حل تمارين الكتاب المدرسي للعلوم الفزيائية التكهرب

- 1
اختيار الإجابة الصحيحة :
- الذرة متعادلة آهربائيا (عدد الإلكترونات = عدد البروتونات) .
- آتلة الإلكترونات صغيرة جدا أمام آتلة النواة .
للتفصيل : مثلا : ذرة الهيدروجين العادية ، تحتوي على إلكترون واحد وبروتون واحد .
me =9×10−30kg آتلة الإلكترون
mp =1,67×10−27kg آتلة البروتون
mp = 1855 me النسبة بين آتلة البروتون (التي تمثل النواة) وآتلة الإلكترون هي حوالي 1855 ، أي أن
وبالتالي نقول أن آتلة الإلكترون مهملة أمام آتلة النواة . (من أجل ذرة أخرى آتلة النواة تساوي مجموع آتل البروتونات
والنيوترونات ، مع العلم أن آتلة النوترون تساوي عمليا آتلة البروتون ) .
- الإلكترونات تدور حول النواة .
- 2
اختيار الأجوبة الصحيحة :
. e- - رمز الإلكترون هو
q = - 1,6 × 10 - 19 C - قيمة شحنة الإلكترون
- 3
الشحنة الكهربائية الإجمالية للذرة معدومة ، لأن الذرة تحتوي على نفس العدد من الإلكترونات والبروتونات ، حيث أن لهذه
الجسيمات نفس قيمة الشحنة باختلاف الإشارة .
- 4
اختيار الإجابة الصحيحة :
- للجسم المشحون سلبا فائض في عدد الإلكترونات .
- الجسم المتعادل آهربائيا غير مشحون (لما تكون شحنته الموجبة تساوي بالقيمة شحنته السالبة يصبح غير مشحون ، أي
معتدل آهربائيا) .
- الجسم المشحون إيجابا له عجز في عدد الإلكترونات .
- 5
تكملة الجمل :
تتكون الذرة من البروتونات و الإلكترونات . تحمل النواة شحنة آهربائية موجبة ، بينما شحنة الإلكترونات سالبة .
إضافة : تحتوي الذرة آذالك في نواتها على النوترونات والتي شحنتها معدومة .
الإلكترونات تدور حول النواة .
- 6
تكملة الفقرات :
- يحدث التجاذب بين جسم يحمل شحنة آهربائية موجبة وجسم يحمل شحنة آهربائية سالبة .
- عندما يحمل الجسمان شحنتين آهربائيتين متماثلتي الإشارة يحدث تنافر بينهما .
، C يتجاذب مع جسم مشحون آهربائيا B مشحون آهربائيا ، وأن B مشحونا آهربائيا يتنافر مع جسم آخر A - علما أن جسما
. C يتجاذب مع الجسم A إذن الجسم
- إن شحنة نواة الصوديوم توافق 11 شحنة آهربائية عنصرية موجبة ، في ذرة الصوديوم إذن 11 إلكترون .
(المقصود بالشحنة العنصرية هو اصغر شحنة آهربائية ، طبعا إذا آانت سالبة فهي شحنة الإلكترون ، وإذا آانت موجبة فهي
شحنة البروتون) .
المجال الأول الظواهر الكهربائية
الوحدة الخامسة التكهرب
أختبر معلوماتي
- 7
قالت فايزة لأخيها ياسين :
الذرة لا تحتوي على شحنات آهربائية لأنها متعادلة آهربائيا . هل أصابت فايزة ؟
آلام فايزة ناقص ، لأن الذرة تحتوي على شحنة موجبة (النواة) وشحنة سالبة (الإلكترونات) ، لكن هتين الشحنتين متساويتان
في القيمة ، وبالتالي مجموعهما يكون معدوما ، مما يجعل الذرة معتدلة آهربائيا .
(المطلوب من فايزة إعادة مراجعة هذا الدرس )
- 8
الدقائق المسؤولة عن نقل التيار الكهربائي في المعادن هي الإلكترونات الموجودة في الطبقات الخارجية لذرات المعادن .
- 9
فرضا أن هذه التجارب أجريت منفصلة عن بعضها .
( موجبة لأنهما يتجاذبان (الشكل – 1 B سالبة إذن شحنة الكرية A بما أن شحنة الكرية
( الشكل – 2 ) A موجبة لأنها تجاذبت مع C شحنة الكرية
( الشكل – 3 ) C سالبة لأنها تجاذبت مع D شحنة
مشحونتان. D و C الشكل – 4 لا معنى له من ناحية أنه لا يُفيد في الحل وثانيا لا يمكن أن يبقى الخيطان شاقوليين لأن
- 10
- 11
- البلاستيك لما يُدلك مع شعر الرأس يكتسب من الشعر الإلكترونات (انظر لسلسلة المواد عند شحنها في الدرس) ، فيصبح
الشعر مشحونا إيجابا فينجذب للمشط .
(السؤالان الآخران مكرّران)
- 12
ne = - 19 = 3 × 10 - عدد الإلكترونات الناقصة في هذا الجسم هو : 7
- 12
1,6 10
4,8 10
×
×
ne = - 19 = 10 - عدد الإلكترونات الزائدة في هذا الجسم هو : 5
- 14
- 1,6 10
- 1,6 10
×
×
13 - في انتظار المعلومات نحل التمرين 14
- 14
- الذرة معتدلة آهربائيا . (صحيح) الشرح : لأن عدد الإلكترونات = عدد البروتونات
- الإلكترونات دقائق لها شحنة آهربائية موجبة (خطأ)
التصحيح : الإلكترونات دقائق لها شحنة آهربائية سالبة .
أستعمل معلوماتي
C D A C A B
4 3 2 1
?
+ +
–
+
– + –
–
- قطعة من الحديد متعادلة آهربائيا (صحيح)
الشرح : الحديد والمعادن بصفة عامة لها ترآيب ذرّي ، أي أن ذراتها متوضّعة في أشكال هندسية معيّنة ، وبما أن
الذرة معتدلة آهربائيا ، فإن قطعة الحديد التي هي مجموعة من الذرات تكون معتدلة آهربائيا آذلك .
- تحمل نواة الذرة شحنة آهربائية سالبة (خطأ)
التصحيح : تحمل نواة الذرة شحنة آهربائية موجبة .
الشرح : في النواة توجد البروتونات والنوترونات ، حيث أن البروتونات لها شحنة موجبة والنوترونات معتدلة آهربائيا ،
وبالتالي تكون شحنة النواة موجبة لأنها تنحصر في شحنة البروتونات فقط .
- 15
شحنة نواة ذرة الأآسجين :
تدور حول نواة ذرة الأآسجين 8 إلكترونات ، ونعلم أن الذرة معتدلة آهربائيا ، ونعلم آذلك أن في آل الذرات لأي عنصر آان
يكون فيها عدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات .
إذن 8 إلكترونات تكون شحنتها : ، q = - 1,6 . 1- 19 C بما أن شحنة الإلكترون
q’ = - 8 × 1,6 .10 – 19 C = - 12,8 ×10 – 19 C
. q’ + q’’ = وذلك لكي يكون : 0 ، q’’ = + 12,8 × 10 – 19 C : إذن شحنة نواة ذرة الأآسجين هي
- 16
الجواب بصحيح أو خطأ :
- لا تحتوي الذرة على أية شحنة آهربائية (خطأ)
الذرة تحتوي على شحنة موجبة وشحنة سالبة مساوية لها في القيمة .
- يوجد عدة أنواع من الإلكترونات . (خطأ)
الإلكترونات آلها متماثلة : لا فرق بين إلكترون ذرة النحاس وإلكترون ذرة الأآسجين مثلا .
- إن شحنة الإلكترون موجبة . (خطأ) (شحنته سالبة)
- إن آتلة البروتون أآبر من آتلة النوترون . (خطأ)
mp = mn = 1,67 × 10 – 27 kg : عمليا آتلة البروتون = آتلة النوترون
- 17
علما أن لذرة الفلور 9 إلكترونات :
q = - 1,6 × 10 – 19 × 9 = - 14,4 × 10 – 19 C : - الشحنة السالبة الإجمالية في هذه الذرة هي شحنة 9 إلكترونات
لأن الذرة معتدلة آهربائيا . ، q’ = + 14,4 × 10 – 19 C - شحنة نواة ذرة الفلور هي
. q + q’ = - الشحنة الإجمالية لذرة عنصر الفلور هي : 0
- 18
على آتلة ذرة واحدة من الهيدروجين لكي نجد عدد الذرات في هذه العيّنة . m = 1 g نقسّم آتلة العيّنة من الهيدروجين
n = - 24 = 6 × 10 هو عدد الذرات : 23 n ليكن 1,67 10
1
×
نتوقف لحظة من أجل التمعّن في هذا العدد الهائل من الذرات الموجودة في غرام واحد !!!
مثلا نريد أن نعدّ هذا العدد شفهيا ونقول : واحد ، إثنان ، ثلاثة ، أربعة .....
يمكن مثلا أن نعد 5 أرقام في ثانية واحدة ، أي لما نصل إلى العدد 20 نكون استغرقنا 4 ثوان . تعالى معي نرى آم نستغرق
من الوقت في عدّ هذا العدد من ذرات الهيدروجين .
في ساعة واحدة توجد 3600 ثانية
في يوم واحد ( 24 سا) توجد 86400 ثانية
أنمي آفاءاتي
في شهر واحد توجد 2592000 ثانية
في سنة واحدة توجد 946080000 ثانية
في قرن واحد توجد 94608000000 ثانية
= 1,2 × 10 23 secondes 6 نعدّه في × 10 في 1 ثانية نعدّ 5 أرقام ، إذن العدد 23
5
6 × 10 23
= 1,27 ×10 في هذا الزمن يوجد 13
94608000000
1,2 × 10 23 قرن من الزمن .
1 من الهيدروجين . g خلاصة : تحتاج إلى 12700000000000 قرن لكي تنتهي من عدّ ذرات الهيدروجين في
أطال الله عمرك ...
- 19
R : نصف قطر الذرة
r : نصف قطر النواة
r = : لدينا
100000
R
. R = 10 5 × r ، أي
فإن : ، r = 1 cm إذا آان
. R = 10 5 × 1 = 10 5 cm = 1000 m = 1 km
نستنتج من هذا ما يلي :
- آتلة الذرة متمرآزة آلها في النواة .
- المادة شبه فارغة .
- 20
لما نقرّب القضيب من الكرة تتنافر الشحن السالبة الموجودة على طرفه (التي هي عبارة عن إلكترونات
إآتسبها من مادة أخرى ) مع بعض الإلكترونات الموجودة على وجه الكرة المقابل للقضيب ، فتهاجرهذه الأخيرة
إلى الجهة الأخرى من الكرة .
ملاحظة:
في هذه الحالة الكرة لم تُشحَن ، لأنها لم تكتسب ولم تفقد الإلكترونات .
آل ما في الأمر أن حالة استنفار قد حدثت داخلها (تجمّع بعض الإلكترونات الخارجية في الوجه غير المقابل للقضيب ) .
- عند ملامسة الكرة بالقضيب تنتقل الشحن السالبة منه لتعوّض ذلك الفراغ (الشحن الموجبة) الذي ترآته الإلكترونات ، وفي
هذه الحالة نقول أن الكرة قد شُحنت سلبا ، لأن عدد الإلكترونات فيها أصبح أآثر من عدد البروتونات ، وهذا الذي نسميه
التكهرب باللمس .
- 21
- تتوزع الإلكترونات على طول القضيب المعدني لأنه عبارة عن ناقل آهربائي ، حيث أن في
الناقل الكهربائي تتحرك الشحن ولا تتمرآز في منطقة معينة منه .
- ينحرف النواس الكهربائي للسبب التالي :
آتية من قضيب الإيبونيت (A) الشحن السالبة (الإلكترونات) التي تصل إلى النقطة
تتنافر مع الإلكترونات الخارجية الموجودة في الكرية ،
ثم بعد ذلك تنتقل الشحن السالبة من المعدن لتعديل
الشحن الموجبة المجاورة لها في الكرة ، فتصبح الكرة
بعد ذلك مشحونة سلبا فتتنافر مع المعدن مبتعدة عنه .
(طبعا الكرة هي التي تبتعد وليس المعدن لأنها خفيفة وحرّة في حرآتها ) .
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• إلكترون
• النواة
فراغ
لم نحترم سلم الرسم لضيق المكان
-
-
-
--
- - - - - - -- - -- -
A B
++
+
-- + -- -- - - -
- إذا عوّضنا القضيب المعدني بمسطرة من الخشب ، فإن النواس لا ينحرف للسبب التالي :
الشحن السالبة في قضيب الإيبونيت لا تصل إلى الكرة عبر المسطرة ، لأن هذه الأخيرة عازلة آهربائيا .
- 22
- لكي نحسب عدد الإلكترونات في ذرتي الكبريت والآزوت ، نقسم قيمة الشحنة الإجمالية على شحنة إلكترون واحد :
ne = - 19 = في ذرة الكبريت عدد الإلكترونات 16
- 19
- 1,6 10
- 25,6 10
×
×
ne’ = - 19 = في ذرة الآزوت عدد الإلكترونات 7
- 19
- 1,6 10
- 11,2 10
×
×
q = 1,6 × 10 - 19 × 6 = - 9,6 × 10 – 19 C : - الشحنة السالبة الإجمالية في ذرة الكربون
q = + 9,6 × 10 – 19 C : - الشحنة الموجبة الإجمالية في ذرة الكربون
q = - 11,2 × 10 – 19 C : - الشحنة السالبة الإجمالية