[ناصر اللحياني]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ،،،

درس ( حساب سرعة الإلكترون وكتلته ) باستراتجية استقصائية !

كيف تمكن ثمسون من حساب سرعة الإلكترون كتلته ؟

يبدأ المعلم بمراجعة ما سبق دراسته متسائلا .. كيف تمكن ميلكان من حساب شحنة الإلكترون ؟

ليتوصل الطلاب من خلال ما سبق دراسته في " تجربة مليكان لحساب شحنة الإلكترون / الفصل الدراسي الأول " أنّ مليكان أستغل فكرة تعليق قطرة زيت مشحونة في مجال كهربائي عند تساوي القوة الكهربائية المؤثرة على الشحنة بقوة جذب الأرض لها ( Fg = Fe ) .

ثم يتساءل المعلم ..
كيف يمكن قياس سرعة الألكترون وكتلته ؟
( مع عرض الجدول أداناه الذي يوضح بعض القوى ) .



يتيح المعلم المجال للطلاب .. لتخمين الكمية التي سيحصل عليها عند مساواة أي قوتين من القوى أعلاه ببعضهما ، سيتوصل الطلاب إلى ما يلي :

عند مساواة القوة الكهربائية بالقوة المغناطيسية سنحصل على سرعة الإلكترون v بمعلومية مقدار كل من : شدة المجال الكهربائي E وشدة المجال المغناطسي B .

عند مساواة القوة الكهربائية بقوة جذب الأرض سنحصل على شحنة الإلكترون q بمعلومية مقدار وزن الجسم المشحون mg ( تجربة ميلكان ) .

عند مساواة القوة المغناطيسية بقوة الجذب المركزية ( بمعنى سلوك الإلكترونات مسارا دائريا تحت تأثير القوة المغناطيسية ) سنحصل على كتلة الإلكترون m بمعلومية مقدار كل من : شدة المجال المغناطيسي B وشحنة الإلكترون q وسرعته v ونصف القطر r .

وكذلك سنحصل كتلة الإلكترون عند مساواة القوة الكهربائية بقوة الجذب المركزية .

وبهذا يتوصل الطالب لفكرة قياس سرعة الإلكترون وكتلته .

ثم يوزع المعلم الطلاب على مجموعات ويطلب منهم مناقشة الأسئلة أداناه من خلال عرض المحاكاتين التالية :

http://goo.gl/YPlcuU

http://goo.gl/2fbrgp

1 - لماذا فرغ ثمسون الأنبوب من الهواء بدرجة كبيرة ؟
2 - ماذا يحدث عن تطبيق فرق جهد كبير بين المهبط والمصعد ؟
3 - كيف يمكن تشكيل حزمة ضيقة من هذه الإلكترونات المنبعثة من المهبط ؟
4 - لماذا وضع بنهاية الأنبوب وضع طلاء فلورسنت ؟
5 - لماذا وضع مجال كهربائي ومجال مغناطيسي ؟
6 - من أين ينشأ المجال الكهربائي وكذلك من أين ينشأ المجال المغناطيسي ؟
7 - ما تأثير المجال الكهربائي على حزمة الألكترونات ؟ وكذلك ما تأثير المجال المغناطيسي على حزمة الألكترونات ؟
8 - كيف يمكن ضبط حزمة الألكترونات لتسلك مسارا مسقيما ؟
9 - ماذا يستفاد عن تساوي القوة الكهربائية بالقوة المغناطيسية ؟
10 - ماذا يحدث عند تأثير المجال المغناطيسي فقط على حزمة الألكترونات ؟
11- ماذا يحدث عند تأثير المجال المغناطيسي فقط على حزمة الأيونات الموجبة ؟
12 - كيف نحصل أيونات موجبة ؟
13 - ما دلالة توهّج نقطتين مضيئتين على الشاشة ( في أنبوب الأشعة المهبطية ) بدلا من واحدة ؟