Page 5 - الكهرومغناطيسية
P. 5
باستخدام هذه التقنية أمكن حســاب كتلة البروتون؛ أي بالطريقة نفسها التي حسب بها
كتلة الإلكترون ،ووجد أن كتلة البروتون .1.67× 10- 27 kgواستمر تومسون في استعمال
هذه التقنية لتحديد كتل الأيونات الثقيلة ال ُمن َتجة بعد انتزاع الإلكترونات من غازات منها:
الهيليوم والنيون والأرجون.
مثــــــــــال 1
ن�صف قطر الم�سار يتحرك إلكترون كتلته 9.11× 10- 31 kgبسرعة 2.0× 105 m/sداخل أنبوب أشعة المهبط عمود ًّيا على مجال
مغناطيسي مقداره .3.5× 10-2 Tفإذا فصل المجال الكهربائي ،فما مقدار نصف قطر المسار الدائري الذي سلكه الإلكترون؟
1تحليل الم�س�ألة ور�سمها
ارسم مسار الإلكترون ،وثبت عليه السرعة .v
ارسم المجال المغناطيسي متعام ًدا مع السرعة.
ح ّدد اتجاه القوة المؤثرة في الإلكترون ،وأضف نصف قطر
المسار الذي يسلكه الإلكترون إلى رسمك.
المجهول المعلوم
دليل الرياضيات r=? v= 2.0 × 105 m/s
B= 3.5×10-2 T
الأرقام الصغيرة واستخدام الأسس m= 9 .11×10-31 kg
السالبة ص 238و .239 q= 1.602×10- 19 C
� 2إيجاد الكمية المجهولة
استخدم القانون الثاني لنيوتن في الحركة لوصف حركة الإلكترون في أنبوب أشعة المهبط والمعرض لمجال مغناطيسي.
Bqv = _m_rv _2 بالتعوي�ض عن m= 9 .11×10- 31kg
،v= 2.0 ×105 m/s ،B= 3.5×10- 2 T
_r = _mB_qv
q= 1.602×10- 19 C
)_)r = _ (( 9_3.1._51×_×_1 1 _00-_- 23 _1T k)_(g_1) .(_620_.02_××_1 1_00_5 - m1_9 C_/s
r = 3.3 × 10-5 m
تقويم الجواب 3
هل الوحدات �صحيحة؟ وحدة نصف قطر المسار الدائري هي وحدة قياس الطول ،ويقاس الطول بالأمتار.
افترض أن الجسيمات المشحونة جميعها تتحرك عمود ًّيا على المجال المغناطيسي المنتظم.
. 1يتحرك بروتون بسرعة 7.5× 103 m/sعمود ًّيا على مجال مغناطيسي مقداره .0.60 Tاحسب نصف قطر مساره الدائري.
لاحظ أن الشحنة التي يحملها البروتون مساوية للشحنة التي يحملها الإلكترون ،إلا أنها موجبة.
. 2تتحرك إلكترونات خلال مجال مغناطيسي مقداره ،6.0× 10- 2 Tقد اتزنت بفعل مجال كهربائي مقداره.3.0×103 N/C
ما مقدار سرعة الإلكترونات عندئذ؟
. 3احسب نصف قطر المسار الدائري الذي تسلكه الإلكترونات في المسألة السابقة في غياب المجال الكهربائي.
. 4عبرت بروتونات مجال مغناطيسي مقداره 0.60 Tفلم تنحرف بســبب اتزانها مع مجال كهربائي مقداره.4.5×103 N/C
ما مقدار سرعة هذه البروتونات؟
78
