلمة

حدوث هدب مضيئة ومظلمة فى جتربة حدوث هدب مضيئة ومظلمة فى جتربة

الشق املزدوالشق املزدوجج

9

والضوءوالضوءمقارنة بين الصوت مقارنة بين الصوت

الضوء الصوت وجة املقارنة

له طبيعة موجية وجسيمية له طبيعة موجية فقط الطبيعة

موجاته كهرومغناطيسية موجاته ميكانيكية نوع موجاته

موجات مستعرضة موجات طولية نوع موجات

ينتقل خالل الفراغ وخالل االوساط المادية الشفافة ال تنتقل موجاته فى الفراغ انتقال في الفراغ

3x10سرعته فى الهواء تقريبا 340m/sسرعته فى الهواء السرعة في الهواء8m/s

3x10سرعته فى الفراغ سرعته فى الفراغ صفر السرعة في الفراغ8m/s

الحيود اقل وضوحاً الحيود اكثر وضوحا الحيود

اكبر اقل التردد

اقل اكبر الطول الموجي

حلل املسائل

10بد ان يكون الطول الموجي بالمتر لو كان باالنجستروم حوله الي المتر بالضرب فيال -1-10

2بين هدبتين من نفس النوع لو كانت بين هدبتين احدهما مضئية واخري مظلمة نضرب في yالبد ان المسافة -2


33


= المسافة الكلية / عدد الهدب من نفس النوع yيمكن نحسب -3

املسائل

متر 0.75والمسافة بين الشق والحائل 0.1mmتجرية توماس يونج كانت المسافة بين الفتحتين المستطيلتين /في :(1)

5x10 وتردد3x10هيرتز وسرعة 14

8 (6x10-4م/ث احسب المسافة بين هدبيتن )

والطول الموجي 0.275mmتجرية توماس يونج الشق المزدوج كان المسافة بين هدب التداخل للضوء االخضر :(2)

حصلنا 400mmاو ضوء البنفسجي طوله الموجي 600mmوعند استخدام ضوء االحمر طوله الموجي 550mmله اوجد المسافة بين هدب التداخل للضوء االحمر/الضوء البنفسجي -علي هدب اخري

(3x10-4

/2x10-4)

علي شق المزدوج وكانت المسافة بين الفتحتين المستطيلتين 66x10-5m سقط ضوء احادي اللون طوله الموجي(:3)

11x10 احسب المسافة بين مركزي هدبيتينمتتالين من نفس النوع 5mمتروالمسافة بين الحائل والشق المزدوج4-

(3x10-4)

االنعكاس الكلي/ الزاوية احلرجة

حاالت انتقال الشعاع الضوئي

تيجة الن حاالت انتقال الشعاع الضوئي م

متتن وستتط اكبتتر كثافتتة التتي اقتتل كثافتتة متتثال المتتاء التتي 1 الهواء

ينكسر مبتعدا عن العمود وزاوية االنكسار اكبر من السقوط

96ينكسر مماسا للسطح الفاصل وزاوية االنكسار= زاوية السقوط= زاوية الحرجة 2

بنعكس انعكاس كلي /زاوية السقوط اكبر من زاوية الحرجة 3

تالتعاريفا

هى زاوية سقوط فى الوسط االكبر كثافة ضوئية تقابلها زاوية انكسار فى الوسط االقل كثافة زاوية احلرجةضوئية تساوى

90


34


انعكاس االشعة كلية في الوسط االكبر كثافة عندما تكون زاوية السقوط اكبر من زاوية الحرجة االنعكاس الكلي

الزاوية احلرجة اثبات قانون حساب

sin: من قانون سئنل sin1 2

n n

شروط حدوث الزاوية الحرجة ان يخرج الشعاع الخارج مماسا للسطح الفاصلمن

sin 96فتكون زاوية ااالنكسار= 1 2c

n n

2 فيكون :

1

sin sin1 2c c

nn n

n

انكسار الهواء = واحد فيكون في حالة وجود الهواء فيكون معامل 1

sinc

n .

الزاوية احلرجة

هى زاوية سقوط فى الوسط االكبر كثافة ضوئية تقابلها زاوية انكسار فى الوسط االقل كثافة التعريفضوئية تساوى

90

القانون2

1

1sin

c

n

n n

جة = معامل االنكسار االقل علي معامل االنكسار االكبرخد بالك جيب الحر

معامل االنكسار للوسط االكبر كثافة والوسط االقل كثافة )عكسية(/1 العوامل -/ الطول الموجي عالقة طردية2 /نوع الوسط السقوط والوسط االنكسار3

القل كثافةانتقال الضوء من الوسط االكبر كثافة الي الوسط ا شروط االنعكاس الكلي /زاوية السقوط اكبر من زاوية الحرجة2


35


املنحنيات

يكون قيمة الميل = الواحد

البقعة املضئية

tan=نصف القطر/ العمقظل زاوية الحرجة rc d

/الطول الموجي3-/زاويةالحرجة2-نق نصف قطر البقعة/ : عوامل مساحة البقعة

ساحرت

عالقة عكسيةزاوية الحرجة –العالقة بين معامل االنكسار -1

عكسيةعالقة ل االنكسارومعام والسرعة ( الطول الموجي )العالقة بين -2 من الزجاج الماس اكثر بريقاً فنجد ان زاد عدد االنعكاسات الكليةكلما قلت زاوية الحرجة -3

فيزداد البريق عدد االنعكاسات الكليةفي زاوية الحرجة فتزداد اقلون فيك 204الن معامل انكسار الماس كبير حوالي

تقل زاوية قل الطول الموجييتقل السرعةمعامل انكسار أي كلما كان الوسط اكبر كثافة-3

تقل بقعة المضئية في حمام الماء لمصباح يزداد بريق المعدنيزداد عدد االنعكاسات الكليةالحرجة صادر من الحمام

اختصار اللوان الطيف ) حر خزين ( ثاني حرف فتكون -4

بنفسجي( –نيلي -ازرق -اخضر -اصفر -برتقالي-:) احمر

فيكون –انحراف اللون االحمر اكبرهم في الطول الموجي والسرعة ثابته فيكون ااقلهم في معامل االنكسار وزاوية -5

اكبرهم معامل –عكس اللون البنفسجي اقل طول موجي اكبر تردد اكبرفي زاوية الحرجة فتكون بقعة المضئية له اكبر فتكون اقلهم في البقعة المضئية -فيكون اقلهم في زاوية الحرجة -االنكسار

الموجي فتكون زاوية الحرجة له اقل فال الضوء االزرق تظهربقعة مضئية دائرية الن الضوء االزرق اقل في الطول -6

يصل الضوء الي االحرف الجانبية للمكعب بينما في الضوء االحمر االكبر في الطول الموجي يصل الضوء الي االحرق مربعةالجانبية فتظهر بقعة مضئية كانها

1

sin c

n

المصباح

c


36


علل

السبب العلمي احلقيقة العلمية

عند وضع مصدر ضوئى لونه احمر عند مركز عند وضع مصدر ضوئى لونه احمر عند مركز - 1عب زجاجى فان الضوء الذى ينفذ من المكعب عب زجاجى فان الضوء الذى ينفذ من المكعب مكمك

يكون على شكل مربعيكون على شكل مربع

الن الطول الموجى للون االحمر كبير فيكون معامل انكساره صغير وبالتالى تكون الزاوية الحرجة له كبيرة وبالتالى تسقط االشعة الضوئية بزاوية اقل من الزاوية الحرجة وتستطيع ان تصل الى االحرف وتخرج على

المكعب وهو مربع شكل وجه

عند وضع مصدر ضوئى لونهازرق عند مركز عند وضع مصدر ضوئى لونهازرق عند مركز 2مكعب زجاجى فان الضوء الذى ينفذ من المكعب مكعب زجاجى فان الضوء الذى ينفذ من المكعب

يكون على شكل بقعة دائريةيكون على شكل بقعة دائرية

الن الطول الموجى للون االزرق صغير فيكون معامل انكسارهكبير وبالتالى تكون الزاوية الحرجة له صغيرة

ة اكبرمن الزاوية وبالتالى تسقط االشعة الضوئية بزاويالحرجة فيحدث لها انعكاس كلى وال تستطيع ان تصل الى

االحرف وتخرج على شكل بقعة مضيئة

كبير جدا فتقل الزاوية 204الن معامل االنكسار المماس /المماس اكثر بريقاً من الزجاج 3الحرجة لقلة الطول الموجي فتزداد عدد االنعكاسات الكلية

فيزداد البريق

اذا حدث له انعكاس كلي /النري الجسم موضوع في الماء احيانا 4

ميت حيدث

زاوية السقوط اكبر من زاوية الحرجة االنعكاس الكلي م

كلما زاد معامل االنكسار قلت الزاوية الحرجة متي يزداد عدد انعكاسات الكلية ويزداد بريق المعدن 1 قل عدد االنعكاسات الكلية قل البريق

كلما زاد الطول الموجي الضوء ي تزداد البقعة المضئية للضوء علي المكعب مت 2

اذا حدث له انعكاس كلي متي ال نري جسم موضوع في الماء عند النظر الية 3

اذا كانت زاوية السقوط= زاوية الحرجة وتكون متي يخرج الشعاع المنكسر مماسا للسطح الفاصل 4 96زاوية االنكسار =

حلل مسائل الزاوية احلرجة ارشادات

في المسائل هل تنفذ االشعة نحسب زاوية الحرجة جيبها يساوي مقلوب معامل االنكسار-كانت زالو -1 وية السقوط اكبر من الحرجة تنعكس االشعة وال تنفذ

96/لو كانت الحرجة = السقوط تنكس مماسا وزاوية االنكسار =2 مبتعداً عن العمود /السقوط اقل من الحرجة تنفذ وتنكسر3

مسائل

احسب قيمة الزاوية الحرجةللماء بالنسبة لللهواء 1.33كان معامل االنكسار المطلق للماء هواذا (:/1)

(48.45)

1.5احسب الزاوية الحرجة بين الزجاج والماء عندما ينتقل الضوء من الزجاج الي الماء علماًمعامل االنكسارالزجاج(:2)

(68.26) 1.4والماء

/الزاوية الحرجة لكل منهما بالنسبة 1:علي الترتيب احسب 1033و1.6اذا كان معامال االنكسار للزجاج والماء:(3)

للهواء


37


/الزاوية الحرجة عند نفاذ الضوء من الزجاج الي الماء2

60ته علما ان سقط علي السطح الفاصل بزاويةهل تنفذ اشع 1.33غمر جسم مضئ في الماء معامل االنكسار :(4)

احسب معامل االنكسار للوسط االكبر كثافة 1.2ومعامل االنكسار للوسط االقل كثافة 53.14اذا كانت زاوية الحرجة:(5)

(1.5)

3x10وسرعة الضوء في الهواء= 1.5والزجاج1.32كان معامل االنكسار المطلق للماءاذا (:6)/معامل 1احسب : 8

/سرعة الضوء في الزجاج3/الزاوية الحرجة 2 االنكسار النسبي من الزجاج الي الماء

احسب اصغر نصف قطر 1.3معامل انكسار الماء10cmمصباح وضع في حمام مائي تحت سطح الماء علي بعد/(:7)

للبقعة المضئية

وضح 30-40-60سقطت منه ثالثة اشعة بالزاويا1.39نكسار المطلق مصباح ضوئي مغمور في سائل معامل اال(:8)

حسابيا ماذا يحدث لكل شعاع حسابيا

عن حافة الحوض فاذا علمت ان قاع الحمام 4mوعلي بعد 3mوضع مصباح ارتفاعة 2m/حوض سباحة عمقه:(9)

المصباح لما ان معامل االنكسار اوجد عدد البالط يصل اليها ضوء 10cmمكون من بالط مربع الشكل طول كل بالطه (15) 4/3الماء

فهل تنفذ االشعة الضوئية الي الهواء عندما يسقط علي السطح 1.33غمر جسم مضي في الماء معامل انكسار:(11)

60الفاصل بزاوية

احسب معامل االنكسار للوسط االكبر 1.2ومعامل االنكسار للوسط االقل كثافة 53.14الحرجة للوسطاذا كانت الزاوية :(11)

(1.5كثافة )

10*3وسرعة الضوء في الهواء 1.5والزجاج 1.33/معامل االنكسار المطلق للماء:(12) م/ثاحسب كل من8

/ جيب زاوية الحرجة بالنسبة للماء2نكسار النسبي من الزجاج للماء /معامل اال1 /سرعة الضوء في الزجاج 3

تطيبقات االنعكاس الكلي

/المنشور العاكس3/السراب الصحراوي 2/اليفة الضوئية 1

الليفة الضوئية

عل الشعاع الضوئي جوط اكبرمن الزاوية مم يقوط الشعاع الضوئي بزاوية الس/أي سق االنعكاس الكلي الفكرة العلمية دون فقد في الشدة الضوئية يسير في المنحنيات ويدخل من طرف ويخرج من الطرف االخر

تستخدم الليفة الضوئية مع اشعة الليزر في الفحو الطبية كما في المناظير الطبية-1 الفوائد

العمليات الجراحية باستخدام شعاع الليزر تستخدم فى اجراء -2-2)


38


الليفة الضوئية مع اشعة الليزرفى االتصاالت الكهربية حيث يتم تحميل الضوء بماليين من اإلشارات -3

الكهربية فى كابل من االلياف الضوئية الوصول الي اماكن من الصعب الوصول اليها -4 نقل الطاقة في مسارات منحنية -4

وبة رقيقة من مادة شفافة من الزجاج تكون زاوية سقوط الضوء عليها اكبر من الزاوية الحرجة يمكن انب التركيب ان تنحني في اي وقت

وبالمثل يمكن استخدام االلياف الضوئية عند سقوط الشعاع الضوئى على الجدار الداخلى بزاوية سقوط طريقة العملجدار الى جدار الي ان يخرج من الطرف االخر بكامل اكبر من الزاوية الحرجة فإنه ينعكس كليا من

طاقته رغم انثناء هذه االلياف

املالحظات

يفضل استخدام الليفة مزدوجة الجدران الطبقة الخارجية تقوم بانعكاس الكلي لمعظم الطاقة الضوئية وما تبقي ولم -1

ينعكس تقوم الطبقة الداخلية بانعكاسه النه كلما قل معامل االنكسار الداخليةاقل من معامل نكسار الطبقة رجيةخامعامل انكسار الطبقة ال-2

زادت قيمة الزاوية الحرجة زاد عدد االنعكاسات الكلية

تطيبق

الشكل الذي امامك يوضح ليفة ضوئية زجاجية مغطاة بطبقة خارجية من نوع من الزجاج معامتل انكستاره أقتل متن معامتل

نت هذه الليفة يمر بها شعاع ضوئىانكسار زجاج القلب فإذا كا

.s,pاشرح لماذا لم يتغير اتجاه الشعاع الضوئى عند كل من Q, R.اشرح لماذا حدث للشعاع الضوئى انعكاس كلى عند

لماذا تفضل الليفة الضوئية المكونة من طبقتين كما بالرسم من تلك التى تتكون من طبقة واحدة على كل منهماالنه ساقط عموديا .s,pلضوئى عند كل من لم يتغير اتجاه الشعاع ا:جوابال

بزاوية اكبر من الزاوية الحرجة بسبب سقوطه Q, R.وحدث للشعاع الضوئى انعكاس كلى عند

تفضل الليفة الضوئية المكونة من طبقتين من تلك التى تتكون من طبقة واحدة االولى الداخلية انعكاسا كليا للداخل مرة اخرى وبالتالى يحتفظ حتى تقوم الطبقة الثانية بعكس اي ضوء يتسرب من الطبقة الضوء المنقول بالليفة الضوئية بكامل شدته الضوئية .

فكر

علل : يفضل الليفة مزدوجة اجلدران اقل يف معامل االنكسار؟

السراب

رى حيتث فتى االيتام شتديدة الحترارة فتى الصتحا -تحدث وقت الظهيرة فتى فصتل الصتيف طبيعيةطبيعية التعريفأو تبتدو الطترق كمتا لتو كانتت -كمتا لتو كانتت منعكستة علتى ستطح متاء -ترى االجستام البعيتدة

مغطاة بالماء

االنعكاس الكلي الفكرة العلمية


39


في االيام شديدة الحرارة ترتفع درجة حرارة الطبقات الهوائيتة المالصتقة لستطح االرض -1 التفسري

لوها فتقل كثافتها عن كثافة الطبقات التى تع

يترتب على ذلك ان تكون معامالت انكسار طبقات الهواء العليا اكبر من تلك التى تحتها -2اذا تتبعنا شعاعا ضوئيا صادرا من قمة نخلة مثال فإن هذا الشعاع عندانتقاله من الطبقتة -3

العليا الى الطبقة التى تقع تحتها ينكسر مبتعدا عن العمود

إلتتى الطبقتتة التتتى تليهتتا يتتزداد انحرافتته ....وهكتتذا يتتزداد وعنتتد انتقالتته متتن هتتذه الطبقتتة -4 انحراف الشعاع أثناء انتقاله خالل طبقات الهواء المتتالية متخذاً مساراً منحنياً.

عندما تصبح زاوية السقوط فى إحدى الطبقات أكبر من الزاوية الحرجة بالنستبة للطبقتة -4ا متخذاً مسارا منحنيا الى اعلى حتتى التى تحتها فإن الشعاع الضوئى ينعكس انعكاسا كلي

يصل الى العين .

ترى العين صورة قمة النخلة على امتداد الشعاع الذى يصلها وهذا يفسر رؤية صورتها مقلوبة فيظن المشاهد أنها ماء

املنشور العاكس

التعريف

زاوية متساوى الساقين ( منشور ثالثى قائم ال45 -45 - 90هو منشور ثالثى من الزجاج زوياه )

فإن 42 والهواء حوالى 1.5)ونظرا الن الزاوية الحرجة بين الزجاج) معامل االنكسار المطلق له 180ºاو 90ºالمنشور العاكس يستخدم فى تغيير مسار حزمة ضوئية بمقدار


41


الفكرة العلمية

إن األشتعة تستقط عليته عندماتستقط األشتعة علتى أى وجته متن التداخل فت:اإلنعكاس الكلى للضتوء بزاوية أكبر من الزاوية الحرجة فتنعكس األشعة إنعكاسا كليا

االستخدام

180ºاو º90يستخدم فى تغيير مسار حزمة ضوئية بمقدار -1

الغواصات البحريةالذى يستخدم فى البيروسكوب يستخدم فى بعض االالت البصرية مثل-2 ظير الميدانيستخدم المنشور العاكس فى منا-3

أن يكون المنشور قائم الزاوية وضلعا القائمة متساويان فى الطول -1 الشروط

42ºأن تكون الزاوية الحرجة بين الزجاج والهواء = -2

حاالت تغير الشعاع في المنشور العاكس

91تغري مسار الضوء بزاوية

القائمة فإنه ينفذ أكبر من الزاوية الحرجة بتين الزجتاج والهتواء عموديا على أحد وجهي الزاوية ABسقوط الشعاع عند (42º لذلك ينعكس كليا )- 90ويتغير اتجاه مساره بمقدارº - وتكون زاوية الخروج = صفر

181تغري مسار الضوء زاوية

عند سقوط الشعاع الضوئي علي الضلع املقابل للزاوية القائمة) الوتر(

وفى الحالتين يسقط الشعاع على الوجه من الداخل بزاوية اكبر من Cومرة عند Bن مرة عند فإنه ينعكس كليا مرتي وتكون زاوية الخروج صفر 180ºالزاوية الحرجة فينعكس كليا مرتين ويتغير مسار الشعاع بمقدار

احرتس

علي تقليل فقد في الطاقة الضوئية ورفع كفاءة االنبوبةوظيفة الكريوليت :يعمل

44

A B

45

44

45

C


41


امليدان منظار

علل

السبب العلمي احلقيقية العلمية

يفضتتل المنشتتور العتتاكس عتتن المتتراة المستتتوية او يفضتتل المنشتتور العتتاكس عتتن المتتراة المستتتوية او 11 السطح المعدنى العاكس فى االالتالسطح المعدنى العاكس فى االالت

الن المنشور العاكس يعكس الضوءانعكاسا كليا بكفاءة -1وال يوجد السطح العاكس التذى تصتل %100تصل الى

كفائته الى مثل هذه النسبهالعتتاكس المعتتدنى او المتتراة المستتتوية يتعتترض الستتطح -2

التتى متتا يفقتتد لمعانتته او بريقتته وال يحتتدث مثتتل ذلتتك فتتى المنشور العاكس

يغطى الوجه الذى يدخل او يخرج منته الضتوء فتى يغطى الوجه الذى يدخل او يخرج منته الضتوء فتى / 2المنشتور الثالثتى بغشتتاء رقيتق غيتتر عتاكس )معامتتل المنشتور الثالثتى بغشتتاء رقيتق غيتتر عتاكس )معامتتل انكستتتاره اقتتتل متتتن معامتتتل انكستتتار الزجتتتاج (مثتتتل انكستتتاره اقتتتل متتتن معامتتتل انكستتتار الزجتتتاج (مثتتتل

لوريد ماغنسيوم (؟)فلوريد الومنيوم وفالكريوليتالكريوليت

للتغلب على جزء الضوء المفقود أثناء دخوله أو خروجه من المنشور

حتي تقل الزاوية الحرجة النها تتناسب عكسيا مع معامل /تصنع الليفة من مادة معامل انكسارها كبير 3االنكسار ويزداد عدد االنعكسات الكلية للحفاظ علي الطاقة

الضوئية

لوجود الضوء في طبقات الماء فينكسر حتي اذا اصبحت المناطق الصحراوية/حدوث السراب في 4زاوية السقوط اكبر من زاوية الحرجة انعكس انعكاسات

كلية فيبدو للرائي كانه صادر من نقطه واحدة فتظهر صورة مقلوبةكأنها علي الماء

استخدام الليفة الضوئية في رؤية االماكن يصعب 4 رؤيتها بالعين

عبارة عن انبوبة ملتوية ينعكس فيها الضوء عدة النها انعكاسات كلية

للحفاظ علي الضوء ومنع فقده /يفضل الليفة مزدوجة الجدران 6

ألنها مصممة بحيث عندما يدخل الضوء من أحد طرفى تستخدم الليفة الضوئية فى نقل الضوءتستخدم الليفة الضوئية فى نقل الضوء -- 7الليفة تكون زاوية السقوط على أى جزء من الجدار أكبر

الزاوية الحرجة فينعكس كليا من جدار ألخر حتى يخرج من من الطرف األخر



42


عمل مناظير الطبية وجراحات االنعكاس الكلي االلياف الضوئية 1

واالتصاالت الكهربية

للتغلب على جزء الضوء المفقود أثناء االنعكاس الكلي طبقة كريوليت في المنشور العاكس 2 جه من المنشوردخوله أو خرو

االنعكاس الكلي في البيريسكوب 3 المنشور العاكس

الغواصات البحرية

فكر من كتاب املدرسه

سقط سعاعان ضوئيان بحيث يلتقيان علي حائل راسي وضع لوح زجاج ي سميك راسي موازي للحائل يعترض س : ؟لرسم والتعليلمسار الشعاعين هل يظل موضع تقابل الشعاعين مما هي ام تتغيير مع ا

يعمل الحائل الزجاجي الراسي عمل متوازي ج:

حيث يسبب ازاحة في مسار الشعاعين -المستطيالت-بعد نفاذيهما ويزداد طول المسار وتزاح نقطه -الساقطين

تقابل الشعاعين لتصبح خلف الحائل وعلي بعد يساوي مساوياً لمقدار هذة االزاحة

مسائل علي املنشور العاكس

فاي العبارات االتية تكون 42وزاوية الحرجة-yzيسقط الشعاع عمودي علي :(1)

صحيحة xy=60)ب(زاوية السقوط علي الشعاع -بدون انحراف yz)أ(يمر الشعاع خالل

)د( جميع ما سبق-xy)ج(يعاني الشعاع انعكاس كلي عند

1.5الشكل المقابل معامل انكسار مادة المنشورفي (:2)

666666الخروج تساوي تكون زاوية

اكمل المسار -2

املنشور الثالثي

هى الزاوية الحادة المحصورة بين امتدادي كل من الشعاعين الساقط والخارج فى المنشور زوية االحنراف الثالثى


43


الزاويا يف املنشور

1 2هى زاوية السقوط عند الوجه األول- 1هى زاوية االنكسار عند الوجه االول

3-2 )هى زاوية االنكسار عند الوجه الثانى) زاوية الخروج من المنشور

4-2هى زاوية السقوط الثانية

اع المنكسر ومرة خارج المنشتور ويكتون الشتارع الرسم الشعاع الساقط ينكسر مرتين مرة داخل المنشور ويكون الشعمن الختتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتتارج .

استنتاج قانون املنشور

رباعي دائري أي كل زاويتين متقابلتين متساويتين في القياس ABCDالشكل

3 180 1A

181 مجموع قياس زاويا الداخلة في المثلث =1 2

180 2

(:نستنتج ان 2( و)1من )1 2

A

هندسيا زاوية الخارجة عن المثلث = مججموع قياس زاويتين الداخلتين ماعدا المجاورة لها

1 2 A

1ولكن 1 1 22ولكن

1

فيكون 1 2

A


44


زاوية االحنراف

زاوية المحصورة بين امتدادي الشعاع الساقط والشعاع الخارج التعريف

1 القانون 2A

زاويتتة الستتقوط وايضتتا زاويتتة راس المنشتتور ثابتتته نظتترا الن زاويتتة االنكستتار اثانيتتة تتغيتتر بتغيتتر العوامل وال تتغير اال بتغير مادة زجاج المنشور للمنشور الواحد

هو زاوية السقوطفيكون عامل زاوية االنحراف

زاوية اخلروج –العالقة بني زاوية السقوط

حلساب معامل االنكسار sin sin

1 2sin sin

21

n

//1 2

A

اذا زادت زاوية السقوط االولي ثابت nمعامل االنكسار1-تكون زاوية االنكسار اقل النn

نستنتج ان زاوية -فتكون زاوية الخروج اقل انية اكبرفتكون زاوية السقوط الث–ثابتة A-ثابتة السقوط عكسيا مع زاوية الخروج

جتربة عملية

*تعيين مسار شعاع ضوئى خالل منشور زجاجى واستنتاج قوانين المنشورتعيين مسار شعاع ضوئى خالل منشور زجاجى واستنتاج قوانين المنشور

، دبابيس ، منقلة ، مسطرة 60 منشور من الزجاج زاوية رأسه: االدوات املطلوبةاالدوات املطلوبة

( مائال على احد abضع المنشورعلى ورقة بيضاءحدد قاعدته المثلثة/ ثم أبعد المنشوروارسم خطاً )-1-:: اخلطواتاخلطوات

وجهى المنشوروهذا الخط يمثل شعاعاً ساقطاً بزاوية سقوط معينة.

فى محاذاة حافة المسطرة نجد (cd)عاع الخارج ضع المنشور فى موضعه ثم انظر فى الجانب المقابل/ وحدد موضع الش-2 ان هذا الخط يقع على امتداد صورة الخط االول

من الهواء الى الزجاج الى الهواء ثانية . abcdفيكون مسار الشعاع الضوئى/ هو bcارفع المنشور ثم صل -3

ن الزاوية المحصورة بينهما هى زاوية فتكو abعلى استقامته حتى يقابل امتداد الشعاع الساقط cdمد الشعاع الخارج -4

( . االنحراف هى زاوية االنحراف )

وزاوية 2وزاوية الخروج2وزاوية السقوط الداخلية 1وزاويةاالنكسار 1قس كل من زاوية السقوط-4

. االنحراف كرر العمل السابق عدة مرات بتغيير زاوية السقوط وضع النتائج فى جدول .-67-

زاوية رأس المنشور

زاوية

1السقوط 1زاويةاالنكسار

زاوية السقوط

2الداخلية 2ية الخروجزاو

زاوية

االنحراف


45


= النتائج المدونة بالجدول نجد ان : 1 2

A

1 2A

تاجها نظريا تتفق مع النتائج المقاسة عمليا القوانين التى تم استن

املنشور ثالثىاملنشور ثالثى 1وزاوية السقوط وزاوية السقوط العالقة بني زاوية االحنراف العالقة بني زاوية االحنراف

فى كل حالة المقابلة عدة مرات وتعيين زاويةاالنحراف 1عند تغييرزاويةالسقوط *

*وعند رسم العالقة البيانية بينهما نحصل على المنحنى االتى 96زاوية االنحراف في وضع نهاية عظمي :عندما تكون زاوية الخروج =

ويخرج الشعاع مماسا للوجه المنشور وتكون اقل قيمة للزاوية السقوط

2وتكتتون c وتكتتون الشتتعاع الستتاقط علتتي وجتتة المنشتتور عموديتتا وتكتتون زاويتتة 96لختتروج =و تكتتون اكبتتر زاويتتة ا

انحراف خارج المنشور بزيادة زاوية السقوط تقل زاوية انحراف حتي تصل الي النهاية الصغري لزاوية انحراف

التهاية الصغري لزاوية االحنراف

زاوية السقوط= زاوية الخروج -1 الشروط1 2

2زوية االنكسار االولي=زاوية السقوط الثانية -2 1

استنتاج معامل

من الشروط االنكسار1 1

2 2

20 0

/ 2.........1A

A

A

ومن الشروط ايضا :1 2

A ولكن01 2

2فيكون 0 .................2A

مل االنكسار ومعاsin sin

1 2 ........3sin sin

1 2

n

(3( و)2(و)1يكون من )

( 0 )sin

2( )

2

A

nA

Sin

اذا كانت هناك زاوية انحراف لها زاويتى سقوط فان -1 احرتس 2÷ زاوية السقوط التى يحدث عندها زاوية االنحراف = مجموع زاويتى السقوط

x

1

0

0


46


مقارنة

االحنراف يف وضع النهاية الصغري فزاوية االحنرا وجه املقارنة

1 القانون 2A ( 0 )

sin2

( )

2

A

nA

Sin

زاوية الراس -معامل االنكسار زاوية السقوط العوامل

-1 ال توجد الشروط1 2

2-2 1

افمسائل علي النهاية الصغري لالحنر

احسب زاوية الخروج 1.5معامل االنكسار52وخرج بزاوية45سقط شعاع ضوئي بزاوية/2111صر م(:1)

/رسم بين زاوية انحراف 2661/ مصر 21 والسقوط االولي

زاوية الخروج/زاوية الراس/معامل االنكسار:من الرسم اوجد كل من

االنكسار -العالقة بني زاوية السقوط االولي

القانون :1 2

A

1يكون زاوية راس المنشور ثابتة وهي رقم التي تقطع محور السينات عند كما بالرسم 3ومحور الصادات عند

1 الميل: 2 2 1A A

1-يكون ميل =

(:1عند النقطة ) وفي تلك الحالة Aيكون

1=1صفر =

أي الشعاع يسقط عموديا وتكون زاوية انحراف خارج المنشور من جهة الخروج كما بالرسم

1وتكون 2 22 2

2

A A

A

37

48.5

1

2

3

2

1

2

2


47


= صفر2=2ويكون 1-:الميل 3الحالة رقم ن ان ينحرف وتكون زاوية االنحراف أي الشعاع خرج عموديا دو

خارج لمنشور من جهة السقوط

1 2 1

1 1 1

A A

A

يكون وضع النهاية الصغري للزاوية االنحراف 2رقم ال

فكر وبدع

س: هناك حالتان لزاوية احنراف خارج املنشور من جهة اخلروج وحالة واحدة لزاوية االحنراف خارج

قوط وضح ذلك مع الرسماملنشور من جهة الس

:ميت خيرج الشعاع من املنشور دون ان يعاني من االنكسار؟2س

احرتس

معني الشعاع سقط عموديا ان زاوية السقوط = صفر-1 الزاوية المحصورة بين وجهي المنشور زاوية راس المنشور : -2

ميت يكون

المنشور في وضع النهاية العظمي 1 للزاوية االنحراف

والشعاع الخارج مماس الوجة 96وط=صفر والخروج=زاوية السق المنشور وتكون زاوية السقوط الثانية = زاوية الخروج

المنشور في وضع النهاية الصغري 2 2= زاوية الخروج 1زاوية السقوط األولى للزاوية االنحراف

2= زاوية السقوط الثانية 1االولى زاوية االنكسار -2

الشعاع المنكسريخرج موازيا لقاعدة 3 المنشور

المنشور متساوي الساقين او االضالع في وضع النهاية الصغري لزاوية االنحراف

ط اقل ما وتكون زاوية السقو 90الشعاع الخارج مماساً وزاوية الخروج = زاوية الخروج اكبر ما يمكن 4 يمكن

متي يخرج الشعاع من منشور ثالثي 5 متساوي االضالع موازيا للقاعدة

تكون زاوية الخروج = صفروالسقوط الثانية =صفر

تفريق الضوء االبيض

؟ فسر سبب تفريق الضوء بواسطة المنشور الثالثىفسر سبب تفريق الضوء بواسطة المنشور الثالثى


48


أي كلمة اختصار اللوان الطيف )حر خزين ( (البنفسجى . -النيلى –االزرق –االخضر -صفر اال –البرتقالى –االحمر )

يتعين معامل انكسار مادة المنشور وهو فى وضع النهاية الصغرى لالنحراف من العالقة

2sin

2sin

A

A

n

/ (زاوية راس المنشورA ثابتة )- اى تغيير فى فى قيمةn يتبعه تغيير فى

قيمة

تزداد قيمة النهاية الصغرى لالنحراف والعكس صحيح nبزيادة معامل االنكسار

) عكسى( يتوقف على الطول الموجى n ونظرا الن معامل االنكسار

تتوقف بدورها على فإن زاوية النهاية الصغرى لالنحراف

لذلك اذا سقطت حزمة ضوئية بيضاء على منشور ثالثى مهيأ فى وضع النهاية الصغرى لالنحراف فان الضوء الخارج من المشورالثالثى يتفرق الى الوان الطيف المعروفة

ون اكثر االشعة انحرافا لكبر معامل انكسار مادة المنشور لها وقصر الطول الموجى لها *أشعة الضوء البنفسجى تك *أشعة الضوء االحمر تكون اقل االشعة انحرافا لصغر معامل انكسار مادة المنشور لها وكبر الطول الموجى لها

)من الراس الى القاعدة(-والوان الطيف المرئى التى يتفرق اليها الضوء هى : البنفسجى . -النيلى –االزرق –االخضر -االصفر –البرتقالى –الحمر ا

الوان الطيف تختلف في معامل االنكسار وكذلك الطول الموجي مما سببب في تفريق الضوء االبيض المركب : اختصارا

الي سبعة الوان الطيفينحرف -اقل زاوية انحراف-اقل معامل انكسار-سرعة ثابتة-اقل ترددا-اكبرلون طول موجي اللون االحمر

عند القمة المنشور والعكس هو اللون البنفسجي ينحرف عند القمة -زاوية االنحراف اقل -االنكسار اقل معامل -سرعة ثابتة -تردد اقل -أي الطول الموجي كبير

والعكس صحيح

الضوء الخارج من المشورالثالثى يتفرق الى الوان الطيف المعروفةالضوء الخارج من المشورالثالثى يتفرق الى الوان الطيف المعروفة --علل:علل: الختالف معا مالت انكسارها تبعا الختالف اطوالها الموجية فيصبح لكل لون زاوية انحراف خاصة به

ملخص القوانني

ة راس املنشورحساب زاوي1

2A

زاوية احنراف1 2

A


49


sin حسا ب معامل االنكسار 1 sin 2

sin 1 sin 2n

قوانني النهاية الصغري

لالحنراف

2sin

2sin

A

A

n

2= زاوية الخروج 1زاوية السقوط األولى -2

2= زاوية السقوط الثانية 1زاوية االنكسار االولى -2 2

0 0A

ارشادات حلل مسائل تتبع املسار

ا بين الشعاع /تعمل عمود عند كل نقطه لتحدد زاوية السقوط وغيره2ان تحدد معامل االنكسار وزاوية الحرجة /البد 1 من بقية الزاوية تكون هي زاوية السقوط او غيرها 90/كلمة شعاع تميل تعني اطرح 3والعمود

/من وسط اقل كثافة الي وسط اكبر كثافة ينكسر مقتربا من العمود 4مماس اقل منها ينكسر لو كان انتقال الضوء من وسط اكبر كثافة الي اقل كثافة وزاوية السقوط= زاوية الحرجة ينكسر-4

زاوية السقوط اكبر من الحرجة يعكس كلي -مبتعدا عن العموداذا كان المنشور موضوع في سائل فان معامل االنكسار المستخدم هو معامل االنكسار النسبي -6

ويكون1 2

nمnnس

في حاله كان المنشور اجوف فان معامل االنكسار النسبي -71 2

nسnnم

في حالة سقوط الضوء علي متوازي المستطيالت وسط السقوط هو نفسه الخروج أي الهواء فان -8

2= زاوية الخروج1زاويه السقوط

2=A= صفر ويكون 1=1-1اذا سقط شعاع الضوئي علي المنشور عممودي علي احد اوجه المنشور فان :-9

2A وتكون زاوية انحراف خارج المنشور من جهة الخروج

2 خروج الشعاع عمودي :-16 2 0

ويكون زاوية انحراف خارج المنشور جهة السقوط= A=1ويكون1

A

2خرج الشعاع مماساً للوجه االخر يكون-11 C -//2 90 ويكون

1sin

nc

2= صفر//1=1- سقط الشعاع عموديا وخرج مماسا :-12 90 //1

sinn

c//2 C


51


1sin

nc

60لو كان المنشور متساوي االضالع فان زاوية راسه = -13

املسائل

مسار الشعاع في المنشور في حالة كونتتبع (:1)

واحسب زاوية الخروج -2مل انكسار الزجاج =معا

تتبع مسار نفس المنشور لو انتقل من الزجاج الي الماء معامل انكسارهما علي الترتيب -2

1.2-1.5

سقط شعاع ضوئي لون اصفر فانكسر مماسا كما بالرسم (:2)

2 علي منشور متساوي الساقين معامل انكسارة

االزرق -بكل من للونين االحمر ماذا يحدث لو استبدل اللون االصفر

(3:)

في كل من المنشورين السابقين 2تتبع المسار علما ان معامل انكسار

احسب معامل 30الصغري لالنحراف سقط شعاع ضوئي علي منشور متساوي االضالع فاذا كانت زاوية النهاية (4)

(1.14االنكسار )

علي احد وجهي منشور ثالثي من الزجاج فخرج مماساًللوجه االخر فاذا كانت زاوية عمودي سقط شعاع ضوئي (:5)

3x10/سرعة الضوء في الزجاج سرعة الضوء في الهواء2 /معامل انكسار الزجاج 1فاحسب : 45راس المنشور8

اوجد اصغر زاويةانحراف لشعاع ضوئي يمر خالل 1.7منشور ثالثي متساوي االضالع معامل انكسار مادته (:6)

1.2المنشور وكم تصبح اذا وضع في سائل معامل انكساره

احسب زاوية 1.6معامل االنكسار مادة المنشور 30يةثم خرج بزاو 60سقط شعاع علي منشور ثالثي زجاجي بزاوية7)

(51راس المنشور )

علي احد اوجه المنشور متساوي االضالع مصنوع من الزجاج له معامل 45سقط شعاعضوء االبيض بزاوية سقوط/(8)

700mmوطوله الموجي 1.64ومعامل االنكسار الضوء االحمر 450mmيلضوء االزرق والطول الموج1.67انكسار (73067/6801احسب زاويا خروج اللون االزرق واالحمر علي التوالي )

30:منشور ثالثي متساوي االضالع النهاية الصغري النحراف شعاع ضوئي يسقط عليه (9)

(1.4/45/45) /زاوية خروجه 3/زاوية سقوط 2/معامل االنكسار 1اوجد

احسب قيمة زاوية انحراف والسقوط في وضع النهاية الصغري 2معامل انكسار 60:منشور ثالثي زاوية راسه (11)

لالنحراف

45

444

30

366


51


سقط شعاع أب علي متوازي المستطيالت زجاجي ملتصق علي وجه منشور فخرج مماساً :(11)

ع المسارواحسب كل من معامل االنكسار وزاوية انحرافتتب-للوجه المقابل

وكانت 30شعاع ضوئي علي منشور زجاجي زاوية راسهسقط (:12)

فخرج الشعاع من المنشور بعد انكساره فيه عمودياً 45زاوية السقوط علي الوجه االخر للمنشور احسب معامل االنكسار وزاوية االنحراف مع تتبع المسار

ضوئي عمودي علي وجه منشور ثالثي معامل انكسار مادته شعاعسقط (:13)

تتبع مسار الشعاع الضوئي واوجد زاوية خروجه1.5

فانكسر 72/سقط شعاع ضوئي في الهواء علي احد اوجه منشور زاوية راسه98ثاني 2668/2616السودان (:14)

1:وخرج مماساً اوجد 30بزاوية (42/1.49/0.745/جيب زاوية السقوط االولي )3/معامل انكسار 2ء /الزاوية الحرجة بين الزجاج والهوا

علي احد اوجه منشور ثالثي متساوي االضالع معامل انكسار 60/سقط شعاع ضوئي بزاوية2666مصر (15)

(60) اوجد زاوية الخروج وانحرافه 3مادته

1.5منشور ثالثي متساوي االضالع معامل االنكسار المطلق (:16)

تتبع المسار سقط شعاع عمودي كما بالرسم زاوية المحصورة بين اتجاهي الشعاعين الساقط والخارج-واوجد كل من زاوية الخروج

/وضح حالتين بالرسم للمنشور تكون فيهما زاوية السقوط= زاوية الخروج =صفر1س (:17)

املنشور الرقيق

درجات ويكون دائما فى وضع النهاية الصغرى 10ºهو منشور ثالثى من الزجاج زاوية راسه التتعدى التعريف لالنحراف

الوان الطيف 7تفريق الضوء االبيض الي الوظيفة

) القانون 1)A n

االستنتاجsin

2

sin2

A

nA

نظرا لصغر زاوية راس المنشور فان جيب الزاوية =قيمة الزاوية بالتقدير الدائري

2فان ( 1)

2

A

n An A A nA

60


52


زاوية راس المنشور -معامل االنكسار -1 العواملش

ميل املنحنيات

A/1الميل هو

Aالميل هو n-1الميل هو 1الجزء المقطوع هومن محور الصادات هو

قوة التفريق اللوني

االثبات

ى يتفتترق هتتذا الضتتوء التتى التتوان الطيتتف المعروفتتة بستتبب اختتتالف معتتامالت عنتتد ستتقوط ضتتوء ابتتيض علتتى منشتتور ثالثتت انكسارها تبعاً الختالف اطوالها الموجية .

)()1(زاوية انحراف اللون االحمر فى المنشور الرقيق : rr nA

)()1(زاوية انحراف اللون االزرق فى المنشور الرقيق : bb nA

)()()11(رح : بالط rbrb nnA

)()()( rbrb nnA

يمثل الطرف االيسر االنفراج الزاوى للشعاعين االزرق واالحمر .

)()1(زاوية انحراف اللون االصفر yy nA .

انحراف اللون االصفر : بقسمة االنفراج الزاوى على )1(

)(

)(

)()(

y

rb

y

rb

nA

nnA

والتى ال تتوقف على زاوية رأس االمنشور المقدار السابق يسمى" قوة التفريق اللونى"

A

n-1

-A

Aالميل هو

A-الجزء المقطوع في محور الصادات هو

n

n

A/1الميل هو 1ور الصادات هوالجزء المقطوع هومن مح


53


. =

( ) ( ) ( )

( 1) ( )

n nr rb bny y

حيث ( )

2nb nr

=ny

ملخص التفريق اللوني

هومعامل انكسار مادة المنشور للون االصفر معامل االنكسار المتوسط

هو الزاوية المحصورة بين الشعاعين بعد خروجهما من المنشور ) يساوى زاوية انحراف االنفراج الزاوي زاوية انحراف الثانى ( . –االول

زرق واالحمر الى زاوية انحراف الضوء النسبة بين االنفراج الزاوى بين الشعاعين االهى قوة التفريق اللونىقوة التفريق اللونى االصفر )االنحراف المتوسط( .

)()()( قانون االنفراج الزاوي rbrb nnA

معامل االنكسار اللون االحمر واالزرق -2زاوية راس المنشور -1 االنفراج الزاوي واملع

) قانون التفريق اللوني ) ( ) ( )

( 1) ( )

n nr rb bny y

االزرق -االصفر -معامل االنكسار لاللوان االحمر للونيعوامل التفريق ا

احرتس

متوازي المستطيالت ال يتمكن من تفريق الضوء االبيض الي الوان الطيف السبعة النهعبارة عن منشورين متعاكسين احدهما يفرق واالخر يجمع

لو حصل كسر في زاوية راس المنشور فانها لن تغير من التفريق اللوني -2 ن قوة التفريق اللوني ال تتوقف علي زاوية راس المنشورال

لتعليالتا

حيلل املنشور الثالثى الضوء األبيض إىل الوانه حيلل املنشور الثالثى الضوء األبيض إىل الوانه 1

السبعة املكونة لهالسبعة املكونة له

ألن الضوء األبيض مركب من عدة ألوان وكل -لون له زاوية إنحراف تختلف عن زوايا إنحراف باقى األلوان حيث تتوقف على معامل إنكسار كل

تبعا لتردد اللون أو الطول الموجى له لون

زاوية إحنراف اللون البنفسجى اكرب من زاوية زاوية إحنراف اللون البنفسجى اكرب من زاوية /2 2

إحنراف اللون األمحرإحنراف اللون األمحر

ألن اإلنحراف فى المنشور يعتمد على معامل اإلنكسار وزاوية الراس ومعامل إنكسار اللون البنفسجى أكبر ألن طوله الموجى أقل من األحمر

النه عبارة عن منشورين متعاكسين احجهما يجمع يفرق اللون االبيض /متوازي املستطيالت ال3 3


54


واالخر يفرقه-الضوء الي الوان الطيف

التتوقف زاوية االحنراف يف املنشور الرقيق 4

علي زاوية السقوط

الن زاوية السقوط تكون في وضع النهاية الصغري لزاوية االنحراف تكون في اقل قيمة

دائما يف وضع النهاية الصغري /املنشور الرقيق 5

لالحنراف

وزاوية 16الن زاوية السقوط اقل ما يمكن اقل من راس المنشور

الن قوة التفريق اللوني ال تتوقف علي زاوية راس ال تتغري قوة التفريق اللوني بكسر راس املنشور 6 المنشور

ما املقصود

االجابة ما المقصود

00زاوية رأس منشور زاوية رأس منشور 1ن الزاوية المحصورة بين وجهى المنشور الذى ينفذ أ 6600

60خاللها الضوء = 0

00زاوية اإلنحراف فى منشور ثالثى زاوية اإلنحراف فى منشور ثالثى 2أن الزاوية الحادة المحصورة بين إمتدادى الشعاعين - 5500

50الساقط والخارج فى المنشور 0

زاوية النهاية الصغرى إلنحراف الضوء فى زاوية النهاية الصغرى إلنحراف الضوء فى 300منشور ثالثى = منشور ثالثى =

3300

وية تكون محصورة بين إمتدادى الشعاعين أن أصغر زا30الساقط والخارج من المنشور تساوى

وعندها 0تكون زاوية السقوط = زاوية الخروج ويقال أن المنشور فى هذه الحالة فى وضع النهاية الصغرى

لإلنحراف

ن األزرق واألحمر أن الزاوية المحصورة بين الشعاعي - اإلنفراح الزاوى بين الشعاعين األزرق واألحمر اإلنفراح الزاوى بين الشعاعين األزرق واألحمر 42عند خروجهما من المنشور تساوى

0

أن النسبة بين اإلنفراج الزاوى بين الشعاعين األزرق - 0066..00قوة التفريق اللونى لمنشور رقيق =قوة التفريق اللونى لمنشور رقيق = -- 4 0.06واألحمر واإلنحراف المتوسط تساوى

معامل اإلنكسار المتوسط لمنشور رقيق معامل اإلنكسار المتوسط لمنشور رقيق -- 6

11..66 1.6للضوء األصفر = أن معامل إنكسار المنشور-

00االنحراف المتوسط لمنشور االنحراف المتوسط لمنشور -- 799اى ان زاوية انحراف اللون االصفر = اى ان زاوية انحراف اللون االصفر = 99

00

مقارنة بين المنشور العادى والمنشور الرقيقمقارنة بين المنشور العادى والمنشور الرقيق

المنشور الرقيق المنشور العادى وجه المقارنةºزاوية رأسه أكبر من زاوية الراس

10زاوية رأسه أقل من

10 معامل االنكسار

1

1

sin

sin

=

2

2

sin

sin

n

يتعين معامل االنكسار من

)1(العالقة nA

زاوية االنحرافA -2 +1 = )1( nA

النهاية الصغري وضع لالنحراف

دائما فى وضع النهاية الصغرى لالنحراف له وضع واحد للنهاية الصغرى لالنحراف


55


وعندها يكون

2

2

sin

A

A

n

كيف حتل مسائل علي املنشور الرقيق

)1(االنحراف زاوية-1 nA

)لو كان المنشور اجوف ومملوء بالسائل: -2 1)nسAnم

)اذا غمر المنشور في سائل -3 1)nم

Anس

زاوية االنحراف = مجموع زاويتي نحرف كل منشور اذا وضع المنشوران رقيقان قاعدتهما في نفس االتجاة-4

)لو كان المنشوران قاعدتهما متعاكسين فان -4 ) ( ) ( )1 2T

)اويا انحراف =االنفراج الزاوي بداللهة ز-6 ) ( )rb ويكون بدالله معامل االنكسار( )A n nrb

انحراف اللون المتوسط:= متوسط انحراف اللونين االحمر واالزرق =-7( 0) ( 0)

( 0)2

b rY

او2

nb nrnY

:قوة التفريق اللوني -8

( ) ( ) ( )

( 1) ( )

n nr rb bny y

مسائل علي املنشور الرقيق

احسب كل من1.53واالزرق1.51معامل انكساره مادته للون االحمر 10منشور رقيق زاوية راسه/(:1)

/ التفريق اللوني3/االنفراج الزاوي 2 -/زاوية انحراف كل من اللون االحمر واالزرق1:

وزاوية 1.4معامل انكسار اللون االحمر 10سقط شعاع ضوئي ابيض عمودياً علي وجه منشور رقيق زاوية راسه(:2)

احسب معامل االنكسار اللون االزرق 2االنفراج الزاوي

درجات لحسب معامل االكسار 4فانحرف 1.2مغمور في ماء معامل انكساره 8سقط شعاع علي منشور زاوية راسه:(3)

وزاوية انحرافه

فحرف االشعة 1.2سائل شفاف معامل انكساره غمر في1.5منشور رقيق من الزجاج معامل انكسار مادته /(:4)

احسب زاوية راس المنشور2الساقطه عليه بزاوية

وقوة التفريق 1.2ومعامل االنكسار المتوسط له 6.25منشوران رقيقان احدهما من الزجاج التاجي زاوية راسه :(5)

احسب معامل االنكسار المتوسط 0.012وقوة التفريق اللوني10واالخر من الزجاج الصخري زاوية راسه 0.048اللوني لكي يتساوي االنفراج الزاوي للمنشورين

احسب كل من 1.66واالزرق1.55ومعامل انكسار مادته للضوء االحمر10منشور رقيق زاوية راسه(:6)

/ زاوية انحراف كل من اللون االحمر واالزرق3/قوة التفريق اللوني 2/االنفراج الزاوي 1


56


ختري االجابة الصحيحة

شتتتتتعاع ضتتتتتوئي يستتتتتقط علتتتتتي قطعتتتتتة متتتتتتن الزجتتتتتاج فينكستتتتتر اي متتتتتن المفتتتتتاهيم االتيتتتتتتة ال 1

)السرعة/الرتدد/الطول املوجي/الشدة(تتغيير

في انكسار النسبة بين جيب زاوية السقوط الي جيب زاوية االنكسار 2

ثابتة للوسطني/غري ثابته للوسطني/مقدار ثابت اكرب من الواحد/مقةدار ثابةت اقةل )

لواحد (من ا

انتقل الضوء من وسط اقل كثافة الي وسط اكبر كثافة ضوئية وكانت زاويتة الستقوط= صتفر اي متن 3

لسةةةةةرعة والطةةةةةول املوجي/السةةةةةعة والطةةةةةول )السةةةةةعة واختتتتتوا الضتتتتتوء التتغييتتتتتر

املوجي/السرعة واالجتاة/االجتاة فقط(

فسجميع الموجات الكهرومغناطيسية المنتشرة في الفراغ يكون لها ن 4

)االجتاة/الرتدد/الطول املوجي /السرعة (

فتتان معامتتل االنكستتار النستتبي متتن 30واالنكستتار = 60ستتقط شتتعاع ضتتوئي وكانتتت زاويتتة الستتقوط= 5

(2/2/3/1/2)الوسط االول الي الثاني

منشتتتتتور ثالثتتتتتي االضتتتتتالع فتتتتتي وضتتتتتع النهايتتتتتة الصتتتتتغري لالنحتتتتتراف تكتتتتتون زاويتتتتتة الستتتتتقوط 6

(60/45/30الثانية)

سقط شعاع ضوئي عمودي علي احد اوجة المنشور وخرج مماسا فان زاوية الخروج 7

/ال توجد اجابة ( 90)تساوي زاوية احلرجة/تساوي صفر/تساوي

ر علي احد ضلعي القائمة لمنشور زجتاجي متستاوي الستاقين الزاويتة سقط شعاع ضوئي بزاوية صف 8 حتي يخرج من الوجه االخر فان زاوية انعكاسه42الحرجة

)/ال توجد اجابة91/45)صفر/

(1/1/2/2فان معامل االنكسار النسبي من الوسط االكبر الي االقل) 30الزاوية الحرجة بين وسطين 9

15

وق بحيرة دافئة في يوم دافئ/فوق طريق اسفلتي في يوم حار /فوق الرمل يمكن رؤية السراب في )ف علي الشاطئ في يوم حار/فوق منحدر التزحلق في يوم بارد (

11

(0/1/2/1/2)في تجربة يونج الفرق المسير في الهدبة المضئية االولي

12

التتي زاويتتة االنكستتار فتتي المتتاء معاملتته 1.5ج معاملتتهالنستتبة بتتين زاويتتة الستتقوط متتار فتتي الزجتتا

(1/اقل من 1/=1كرب من تكون )ا1.33

13

عندما يتنقل الضوء من وسط اكبر كثافة الي اقل كثافة فان اكبر قيمة لزاوية االنكسار

(42/45/0/90)

14

)انعكاس/ انكسار/تداخل/ حيود/انعكاس كلي (يحدث السراب نتيجة

( 40-60ثتتي متستتاوي االضتتالع ستتقط علتتي احتتد جانبيتتة شتتعاعان ضتتئيان بزاويتتا ستتقوط )منشتتور ثال1


57


فكانتتتتتت زاويتتتتتة انحتتتتتراف واحتتتتتدة لكتتتتتل منهمتتتتتا كتتتتتم تكتتتتتون زاويتتتتتةانحراف النهايتتتتتة الصتتتتتغري 5

(45/31/41/51)لالنحراف

الوحدة الثانية :خواص املوائع

املوائع الساكنة:الفصل الثالث

انواع املوائع

محدداً شكالً تتخذالو لالنسياب ةقابل مادة اي المائع

الغازات/ 2 السوائل/1 انواع المائع

:مقارنة بني السوائل والغازات

الغازات السوائل وجه املقارنة

ثابت غير الشكل الشبة اوجة

ثابت غير ثابت الحجم

االنضغاط قابل لالنضغاط قابل غير االنضغاط قابيلية

لتعليالتا

السبب العلمي علميةاحلقيقة ال

ثابت حجم لها الن لالنضغاط قابلة غير الصلبة والمواد السوائل- 1

البينية المسافات وكبر ثابت حجم لها ليس الن لالنضغاط قابل الغازات 2

ثابتين وشكل حجم لها الن الموائع من ليست الصلبة 3

الكثافة

متر مكعب من المادة 1او كتلة من المادة 3سم 1كتلة وحدة الحجوم من المادة او كتلة الكثافة

m القانونV

ol

Kg/m وحدات القياس3

-g/cm اللتر Lفي حالة السوائل نستخدم 3

المسافات البينية كلهم طردي -2الوزن الذري -1 العوامل الكثافة فةدرجة الحرارة تسبب في التمدد فيزداد الحجم وتقل الكثا -3

الكثافة خاصية مميزة للمادة تتوقف علي نوع المادة وتخلف من مادة الخري احترس متر مكعب 3-16= 3سم 1666اللتر به -2

حتتتاالت تغيتتتر الكثافتتتة للمادة الواحدة

تتغير المسافات البينية –التسخين او التبريد الن بالتسخين او التبريد

ثافة المادة الواحدة تظل ثابتةما تغير من الكتلة او الحجم ك العالقات لكن عند تغير او مقارنة بين حجمين لمادتين مخلفتين االكبر حجما اقل كثافة


58


الكثافة النسبية

النسبة بين كثافة المادة الي كثافة المادة او النسبة بين كتلة المادة الي كتلة المادة في نفس النسبية الكثافة درجة الحرارة والحجم

m القانون

mمم

ليس لها وحدة قياس وحدة القياس

كثافة المادة -نوع المادة العوامل

3جم/سم 1الن كثافة الماء = 3كثافة المادة = الكثافة النسبية لو قيست جم/سم خد بالك

التحويالت

التحويل الي من

3-10بالضرب في 3جم/سم 3كجم/م

متساويان جم/لتر 3م / كجم

فكر

3الي كجم/ متر 3جم/ سم -2 3كجم/لتر الي جم/ سم -1:حول من -1

3جم/سم 4 -2 3جم/ سم 4666 -1ايهم منطقيا : -2 جم من الحديد 4يساوي ( كثافة -اقل -كثافة طن من الحديد )اكبر -3 دتين مختلفتينزيادة الكتلة لما -2زيادة الكتلة لنفس لمادة او نق الحجم -1ماذا يحدث لكثافة عند :-3 زيادة الحجم لنفس المادة -3

ما املقصود

كتلة وحدة الحجوم من الومنيوم = كجم 3كجم /م2700كثافة الومنيوم= 1

جم 1306من المادة = 3سم 1كتلة جم/سم 13.6كثافة الزئبق= 2

3

3كجم /م 866اي ان كثافة السائل = 608ما المقصود كثافة النسبية للسائل =في نفس 608بة بين كثافة السائل الي كثافة الماء =او النس

درجة الحرارة

فوائد الكثافة

والشرح التفسير التطيبق

مدى على االستدالل البطارية شحن

من الكهربية الشحنة تفرغ فعندما السيارة ببطارية لكتروليتى اال المحلول كثافة قياس- مع تفاعلة فى الكبريتيك حمض استهالك ةنتيج االلكتروليتى المحلول كثافة تقل البطارية من الكبريتات تتحرر البطارية شحن اعادة وعند رصا كبريتات وتكوين الرصا الواح كثافتة فتزيد اخرى مرة للمحلول وتعود الرصا ألواح

kg/m 1020 السليم الشخ في المعتادة البول كثافة: البول كثافة قياس- الطبية العلوم فى3


59


البول كثافة في زيادة إلى ذلك ويؤدى األمالح إفراز فى زيادة الى تؤدى مراضالا عضوب

kg/m 1060 إلى1040 بين ما الطبيعية الحالة فى الدم كثافة: الدم كثافة -ب3

قل الدم خاليا تركيز ان على ذلك دل قلت واذا الدم خاليا تركيز زيادة على ذلك دل زادت فإذا (االنيميا) الدم فقر مرض الى يشير وهذا

ميت يكون

النسبية الكثافة=المادة كثافة

3سم/جم1= الماء كثافة الن 3سم/جم= الكثافة قياس وحدة يكون عندما

1101 عن الدم تركيز يقل عندما (االنيميا االصابة

التبريد او التسخين عند المادة كثافة تغير

1121 عن البول فةزادكثا اذا االنسان جسم في االمالح وجود

شحنها عند البطارية في كبرتيد ايون تركيز زيادة

الشحن من البطارية تفرغ عندما البطارية في كبرتيد ايون تركيز يقل

التعليالت

العلمي السبب العلمية الحقيقة

بها خاصة كثافة مادة لكل الن للمواد مميزة خاصية الكثافة- 1

البينية المسافات– الذري الوزن الختالف اخري الي دةما من الكثافة اختالف- 2

الوحدات في متماثلتين كميتن بين نسبة عن عبارة النها قياس وحدة لها ليس النسبية الكثافة- 3

البينية المسافات تغيير بسبب الحرارة درجة باختالف الكثافة تختلف قد 0

الرصا الواح مع تفاعله في كبرتيك حمض استهالك بسبب طاريةالب تفريغ اثناء الكتروليتي المحلول كثافة تقل- 5 الرصا كبرتيات وتكوين

وفتقل كبرتيات ايون تركيز يقل البطارية شحنة تفرغ عندما البطارية شحن مدي علي الكثافة من نستدل- 6 الكثافة فتزداد كبرتيدات ايون يزداد شحنها وعند الكثافة

كثافة قياس طريق عن االنيمبا عن الكشف يمكن- 7 الدم

كرات نق علي تدل الطبيعي المعدل عن الدم كثافة نق الن الدم فقر مرض اي الحمراء الدم


-: فان( انكماش بدون)اوكثر مادتين خلط عند

m = m1

+ m2

+ m3

ρVol = ρ

1(V

ol)1

+ ρ 2(V

ol)2 + ρ

3(V

ol)3

-: االنكماش نسبة حساب ويراد انكماش وحدث مادتين خلط عند -2

للخليط انكماش بدون الحجم اوال نحسب*

Vol = (V

ol)1

+ (Vol)2 انكماش بدون خليط

V االنكماش بعد الحجم ذلك بعد نحسب* ol

m = m1

+ m2

+ m3


61


ρVol = ρ

1(V

ol)1

+ ρ 2(Vol)

2 + ρ

3(V

ol)3

خليط

V االنكماش مقدار نحسب*ol

∆

Vol = (V

ol)

- (Vol) ∆

االنكماش نسبة نحسب*

Vol

∆

100× ــــــــــــــــــــــــــ= االنكماش نسبة

Vol

(انكماش بدون) -: ان نجد الدسم اللبن فى1

m = m1

+ m2

الدسم اللبن فقط اللبن القشدة

10× باللتر اللبن حجم× 0.04= القشدة حجم ان اى قشدة الدسم اللبن من %4 ةملحوظ -3

-: ان نجد -: الملحى المحلول مسائل فى-0

m = m1

+ m2

محلول فقط الملح الماء

املسائل

kg/m كثافته الكحول من 3سم 100 خلطت(:1)3

kg/m 1000 كثافته الماء من 3سم 100مع 8003

kg/m 920 المزيج كثافة ان علماً االنكماش نسبة احسب3

m/s 10= وعجلة المحلول من اللتر وزن احسب 0920. للبزين النسبية الكثافة كانت اذا-(:2) ؟ 2

الذهب من لكل النسبية الكثافة وكانت 6.4 النسبية وكثافتههما كجم 0.5 كتلتهما والكوارتز الذهب من قطعة -:(3)

الذهب كتله احسب 2.6-19.3 الترتيب علي والفضة

1.8 هي B وكثافة 0.8 هي A وكثافة 1.4 معاً لهما النسبية كثافة A-B سائلين بة واحد لتر سعته دورق-(:4)

منهما كل حجم فما

الذهب كثافة جنيها مليون سعره الذهب من المكعب ضلع طول هو فما جنيها200 الذهب جرام سعر كان اذا-(:5)

19000Kg/m3

النسبية الكثافة احسب kg 40 بالزيت مملوء وكتلته 50kg بالماء وكتلته 3kg فارغة كتلته معدني اناء-(:6)

االناء وحجم للزيت

0.72 للبزين النسبية كثافة بنزين به كتلته تكون كم kg 15 فارغة كتلته لتر 60 سعته خزان: 2113(االزهر -)7

نسبة احسب 0.92 للخليط النسبية كثافة وكانت الماء من مماثل حجم مع حولك من 3سم 100 مزج-(:8)

800kg/m3= الكحول كثافة علماً الحجم في االنكماش

كم اللبن حجم من% 4القشدة نسبة وكانت kg/m3 680 القشدة وكثافة kg 1.04 اللبن كتلة كانت اذا—(:9)

القشدة من الخالي اللبن كثافة تكون

gm/cm 19 الذهب كثافة الذهب كتله اوجد 3سم 20 وحجمها جم 350 كتلتها والفضة الذهب من كةسبي-(:11)3

gm/cm 10.5 الفضة وكثافة3


61


60cm3حجمها منه كتلة واحسب3م/كجم–3سم/بوحدةجم كثافته احسب 7.2الزهر الحديد كثافة ان علمت ذا(:11)

(ثم مزجت معاً 1.6-1.4-1.2( وكانت كثافة النسبية لها )1:2:3اخذت حجوم من ثالثة سوائل مختلفة بنسب )(:12)

اوجد الكثافة النسبية للمزيج

امثال حجمه ماء وترك الخليط حتي يبرد الي درجة حرارة الغرفة 3خلط مع 1.8حمض كبرتيك كثافته النسبية (:13)

(6.25اوجد النسبة المئوية لالنكماش )1280فكانت كثافته النسبية

الضغط

المساحات وحدة علي العمودية القوة متوسط غطالض

FP القانون A

ث .م/كجم-3 3جول/م -2)باسكال ( 2نيوتن/م-1 وحدات القياس2

N/m2=

J/m3=

Kg./m.sec2

الضغط في المساحة = القوة بينما الضغط في الحجم = الشغل او الطاقة خد بالك

= الجول3سكال .م= نيوتن بينما با2باسكال . م

عند ثبوت القوة عكسية المساحة/2-2 عند ثبوت المساحة طردية عالقة القوة/1 العوامل

قوانين الضغط لكي تصبح القوة قوةضغط البد ان تكون قوة عمودية

اما لو كانت قوة افقية تسمي بالقوة المماسية في تلك الحالة القوة تكون قوة الضغط في االتجاة العمودي الضغط = صفر بتحليل

sinFPA

حيث ثيتا هي الزاوية بين القوة والمسستوي االفقي للمساحة

لزاوية بجيب تمام الزاوية اما لو كانت ثيتا بين القوة والمستوي الراسي نبدل جيبا

cosFPA

المهم ان تكون القوة هي المركبة العمودية والزاوية هي بين القوة والمستوي االفقي

تطيبقات الضغط

/قياس داخل اطار السيارات2/قياس ضغط الدم

/قياس داخل اطار السيارات2/قياس ضغط الدم 1 تطيبقات الضغط

تور لالنسان 121اقصي قيمة لضغط الدم بالشريان عندما تنقبض عضلة القلب وتساوي نقباضيالضغط اال

العادي

تور لالنسان العادي 01اقل قيمة لضغط الدم بالشريان عندما تنبسط عضلة القلب وتساوي الضغط االالنبساطي

قياس ضغط داخل اطار

السيارات

مناسب لتقليل قوي االحتكاك بحيث تكون تمأل اطار السيارة بالهواء تحت ضغط عالي

مساحة التماس مع الطريق اقل ما يمكن فيقل من سخونه االطار

A

F


62


الضغط عند نقطة يف باطن السائل

تلتك بتين الراستي البعتد وارتفاعته النقطته بتلتك المحيطتة المستاحات وحدة قاعدته السائل عمود وزن التعريف السائل وسطح النقطه

P = h ρ g القانون

/كثافة السائل طردي2 /ارتفاع طردي1 لعوامل

/عجلة الجاذبية االرضية من مكان الخر مثل االرض عن القمر3

المساحةال يتوقف الضغط عند نقطه في باطن السائل علي خد بالك

االستنتاج

P كثافتة سائل سطح من h عمق على A مساحتة افقى لوح نفرض-1

A السطح فوق الموجود السائل وزن= A اللوح على المؤثرة القوة تكون القوة نوعها قوة وزن السائل فيكون حيث

lgmg Vo AhFP h gA A A A

العالقة بني الضغط والعمق

اناء مفتوح أييمن توجد له قيمة المنحني االيسر الضغط الجوي = صفر ويكون اناء مغلقواال g -الميل

خد بالك

ثافة ارتفاع وك العالقة بينp

p h g hg

فنجد ان ارتفاع الماء اكبر من ارتفاع الزئبق 3كجم/ م 13600والزئبق 3كجم/م 1000الماء كثافته االنسان جسم في القلب من القادم الدم الضغط

.................

.................

..................................

.................

.................

.................

.................

.................

.................

.................

.................

.................

.................

.................

.................

........................

A h

يكون اناء مفتوح ويكون الضغط عند نقطه في باطن B المنحني

hالسائل = الضغط الجوي+ قيمة g عن الضغط الجوي Cوتعبر نقطه

P Pa h g المنحنيA ال يوجد قمة للضغط الجوي

hفيكون g P

h

Pa

h

P


63


اغالدم عند الضغط القدم عند الضغط

P = P + h ρ g

القلب من الخارج الدم ضغط P حيث

h ρ g طوله الذى الدم عمود ضغط

والقدم القلب بني

P = P - h ρ g

القلب من الخارج الدم ضغط P حيث

h ρ g الدماغ و القلب بني طوله الذى الدم عمود ضغط

التعليالت

السبب العلمي يقة العلميةاحلق

الضغط قيمة فيكون للجسم مماسية تكون قد النها ضغطاً تسبب وال جسم علي قوة تؤثر قد- 1 صفر=

عمودية تكون ان يجب السائل علي ضغطا تحدث التي القوة 2 سطحه عل

تنزلق طبقات هئية علي لالنسياب قابل السائل الن المماسية القوة يقاوم ال ولذلك بعض فوق بعضها

لسطحه زيادة في تسبب البول في االمالح نسبة ارتفاع الن البول كثافة بقياس االمراض بعض تشخ - 3

االمراض ببعض االصابة علي وتدل البول مثافة الضغط من فيقلل مساحة تزداد عريضة السيارت اطارات- 0

كبير الضغط فيكون قيلية مساحتها النها خياطه ابرة بوخر نشعر- 4

عالي ضغط تحت بالهواء السيارات اطارات امتالء منالبد 6 مناسب

فتقلل يمكن ما اقل الطريق مع التماس مساحة لتكون االحتكاك من

عليها الواقعة الضغوط لتحمل سميكة قاعدة تكون السدود تصميم عند 7

افقي مستوي في تقع التي النقاط جميع في متساوي الضغط- 8 واحد

للمجيع ويكون ثابته جاذبية والعجلة ثافةك من كل الن الضغط نفس لهما فيكون ارتفاع نفس نقاط

ميت يكون

واحد افقي مستوي في النقاط تكون عندما النقاط جميع عند متساوي الضغط

الجوي للضغط ومعرض مفتوح االناء يكون عندما عظمي نهاية بحيرة في لسائل نقطه عند الضغط

الجوي للضغط وغيرمعرض مغلق االناء يكون عندما صغري نهاية بحيرة في ئللسا نقطه عند الضغط

مماسية المؤثرة القوة تكون صفر= الضغط يكون

paالضغط اجلوي

الجوي لغالف قمه حتي البحر سطح مستوي من وارتفاعه المساحات وحدة قاعدته الهواء عمود وزن التعريف

Fgاقل من F الضاغطة Fg اكبر من F الضاغطة F = Fgالضاغطة


64


الصفر درجة عند 2م1 قاعدته ومساحة متر 1776 ارتفاعه زئبقال عمود وزن عن الناشئ الضغط ويكافئ

سيلزيوس

الضغط ويزداد الهواء عمود طول لقلة البحر سطح عن ارتفعنا كلما الضغط يقل البحر سطح عن االرتفاع/ العوامل

ة/درجة الحرارة عالقة عكسي2-/ الهواء عمود طول بزيادة الجوي

وحداته بكل الجوي الضغط قيمة

)تور(ز ملم

TOOr

atm البار باسكال او نيوتن / م مرت ز سم ز

760 76 0.76 =0.76*13600*9.8

=1.013*105

Paواحد 1.013

(Pفرق الضغط)

Pهو الفرق بين الضغط والضغط الجوي P Pa p pa P

ضغط جوي 6فان الضغط = 4يعني لو كان فرق الضغط=

ل حتويالت الضغطجدو

ملم زئبق ) تور ( والعكس صحيح 1666سم زئبق= 166مر زئبق=-1

التحويل الي من التحويل الي من

166بالقسمة علي متر زئبق سم ز 166بالضرب في سم ز متر زئبق

1666بالقسمة علي متر ز تور )مم ز( 166بالضرب في تور )مم ز( متر زئبق

وتن باسكال )ني متر ئبق

(2/م

بالضرب في كثافة

وعجلة الجاذبية

10بالفسمة علي البار باسكال5

بالقسمة علي atm باسكال

1.013*105

0.76بالقسمة علي atm متر ز

احرتس

عمودية قوة والضغط افقية قوة النها ضغط لها ليس المماسية القوة صفر= الجوي الضغط يكون مغلق اناء ونيك عندما/3 عكسية عالقة والكثافة االرتفاع بين العالقة/2


65


h ρ g +الجوي الضغط= الكلي الضغط يكون مفتوح االناء اما/4

واحد افقي مستوي في النقاط تلك جميع كانوا لو نقطه من اكثر عند متساوي الضغط/4

p الجوي الضغط-الكلي الضغط=الضغط فرق/6 p pa

دواح افقى مستوى فى النقطتين تكون عندما صفر= سائل باطن فى نقطتين ينب الضغط فرق/ 7

جميع النقاط التي تقع في مستوي افقي واحد لها نفس اليم من الضغوط لتساويهم في االرتفاع والكثافة والعجلة-8

داخلي سطح اي علي عمودياً يكون السائل داخل الضغط-9 عليه نقطه كل عند مورمغ جسم سطح علي عموديا يكون الضغط-16ُ يكون الجسم سطح علي الضغط/11 وبنفس المغمور الجسم لحجم مساوي السائل من حيز سطح علس للضغط مساوياً شكله العلي السائل الضغط قوة/2 السفل السائل الوزن/ 1: قوتان فيه تتزن السائل حيز/12


ثل المكعب او المتوازي المستطيالت نختار اكبر مساحة والعكس صحيحلحساب اقل ضغط علي مساحة شكل مجسم م-1

الضغط بدالله وزن الجسم او القوة هو-2F

PA

mg

A

ضغط السائل فقط هو:-3P h g 4- =الضغط الكليP Pa h g

Fحساب القوة الضاغطة :-4 PA لو كان مربعاً مربع طول نفسه –لو كان الشكل مستطيل نضرب الطول * العرض

2rدائرة لو كان فرق الضغط عليها حيث تصمم بحيث: يف مسالة الغواصة -4

داخلها يساوي الضغط الجوي

p h g

hط=الضغط الكلي خارجها = فرق الضغ g

حساب فروق الضغوط يف حالة وجود عدة سوائل -6

= الضغط الجوي 3ضغط عند السطح رقم -1

= 2ضغط عند رقم -21

P Pa h g ز حيث كثافة هي كثافة الزيت

2=1الضغط عند -31

P Pa h g زhgم

2h=2-1ين فرق الضغط بين الزيت والماء ب -4 g م

فرق الشغط بين السطح الفاصل والزيت=-41

h g ز

. الراسى اللوح منتصف الى السائل سطح من العمق نقيس فاننا سائل فى موضوع راسى جانب على الضغط لحساب --7 المحول بالوحدة الجوي الضغط/المطلوبة بالوحدة جويال الضغط*تحويله مطلوب المقدار= المطلوبة بالوحدة الضغط -8 منها

p =السيارة اطار داخل الضغط حساب/-9 pa P

p=Paالشكل امامك يكون االشكال االتية: -16

Pالشكل وانبوبة مفتوحة العلي يكون Pa h g

Pاما لو كانت انبوبة السفل Pa h g

Pa

Pa

h

زيت

3

2

ماء 1


66


املسائل

نقطتين بين الضغط بين الفرق ما 20cm سمكها الزئبق طبقة فوق تستقر 50cm سمكها الماء من طبقة-(:1):

الزئبق قاع عند واالخري والزئبق الماء بين الفاصل السطح عند احداهما

كثافة -1: احسب افقي طحس علي وضع كجم 1024 وكتلته سم( 36-16-26) ابعادة المستطيالت متوزاي-(:2)

ضغط اقل -3 للضغط قيمة اقصي -2 المستطيالت متوازي

cm 20 , 10 , 30 أبعاده المادة نفس من مستطيالت ومتوازى cm 10 ضلعه طول مكعب: 94 االزهر-(3)

ما سطح على المكعب عن الناتج الضغط يساوى ضغًطا يسبب حتى المستطيالت متوازى يوضع كيف بين

1000kg/m الماء كثافة القاع عند الضغط احسب الرسم من:(4)3

1atm والجوي 3atm قاع عند الضغط كان اذا البحيرة عمق احسب-:(5)

1000= الماء وكثافة

80cm قطر كان اذا الجوي الضغط عند داخلها الضغط حفظ m 40 عمق الي البحر في تغو غواصة-(:6)

الكلية القوة-2 الكلي الضغط-1: داوج 1636 البحر ماء وكثافة

داخل للضغط القوة احسب toor 210 يعادل البحر سطح فوق 10km ارتفاع علي الجوي الضغط كان اذا-(:7)

6000cm2= ومساحة 13666= الزئبق وكثافة تور 766= الطائرة داخل الضغط طائرة

اعصار مر اذا باسكال كليو 166 المعتاد وضغط باسكال كليو 86= هواء ضغط االعصار اثناء: 2668 مصر-:(8)

سوف هل-3 متر 3*12 مساحة علي القوة احسب-2 المنزل تدمير سبب-1: وضح المعتاد ضغط= داخلة ضغط بمنزل

مفتوحة نوافذ كانت لو المنزل تدمير يتم

A-B-C اشكال في الضغط احسب cm 76 جوي ضغط الغاز من كمية تحبس cm 4 طولها قطرة-(:9)

اجهزة قياس الضغط

االواني ا(:1)

سائل باطن فى نقطة عند الضغط - الضغط نفس لها واحد افقى مستوى فى تقع التى النقاط العمل فكرة

واحد افقي مستوي نفس لها االواني من لمجموعة والشكل الحجم في المختلفة اشكال من مجموعة التعريف

االواني جميع في االرتفاع نفس له السائل ان ونجد السائل علي وتحتوي

A

B

A

C

A


67


ملستطرقة

(: البارومرت2)

زئبق بة حوض فى ننكسها ثم زئبق نمألها -( سم 100) متر طولها انبوبة نأخذ:شرح اجلهاز

فى B . A نقطتين نأخذ7 * سم 76 العمودى الزئبق ارتفاع يكون بحيث- االنبوبة فى ينخفض الزئبق ان نجد*

فيصبح االنبوبة داخل B والنقطة االنبوبة خارج A تكون بحيث واحد قىاف مستوى

PA = P

B

Pa = h ρ g

kg / m كثافةالزئبق ان وحيث3 13595

m /S 9.8 االرضية الجاذبية وعجلة2

Pa = 76 × 10

-2

× 13595 × 9.8 = 1.013 × 105

N/ m2 كانت مهما ثابتاً يظل الحوض فى للزئبق الخال السطح مستوى فوق االنبوبة داخل الرأسى الزئبق ارتفاع ملحوظه مائلة االنبوبة

الضغط عند نقطة فى باطن سائل -النقاط التى تقع فى مستوى افقى واحد لها نفس الضغط الفكرة

/تعين كثافة الهواء3( قياس ارتفاع المبانى 2الضغط الجوى ( قياس 1 الوظيفة

سم76

فراغ تورشيللى

سم100

زئبق

A B


68


/ان يكون طول االنبوبة اكبر من قيمة الضغط الجوي 2 /ان يكون به زئبق وليس الماء1 البارومتر اشتخدام شروط

/قيمة فراغ تورشيلي اكبر من الصفرلة قيمة3

الجوي الضغط قيمة حساب من من يمكننا تورشيلي فراغ اهمية

ضغط وجود ولعدم وقليلة مناسب البارومتر انبوبة في ارتفاعه فيكون كبيرة كثافتة الن اسباب اختيار الزئبق

كما انه شفاف وال يلتصق بجدار االنبوبة-تورشيلي فراغ في الزئبق بخار

ارتفاع حساب قانون

المبني2 1 1 2( )h h h

الضغط عند اعلي المبني h1الضغط عند اسفل المبني و h2حيث

Ρ1 كثافة الزئبقΡ2 كثافة الهواء ارتفاع المبني

فراغ تورشيلي

الفراغ الموجود اعلي انبوبة البارومترية في البارومتر التعريف

قياس الضغط الجوي وظيفتها

الفرق بين طول االنبوبة وقيمة الضغط الجوي مقداره

فراغ حاالت صفر= تورشيلي

طولها اقل من قيمة الضغط الجوي/انبوبة 1/امالة االنبوبة البارومترية بمقدار كبير بحيث يكون البعد الراسي بين قمتها وسطح الزئبق في 2

الحوض اقل من الضغط الجوي/غمرت االنبوبة البارومترية الي عمق كبير في الحوض بحيث كان طولها فوق سطح الزئبق 3

اقل من الصغط الجوي

التعليالت

العلمي السبب العلمية لحقيقةا

به الزئبق لوجود االسم بهذا الزئبقي البارومتر يسمي 1

مع الجسم داخل والغازات السوائل ضغط بين اتزان لحدوث االنسان جسم علي الجوي بالضغط النشعر 2 الجوى الضغط

الهواء عمود طول وقصر لقلة العلي ارتفعنا كلما الجوي الضغط يقل 3

مناسب البارومتر انبوبة في ارتفاعه فيكون كبيرة كثافتة الن الزئبقي البارومتر في كسائل الزئبق يستخدم 4 تورشيلي فراغ في الزئبق بخار ضغط وجود ولعدم وقليلة

المستوي النقاط جميع عند الضغوط يتساوي 4 السائل باطن في الواحد االفقي

ونظرا عجلةو وكثافة السائل ارتفاع علي يتوقف الضغط الن العوامل تلك في واحد افقي مستوي علي النقاط جميع لتساوي الضغوط تساوي في يسبب مما

المحيطات في ثابت الماء سطح مستوي يكون 6 المفتوحة والبحار

باطن في واحد افقي مستوي في تقع التي النقاط جميع الن سطحا الماء سطح يتخد ولذلك الضغط نفس لها يكون السائل


69


واحدا اافقي

سم 76 من اقل البارومترية االنبوبة ارتفاع يكون عندما البارومتر في تورشيلي فراغ يختفي قد 7

بمساحة البارومتر في الزئبق ارتفاع يتاثر ال 8 البارومترية االنبوبة مقطع

السلك مقطع مساحة علي يتوقف ال الضغط الن

ممتلي واالطار السيارة قيادة الخطورة من 9 منخفض ضغط تحت هواءبال

بين التماس مساحة تزداد منخفض الضغط يكون عندما النه االطار ويسخن االحتكاك قوي فتزداد والطريق االطار

يقل الجوي الضغط الن تقل قراءتة فإن جبل لقمة البارومتر اخذنا اذا 16

مقطع بمساحة االنبوبة فى الزئبق ارتفاع يتأثر 11 االنبوبة

المساحة علي يتوقف ال الضغط الن

الضغط زاد االرتفاع زاد فكلما االرتفاع علي يتوقف الضغط الن المبني في السفلي الطابق علي الضغط يزداد 12

طغالض تحويالت علي مثال

الضغط وحدات و بكل قيمته احسب زئبق/ سم501=الجوي الضغط

تور زئبق/م البار تور 2م/ نيوتن او باسكال

=50/76*1.013*105=

0.67*105

=50*10/76 0.67 50/7600=0.0065 =50/76

=0.66

مسائل علي البارومرت

فإذا زئبق سم 74.15 العلوى الطابق عند ويقرأ زئبق سم 76 لمبنى األرضي الطابق عند يقرأ زئبقى بارومتر -:(1)

kg/m 13600 الزئبق افةكث ان علمت اذا الطابقين بين الهواء كثافة متوسط احسب m 200 المبنى ارتفاع كان3

74.15 العلوي الطابق وعند cm hg 76 االرضي الطابق عند يقرا البارومتر كان اذا المبني ارتفاع احسب-:(2)

1.29 الهواء وكثافة

الجوي الضغط بوحدة السيارة اطار داخل الضغط اوجد 105*3.039 ضغط فرق السيارة الطار مطلوب(:3)

وقام طالب اخر من 76cmHgمياط الثانوية العسكرية بقياس الضغط الجوي فوجده:قام طالب من مدرسة د(4)

احسب مقدار انخفاض مدينة الفيوم عن سطح البحر76.4cmمدرسة صالح سالم بقياس الضغط الجوي فوجده

2cmاذا كان الضغط الجوي باستخدام انبوبة بارومترية =(:5)م فما قيمة الضغط الجوي باستخدا76cmHgيساوي 2

3cmانبوبة مساحة مقطعها 2

ما عمق البحيرة اذا كان الضغط الكلي عند قاعها pa:اذا كان الضغط عند سطح ماء بحيرة هو الضغط الجوي(6)

3Pa-=1000علما ان كثافة الماءkg/m10m/sوعجلة = 3

10*1.013علما ان الضغط = 25

N/m2


71


االنبوبة ذات الشعبيتني

سائل باطن فى نقطة عند الضغط - الضغط نفس لها واحد افقى ىمستو فى تقع التى النقاط الفكرة

الماء باستخدام لسائل النسبية الكثافة تعيين - الوظيفة الكثافة معلوم أخر سائل باستخدام سائل كثافة تعيين -2

h القوانين1 ρ

1 = h

2 ρ

2

الشعبيتين ذات االنبوبة عمل شرح بمعلومية( زيت ) سائل كثافة تعيين يمكن كيف: س ( ماء) معه يمتزج ال اخر كثافة االنبوبة فى الماء من كمية نضيف – 1

7 الفرعين فى افقى الماءمستوى فيأخذ والزيت الماء بين فاصل سطح ناخذ -2 7 فيصبح

P1 = P

2

h1 ρ

1 g + P

a = h

2 ρ

2 g + P

a

h1 ρ

1 = h

2 ρ

2

ρ ويصبح2 =

h من كل بمعلومية 1

h و 2

ρ و 1

ρ الزيت كثافة تعيين يمكن 2

(الكثافة معلوم اخر سائل مع يمتزج سائل كثافة تعيين) الماء ستخدام با الكحول فة كثا تعيين يمكن كيف س ( والماء الكحول) ئلين السا مع يمتزج ال ئل ساب نستعين -1

7الزئبق وهو

احد فى الماء وليكن السائلين احد نضيف -2

فى يرتفع الزئبق فنجدان الفرعين

7 االخر الفرع

فى الكحول وليكن خراال ئل السا نضيف -3

سطح يهبط حتى الزئبق فيه ارتفع الذى الفرع

7 الفرعين فى افقى مستوى الزئبق خذ ويا ئبق الز

من وكل الزئبق بين صل فا سطح خذ نا -1

p ويصبح ئلين السا 1= p

2

h1 ρ

1g + p

a = h

2 ρ

2g + p

a

h1 ρ

1 = h

2 ρ

2

h1 ρ 1

h2

1 2

h 1 h2

ماء

ماء زيت

1 2

h 1 h2 ولكح

ماء

زئبق


71


h من كل بمعلومية 1

h و 2

ρ و 1

ρ الزيت كثافة تعيين يمكن 2

حاالت مسائل االنبوبة ذات الشعبيتني

القانون وطريقة احلل احلالة

h الفرعين فى السائل اتزان عند1 ρ

1 = h

2 ρ

2

السائل سطح وانخفض المقطع منتظمة االنبوبة كانت اذا

d بمقدار الفرعين احد فى ارتفاع ويكون d بمقدار االخر الفرع فى يرتفع فانة

الفاصل السطح فوق السائل

+ 2d = d= االنخفاض مقدار+ االرتفاع مقدار=

d

h1 ρ

1 =2 h

2 ρ

2

7 المرتفع السائل حجم= المنخفض السائل حجم فإن المقطع منتظمة غير االنبوبة كانت اذا المنخفض الجزء ارتفاع× االول الفرع مقطع مساحة المرتفع الجزء ارتفاع× الثانى الفرع مقطع مساحة=

A 1 ×h

1 =A

2 ×h

2

منتظمةالمقطع غير انبوبة منتظمةالمقطع غير نبوبة المقطع مساحة ضعف افرعيه احد مقطع مساحة بحيث

االخر

d بمقدار المتسع الفرع فى السائل انخفض فإذا االخر

2d بمقدار الضيق الفرع فى يرتفع فإنة

-

الفاصل السطح فوق السائل ارتفاع ويكون

3d = d= االنخفاض مقدار+ االرتفاع مقدار

+2d

h1 ρ

1 =3 h

2 ρ

2

فرعيها احد مساحة بحيث عالمقط منتظمة غير انبوبة - فى السائل انخفض فإذا االخر المقطع مساحة ضعف

بمقدار الواسع الفرع يرتفع فإنة d بمقدار الضيق الفرع

d 0.5

الفاصل السطح فوق السائل ارتفاع ويكون

d + d 0.5= االنخفاض مقدار+ االرتفاع مقدار=

= 1.5 d

ارتفاع الى الفاصل السطح فوق الماء ارتفاع بين النسبة النسبية كثافة تعيين الشعبتين ذات االنبوبة فى السطح نفس فوق السائل

=hسائل/hالماء

مسائل علي االنبوبة ذات الشعبيتني

فرعينال احد في الزيت صب منتصفها الي بالماء مملوء 30cm ارتفاعها المقطع منتظمة الشعبيتن ذات انبوبة(1)_

800kg/m3= الزيت كثافة كان اذا الفاصل السطح فوق الماء ارتفاع احسب حافته حتي

الرفعين في الماء سطحي بين االرتفاع فرق فكان الفرعين احد في زيت صب ماء بها u حرف شكل علي انبوبة-(2)

19 cm-800= الزيت كثافة كانت اذا الزيت ارتفاع اوجدKg/m3


72


زيت صب ثم الماء من مناسبة كمية وضع االخر الفرع امثال 3 فرعيها احد مقطع مساحة نشعبيت ذات انبوبة-(3)

الزيت ارتفاع اوجد 1cm بمقدار الماء سطح فانخفض المتسع الفرع في 600.8 النسبية كثافته

السائل في امثال مساحة الفرع االخر فان النسبة بين ارتفاع 3مساحة مقطع احد الفرعين u(:انبوبة علي شكل حرف4)

66666666666666666الفرعين

املانومرت

باطن فى نقطة عند الضغط - الضغط نفس لها واحد افقى مستوى فى تقع التى النقاط الفكرة سائل

محبوس غاز ضغط حساب الوظيفة

الزئبقي-المائي المانومتر انواع

حاالت املانومرت

االرتفاع قيمة ينالفرع ارتفاع القانون الحالة المتصل= الخال P=Pa جوي ضغط= غاز ضغط

بالستودع صفر

من اكبر الخال P=pa+h جوي ضغط< غاز ضغط بالمستودع المتصل

موجبة

غاز محبوس ضغطة

P 1 2

P a

h

غاز محبوس ضغطة

P

1 2

P a

h

اذا كان ضغط الغاز المحبوس اكبر من الضغط الجوى

اذا كان ضغط الغاز المحبوس اقل من الضغط الجوى

P=pa+h P=pa-h


73


المتصل من اقل الخال P=pa-h جوي ضغط> غاز ضغط بالمستودع

سالب

انواع املانومرت

املانومرت الزئبقي املانومرت املائي وجه املقارنة

الزئبق الماء المادة الترمومترية

فروق الضغوط الكبيرة فروق الضغوط الصغيرة حاالت استخدامه

التعليالت

السبب العلمي احلقيقة العلمية م

المانومتر عن المائي المانومتر يفضل 1 القليلة الضغوط فرق لقياس الزئبقي

يسطح ارتفاع بين الفرق فيكون الزئبق من اقل الماء كثافة نسبة وتقل قياسه يسهل واضحا المانومتر فرعي في الماء

القياس في الخطا

المانومتر عن الزئبقي المانومتر يفضل 2 االكبيرة الضغوط فرق لقياس المائي

سطحي ارتفاع بين الفرق فيكون الزئبق من اكبر الماء كثافة نسبة وتقل قياسه يسهل واضحا المانومتر فرعي في الزئبق القياس في الخطا

في يستخدم وال المانومتر في الماء يستخدم 3 البارومتر

في بينما الصغيرة االرتفاعات لقياس يستخدم المانومتر في النه 11 عن يزيد كبير وارتفاعة اقل كثافته الن يستخدم ال -البارومتر عمليا مستحيل وهذا االنبوبة لطول متر

وجه مقارنة

البارومرت املانومرت الشعبينتاالنبوبة ذات وجة مقارنه

شعيتيت ذات زجاجية انبوبة U حرف شكل علي انبوبة التركيب متصلة قصيرة احداهما معرضة واالخري بمستودع

الجوي للهواء

احد من مفتوحة متر طولها انبوة تنكس ثم بالزئبق تماما تمال طرفيها الزئبق به حوض في

في مختلفين اكثر او سائلين السائل كثافةال

الزئبق الماء او الزئبق

سائلين كثافة بين المقارنة االستخدام مختلفين

بمعلومية السائل كثافة تعين االخر السائل كثافة

ال لسائل النسبية كثافة تعين الماء مع يمتزج

محبوس غاز ضغط قياس الغاز ضغط بين فرق قياس

الجوي والضغط

المبني ارتفاع حساب الضغط حساب الهواء كثافة تعين

الجوي

واحد افقي مستوي في تقع التي النقاط جميع عند الضغط تساوي العلمية الفكرة


74


ميت يكون

مماسية المؤثرة القوة تكون صفر= الضغط يكون

جوي ضغط= غاز ضغط صفر= المانومتر في ارتفاع فرق

ارتفاعها يكون بحيث مائلة االنبوبة ان او سم 76 طولها يكون االنبوبة تورشيلي فراغ يختفي متي

اقل أو سم76 الراسى

الجوي للغالف معرض يكون عندما عظمي نهاية الضغط يكون متي

الجوي الضغط من اكبر محبوس غاز ضغط يكون المانومتر في موجب h ارتفاع

الجوي الضغط من اقل محبوس غاز ضغط يكون سالب h ارتفاع

صغيرة والجوي الغاز بين الضغوط وقفر المائي المانومتر نستخدم متي

كبيرة والجوي الغاز بين الضغوط فروق االزئبقي المانومتر نستخدم متي

ماذا حيدث

زيادة الضغط االنقباضي واالنبساطي عن 1126/86

اصابة بضغط الدم

ماذا يحدث لقراءة مانومتر عند وضع 2 المانومتر على قمة جبل

ك لنق الضغط الجوى حيث تزداد قراءة المانومتر وذل

p = Pa + h وضغط الغاز المحبوس ثابت

فا ن الزئبق يهبط ليصبح فى مستو افقى مع الزئبق فى الحوض ماذا يحدث عند ثقب البارومتر 3

ماذا يحدث لقراءة مانومتر عند استبدال 4 الزئبق فى المانومتر بالماء ولماذا؟

كثافة الماء اقل من كثافة الزئبق والكثافة تزداد قراءة المانومتر الن

تتناسب عكسيا مع االرتفاع اما ضغط الغاز المحبوس يظل ثابت .

يظل قيمة الضغط ثابته ويقل قيمة فراغ تورشيلي ماذا يحدث عند امالة انبوبة البارومتر 4

زيادة عمق غواصة تحت سطح الماء 6 بالنسبة للقوة المؤثرة علي قمرة الغواصة

تزداد القوة المؤثرة علي قمرة الغواصة بزيادة العمق

يقل ارتفاع الزئبق لقلة الضغط الجوي وضع البارومتر علي قمة الجبل 7

= P تزداد قراءة المانومتر وذلك لنق الضغط الجوى حيث وضع المانومتر علي قمة الجبل 8

Pa + h وضغط الغاز المحبوس ثابت

السائل في المانومتر بالنسبة نق كثافة 9الفرق بين سطحي السائل في فرعي

المانومتر

يزداد الفرق بين سطحي السائل في المانومتر


75


خد بالك

وفي حالة ضغط جوي اكبر تقل -hفي حالة ضغط غاز اكبر سوف تزداد قيمة -1لو تم نقل المانومتر الي قمة الجبل :

ضغط الغاز مع الضغط الجوي في حالة تساوي hولن تتغير قيمة -hقيمة

ما املقصود

نيوتن 6اي ان الضغط = نيوتن 4رق الضغط في اطار السيارة =ف 1

اعلي قيمة عندما ينقبض القلب واقل 126الضغط االنقباضي = 126/86ضغط الدم عند االنسان = 2 86الضغط عند انبساطه

بار 1.013الضغط الجوى عند سطح البحر = 3

د الهواء فوق وحدة المساحات من سطح البحر ان وزن عمو

0.76mوارتفاعة حتى قمة الغالف الجوى =

atm 5اى ان ضغط الغاز المحبوس = atm 4فرق ضغط غاز محبوس = 4

اى ان القوة المتوسطة المؤثرة عموديا على وحدة atm 3ضغط غاز محبوس = 4

نيوتن 105 × 3.013 المساحات من االطار =

120/80ضغط الدم لشخ = 6

اى ان النسبة بين الضغط االنقباضى الى الضغط االنبساطى 126/86لهذا الشخ =

المانومتر فرعى فى السائل ارتفاعى فرق تعنى المانومتر قرءاة - : ملحوظه

املسائل

تودع فكان سطح الزئبق فى الفترع الختال متنخفض : استخدم مانومتر زئبقى لقياس ضغط غاز داخل مس 98مصر :(1)

Paما قيمة ضغط الغاز المحبوس بوحدات البار علًما بأن cm 20 عن سطحه فى المتصل بالمستودع بمقدار

= 105 pascal

احستب قيمتة atm 0.03:مانومتر زئبقي يتصل بمستودع غتاز ضتغطه اكبتر متن الجتوي بمقتدار 2611مصر -(:2)

105سم/ز علما ان الضغط الجوي –بوحدات : بار : از ضغط غ

احسب الضغط الناشي عند توصيل مانومتر بغاز سطح الزئبق في الفرع الخال للمانومتر اعلي من الفرع المتصل -(:3)

3cmبالمستودع بمقدار


76


قاعدة باسكالاملكبس اهليدروليكي/

جدران والى السائل اجزاء جميع الى بتمامة ينتقل الضغط فإن اناء فى محبوس سائل على ضغط اثر اذا التعريف

7 لة الحاوى االناء

السبارات رفع مكبس-االسنان اطباء كراسي-السيارة فرامل – الهيدروليكى المكبس التطيبقات

امللخص

صغيرة قوة باستخدام كبيرة اثقال رفع الوظيفة

فقاعات على يحتوى ال سائل على تحتوى المقطع منتظمة غير شعبتين ذات الصلب من التركيب

باسكال قاعدة عمله فكرة

الكبير المكبس اسفل الضغط= الصغير المكبس اسفل الضغط االتزان حالة في القانون

P2

P1 =

المكبس على المؤثرة القوة الى الكبير المكبس على المؤثرة القوة بين النسبة هى االلية الفائدة

االلية الفائدة قانون

2 2 1

121

2

2

F A m r Ya m Yf r

مقارنة بني املكبس الصغري والكبري

املكبس الكبري املكبس الصغري وجه املقارنة

1:1 بينهما والنسبة متساويان الحجم-الشغل-الزمن-الضغط

F A

m2 r2

y1

f a

m1 r1

y2

f

a f Fa A

F

A

=


77


اكبر اصغر المساحة-القطر نصف

اقل اكبر السرعة-المسافة

اكبر اقل القوة

ما املقصود

القوة الي الكبير المكبس علي المتولدة القوة بين النسبة 466الفائدة االلية للمكبس الهيدروليكي = 511= الصغير المكبس علي المتولدة

01= الكبير الي الصغير المكبس علي الشغل بين النسبة %86كفاءة المكبس =

علل

وجه

مقار

نة

لسبب العلميا احلقيقة العلمية

الن السوائل غير قابلة النضغطاط تخضع السوائل لقانون باسكال 1

الن الغازات قابلة لالنضغطاط فستهلك جزء من ال باسكال تخضع الغازات لقانون 2الشغل المبذول علي وحدة الحجوم عند المكبس

الصغير ويقل الشغل وتقل كفاءة المكبس

اناء عند زيادة الضغط علي مكبس في 3 راسي مملوء بسائل ال يتحرك المكبس

الن السوائل غير قابلة النضغطاط

في المكبس الهيدروليكي تكون الفائدة 4 االلية اكبر من الواحد

الن الفائدة االلية تساوي مساحة المقع الكبير علي مساحة المقكع الصغير ومساحة المقطع الكبير

اكبر فتكون اكبر من الواحد

لمكبس الهيدروليكي رفع الثقال كبيرة يستطيع ا 4 بواسطه وضع اثقال صغيرة علي المكبس الصغير

الن ضغط علي المكبسين واحد ومساحة المكبس الكبير اكبر من الصغير مما يولد قوة علي المكبس

الكبير اكبر من الصغير

كبس الصغير يساوي الشغل الن الشغل المبذول علي الم ال يستخدم المكبس الهيدروليكي في نقل الطاقة 6 المبذول علي المكبس الكبير

يراعي ان يكون الزيت في المكبس الهيدروليكي 7 خالي من الفقاعات

حتي ينتقل الضغط بتمامه وال يستنفذ جزء منه في انقا حجم الفقاعات الغازية الن الغاز قابل لالنضغطاط

د قوي االحتكاك بين المكبس وجدار النبوبة وباالضافة لوجو %166ال تصل كفاءة المكبس الهيدروليكي الي 8الي وجود فقاعات غازية في السائل تستهلك شغال في تقليل

حجمها

الن الضغط يتنقل كما هو الي جميع اجزاء السائل كما هو بستخدم المكبس الهيدروليكي كمكبر للقوة 9والن مساحة المكبس الكبير اكبر من الصغير فتكون القوة

مكبس الكبير اكبر من الصغير فتتضاعف القوةال


78


1

6

سرعة المكبس الصغير اكبر من سرعة

المكبس الكبير .

الن المسافة التي يتحركها المكبس الصغير اقل من المكبس الكبير والزمن ثابت


المطلوب يعنى رفعها يمكن كتلة اكبر المطلوب كان اذا

المطلوب يعنى المكبس على بها التأثير الالزم القوة

يكون اتزان عدم حالة فى المكبس كان اذا( 2

f F h ga A

( . % 100 من اقل) % 80 مثالً المكبس كفاءة كانت اذا( 3

الشغل علي المكبس الكبير = فإن

2

1

Fyfy=

80100

الشغل علي المكبس الصغي

: فإن فرعين من اكثر لة المكبس كان اذا( 4

f Fa A

. رفعه المراد الجسم فوقهما الموضوع الفرعين عمقط مساحتى مجموع هى A يث

. المكبس كفاءة تكون ببعضهما متصالن مكبسان( 1 2X

السرعة االليةاو الفائدة مقلوب تساوي الصغير الي الكبير المكبس المسافة بين النسبة/6

املالحظات

. الصغير المكبس عند الشغل= الكبير المكبس عند الشغل الن الطاقة مضاعفة فى يستخدم ال المكبس-1

. الكبير المكبس يتحركها التى المسافةاكبر من الصغير المكبس يتحركها التى المسافة( 2

. الكبير المكبس سرعةاكبر من الصغير المكبس سرعة( 3

1:1 هي للمكبسين والشغل والحجم والزمن الضغط بين النسبة/4

الواحد من اكبر االلية الفائدة= الكبير الي الصغير المكبس بين والمسافة سرعةال بين النسبة/4

الواحد من اقل االلية الفائدة مقلوب= الصغير الي الكبير المكبس والمسافة السرعة بين النسبة/6

االلية الفائدة= قطريهما نصفي بين النسبة او الصغير الي الكبير المكبس مساحة بين النسبة/7

h


79


ئلمسا

-1: اوجتد m/s2 10= االرضتية الجاذبيتة عجلتة 800N عليته المتؤثرة والقتوة cm 10 قطتره الصغير مكبس(:1)

والكبير الصغير المكبس علي الواقع الضغط -2 الكبير المكبس بواسطه رفعها يمكن كتله اكبر

N 50 بقوة الصغير بسالمك تاثر لو كتلة اقصي احسب 4cm والكبير 2cm الصغير قطر هيدروليكي مكبس (:2)

طن 4 كتلتها سيارة لرفع القوة احسب 3:26 هي والصغير الكبير المكبس قطر بين النسبة كانت اذا-(:3)

هتي الصتغير المكتبس علتي والضتغط الصتغير المكتبس علي ضغط بين النسبة الهيدروليكي المكبس في: 89 االزهر-(:4)

N 5*104وزنها سيارة لرفع القوة تكون كم 1:24 هي رالصغي الكبير المكبس مساحة بين والنسبة 66666

266 االلية فائدته الصغير المكبس علي تؤثر قوة اقل هو فما طن 4 رفعة يمكن ثقل اقصي مائي مكبس-(:5)

الصتتغير المكتبسمستتافة ,و مربتع متتتر 0.1 مستتاحته Kg 2000 االستتطوانه كتلتة الهيتتدروليكي المكتبس فتي-(:6)

20cm 2مستاحتة الكبيتر المكتبس فوق ليتزن الصغير المكبس علي القوة احسب بالماء مملوء والمكبسm واحستب 2

2cm لمسافة تحرك لو والشغل االلية الفائدة

m/s 10= عجلة 24cm الكبير المكبس وقطر 200N المؤثرة والقوة 2cm قطره مكبس: 1994 مصر-(:7)

المكبسين علي الواقع الضغط -3 االلية الفائدة -2 الكبير المكبس بواسطه رفعها يمكن كتله اكبر: احسب

1000 كتلتهتتا ستتيارة رفتتع فتتامكن الصتتغير المكتتبس علتتي 4kg ثقتتل بوضتتع ستتيارة لرفتتع مكتتبس: 94 غتتزة(:8)

kg5 الكبير مساحةm2

المكتبس مستافة ان علمتت اذا الكبيتر المكتبس بهتا يتحترك التتي ومستافة الصتغير مستاحة اوجتد

250cm الصغير

المكبسين مساحة بين النسبة كانت اذا القدم قوة احسبب عجلة اليقاف نيوتن الف قوة الي تحتاج سيارة املفر-(:9)

3:100

الفصل الرابع : خواص املوائع املتحركة

السريان

المضطرب-الهادئ انواع السريان :


81


مقارنة بني السريان اهلادئ واملضطرب

ملضطربالسريان ا السريان اهلادئ وجة املقارنة

سريان المائع بسرعة صغيرةبحيث تنزلق طبقاته التعريفالمتجاورة في يسر ونعومةويتخذ كل جزء من السائل مساراً متصالً يسمي خط االنسياب

السريان ينتج من زيادة سرعة انسياب المائع عن حد معين ويتميز بوجود دوامات صغيرة مثل انحدار الماء من شالل او مكان عالي

ات نتيجة انتشار الغاز من حيز صغير لغاز إلي حيز كبير أو من ضغط عال إلي ضغط أقل

.فإن الغاز يتحرك حركة دوامية

ان تمالً السائل االنبوبة تماماً -1 الشروطان تكون سرعة السائل عند النقطه الواحدة في -2

االنبوبة ثابته ال تتغيير بمرور الزمن عدم -4ر دوار ال توجد دوامات والسريان غي 3

وجود قوي احتكاك بين طبقات السائل غير اللزجكمية السائل التي تدخل من الطرف نفسها كمية -4

السائل التي تخرج من االطرف االخراي معدل سريان السائل ثابت

/ن يوجد دوامات في سريان السائل1 /يادة سررة انسياب المائع عن حد معين2

خط االنسياب

قراهمي يوضح المسار الذي يتخذه اي جزء من السائل اثناء سريانه داخل النبوبة سرياًناً مستخط و التعريف

كثافة خطوط االنسياب

عدد خطوط االنسياب التي تمر عمودياً علي وحدة المساحات المحيطة بتلك النقطه

عدل االنسياب.خطوط تخيلية تتخذ مقياسا لكل من سرعة سريان السائل وم-2 ال تتقاطع .-1 خواصة

المماس ألي نقطة علي خط االنسياب يحدد اتجاه سرعة جزئ السائل اللحظية عند هذه النقطة.-3

تتزاحم خطوط االنسياب في السرعات الكبيرة وتتباعد في السرعات الصغيرة-4 /ال تتغيير خطوط االنسياب بتغيير المساحة بينما تتغيير كثافة الخطوط بتغيير المساحة4 اسب سرعة المائع عند اي نقطه طرديا داخل االنبوبة السريان مع كثافة خطوط االنسياب/تتن6

معدل االنسياب

كمية السائل المنسابة خالل مقطع من االنبوبة في زمن معين التعريف

السريان الكتلي -السريان الحجمي انواعة

مقارنة بني السريان احلجمي والسريان الكتلي

معدل السريان الكتلي معدل السريان الحجمي وجة المقارنة

حجم المائع المنساب خالل مساحة معينة التعريف في الثانية

كتلة المائع المنساب خالل مساحة معينة في الثانية


81


القانون

2V

VOLQ AV r vt

2V

mQm AV

t

r

وحدة قياس

M3

/s Kg/se

الكثافة-السرعة–المساحة السرعة-المساحة العوامل

معادلة االستمرارية

سرعة المائع عند أي نقطة في أنبوبة سريان هادئ تتناسب عكسيا مع مساحة المقطع عند تلك النقطة نص القانون:

االستنتاج :

vبفرض 1

Aسرعة المائع عند مساحة المقطع 1

vو 2

Aند المساحة سرعة المائع ع 2

: وحيث ان السريان هادىء فان 2

(Vol

= ) 1(V

ol)

وحيث ان 2

(Vol

) ،1(V

olA( حجم المائع المنساب خالل

1 ،A

2 فى نفس الزمن

∆X2

A2

=∆X1

A1

v t =∆Xولكن

v :بالتعويض 2 t A

2 =v

1 t A

1

A فيصبح 1v

1 = A

2v

2

مالحظات هامة

ستترعة االنستتياب تتناستتب عكستتيا متتع مستتاحة مقطتتع األنبوبتتة فتتاذا زادت مستتاحة المقطتتع التتى الضتتعف فتتان ستترعة -1

االنسياب تقل الى النصف .

نبوبتة التى الضتعف فتان سترعة سرعة االنسياب تتناسب عكسيا مع مربع نصف قطر األنبوبة فاذا زاد نصتف قطتر ا -2

المائع تقل الى الربع .

عدد خطوط االنسياب عند المقطع الواسع = عدد خطوط االنسياب عند المقطع الضيق -3

سرعة السائل عند المقطع الضيق اكبر من سرعة السائل عند المقطع الواسع -4

A1

A2

∆X2 ∆X1

V1 V2

v r

2 α =-

1


82


لتقليل سرعة الدم في الشعيرات مما يتيح سرعة /مساحة الشريان الرئيسي اقل من مجموعة مساحات مقاطع الشعيرات4

تبادل الغازات وامداد االنسجة بالدم واالكسجين

قانون بقاء الكتلة يؤدي إلي معادلة االستمرارية -7الكثافة /معدل السريان الحجمي = معدل السريان الكتلي 6

المتسع الي الحيز الضيق = الواحد عدد خطوط االنسياب في الحيز-8

التعليالت

السبب العلمي الحقيقة العلمية م

سرعة سريان الدم في الشعيرات الدموية اقل 1 كثيراًمن سرعته في الشريان الرئيسي

مجمتتوع مستتاحة مقتتاطع الشتتعيرات يكتتون اكبتتر متتن الشتتريان -الرئيسي فتكون سرعته اقل مما يتتيح الفرصتة لتبتادل الغتازات

وتزويد االنسجة بالمواد الغذائية

الن المماس لخط االنستياب عنتد اي نقطته يحتدد اتجتاة السترعة ال تتقاطع خطوط االنسياب 2اللحظية وال يمكن ان تكون للسرعة اللحظية اكثر من اتجاة في

النقطه الواحدة

سهولة تبادل الغازات وتزويد االنسجة بالمواد 3 ويةالغذائية في الشعيرات الدم

الن مجموعتتتة مستتتاحة مقتتتاطع الشتتتعيرات الدمويتتتة اكبتتتر متتتن مستتتاحة الشتتتريان الرئيستتتي ممتتتا يقلتتتل متتتن ستتترعة التتتدم فتتتي الشعيرات فيعطي الفرصة المداد وتبادل الغتازات فتي الشتعيرات

الدموية

خراطيم المطافئ مزودة بطرف معدني ضيق - 4 قطره اصغر من قطر الخرطوم

ماء الن السرعة تتناسب لتعمل علي زيادة سرعة تدفق ال عكسيا مع مساحة االنبوبة

في السريان الهادئ يكون معتدل انستياب الستائل - 4 ثابت عند اي مقطع

الن السائل غير قابل لالنضغطاط لذلك كمية السائل التي تدخل االنبوبة من احد طرفيها =كمية السائل التي تخرج من الطرف

الزمن6االخر في نفس

حتي يندفع الغاز منها بسرعة كبيرة في مواقد الغاز صغيرة فتحات الغاز- 6

تقل مساحة مقطع عمود الماء المنسابة من 7الخرطوم عندما توجه فوهته راسياً بينما تزيد مساحة مقطعه عندما توجه فوهته راسياً العلي

عندما توجيها السفل تكون في اتجاة الجاذبية فتزيد السرعة هها العلي ضد الجاذبيةوالعكس في حالة توجي

تتزاحم خطوط االنسياب في السريان الهادئ 8 للسائل عند السرعات الكبيرة والعكس

الن في السرعات الكبيرة يتزداد معتدل االنستياب اي يتزداد عتدد خطوط االنسياب المارة عمودياً خالل وحدة المستاحات فتتتزاحم

والعكس صحيح

وي عمودي حجم السائل المنساب خالل اي مست 9علي خطوط االنسياب في اي فترة زمنية يظل

ثابتا في السريان المستقر

الن السائل غير قابل لالنضغطاط

معدل االنسياب عند المقطع الضيق تساوى معدل 16 االنسياب عند المقطع الواسع

الن الستائل غيتر قابتتل لالنضتغاط لتذلك فتتان كميتة الستائل التتتى

يهتتا تستتاوى كميتتة الستتائل التتتى تتتدخل االنبوبتتة متتن احتتد طرف

. تخرج من الطرف االخر فى نفس الزمن


83



-فى مسائل الصنابير يكون الزمن الكلى الالزم لملىء خزان بواسطة عدة صنابير معا :-1

Qv3

+Qv2

+Qv1 =Q

v

: ولكن الحجم الالزم ملئه ثابت 1 2 3

1 1 11t t t t

Qاذا كان هناك ختزان يمتالء بواستطة صتنبور بمعتدل -2v1 وفتى نفتس الوقتت هنتاك صتنبور يفترغ بمعتدلQ

v2فتان

Qالمعدل الذى يمالء الخزان هو v2

- Qv1 =Q

v

mgd+1/2mvاقتي الوضع الحركة مقسوما علي الزمن =حساب قدرة المضخة = مجموع ط-32

/t

املسائل

4-10*1.5دقيقة اذا كانت سرعة سريانه لتر لكل 9:احسب مساحة فوهة انبوبة تضخ زيتاً بمعدل 96السودان -:(1)

ق واحستب كتلتة المتاء احستب معتدل التتدف 20m/sيستير فيهتا المتاء بسترعة cm 6انبوبة من المطتاط قطتره -(:2)

(101736kg- 5.652دقيقة 30المنساب في

وسرعة 0.4cmاذا كان نق الشريان الرئيسي 0.1cmشعيرة نق كل منها 100شريان رئيسي يتشعب الي -:(3)

(0.08m/secرعة الدم في الشعيرات )م/ث احسب س 0.5سريان الدم فيه

24cmه:انبوبة تغذي حقال بالماء مساحة مقطع 1992مصر -(:4)2

تنتهي 10m/sينساب منها الماء بسرعة

(40m/sكم تكون سرعة انسياب الماء من كل ثقب ) 2مم1ثقب مساحة فوهة كل منها 100

اذا كان نق عند نهايتها 0.2m/sوسرعة سريانها 1.5cm:انبوبة مياة تدخل منزل نق 1993مصر -:(5)

0.5cm: حجم الماء المنساب في الدقيقة-2سرعة الماء عند نهايتها – 1احسب

10cmدور ثاني :يتدفق الماء من انبوبة افقية مساحة مقطعها 2667االزهر -(:6)0.002mبمعدل 2

3

/s تكون

66666الماء خالل االنبوبة = سرعة

اذا كانت سرعة الماء داخل االنبوبة 2.5cmوتنتهي باختناق 10cm:انبوبة قطرها 98مصر (:7)

1m/sec احسب سرعة الماء عند االختناق ثم اوجد كتلة المنساب في كل دقيقة خالل اي مقطع كثافة الماء

=1000Kg/m3

وتفرغة في الهواء علي 4cmلتر /دقيقة خالل انبوبة قطرها 6666من بحيرة بمعدل مضخة ترفع الماء عذب -(:8)

قدرة المضخة-2سرعة انسياب الماء عند خروجه -1متر فوق سطح الماء احسب : 24ارتفاع

:في الشكل المقابل2662مصر -(:9)

Vol

t2

Vol

t1

Vol

t3

Vol

t + + =

أ

ج ب

د


84


2m/sوسرعة دخول الماء = 30cmاذا علمت ان نق عند أ =

20cmو نق ب = 3m/sوعند ه = 4m/sوسرعة انسياب عند ج=

المعدل الحجمي لدخول الماء عند أ-1احسب : 5cmونق ه = 10cmود= 15cmوج=

سرعة انسياب عند ب ود-2

يقة ثم احسب كمية الماء التي تسري خاللها في الدق5m/sبسرعةcm 2يسري الجازولين خالل انبوبة قطرها:(11)

(0.942m3-212.31mimبالجازولين )20m3احسب الزمن الالزم لكي يمتلئ خزان سعته

من قطر االنبوبة االصلية وكانت السرعة 1/16انبوبة يسير فيها الماء يتفرع الي عدد من االنابيب قطر كل منها :(11)

(46النابيب )في اي منهم ضعف السرعة في االنبوبة االصلية كم يكون عدد ا

من الشعيرة 1/4شعيرة قطر كل شعيرة 100يتشعب الي 0.045m/sشريان رئيسي يتدفق فيه الدم بسرعة:(12)

االصلية احسب سرعة الدم في كل شعيرة

ثالثة حنفيات تمال حوض واحد تمال الحوض االول في ربع ساعة والثانية تمالً نفس الحوض في نصف الساعة-(:13)

والثالثة في ساعة واحدة اذا فتحت معاً كم يكون الزمن حتي تمتلئ الحوض

م/ث يتشعب الي عدةشعيرات 0.4سم وسرعة سريان الدم 0.5:شريان رئيسي نصف قطره 2664مصر -:(14)

(16احسب عدد الشعيرات ) 0.25m/sسم وسرعة سريان الدم في كل شعيرة 0.2دمويةنصف قطره

سم 0.2م/الدقيقة نق فوهتها 180سم بسرعة 102:يمر الماء خالل انبوبة من المطاط قطرها 89*االزهر -:(15)

م/الدقيقة فما هو سرعة خروج الماء منها180بسرعة

اللزوجة

جتارب وامثلة علي اللزوجةأن سترعة انستياب عند صب حجمين متساويين من الماء والجلسرين في قمعين متمتاثلين وقيتاس سترعة االنستياب نجتد-

الماء تكون أكبر منها للجلسرين.

اذا كان لدينا كأسان متماثالن يحويان حجمين متساويين من الماء والعسل نالحظ أنه عند تقليب كل من السائلين بساق -2

،كمتا زجاجيــــة نجد أن حركة الساق في الماء تكون أستهل ،وهتذا يعنتي أن مقاومتة المتاء لحركتة الستاق أقتل متن العستل

يستمر الماء في الحركة لمدة أطول بعد رفع الساق.

عند إسقاط كرتين معدنيتين متماثلتين كل منهما علي حدة في مخبارين متماثلين بهما حجمان متساويان من الماء -3

وهتذا يعنتي والجلسرين ،وحساب الزمن الذي تستغرقه كل منهما للوصول للقاع .نجد أن الزمن في حالة الماء يكون أقتل ،

.أن الجلسرين يقاوم حركة الكرة خالله أكبر من الماء

االستنتاج:

بعض السوائل كالماء و الكحول قابليتها لالنسياب كبيرة ،بينمتا مقاومتهتا لحركتة األجستام فيهتا صتغيرة ،ألن لزوجتهتا )أ(

متها لحركة الجسام فيها كبيرة ،ألن صغيرة.)ب( بعض السوائل كالعسل و الجلسرين قابليتها لالنسياب صغيرة، بينما مقاو

لزوجتها كبيرة.


85


تفسري خاصية اللزوجة

أ( وجود قوي احتكاك بين طبقة السائل المالمستة للتوح الستفلي ،وستببها قتوي االلتصتاق بتين الستطح الصتلب ،وجزيئتات

السائل الالصقة لها فتعوق انزالقها فتبدو هذه الطبقة ساكنة.

حتكاك بين كل طبقتين متجاورتين للسائل تعوق انزالقهتا فتوق بعضتها ،وهتذا يعمتل علتي )ب( وجود قوي شبيهة بقوي اال

وجود الفرق النسبي في السرعة بين كل طبقتين متجاورتين يسمي هذا النوع من الستريان، الستريان الطبقتي أو الستريان

اللزج.

( مماستية Fنته البتد متن التتأثير عليته بقتوة)لكي نجعل اللوح المتحرك يبقي متحركا بسرعة ثابتة ،وجتد عمليتا أ ملحوظة

لطبقة السائل

القوة تتوقف علي العوامل التالية: معامل اللزوجة

عند ثبوت باقي العوامل . A α Fحيث ِ (Aمساحة اللوح المتحرك ))أ(

(Vفرق السرعة بين الطبقتين ))ب(

V α F .عند ثبوت باقي العوامل

dلعمودي بين الطبقتين البعد ا)ج(

عند ثبوت باقي العوامل.

من العالقات السابقة

الضغط الناشى عن قوة اللزوجة على طبقة السائل = صفر الن قوة اللزوجة دائما مماسية لطبقة السائل -: ملحوظة

( η) معامل اللزوجة لمائـــــع:

قوة المماسية المؤثرة علي وحدة المساحات بحيث ينتج هوال

عنها فرق في السرعة مقداره الوحدة بين طبقتين من السائل

المسافة العمودية بينهما الوحدة

التعاريفات

الخاصية تسبب في وجود مقاومة ا احتكاك بين طبقات السائل بحيث تعوق خاصية اللزوجة انزالقها بعضها فوق البعض

القوة المماسية المؤثرة علي وحدة المساحات المحيطة بتلك النقطه وينتج عنها اللزوجة معاملفرق في السرعة مقداره الوحدة بين طبقتين من السائل المسافة العمودية بينهما

الوحدة الوحدة

القوة المماسية بين طبقتين من سائل اثناء حركته قوة اللزوجة

F

d α

A V F

d =

η A V

η

A V =

F d

V

F

d

A

F

d α =-

1


86


النسبة بين سرعة طبقة السائل وبعدها عن الطبقة الساكنة هو منحدر السرعة عند اي طبقة

m3/sec وحدة قياس معدل السريان الحجمي

Kg /sec وحدة قباس معدل السريان الكتلي

=باسكال ثانية =N.S/m2=Kg/m.s وحدة قياس معامل اللزوجة

تطبيقات علي خاصية اللزوجة

اوال : الزيوت والتشحيم

ية الحرارة المتولدة نتيجة احتكاك أجزاء اآللة ببعضها/تقليل كم1 الفائدة

/حماية أجزاء اآللة من التآكل.2

شروط اختيتار متواد

التشحيم

/مواد ذات لزوجة عالية مثل الماء1

/ لها قدرة علي االلتصاق بأجزاء اآللة.فال تنساب بعيدا عن أجزاء اآللة2

ليالزيوت التشحيم ورلمان الب امثلة مواد التشحيم

ة والسياراتكسرعة االجسام المتحر

السرعات الكبيرة السرعات الصغيرة وجه المقارنة

تتناسب طرديا مع مربع سرعة السيارة تنناسب طردي مع سرعة السيارة مقاومة الهواء

زيادة استهالك الوقود ال تستهلك الوقود كثيراً استهالك الوقود

يف الطب لقياس سرعة الرتسيب

السرعة النهائية لسقوط كرات الدم الحمراء فى بالزما الدمهى رتسيبسرعة ال

لمعرفة إذا كان حجم كرات الدم الحمراء طبيعيا أو غير طبيعي اهمية سرعة الرتسيب

هتتو أن الستترعة النهائيتتة التتتي تكتستتبها كـــتتـرات التتدم الحمتتراء عنتتد ستتقوطها ختتالل االساس العلمي

د بزيادة حجمها ،حيث من المعلوم أنته عنتد ستقوط كترة البالزما نتيجة لزوجتها تزدا

وزنها ألسفل . -1 فإنها تتأثر بثالث قوى،هى:سوطا حرا رأسيا في سائل

قوة االحتكاك بينها وبين السائل ألعلي نتيجة -3 قوة دفع السائل لها إلي أعلي.-2

ية تزداد لزوجة السائل وبحساب محصلة القوي وجد أنها تتحرك بسرعة نهائ


87


بزيادة نصف قطرها

املعدل الطبيعي لسرعة

الرتسيب

بعتتد 30m mبعتتد ستتاعة 15m mستترعة الترستتيب لتتدم اإلنستتان

ساعتين

مقارنة بني احلمي الروماتيزمية واالنيميبا

االنيميبا احلمي الروماتيزمية والنقرس وجه املقارنة

حجم كرات الدم

الحمراء

م الحمراء فيزيد تتالصق كرات الد

حجمها ونصف قطرها

تتكسر كرات الدم الحمراء أي يقل حجمها ونصف

قطرها

تقل تزداد سرعة الترسيب


في المطر يبدا بسرعة متزايدة ثم سرعة منتظمة لوجود قوي االختكاك تنشا من اللزوجة /1

اوي صفر وتكون العجلة تساوي صفرتجعل قوة الوزن تتعادل مع قوة دفع فتجعل القوة المحصلة تس

التعليالت


الضغط الناتج من لزوجه العناصر واحتكاك بين 1 طبقات السائل =صفر

النه يعتبر قوة مماسية

توجد االعشاب ونبات ورد النيل عند ضفتي - 2 النيل وال توجد في وسط المجر

ما يمكن في وسط النهر حيق الن سرعة ماء النهر تكون اكبر تقل قوي االحتكاك التي تعوق الماء عن االنسياب

النه يتولد بين طبقات السائل قوي تشبة االحتكاك تعوق قابلية بعض السوائل لزوجتها كبيرة- 3 السائل لالنسياب وقدرته علي الحركة

استخدام الزيوت عالية اللزوجة في تشحيم - 4 االالت المعدنية االزاء المتحركة من

حتي يظل ملتصتقاً بتاجزاء االلتة وبتذلك يقلتل متن االحتكتاك بتين االجزاء الحديدية فيطول من عمر االلة

يجتتب علتتي الستتائق عتتدم زيتتادة ستترعة الستتيارة 4 عن حد معين

الن زيادة سرعة السيارة عن حد معين تكون مقاومة الهواءادة استتتهالك تزيتتد متتن مربتتع ستترعة الستتيارةمما يتتؤدي التتي زيتت

الوقود

اختبار سرعة الترسيب الدم يساعد الطبيب علي 6 معرفة بعض االمراض

الن السرعة النهائية لسقوط كرات الدم الحمراء تتناسب طردياً مع مربع نق في حالة زيادة نق عن حد معين تعني مر النقرس او الروماتيزم في نق نق عن حد معين اصابة


88


االنيميبا

ريان الهتادئ يكتون معتدل انستياب الستائل في الس 7 ثابت عند اي مقطع

الن السائل غير قابل لالنضغطاط لذلك كمية السائل التي تدخل االنبوبة من احد طرفيها =كمية السائل التي تخرج من الطرف

االخر في نفس الزمن

تقل كمية تحرك جسم صلب عند تحركه في - 8 المائع

ي مقاومتتة حركتتة الجستتم فتقتتل بستتبب لزوجتتة المتتائع تعمتتل علتت سرعته وكمية تحركه

قرب الشؤاطي تزداد قوي االحتكاك التي تعوق الماء عن تقل سرعة االمواج كلما اقتربنا من الشواطئ - 9االنسياب وتقل فرصة اقتالع هذة النباتات بواسطه تيارات

الماء المنسابة

يشعر سكان االدوار العليا بسرعة الرياح اكثر - 16 ن االدوار السفليم

الن االدوار العليا بعيدة بعيدة عن طبقة االرض الطبقتة الستاكنة فتزداد سرعة الهواء كلما ابتعدنا عن االرض

ضعف قوة التصاقه باألجزاء -2لزوجته صغيرة. -1 ال يصلح الماء في تشحيم االالت المعدنية - 11 المعدنية فينساب بعيدا عن اجزاء اآللة

لتكسير كرات الدم الحمراء يقل نق وحجمها فتقل سرعة سرعة الترسيب في مرض االنيميبا تقل- 12 الترسيب

لزيادة التصاق كرات الدم الحمراء فيزداد الحجم ونق تزداد سرعة الترسيب في مرض االنيميبا - 13 فتزداد سرعة الترسيب

14 - ُ بة العمودية لها تساوي الصفرالنها قوة مماسية المرك قوة االحتكاك ال تسبب ضغطاً

فتتي فصتتل الصتتيف نستتتخدم زيتتوت ذات لزوجتتة - 14 عاليةعكس الشتاء

الن درجة عالية عالية تقلل من لزوجة المواد عكس التبريد

بسبب مقاومة الهواء تقل كمية تحرك الكرة في الهواء - 16

تتتتتوهج النيتتتازك عنتتتد دخولهتتتا الغتتتالف الجتتتوي - 17 نهالألرض ،واقترابها م

سرعتها تزيد باقترابها من األرض فتزيد المقاومة الناتجة عن

لزوجتة الهتواء حيتتث تتناستب متع مربتتع السترعة ،فتزيتد كميتتة

الحرارة المتولدة نتيجة االحتكاك فتتوهج.

بسستتب لزوجتتة المتتاء ألن ستترعة حركتتة طبقتتات المتتاء تتتزداد يصعب السباحة فى وسط النهر ضد التيار - 18

نا عن الطبقة الساكنة المالمستة لجتدار النهتر لتذلككلما ابتعد

فى الوسط أكبر ما يمكن كون سرعة الماء ت

يستخدم الباراشوت للقفز من الطائرة. - 19

للعمل على انتظام سرعة الهبوط لألرض وذلك ألنه عندما عليه فتزداد يهبط يكون وزنه أكبر من قوة دفع الهواء

سرعته تزداد قوة مقاومة الهواء سرعته وعندما تزدادهبوطه وفى هذه لحركته )اللزوجة( فتقل سرعة

وزنه مع مجموع قوتى دفع الهواء واللزوجة. الحالة يتساوى

ن ألنه فى السرعات العالية تتناسب مقاومة الهواء والناشئة ععندما يشتد الهواء يلجأ الستائق التذكى إلبطتال - 26لزوجته طرديا مع مربع سرعة السيارة مما يؤدى الى زيادة


89


استهالك الوقود للتغلب على مقاومة الهواء الكبيرة موتور السيارة.

تنتتتتتظم ستتتترعة هبتتتتوط قطتتتترات المطتتتتر قبتتتتل - 21

وصولها لسطح األرض

ألنها عندما تهبط يكون وزنها أكبر من قوة دفع الهواء عليها تزدادقوة فتزداد سرعتها وعندما تزداد سرعتها

مقاومة الهواء لحركتها )اللزوجة( فتقل سرعة هبوطها وفى مجموع قوتى دفع هذه الحالة يتساوى وزنها مع

الهواء واللزوجة

القوانني والعوامل

القانون العوامل كمية

معامل اللزوجة )طردي(-1 قوة اللزوجة مساحة الطبقة المتحركة )طردي (-2المستتافة العموديتتة -4طتتردي (+لفتترق الستترعة )3

)عكسية (

AV

Fd

درجة الحرارة -2نوع السائل -1 معامل اللزوجة Fd

AV

الشروط

ان تكون سرعة السائل عند النقطه الواحدة -2ان تمالً السائل االنبوبة تماماً -1 السريان الهادي 1ال توجد دوامات والسريان غير 3 تتغيير بمرور الزمن في االنبوبة ثابته ال

كمية السائل -4عدم وجود قوي احتكاك بين طبقات السائل غير اللزج -4دوار التي تدخل من الطرف نفسها كمية السائل التي تخرج من االطرف االخراي

معدل سريان السائل ثابت

سرعة الترسيب الدم قليلة-2 1646ن ان يكون كثافة الدم اقل م-1 االصابة باالنيميبا 2

االصابة بالحمي الروماتيزمية او 3 النقرس

عندما تكون سرعة النهاية لكرات الدم الحمراء كبيرة لزيادة تالصقها وزيادة نق

ان يوجد دوامات في سريان السائل وزيادة سرعة انسياب المائع عن حد معين السريان المضرب 4

السريان السريان الطبقي او 4 اللزج

وجود قوي تشبة االحتكاك بين طبقات السائل تعوق انزالقها بعضها فوق البعض

ما املقصود

2م 1نيتتوتن تتتؤثر علتتي طبقتتة متتن الستتائل مستتاحنه 60662القتتوة الماستتية= كجم /م .ث 60662معامل الزوجة=م/ث وبينهتا وبتين طبقتة تبعتد عنهتا مستافة 1وسنتح عنهتا فترق فتي السترعة

متر 1 عمودية

ستتتتتتتتترعة ترستتتتتتتتتيب التتتتتتتتتدم الطبيعتتتتتتتتتي مم/ساعة14=

مم/ساعة14السرعة النهائية لسقوط كرات الدم الحمراء خالل بالزما الدم=


91


ماذا حيدث

تتتزداد مقاومتتة الهتتواء وتتناستتب طرديتتاً متتع مربتتع زيادة سرعة السيارة عن حدد معين 1 السرعة ويزداد استهالك الوقود

ب مرض النقرس او الحمي الروماتيزميةيصا سرعة الترسيب كبيرة 2

يصاب مرض االنيميبا سرعة الترسيب صغيرة 3

يصبح سريان مضطرب زيادة سرعة سريان المائع عن حد معين 4

انتهاء شريان الرئيسي بعدد كبير من الشعيرات الدموية 5 مجموع مساحة مقطعها اكبر من مساحة المقطع الرئيسي

الن مجمتتوع مستتاحتها تقتتل ستترعة التتدم فتتي مقاطتته اكبتتتر ممتتتا يتتتتيح فرصتتتتة لتبتتتادل الغتتتازات وتزويتتتتد

االنسجة باالكسجين

تزداد سرعة السريان ضيق نهاية انبوبة السريان بالنسبة لسرعة سريان السائل 6

تقل كمية تحركه زيادة لزوجة مائع بالنسبة لجسم صلب يتحرك داخله 7

ف وثبات زيادة مساحة لوح يتحرك في سائل الي الضع 8 السرعةالحركة بالنسبة القوة الالزمة لتحريك اللوح

تزداد القوة المماسية الي الضعف

يزيد التصاقة بالجسم الصلب وتزداد لزوجته نخفاض درجة حرارة سائل بالنسبة للزوجة السائل 9


مواد ذات لزوجة عالية تزييت وتشحيم االالت المعدنية

سرعة الترسيب

الفكرة : اللزوجة : تتناسب سرعة النهائية لسقوط كرات الدم خالل سائل البالزما مع نق

مالحظات

N.S/m وحدة قياس معامل اللزوجة -1:J.S/mاو 2

kg mاو Pa . s او 3-1

s-1

وحدة قياس المساحة = وحدة قياس القوة× وحدة قياس الضغط -2

قياس الزمن = وحدة قياس معامل اللزوجة وحدة× وحدة قياس الضغط

وحدة قياس الحجم = وحدة قياس الطاقة× وحدة قياس الضغط

مالحظات لحل المسائل :عند وجود طبقة سائل بين طبقتين

من السائل فان الطبقة الوسطى تتاثر عند تحركها

-بقوة لزوجة الطبقة العلوية وقوة لزوجة الطبقة السفلية حيث :

1AV

Fd

2 -القوة االولي

AVF

d

القوة الثانية

وتصبح القوة الكلية المؤثرة على الطبقة الوسطى

FT = F

1 + F

2

d2

d1

v A


91


-وعند حساب القوة الالزمة الدارة االسطوانه الداخلية فان: ى بها سائل لزجعند ادارة اسطوانة داخل اسطوانه اخر -ب مساحة طبقة السائل المتحركة والتى تتاثر باللزوجة = مساحة االسطوانة التى يتم تحريكها )الداخلية ( -1

π r h 2ارتفاع االسطوانه =× = مساحة القاعدة )مساحة الدائرة(

عد بين الطبقة الساكنة )المالصقة للجدار الداخلى لالسطوانه الخارجية( والطبقة المتحركة )المالصقة للطبقة الب -2 نصف قطر االسطوانة الداخلية -الخارجية من االسطوانة الداخلية ( = نصف قطر االسطوانه الخارجية

دها عن الطبقة الساكنةهو النسبة بين سرعة طبقة السائل وبع v/d=F/AV/D/منحدر السرعة3

الرسومات البيانية

ا

η الميل : η v/d الميل هو : QVلميل هو :

v/A

شخ

AV/Dالميل هو η v/Aالميل هو

مسائل

مم 2عزولة عن صفيحة اخري كبيرة بطبقة من السائل سمكها 0.001احتها : صفيحة مستوية مس 2661االزهر :(1)

سم احسب معامل الللزوجة 12.5نيوتن علي الصفيحة االولي فتحركت بسرعة. 2.5اذا اثرت قوة

معامل اللزوجة

موضوعه بين لوحين مستوين وافقين ومتوزازين اذا كان 8cm:طبقة من السائل لزج سمكها 2668مصر -(:2)

م/ث 2بسرعة 2م 0.5القوة الالزمة لتحريك لوح رقيق مساحته -1كجم. /م.ثانية اوجد : 0.8معامل اللزوجة

الضغط الناشئ عن هذة القوة المؤثرة علي اللوح الرقيق---2cm-2وموازياً للمستوين ويبعد عن احدهما مسافة

لساء مغطاة بطبقة الجلسرين قوة علي ارضية م 4m/sتتحرك بسرعة cm 40وعرضها 2mصفيحة طولها (:3)

/ث احسب سمك طبقة الجلسرين6كجم.م 2.5نيوتن ومعامل اللزوجة 200اللزوجة

v

1/A A

F

v

F

1/d

F

η

F

V

A


92


سم ومعامل 0.1موضوع علي سطح مستوي ويفصلها غشاء زيتي سمكه 2م 0.1لوح مستوي مساحته -(:4)

مم/ثانية اذا كان سمك 1بسرعة ثابته احسب القوة اللزم لجعل اللوح ينزلق علي السطح 2نيوتن .ثانية/م1.5لزوجته

سم 20الزيت بينهما

القانون العام للغازاتامس :الفصل اخل

احلركة الرباونية

االسكتنلندي براون مكتشف الحركة

الحركة العشوائية والمستمرة التى تتحرك بها جزيئات الغاز التعريف

تتحرك جزيئات الغاز حركة -ت الغازاتدرس براون حبوب لقاح وتم تفسيرها علي جزئيا الشرح الحركة عشوائية دائمة بسرعات مختلفة وفى جميع االتجاهات.

فى لحظة معينة يكون عدد التصادمات مع احد جوانب جزىء الغاز اكبر من عدد التصادمات مع الجانب المقابل فيتحرك جزىء الغاز فى اتجاه معين لمسافة قصيرة .

شرح التجربة

ادراك وجود مسافات بينية لجزيئات الغاز التجربةالهدف من

ننكس مخبارا مليئا بغاز النشادر فوق اخر مملوء بغاز كلوريد الهيدروجين . الخطوات

تكون سحابة بيضاء من كلوريد االمونيوم تنمو وتنتشر حتى تمالء المخبارين المشاهدة

رة نسبيا تعرف المسافات الجزيئية.توجد بين جزيئات الغاز مسافات فاصلة كبي االستنتاج

غاز نشادر

ورقة

غاز كلوريد هيدروجين

A

انتشار سحب بيضاء من

كلوريد تسحب االمونيوم

الورقة

B

سحب بيضاء من كلوريد

االمونيوم تمال المخبارين

C


93


تنتشر جزيئات غاز كلوريد الهيدروجين الى اعلى رغم كونه اكبر كثافة متخلله المسافات - التفسير

الجزيئية لغاز النشادر متحدة مع جزيئات غاز النشادر مكونه جزيئات كلوريد االمونيوم التى تنتشر وتمالء المخبار العلوى

ز النشادر الى اسفل رغم كونه اقل كثافة متخلله المسافات الجزيئية لغاز تنتشر جزيئات غا -2كلوريد الهيدروجين وتتحد مع جزيئات كلوريد الهيدروجين مكونه جزيئات كلوريد االمونيوم التى

تنتشر وتمالء المخبار السفلى .

علل


ئع وال تحدث في المواد تحدث الحركة البراونية في الموا - 1 الصلبة

الن المادة الصلبة حركتها تذبذبية بينما الموائع تتحرك حركة عشوائية

لوجود المسافات البينية بين جزئياتها الغازات قابلة لالنضغاط- 2

ال تظهر صعوبة فى تجارب قياس التمدد الحرارى فى - 3 حالة الجوامد والسوائل

رة جدا لذا يمكن اهمالها .الن قابليتها لالنضغاط صغي

تجارب قياس التمدد الحرارى لغاز معقدة - 4

الن حجم الغاز يمكن ان يتغير بتغير كل من الضغط او درجة الحرارة او كليهما .

قوانني العامة للغازات

اوال قانون بويل

ثبوت درجة الحرارة .يتاسب حجم كمية معينه من غاز تناسبا عكسيا مع ضغطه عند ن القانون عند ثبوت درجة الحرارة يكون حاصل ضرب حجم كمية معينه من غاز فى ضغطها مقدارا ثابتا او

الصيغة الرياضية

p

Vol T

بويل

شارل

جولي


94


1( ) ( )

1 1 2 2( )1 2

2 ( )1

V PV Const P V P VOL OL ol olP

VolPP V

OL

جتربة بويل

-يجب ان تكون العوامل االتية ثابتة : االحتياطات

Pالضغط الجوى – Tدرجة الحرارة a mكتلة الغاز –

يوجد قيمة معينه للضغط يبدأ بعدها ظهور انحناء فى الخط المستقيم تدل على عدم خضوع الغاز -2 لقانون بويل

الى اعلى والى اسفل حتى يصبح سطح الزئبق فى االنبوبة Bونحرك االنبوبة Aنفتح صنبور االنبوبة اخلطوات

A النبوبتين فى مستوى افقى واحد الن االنبوبتين عند منتصفها تقريبا فيكون سطحا الزئبق فى ا

V)نغلق الصنبور ونقيس حجم الهواء المحبوس وليكن -2مفتوحتان. ol) 1

Pوضغطه 1

حيث

Pa

=P1

حيث يتم تعيين الضغط الجوى فى بداية التجربة باستخدام البارومتر. -

V) نقيس حجم الهواء المحبوس الى اعلى مسافة مناسبة وعندئذ Bنحرك االنبوبة -3ol) 2

ونقيس

hفرق ارتفاع الزئبق فى الفرعين وليكن hويصبح ضغط الهواء المحبوس 1

1 +P

a =P

2 .

V)نكرر الخطوة السابقة مرة اخرى على االقل ونعين -4ol) 3

Pو 3

بنفس الكيفية .

V) ئذ نقيس حجم الهواء المحبوس الى اسفل مسافة مناسبة وعند Bنحرك االنبوبة -4ol) 4

ونقيس

hفرق ارتفاع الزئبق فى الفرعين وليكن hويصبح ضغط الهواء المحبوس 2

2 - P

a =P

2 .

V)نكرر الخطوة السابقة مرة اخرى على االقل ونعين -6ol) 5

Pو 5

بنفس الكيفية .

يانية بين الحجم على المحور الراسى عالقة ب-ندون النتائج فى جدول ثم نرسم -7 ومقلوب الضغط على المحور االفقى .

فنحصل على خط مستقيم يمر امتداده بنقطة االصل حيث ميل الخط المستقيم = مقدار ثابت

Const = P Vol

=1 / p Slope = Vol

-------------------------------------

B A

1(Vol) ------------------------------------

2(Vol) A

B

h

A

B ------------------------------------

h 4(Vol)

(1) (2) (3)

mكتلة الغاز – Paالضغط الجوى – Tدرجة الحرارة -الثوابت اثناء التجربة :


95


ن قانون بويل فى حالة الضغوط العالية في الشكل االول : يمكن للغاز ان يشذ عحيث تتقارب الجزيئات جدا من بعضها ويبدأ الغاز فى التحول من الحالة الغازية الى الحالة السائلة وقد يتحول الى الحالة

وحينئذ ال تنطبق قوانين الغازات .- الصلبة االنحناء تدل على بداية عدم خضوع الغاز لقانون المدى الذى يخضع فيه الغاز لقانون بويل هو الخط المستقيم وبداية-2

بويل.

ارشادات حلل مسائل قانون بويل

-: تعنى غاز فى معدل الضغط ودرجة الحرارة وتعنى ان P .T .Sغاز فى -

سم زئبق 76كلفن او صفر سلزيوس وضغط الغاز = 273درجة حرارة الغاز =

لتر 22.4وحجم المول من الغاز=

-: فى حالة خلط عدة غازات فى اناء واحد فان -2 حجم كل غاز على حدة = حجم االناء الذى يتم فيه الخلط

P = Pالضغط الكلى للخليط = مجموع الضغوط الجزءية لكل غاز اى 1

+ P2 + P

3

P3 (V

ol) 3

+P2 (V

ol) 2

+ P1 (V

ol) 1

= P (Vol)

للخليط

Pبعد الخلط 2 (V

ol) 2

+ P1 (V

ol) 1

= P2 (V

ol) 2

+ P1 (V

ol) 1

قبل الخلط

عند وضع بالون به هواء حجمه -31

)ol

(V داخل صندوق حجمه

)ol

(V ثم اغالق الصندوق

-: وعند انفجار البالون فانه -ن والغار خارج البالون والذى يوجد داخل الصندوق ويصبح :يحدث خلط بين الغاز داخل البالو

V)حجم الصندوق = ol)

للخليط

(Vol) 1

- (Vol) =(V

ol) 2

للهواء خارج البالون والموجود فى الصندوق

Pa

=2 P للهواء خارج البالون والموجود فى الصندوق

-فى مسائل الفقاعة : -4

عندما ترتفع الفقاعة من اسفل الماء الى اعلى حتى تصبح تحت سطح الماء مباشرة فان حجم الفقاعة يزداد الن الضغط -الواقع على الفقاعة يقل طبقا لقانون بويل ويصبح:

hg +Pa =P

2 Pداخل الماء

a =P

1 عند سطح الماء

r3 4/3حجم الفقاعة = حجم الكرة = ة انمع مالحظ

-عند تنكسيها وغمرها فى الماء : Aعند حساب ارتفاع الماء الذى يدخل اسطوانه مساحة مقطعها -4

Pa =P

1V)-قبل غمر االسطوانه فى الماء

ol) 1

قبل غمر االسطوانه فى الماء

hg +Pa =P

2V)-قبل غمر االسطوانه فى الماء

ol) 2

بعد غمر االسطوانه فى الماء

P

1

Vol

P

1

Vol


96


(Vol) 2

- (Vol) 1

=(Vol)

هو حجم السائل الذي يدخل االنبوبة

-و ويحسب ارتفاع الماء من العالقة :

-فى مسائل االنبوبة الشعرية :-6

Pa =P

1 h +P

a =P

2 h -P

a =P

3 h sin +P

a =P

4 h sin -P

a =P

5

-: وطبقا لقانون بويل يصبح

AL5

P5 =A L

4 P

4 = AL3

P3 = AL

2 P

2 =A L1

P1

Lوحيث ان مساحة المقطع ثابتة 5 P

5 =L4 P

4 = L3

P3 = L

2 P

2 =L1 P

1

لمحبوس فى اسطوانهلحساب ضغط الغاز ا-

فى المكبس mعند تعليق ثقل كتلته Aمساحة مقطعها

ضغط الثقل –ضغط الغاز المحبوس = الضغط الجوى

( ( m g A - Pa

=P

حقيق قانون بويل باستخدام قطرة الزئبقث

القانون الخطوة الوضع

L ء المحبوس نعين طول عمود الهوا االنبوبة افقية1

وهو مقياسا لحجم الهواء الن االنبوبة منتظمة المقطع

Pa =P

1

نجعل االنبوبة راسيا تماما وفتحتها العلى

Lنعين طول عمود الهواء المحبوس 2

h +Pa =P

2

h1

(Vol)

A

=

غمرها قبلاالسطوانه فى الماء

(Vol) 1

------------------------------------------------

-------------- ---------

------------------ -----------------

------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------

h

غمرها بعداالسطوانه فى الماء

(Vol)

(Vol)

2

h

L2

h

L3 h

L1 L4

h

L5 h

m

محبوس غاز


97


وضغط الهواء المحبوس النبوبة راسيا تماما وفتحتها السفل

h -Pa =P

2

نضع النتائج فى جدول ونرسم عالقة بين الحجم على المحور الراسىومقلوب الضغط -هـ على المحور االفقى فنجد ان العالقة طردية وميل الخط المستقيم مقدار ثابت .

1.Vol

p

S Vol p const

االنبوبة البارومرتية

اخل االنبوبة واالخرى خارج االنبوبة )فى حوض الزئبق( فيكون لهما باخذ نقطتين فى مستوى افقى واحد احد النقطتين د نفس الضغط .

/في مسائل االنبوبة البارومتريةعند رفع او خفض االنبوبة يتغير حجم الهواء المحبوس وضغطه 4

فكر :

علل: يقل حجم فقاعة من الهواء موجودة في الماء كلما اقتربت من القاع ؟

قانون بويلسائل علي

:يمثل اسطوانه مغلقة الطرف تحتوي علي مكبس عديم االحتكاك عند منصفها وكان ضغط الغاز 2662االزهر -(:1)

فاذا تحرك المكبس ببط لليمين لقل حجم الجزء االيمن الي النصف اوجد cm hg 75بداخلها علي جانبي المكبس

ة الحرارة ثابتهالفرق في الضغط علي جانبي المكبس علما ان درج

اذا كان طول cm 15انبوبة منتظمة المقطع مغالقة من احد طرفيها بها هواء محبوس بعمود من الزئبق طوله :(2)

24cmعندما تكون االنبوبة راسية وفتحتها العلي وعندما توضع افقيا طول عمود الهواء 20cmعمود الهواء

تكون االنبوبة راسية وفتحتها السفلطول عمود الهواء عندما –احسب : الضغط الجوي

3cmاذا كان حجم فقاعة من الهواء -(:3)كم يبلغ حجم هذة الفقاعة عند سطح 90cmعند قاع بحيرة عمقها 3

مع ثبوت 10وعجلة = 1000وكثافة الماء = 10mالبحيرة علما ان الضغط الجوي يعادل ضغط بحيرة مياة طوله


P

1

V

ol

1 2 2

1 1 2 2( ) ( )

ol ol

ol ol

pv pv

v pa h v pa h

h

h

Pa = P غاز h -Pa =P غاز h +Pa =P غاز


98


200cmمع hg 80cmغاز النتروجين ضغطها من3سم100خلط (:4) من غاز االكسجين ضغطها 3

75cmHg 320في اناء حجمهcm (7108واالماء نقفل ودرجة حرارة ثابته اوجد ضغط الخليط )3

20cmانبوبة بارومترية بها هواء نكست في حوض به زئبق فكان حجم الهواء (:5)وارتفاع الزئبق في 3

10cmوبة في الحوض حتي اصبح حجم الهواء به خفضت االنب70cmاالنبوبةفكانت قراءة البارومتر 3

56cm: قيمة الضغط الجوي اثناء التجربة 1احسب/

100cm/قراءة البارومتر لو سحب الي اعلي حتي صار حجم الهواء المحبوس23

600cmكتلة غاز حجمها(:6)800cm) اوجد حجمها اذا نق الضغط بمقدار الربع مع ثبوت درجة الحرارة3

3)

1cm/انبوبة بارومتريةمنتظمة المقطع مساحة مقطعها (:7) وطول الفراغ فوق 75cmوكان ارتفاع الزئبق بها2

احسب 59cmادخل مقدار من الهواء في الحيز الموجود فوق الزئبق فانخفض عمود الزئبق الي ارتفاع 9cmالزئبق

رجة الحرارةحجم الهواء الذي دخل تحت الضغط الجوي بفرض ثبوت د

400cm/كتلة من غاز النتروجين حجمها(:8) سم زئبق احسب حجمها لو نق الضغط بمقدار 75وتحت ضغط 3

(600) سم ز 25

شارل .مقادير متساوية تحت ضغط ثابت: الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تتمدد بربة جت

تواطخال

-الخطوات :ناخذ دورقين متساويين فى الحجم تماما وفوهة كل منهما مسدودة بسدادة من المطاط تنفذ منه -1

سم احدهما مملوء 3سم او 2انبوبة زجاجية مثنية على شكل زاوية قائمة بها خيط من الزئبق طوله

كسيد الكربون .باالكسجين واالخر مملوء بثانى انغمر الدورقين فى حوض به ماء كما بالشكل ثم نضيف قليال من الماء الساخن ونالحظ المسافة التى -2

يتحركها خيط الزئبق فى كل منهم

يتحرك خيطا الزئبق مسافتين متساويتين المشاهدة

تساوية تحت ضغط ثابتالحجوم الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تتمدد بمقادير م االستنتاجسملرا

نص قانون شارل

الن

يتاسب حجم كمية معينه من غاز تناسبا طرديا مع درجة حرارته الكلفنية عند ثبوت الضغط .

من حجمها االصلى عند 1/273 او عند ثبوت الضغط يزداد حجم كمية من غاز بمقدار

دار درجة واحدة ) سيليزية او كلفنية (صفر سلزيوس لكل ارتفاع فى درجة الحرارة بمق

O2 CO2


99


الن الرياضي

( )1 1

( )2 2

Ol

olV

ol

V T

V TT

درجة الحرارة الكلفينية

273273TK=درجة الحرارة السيليزية+ TC

جتربة شارل

الهدف من التجربة

تعيين معامل التمدد الحجمى لغاز عند ثبوت الضغط -2تحقيق قانون شارل. -

تواطخال

نمالء الغالف بجليد مجروش اخذ فى االنصهار ثم نتركه فتره مناسبة حتى يبرد الهواء داخل -

Tاالنبوبة الى صفر سلزيوس O = 273 K ين طول عمود ثم نع

V)الهواء المحبوس والذى يعتبر مقياسا لحجمه الن االنبوبة منتظمة المقطع ol)o

نفرغ الغالف من الجليد والماء ثم نمرر بخار ماء يغلى فى الغالف من اعلى الى اسفل وننتظر -2

100فترة مناسبة حتى تصبح درجة حرارة الهواء المحبوس o

C

100 + 273 = 373 K T100

=

V)ونقيس طول عمود الهواء المحبوس والذى يتخذ مقياسا لحجمه ol)100

(Vol) 2

(Vol) 1

T 2

T 1

=

قطرة من الزئبق

انبوبة لدخول بخار الماء

انبوبة شعرية

سدادة من المطاط

اناء اسطوانى من اج مفتوح الزج

الطرفين

انبوبة لخروج بخار

الماء

ترمومتر

جهاز شارل

------------------------------

------------------------------

مسطرة


111


ان يكون الضغط الجوى ثابت اثناء التجربة . -1 االحتياطات

حتى يكون طول عمود الهواء المحبوس مقياسا ان تكون االنبوبة منتظمة المقطع)علل( -2 لحجمه.ذلك بوضع قطرة من حمض الكبريتيك المركز فى ان يكون الهواء المحبوس جافا و -3

حتى تمت بخار الماء الن ضغط بخار الماء يختلف عن ضغط الهواء الجاف مما االنبوبة)علل( يعطى نواتج غير دقيقة.

للتأكد من درجة حرارة الغاز نسجل قراءات الحجوم عند عدم تحرك قطرة الزئبق)علل( -4 القياس عندها . المحبوس تساوى درجة حرارة المراد

( ليسخن الهواء المحبوس بسرعة وال دخول بخار الماء الذى يغلى من الفتحة العليا )علل -4 يتكثف حيث يخرج من الفتحة السفلى .

vمعامل التمدد احلجمي

التعريف

س اذا ارتفعت درجة حرارتها هو مقدار الزيادة فى وحدة الحجوم من الغاز وهى فى درجة الصفر سليزيو درجة واحدة عند ثبوت الضغط

النسبة بين الزيادة فى حجم الغاز الى حجمه االصلى عند صفر سليزيوس لكل ارتفاع فى درجة الحرارة او هو مقداره درجة واحدة عند ثبوت الضغط

القانون او

وحدة القياس

1-كلفن 1/273=

االثبات

100 0

( )0

.( )0

.( )0

.( )0

( ) )

.( )0

V Vol ol

V tol

V t vol ol

V t Vol ol

vol v t Vol

V Vol olv

t Vol

v = α (Vol)o - (Vol)100

100 ×(Vol)o

(Vol) 2

(Vol) 1

v) t2 (α 1 +

v) t1 (α 1 +

=


111


منحنيات

عند رسم عالقة بين حجم الغاز ودرجة حرارته الكلفنية فانه ينتج خط مستقيم يمر بنقطة االصل -: ويصبح ميل الخط المستقيم

ConstVol

ST

عند رسم عالقة بين حجم الغاز ودرجة حرارته السليزية -2 بنقطة االصل ويقطع امتداده فانه ينتج خط مستقيم اليمر

273-محور السينات عند درجة الصفر كلفن )o

C)

-ويصبح ميل الخط المستقيم:

هو درجة الحرارة التى ينعدم عندها حجم الغاز نظريا عند ثبوت الضعط . -: الصفر المطلق )الصفر كلفن (


فى التحول من حالته الغازية ثم الى الحالة السائلة ثم الى الحالة فانه يبدأ ويالحظ ان الغاز عند وصوله للصفر كلفن الصلبة والتنطبق عليه قوانين الغازات .

ضغط الهواء المحبوس فى جهاز شارل = ضغط قطرة الزئبق + الضغط الجوى وهو ثابت اثناء التجربه. -4 -ة شعرية تحتوى على قطرة زئبق كاالتى:يمكن تعيين درجة حرارة سائل او )درجة غليانه( باستخدام انبوب -4

Tنضع االنبوبة راسيا وفتحتها العلى فى اناء به جليد مجروش اخذ فى االنصهار -أ1 = 273

o

K ثم نعين طول

V)عمود الهواء المحبوس والذى يتخذ مقياسا للحجم الن االنبوبة منتظمة المقطع ol)1

Tى السائل والذى درجة حرارته ب_ نضع االنبوبة راسيا وفتحتها العلى ف2

ثم نعين طول عمود الهواء المحبوس

V)والذى يتخذ مقياسا للحجم الن االنبوبة منتظمة المقطع ol)2

-ج_ نعوض فى العالقة :

Tبمعلومية كل من 1

،(Vol)1

،(Vol)2

Tيمكن تعيين 2

)علل(1-كلفن 1/273يمة لجميع الغازات ويساوى معامل التمدد الحجمى تحت ضغط ثابت له نفس الق -6

الن الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تتمدد بمقادير متساوية عند رفع درجة حرارتها بنفس المقدار عند ثبوت الضغط د ثبوت الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تتمدد بمقادير متساوية عند رفع درجة حرارتها بنفس المقدار عن -7

الضغط)علل(

1-كلفن 1/273معامل التمدد الحجمى تحت ضغط ثابت له نفس القيمة لجميع الغازات

t Δ

Vol Δ

v (Vol)o = α =

Slope =

273

Vol

T

Vol

- 273 t o

C

Vol

0

(Vol) 2

(Vol) 1

T 2

T 1

=


112


علل ملا ياتي


ان يكون الهواء المحبوس جافا وذلك بوضع قطرة 1 من حمض الكبريتيك المركز فى االنبوبة

يختلف عن ضغط تمت بخار الماء الن ضغط بخار الماء الهواء الجاف مما يعطى نواتج غير دقيقة

نسجل قراءات الحجوم عند عدم تحرك قطرة - 2 الزئبق

للتأكد من درجة حرارة الغاز المحبوس تساوى درجة حرارة المراد القياس عندها .

ف حيث يخرج من ليسخن الهواء المحبوس بسرعة وال يتكث دخول بخار الماء الذى يغلى من الفتحة العليا 3 الفتحة السفلى .

معامل التمدد الحجمى تحت ضغط ثابت له نفس 4

1-كلفن 1/273القيمة لجميع الغازات ويساوى

الن الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تتمدد بمقادير متساوية عند رفع درجة حرارتها بنفس المقدار عند ثبوت

الضغط

زات المختلفة تتمدد الحجوم المتساوية من الغا - 4بمقادير متساوية عند رفع درجة حرارتها بنفس

المقدار عند ثبوت الضغط)علل

معامل التمدد الحجمى تحت ضغط ثابت له نفس القيمة

1-كلفن 1/273لجميع الغازات

ما املقصود

معامل التمدد الحجمى لغاز تحت ضغط -

1-كلفن 1/273ثابت يساوى

يادة فى وحدة الحجوم من الغاز وهى فى درجة الصفر اى ان مقدار الزسليزيوس اذا ارتفعت درجة حرارتها درجة واحدة مئوية عند ثبوت

من حجمه االصلى . 1/273الضغط تساوى

النسبة بين الزيادة فى حجم الغاز الى حجمه االصلى عند صفر او اى ان احدة عند ثبوت سليزيوس لكل ارتفاع فى درجة الحرارة مقداره درجة و

. 1/273الضغط تساوى

ارشادات حل املسائل

273( + t( = درجة الحرارة السيليزية ) T/ درجة الحرارة الكلفنية ) 1

-: يمكن تعيين معامل التمدد الحجمى من العالقات االتية -2

عند تسخين غاز حجمه -31

)ol

(V ساحة مقطعه فى اناء اسطوانى مA يحتوى على مكبس قابل للحركة ويراد

-: حساب المسافة التى تحركها المكبس فاننا نحسب

V)حجم الهواء بعد التسخين -اوالً:ol) 2

v = α (Vol)o - (Vol)100

100 ×(Vol)o v = α

Vol Δ

t Δ ×o ) Vol )

(Vol) 2

(Vol) 1

v) t2 (α 1 +

v) t1 (α 1 +

=


113


V)الزيادة فى حجم الهواء -ثانيا : ol) 1

- (Vol) 2

=Vol Δ

المسافة التى تحركها المكبس -ثالثا:

عند تسخين غاز فى اناء حجمه -41

)ol

(V : ويراد حساب نسبة ما خرج الى ما كان موجودا-

عند تسخين غاز فى اناء حجمه -41

)ol

(V من حجمه فان : %25و خرج-

V)حجم الغاز بعد التسخين ol) 2

-يتعين كما يلى :

(Vol) 1

1.25 =(Vol) 1

0.25 +(Vol) 1

=(Vol) 2

-عند استخدام االنبوبة الشعرية التى تحتوى على قطرة من الزئبق كترمومتر فان : -6

اقصى درجة حرارة يمكن تعينها هى التى يصبح عندها..... طول قطرة الزئبق وهى داخل االنبوبة -طول عمود الهواء المحبوس = طول االنبوبة

سائلامل

: يحتوي االنتفاخ االوسط عاي غاز مثالي 98االزهر -.((1)

جو بينما االنتفاخان االخران مفرغان تماما ماذا يحدث للضغط داخل االنتفاخ االوسط 2تحت ضغط

فتح الصمامان معاً أ ب -2فتح الصمام )أ( فقط -1

: 89االزهر -:(2)

سيلزيوس رفعت درجة حرارتها 17كمية من غاز في درجة

سيلزيوس مع بقاء ضغطها ثابت فزاد ضغطها 100بمقدار

احسب الحجم قبل الزيادة 3سم .2 5ثابت فزاد حجمها بمقدار

ء لكثافته عند سطح اوجد النسبة المئوية لكثافة الهوا c 20سم زئبق في درجة 32يقرا بارومتر اعلي جبل -(3)

stpالبحر تحت ظروف

سيلزيوس فكم تكون نسبة حجم الهواء الذي خرج منه الي ما كان 87الي 15سخن دورق به هواء من -:(4)

موجودا

ضغط جوي بينما حجمه 1وضغطه 300kعند درجة حرارة 60cm3:غاز حجمه 2664دور ثاني مصر -(:5)

ضغط جوي اوجد معامل التمدد الحجمي 104عند درجة الصفر وضغطه 3سم 36.4

حيث كان طول عمود الهواء 2cmبها كمية من الهواء محبوسة بخيط زئبق طوله25cmانبوبة شعريةطولها(:6)

احسب اقصي درجة حرارة يمكن تعيينها عند استخدامه كترمومتر27عند درجة حرارة10cmالمحبوس

5460cmحتكاك يحبس كمية من الهواء حجمها:اناء اسطواني له مكبس عديم اال2662االزهر (:7)عند ردجة 3

0C100وعندما سخن االناء اصبحت درجة حرارة الهواء داخلهC احسب المسافة تحرك المكبس ليظل الضغط ثابت

250Cmمساحة2 (8cm)

عند 50cmوبة شعرية منتظمة المقطع احسب معامل التمدد الحجمي طول عمود الهواء المحبوس في انب:((8)

62cmاصبح طوله99Cوعند رفع الحرارة الي27Cدرجة

Vol Δ نسبة ما خرج =

(Vol) 1

(Vol) 1 - (Vol) 2

(Vol) 1 = 100 ×

= h Vol Δ

A


114


قانون جولي

جتربة الضغوط املتساوية

اثبات ان الضغوط المتساوية من الغازات المختلفة تزداد بنفس المقدار اذا ارتفعت درجة حرارتها بنفس الهدف المقدار عند ثبوت الحجم

تواطخال

وتحتوى على A ،Bنحضر دورقا زجاجيا مسدودا بسدادة مطاطية تنفذ منه انبوبة ذات شعبتين -

كمية مناسبة من الزئبق فيستقر سطحى الزئبق فى الشعبتين فى مستوى افقى واحد عند العالمة

X فيكون ضغط الهواء المحبوس مساويا للضغط الجوى

oونعين درجة الحرارة ولتكن

C t1 .

o مر الدورق فى حوض به هواء دافىء درجة حرارته نغ -2

C tفنالحظ انخفاض سطح 2

. Bويرتفع فى الشعبة Xاسفل العالمة Aالزئبق فى الشعبة

لكى يصبح حجم الهواء المحبوس فى Xحتى يعود الزئبق الى العالمة Bنصب زئبقا فى الفرع -3

o الدورق وهو فى

C toبوس وهو فى يساوى حجم الغاز المح 2

C t1

سم hاى ان ضغط الهواء المحبوس زاد بمقدار hنعين فرق ارتفاعى الزئبق فى الفرعين وليكن -4

زئبق

oنتيجة ارتفاع درجة الحرارة من

C t1oالى

C t2 .

مع ملء الدورق بغاز مخالف فى كل مرة ونعين الزيادة فى ضغط عدة مراتنجرى التجربة السابقة -4 عند ثبوت حجمه بارتفاع درجة الحرارة بنفس المقدار الغاز

قانون جولي

-------------------------------------

x

h

ترمومتر

هواء جاف

رةمسط

ماء ساخن

A

B

--------------

x

h

ترمومتر

زئبق

مسطرة

جهاز جولى

A

B

C


115


تعيين معامل زيادة ضغط الغاز عند ثبوت الحجم -2تحقيق قانون الضغوط - الهدف

(6.1)

تواطخال

نعين الضغط الجوى وقت اجراء التجربة باستخدام البارومتر -1

حجمه زئبق ليظل حجم الهواء داخل المستودع ثابت فى جميع درجات 1/7ندخل فى المستودع -2

الحرارة .

فى كأس به ماء ثم نصب زئبقا فى الفرع الخال حتى يرتفع الزئبق فى الفرع Aنغمر المستودع -3

. xاالخر عند العالمة

نسخن الماء فى الكأس حتى يغلى وننتظر حتى يقف انخفاض سطح الزئبق فى الفرع المتصل -4 بالمستودع .

ثم نقيس Xمة الى اعلى حتى يرتفع الزئبق فى الفرع االخر الى العال Cنحرك الفرع الخال -4

h +Pويصبح ضغط الغاز المحبوس hفرق ارتفاعى الزئبق فى الفرعين وليكن a

=P100

.

90الى اسفل ثم نوقف التسخين ونترك المستودع لتنخفض درجة الحرارة الى Cنحرك الفرع -6

o

C تودع الى العالمة ثم نحرك الفرع الخال الى اعلى حتى يرتفع الزئبق فى الفرع المتصل بالمس

X ثم نعين فرق ارتفاعى الزئبق وليكنh1

ثم نعين ضغط الغاز المحبوس .

نكرر العمل السابق عدة مرات عند درجات حرارة مختلفة وفى كل مرة نحسب ضغط الغاز -7 المحبوس عند ثبوت الحجم بنفس الكيفية السابقة .

( حتى يصبح حجم الغاز داخل المستودع ثابت اثناء التجربه حجم المستودع زئبق )علل 1/7يوضع - االحتياطات

حيث معامل التمدد الحجمى للزئبق سبع امثال معامل التمدد الحجمى للزجاج .)علل( حتى تنتقل الحرارة مباشرة من يتم تسخين الهواء فى المستودع باستخدام حمام مائى دافىء -2

اللهب مباشرة . )علل ( حتى يمكن اهمال التغير من االنبوبة المتصلة بالمستودع صغيريكون الجزء الغير مغمور -3

فى حجم الهواء بها )علل( الن وجود اى قطرة ماء تتحول الى بخار ماء له ضغط يكون الهواء داخل المستودع جافا -4

مختلف عن ضغط الهواء الجاف مما يعطى نتائج غير دقيقة .

)علل( حتى ال يندفع الزئبق داخل سفل قبل تبريد المستودعخفض االنبوبة القابلة للحركة ال -4 المستودع بسبب انكماش الهواء المحبوس نتيجة لتبريده.

وظيفة الزئبق في جهاز جولي

يعمل علي جعل الحجم ثابت

القانون

1 1

2 2

P T

P T

T 1

P 2

= P 1 T

2

P T α υ

=- T

P Const. =


116


معامل زيادة الضغط عند ثبوت احلجم

هو مقدار الزيادة فى وحدة الضغوط من الغاز وهى فى درجة الصفر سليزيوس اذا ارتفعت درجة التعريف

حرارتها درجة واحدة عند ثبوت الحجم صفر سليزيوس لكل ارتفاع فى النسبة بين الزيادة فى الضغط الغاز الى ضغطه االصلى عنداو هو

درجة الحرارة مقداره درجة واحدة عند ثبوت الحجم

القانون

0

100 0

0.

P

p P

P tP

p t

املنحنيات

Pنرسم عالقة بيانية بين الضغط

على المحور الراسى ودرجة الحرارة

على المحور االفقى tالسيليزية

صل فينتج خط مستقيم ال يمر بنقطة اال وامتداده يقطع محور السينات

273-عند o

C )الصفر كلفن(

الصفر المطلق هو الصفر الذي ينعدم عنده ضغط الغاز عند ثبوت الحجم نظريافانه يبدأ فى التحول من حالته الغازية ثم الى الحالة السائلة ثم الى الحالة ويالحظ ان الغاز عند وصوله للصفر كلفن

ق عليه قوانين الغازاتالصلبة والتنطب ويصبح ميل الخط المستقيم: -

-1: القوانين

100 0

0.100P

p pp

0.

PP

p t

القانون العام للغازات

ن يساوى حاصل ضرب حجم كمية معينة من غاز فى ضغطها مقسوما على درجة حرارتها على تدريج كلف الن . مقدار ثابت

- 273 t o

C

P 100

P

P o

100 0

t Δ

P Δ

=Po p =

=

Slope =

273

Po

P 2

P 1

t2 p 1 +

t1 p 1 + =


117


القانون

الثباتمن قانون بويل :

1loV

P : ومن قانون شارل olV T

فيكون olT

PV

CONSTolT

PV فيكون

1( ) 1(

1 1

OL OLP V P V

T T

يكون :pVOL CONST

T

ثابت العام للغازات

كمية الطاقة الحرارية الالزمة لرفع درجة حرارة مول واحد من الغاز درجة واحدة كلفنية -: الن

.J/mol 8.31ويساوى o

k

رب الضغط * الحجم = الشغلحاصل ض خد بالك

.J/mol وحدة القياسo

k

القانون

PVolRnT

القانون العام للغازات بدالالت اخري

-لقانون العام بداللة الكثافة : عند ثبوت الكتلة فاننا نعوض بالعالقة

-القانون العام بداللة الكتلة :

علل

T

P Vol Const. =

(Vol) 1 P 1

T 1

=

(Vol) 2 P 2

T 2

P 1

1T 1

=

P 2

2T 2

P 1

m1T 1

=

P 2

m2T 2


118


تجعل حركة الغازات عشوائية وجود مسافات فاصلة كبيرة نسيبا بين جزئيات الغازات 1

يقل الحجم الي النصف تضاعف الضغط عند ثبوت درجة الحرارة 2

الضغط الي النصفيقل زيادة الحجم الي الضعف عند ثبوت درجة الحرارة 3

يتضاعف الحجم تضاعف درجة الحرارة الكلفينية عند ثبوت الضغط 4

تتحول قطرة الماءالي حجم كبير من وجود قطرة ماء داخل انتفاخ جهاز جولي 4البخاروضغطه يختلف عن ضغط الجوي ويكون

معامل التمدد الحجمي مختلف


على نوع ال يتوقفالتغير فى ضغط الغاز عند تسخينه - 1 الغاز

معامل زيادة ضغط الغاز لجميع الغازات مقدار اى ان

1-كلفن 273 /1ثابت تحت ثبوت الحجم ويساوى

حتى يصبح حجم الغاز داخل المستودع ثابت اثناء حجم المستودع زئبق 1/7يوضع - 2امل التمدد الحجمى للزئبق سبع امثال التجربه حيث مع

معامل التمدد الحجمى للزجاج

يتم تسخين الهواء فى المستودع باستخدام حمام مائى - 3 دافىء

حتى تنتقل الحرارة مباشرة من اللهب مباشرة .

يكون الجزء الغير مغمور من االنبوبة المتصلة بالمستودع 4 صغير

الهواء بها حتى يمكن اهمال التغير فى حجم

الن وجود اى قطرة ماء تتحول الى بخار ماء له ضغط يكون الهواء داخل المستودع جافا - 4مختلف عن ضغط الهواء الجاف مما يعطى نتائج غير

دقيقة .

خفض االنبوبة القابلة للحركة السفل قبل تبريد - 6 المستودع

حتى ال يندفع الزئبق داخل المستودع بسبب انكماش هواء المحبوس نتيجة لتبريده.ال

الضغوط المتساوية من الغازات المختلفة تزداد بمقادير 7متساوية عند رفع درجة حرارتها بنفس المقدار عند ثبوت

الحجم

الن معامل زيادة ضغط الغاز تحت حجم ثابت له نفس

1-كلفن 1/273القيمة لجميع الغازات ويساوى

الن الضغط يتناسب عكسياً مع الحجم ف يقل الحجم الي النصفاذا زاد الضغط الي الضع- 8

في جهاز جولي يلزم خفض االنبوبة القابلة للحركة الي - 9 اسفل قبل بدء في تبريد االنتفاخ الزجاجي الي الصفر

حتي ال يندفع الزئبق داخل االنتفاخ الزجاجي نتيجة انكماش الغاز بالتبريد

ام للغازات ان يكون الغاز دائما يشترط لتحقيق قانون الع- 16 جاف

الن بخار الماء ال يعد غاز مثالي


119


ينعدم حجم الغاز او ضغطه نظريا عند تبوت االخر رياوصول درجة حرارة الغاز الي الصفر المطلق نظ 6

خلط مجموعة من غازات مختلفة في اناء واحد من حيث 7 الحجم والضغط الكلي

يشغل كل غاز حجم االناء كله حيث تدخل جزئيات الغاز في المسافات البينية للغازات االخرياما ضغط

الخليط فبساوي مجموع ضغوط الغازات

حركة الغازات حركة عشوائية ت بينية بين جزئيات الغازاتوجود مسافا 8

علي عدم خضوع الغاز لقانون بويل عند مدي وجود انحناء في منحني العالقة بين الحجم ومقلوب الضغط 9 معين هو ظهور منحني

ز عند ثبوت الضغط معامل التمدد الحجمي الي غا الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تتمدد بمقادير متساوية 16 مقدار ثابت

الضعوط المتساوية من الغازات المختلفة تتمدد بمقادير 11 متساوية

معامل زيادة الضغط عند ثبوت الحجم مقدار ثابت


-عند خلط عدة غازات : -1

عدد موالت الغاز الثالثفان عدد الموالت للخليط = عدد موالت الغاز االول + عدد موالت الغاز الثانى +

n = n1 + n

2 + n

3

فى حالة انتفاخين متصلين ببعضهما وعند تغير الظروف مثل درجة الحرارة والحجم والضغط -2

STPالحجم بالتر في = Nالمول= =كتلة الغاز/كتلةn/عدد الموالت 3

NA 22.4

عدد الموالتX/عدد الجزئيات= عدد افوجارو 5عدد الموالت X/كتلة الغاز= كتلة المول4

/كتلة الغاز المتسرب من 61

P =21

P

m1T

1 m

2T

2

m=mكتلة الغاز المتسرب من االناء =1-m

2

m=m وكتلة الغاز المتسرب الي االناء=2-m

1

فكر علي ماشي

اذا نقص الحجم الي النصف ورفعت درجة الحرارة الكلفينية الي الضعف فان ضغط الغاز يصبح ( امثال الضغط االصلي 3-4-6)

املسائل

سم زئبق في نفس 90سم/زئبق احسب حجمها عند ضغط 70تحت ضغط 3سم 600 كمية من غاز حجمها:(1-(


T

P (Vol)

T1

P1 (Vol)1

T2

P2 (Vol)2

T3

P3 (Vol)3 = + +

= T1

P1 (Vol)1

T2

P2 (Vol)2 +

T1

P1 (Vol)1

T2

P2 (Vol)2 +


111


اوجد النسبة المئوية لكثافة الهواء لكثافته عند سطح c 20سم زئبق في درجة 32يقرا بارومتر اعلي جبل -:(2)

stpالبحر تحت ظروف

ضغط جوي 204سيلزيوس فكان الفرق الضغط = 7قيس ضغط الهواء في اطار السيارة في يوم درجة حرارته -(:3)

درجة سيلزيوس 27احسب ضغط بداخلها اذا اصبحت درجة حرارة الجو

سيلزيوس مول 22لتر احسب ضغطها عاما ان درجة حرارة االناء 3مول من اكسجين يشغل اناء سعته -(:4)

جم 32االكسجين =

74والضغط 27سفح الجبل حيث درجة الحرارة :وصل مانومتر بمستودع للغاز عند 2668السودان -(:5)

سم/زئبق فكان سطح الزئبق في فرعي المانومتر في مستوي واحد وعندما صعد به شخ الي قمة الجبل حيث درجة

لم يحدث تغيير لسطح الزئبق في فرعي المانومتر احسب االرتفاع العمودي للجبل علما ان متوسط كثافة 3c-الحرارة

13666وكثافة الزئبق 3/م كجم 102الهواء

سيلزيوس فكم تكون نسبة حجم الهواء الذي خرج منه الي ما كان 87الي 15سخن دورق به هواء من - (:6)

موجودا

فكم كان ضغط الهواء 40cmhgفصار الضغط به 91C-ثن تبريدة الي 0Cاناء مقفل به هواء في درجة -(:7)

عند صفر

احسب ضغط الغاز بوحدات 300Cفاذا رفعت درجة حرارتها الي STPها فيانبوبة اختبار تم اغالق:(8)

( CmHg-N/m2-atm)

في تجربة جولي عند وضع المستودع في جليد مجروش كان سكج الزئبق في الفرع الخال ادني من الفرع المتصل (:9)

لفرع الخال اعلي منه في اصبح سطح الزئبق في ا 39Cوعند رفع درجة الحرارة الي 44mmبالمستودع بمقدار

سم احسب معامل زيادة ضغط الغاز عند ثبوت الحجم علما ان الضغط الجوي 46الفرع المتصل بالمستودع بمقدار

سم/ز 74.4=

احسب حجم الغاز 380m3وحجمه 27Cعند درجة حرارة 60CmHg:اذا كان ضغط غاز 2611االزهر -(:11)

STPعند معدل الضغط ودرجة الحرارة

ودرجة الحرارة STP=0.76mHgاذا علمت ان الضغط عند R:اوجد قيمة ثابت العام للغازات 96مصر (:11)

=0C = 22.4والحجم ا مول من الغازL = 13600وكثافة الزئبقKg/M 2م/ث 908وعجلة الجاذبية االرضية = 3

-10*0.8:كمية من غاز مثالي كتلتها 89واالزهر 88مصر -:(12)عند درجة 5-10*0.285دره تشغل حجما ق 3

10تحت ضغط 12حرارة 8.31g/mol.kاحسب كتلة الجزئية لهذا الغاز علما ان ثابت العام = 5

4الكتلة الجزئية للهيليوم 102atmوتحت ضغط 27لتر من الهيليوم عند درجة حرارة 5بالون يحتوي علي -(:13)

10*1.013والضغط الجوي = 8.31والثابت العام = جزي لكل مول ]6.023افوجادور وعدد 5

كثافته–عدد جزئياته –احسب : كتلة الهيليوم الموجودة

ضغط 1من الهيليوم وكان الضغط الجوي علي سطح االرض مساوياً 3متر 200:بالون مملوء 2611السودان :(14)

-جوي ودرجة الحرارة ضغط 0.8فتمدد البالونة وارتفع فكان الضغط عند هذا االرتفاع 20Cجوي ودرجة الحرارة

احسب حجم البالون عند هذا االرتفاع 50

جمعت بطريقة كهربائية تحت ضغط 3سم 82.6:احسب كتلة كمية من غاز الهيدروجين حجمها 2664االزهر -:(15)

640mmHg اذا كانت كثافة غاز الهيدروجين في 25في درجة حرارةSTP 0.09هيKg/m3


111


فكان سطح الزئبق في الفرع المتصل بالمستودع اعلي 0Cز جولي في سائل عند /غمرمستودع جها91/االزهر (:16)

صار الزئبق في الفرع الخال اعلي منه في الفرع 63Cولما سخن السائل الي10cmمنه في الفرع الخال بمقدار

غليان احسب درجة 13.8cmولما وصل السائل الي درجة الغليان زاد االرتفاع الي5cmالمتصل بالمستودع بمقدار

السائل وحجم الهواء ثابت في المستودع

برد الغاز لتصبح درجة 30Cودرجة حرارة100cmHgمن غاز ضغطه 50gانتفاخ به صنبور به:(17)

احسب كتلة الغاز المتسرب 85CmHgوفتح الصنبورفتسرب الغاز حتي اصبح الضغط15Cحرارته

سم زفاذا وضع البالون في 76وضغط 27Cحرارةمن الهواء في درجة 3سم 900لتر به 1بالون اقصي سعة له :(18)

فهل سنفجر ولماذا 20درجة حرارة

0.9X10والبارومتر 10Cعند قمة الجبل تكون قراءة الترمومتر (:19)لقراءتين ا باسكال وعند اسفل الجبل تكون5

30C-10 قارن بين كثافتين عند القمة والقاع 5

فما حجم ما يخرج منها من هواء في 10Cحرارة /كرة مفتوحةسعتها لتران بها هواء في درجة:(21)

بفرض ثبوت الضغط110Cدرجة

اوجد اقصي 3cmبها خيط من الزئبق طوله18cmترمومتر غازي ثابت الضغط يتكون من انبوبة شعرية طولها(:21)

10Cدرجة الحرارة يمكن ان يقسسها هذا الترمومتر اذا كان طول عمود الهواء المحبوس في درجة

-3X10والضغط 73C-لتر عند درجة0.277احسب عدد جزئيات بخار السائل عين تشغل حجم قدره98هراالز/:(22)

8.31جزي /مول والثابت العام=6X1023باسكال وعدد افوجارو12

اوجد نسبة ما يخرج من هواء الي ما كان موجودٍا 127Cسخن الي 17C/اناء يحتوي كمية من الهواء عند(:23)

(37.9)

احسب النسبة المئوية لحج الهواء الذي يخرج من الدورق 57Cالي 27C/دورق مفتوح سخن من2668االزهر (:24)

(%10الي حجم الدورق )

فكان 75والضغط27C/ وصل مانومتر بمستودع الغاز عند سفح الجبل عند درجة حرارة2668السودان (:25)

لم يحدث تغيير لسطح 3-سطحي الزئبق في مستوي افقي واحد وعندما صعد به شخ الي قمة الجبل حيث درجة الحرارة

الزئبق احسب االرتفاع العمودي للجبل

من حجمة االصلي وضغط 1/20وتحت الضغط الجوي الي 27C/ضغط الهواء الموجود في الغرفة عند درجة:(26)

الجوي فكم تكون درجة حرارتهضغط 30قدره

ضغط جوي 2.4فكان الفرق في الضغط 7C/قيس ضغط الهواء في اطار السيارة في بوم درجة حرارته :(27)

27Cاحسب الضغط داخلها لو كانت درجة حرارة

فاذا كان طول عمود 1cm2ومساحه مقطعه90cm/بارومتر زئبقي طوله فوق سطح الزئبق :(28)

STPاحسب حجم الفقاعة في70cmهواء في البارومتر فاصبح طول عمود الزئبق اجخلت فقاعة76cmالزئبق

17Cدرجة حرارة البارومتر

في منتصفها تماما في درجة 4cmمفتوحة من احد طرفيها بخيط زئبق طوله250cm3اسطوانه حجمها /(:29)

استخدمت كترمومتر احسب اقصي درجة حرارة يمكن ان تقيسها27Cحرارة

الهواء احسب نسبة ما خرج منها من77Cرفعت درجة حرارتها الي 27Cوح به هواء في درجة حرارةاناء مفت:(31)(

الي ما كان موجود

Education

فيزياء 2015