سلسلة المُساعد(18): شرح ومناقشة " جهاز مُنتخب السرعات + جهاز مطياف الكتلة "

ناصر اللحياني · #1 12-03-2008, 20:01

بسم الله الرحمن الرحيم

أخوتي الكرام ، السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ، وبعد :

بين أيديكم الدرس الثامن عشر من سلسلة المُساعد ، والتي تتطرق إلى :

" جهاز مُنتخب السرعات + جهاز مطياف الكتلة "

ناصر اللحياني · #2 12-03-2008, 21:26

مقدمة :

هناك العديد من التطبيقات العلمية التي تعتمد على التأثير الفيزيائي للمجال الكهربي والمجال المغناطيسي على الأجسام المشحونة ، حيث انه عند تعريض جسم مشحون لكلا المجالين فإن هذا الجسم سيقع تحت تأثير القوتين الكهربية والمغناطيسية ، ومن هذه التطبيقات :
جهاز منتخب السرعات ، جهاز مطياف الكتلة ، جهاز السنكلترون ، تأثير هول .

جهاز منتخب السرعات
the velocity selector

يتبين من اسم هذا الجهاز أنه مُنتخب ( مُرشح ) للسرعة حيث يمكن باستخدامه التحكم في اختيار جسيمات مشحونة ذات سرعة محددة.

الغرض منه :
الحصول على جسيمات مشحونة متساوية السرعة .

مكوناته :
1 – مصدر للشحنات
2 – مجال كهربائي
3 – مجال مغناطيسي منتظم

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/VelocitySelector.dir]WIDTH=740 HEIGHT=550[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...tySelector.dir

مبدأ عمله :
تتعرض الشحنات في جهاز منتخب السرعات لمجالين متعامدين ( مجال كهربائي ومجال مغناطيسي ) و قوتين متعاكسين ( قوة كهربائية وقوة مغناطيسية ) ، أي أن القوة الناشئة عن كل واحد منهما يعاكس اتجاه الآخر ، فإذا كانت القوتان متساويتان فهذا يعني أن كل واحد منهما ألغى الآخر ، مما يسمح للجسم المشحون بأن يسير في خط مستقيم ويخرج من الفتحة التي على امتداد خط سيره ، أما إذا زادت إحدى القوتين عن الأخرى فإن الجسيم المشحون ينحرف ولا ينفذ عبر الفتحة المخصصة لذلك .

وبمعنى آخر نقول أن الجسيمات المتحركة بسرعة معينة هي التي ستتحرك في خط مستقيم لأن عند تلك السرعة تتساوى القوة الكهربية مع القوة المغناطيسية بينما الجسيمات المتحركة بسرعات اخرى ستنحرف عن المسار المستقيم لتصطدم بحائل يمنع مرورها من الفتحة الموجودة على محور الجهاز.

إذا نستطيع انتقاء شحنات ذات سرعات معينة لتمر في جهاز منتخب السرعات مع التخلص من بقية الشحنات غير المرغوبة ، بمعرفة أن الجسيم المشحون يسير بخط مستقيم عندما تكون ( القوة المغناطيسية = القوة الكهربائية )
ش × ع × حم = ش × ج
ع = ج/حم

الخلاصة :
نحدد السرعة بتغيير كل من شدة المجال الكهربائي وشدة المجال المغناطيسي .

فيديو يشرح جهاز منتخب السرعات

http://courses.science.fau.edu/~rjor...s/MFM03AN1.MOV

ناصر اللحياني · #3 12-03-2008, 21:41

جهاز مطياف الكتلة
The mass Spectrometer

الغرض منه :
قياس كتل الجسيمات المشحونة .

مكوناته:
1 – جهاز مطياف الكتلة
2 – مصدر للأيونات
3 – مجال مغناطيسي منتظم
4 – فيلم حساس

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/MassSpectrometer.dir]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...ectrometer.dir

مبدأ عمله :

الجسيمات المتساوية في الشحنة ( التي حصلنا عليها من منتخب السرعات ) عندما تدخل مجالا مغناطيسيا يعامد اتجاه حركتها فإنها تأخذ مسارات دائرية لتصطدم بشاشة فوتوغرافية تعطي ومضة تشير إلى موقع اصطدام الايون مع الشاشة نتيجة للمجال المغناطيسي المطبق في جهاز مطياف الكتلة. وتعتمد أنصاف أقطار المسارات الدائرية على كتل هذه الجسيمات المشحونة .

والفلاشات التالية تحاكي مطياف الكتلة :

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/MassSpectrometer1.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...ctrometer1.swf

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/MassSpectrometer3.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...ctrometer3.swf

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/MassSpectrometer4.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...ctrometer4.swf

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/MassSpectrometer2.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...ctrometer2.swf

العلاقة الرياضية :
ك = حم2 × س2 × ش / 8 جـ
وبهذه الطريقة يمكن ايجاد النسبة بين الكتلة إلى الشحنة عن طريق قياس نصف قطر دوران الجسم المشحون في مطياف الكتلة. وقيم المجال الكهربي والمغناطيسي لمرشح السرعة والمجال المغناطيسي المستخدم في المطياف.

فيديو ( بصيغة الفلاش )يتضح فيه طريقة استخدام جهاز مطياف الكتلة في المعامل :

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/MassSpectrometer.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...ectrometer.swf

ناصر اللحياني · #4 12-03-2008, 21:45

مقارنة بين القوتين الكهربائية والمغناطيسية المؤثرة على الشحنة الكهربائية :

القوة الكهربائية
* تؤثر على الشحنات المتحركة والساكنة .
* تكسب الشحنة سرعة وتسارعا .
* تكون دائما موازية لاتجاه المجال الكهربائي .
* تبذل شغل عندما تؤثر على شحنة حرة
( لأنها تسبب انتقالها )

القوة المغناطيسية
* تؤثر على الشحنات المتحركة فقط .
* تغير اتجاه حركة الشحنة .
* تكون دائما عمودية على كل من اتجاه المجال المغناطيسي واتجاه حركة الشحنة .
* لا تقوم بشغل .لأن اتجاه القوة عمودي على اتجاه الحركة .

ناصر اللحياني · #5 12-03-2008, 22:02

لحفظ أي فلاش من الفلاشات أعلاه :
أضغط على الرابط أسفل الفلاش بزر الفأرة الأيمن ثم أختر حفظ بإسم

ملاحظة :
بعض الفلاشات حجمها كبير ، لذلك قد يتأخر ظهورها في المتصفح .

الفريد · #6 12-03-2008, 22:15

جزاك الله عنا خير الجزاء أبا صالح ... و نفعنا الله بعلمك

عادل الثبيتي · #7 12-03-2008, 22:37

يعطيك العافيه وبارك الله فيك وجزاك الله خيـــــــــــراً ،،،

kingstars18 · #8 13-03-2008, 11:24

بارك الله فيك أخي ناصر

من خلال الصورة الموضحة، نرى أن الجسيم يتعرض إلى الإنحراف مباشرة بعد خروجه من les deux palques ''الصفيحتين''، ما سبب ذلك في رأيك؟

في الرسومات الموضحة التي أرفقتها، نلاحظ أن إتجاه الحركة يكون موازيا للصفيحتين

ما رأيك لو نغير الإتجاه ، لتصنع السرعة الإبتدائية زاوية مع الأفق

إلى ماذا ستؤول كفاءة منتخب السرعات؟

ما رأيك في Trajet optique أو Optical path

هل تظن أنه يمكننا الربط بين جهاز منتخب السرعات و Optical path من حيث الحصول على سرعة معينة للإلكترونات وهو المستغل في effect compton ''تأثير كمبتون''

كبعا سنحاول الربط بين الأمرين من خلال العامل المشترك وهو الإلكترون والذي كما هو معروف فإن كتلة أي جسم لما يقترب من سرعة الضوء تحدد كالآتي :

m=m0/sqr 1-v*2/c2

حيث M و m0 تمثلان الكتلة والكتلة الإبتدائية

ما يجعلني أذكر هذه النقطة هو

نحدد السرعة بتغيير كل من شدة المجال الكهربائي وشدة المجال المغناطيسي

حقيقة كلامك صائب ولا نقاش فيه، لكن يختلف هذا الامر عند اقتراب الإلكترون من سرعة الضوء

kingstars18 · #9 13-03-2008, 11:28

حقيقة كلامك صائب ولا نقاش فيه، لكن يختلف هذا الامر عند اقتراب الإلكترون من سرعة الضوء

أو حتى الوصول إلى سرعة أعلى من سرعة الضوء وهو ما تُوصل إليه من خلال trajet optique والذي توصل إليه العالمان الألمانيان في نهاية العام الماضي

خلف الجميلي · #10 13-03-2008, 12:14

ما شاء الله عليك

الله يزيدك علما ورفعة

بارك الله في عملك وجهدك ووقتك

		ملتقى الفيزيائيين العرب > قسم المناهج الدراسية > فيزياء المرحلة الثانوية. > الصف الثالث الثانوي
سلسلة المُساعد(18): شرح ومناقشة " جهاز مُنتخب السرعات + جهاز مطياف الكتلة "

الذين يشاهدون محتوى الموضوع الآن : 1 ( الأعضاء 0 والزوار 1)

حسابٌ واحد لجميع خدماتنا !