اهمية المتسعة في التطبيقات العملية :

تبرز الفائدة من استعمال المتسعة في التطبيقات العملية بصورة رئيسية في

 مقدرتهاعلى خزن مقادير كبيرة جدا من الطاقة الكهربائية وامكانية تفريغ 

هذه الطاقة بسرعة كبيرة جدا وبكميات هائلة عند الحاجة اليهامثل المتسعة 

المشحونة في منظومة المصباح الومضي في آلة التصوير والمتسعة الموضوعة

 في جهاز تنظيم حركة عضلات القلب .

المتسعة المستعملة في لوحة مفاتيح الحاسوب :

توضع متسعة تحت كل حرف من الحروف في لوحة المفاتيح (Key board)

اذ يثبت كل مفتاح بصفيحة متحركة تمثل احدى صفيحتي المتسعة والصفيحة 

الاخرى مثبتة في قاعدة المفتاح وعند الضغط على قاعدة المفتاح يقل البعد 

الفاصل بين صفيحتي المتسعة فتزداد سعتها وهذا يجعل الدوائر الالكترونية 

الخارجية تتعرف على المفتاح الذي تم الضغط عليه .

ثابت العزل الكهربائي :

هو نسبة سعة متسعة عندما يفصل بين لوحيها عازل وسعة المتسعة عندما يفصل

 بينهما هواء او فراغ مطلق .

اي ان :                                                        

                                         K=Ck/C  

K : ثابت العزل الكهربائي 

Ck : سعة متسعة يفصل بين لوحيها عازل 

C : سعة المتسعة عندما يفصل بين لوحيها هواء

ملاحظة : ثابت العزل الكهربائي كمية خالية من الوحدات.

 

نفترض انه لدينامتسعة يفصل بين لوحيها هواء سعتها C عندادخال مادة عازلة

 مثل الخشب او الزجاج  بدل الهواء يقل فرق الجهد بين لوحيها وبذلك تزداد 

سعة المتسعة بوضع المادة العازلة بدل الهواء اذ ان سعة المتسعة تتناسب عكسيا

 مع فرق الجهد الكهربائي اي ان سعة المتسعة تزداد عند نقصان فرق الجهد

 الكهربائي وفق المعادلة :

                                       C=Q/V

 C : سعة المتسعة 

Q : الشحنة الكهربائية 

V : فرق الجهد الكهربائي

ان هذه الزيادة في سعة المتسعة تتوقف على نوع المادة العازلة

 

توضيح تأثير العازل في سعة المتسعة :

ان المادة العازلة تحتوي على الكترونات مقيدة في ذراتها بينما يحتوي الموصل

 وفرة من الالكترونات الحرة ويكون كلاهما عادة متعادلا كهربائيا عندما يكونان

 بمعزل عن المجال الكهربائي الخارجي .

فاذا سلط مجال كهربائي على وسط عازل يتغير مسار الالكترونات حول النواة 

وتسلك الالكترونات مسارا بيضويا وعندئذ لاينطبق مركز الشحنة السالبة اي

 شحنة الالكترون (e) على مركز الشحنة الموجبة اي شحنة البروتوتون (p)

وبذلك تستقطب الذرة فيتولد مجال كهربائي للذرة وبالتالي للعازل نفسه معاكسا

للمجال الخارجي لكنه اصغر منه شدة لأن عدد الشحنات المستقطبة اقل من 

عدد الشحنات المؤثرة التي ولدت المجال الخارجي بين اللوحين لذلك فان 

شدة المجال الكهربائي داخل العازل اقل من شدة المجال الخارجي لذلك تقل 

محصلة شدة المجال الكهربائي اي ان محصلة شدة المجال هي :

                                       Er = E - Ei 

Er : محصلة شدة المجال 

E : شدة مجال متسعة يفصل بين لوحيها هواء 

Ei : شدة مجال المتسعة التي يفصل بين لوحيها عازل 

وبذلك يقل فرق الجهد بين اللوحين مع ثبوت البعد بينهما وفق المعادلة:

                                    V=Exd

 V : فرق الجهد الكهربائي

E : شدة المجال الكهربائي 

 d : البعد بين لوحي المتسعة .

فتزداد السعة الكهربائية بسبب بسبب نقصان فرق الجهد الكهربائي .

وتتوقف شدة المجال الكهربائي المحتث للعازل على نوع العازل كما ان 

هناك مواد مستقطبة بصورة طبيعية مثل جزيئة الماء وبعضها يستقطب 

بالحث لذلك فان وجود المادة العازلة بدل الهواء يزيد من سعة المتسعة

 بسبب ظاهرة الاستقطاب الكهربائي ويعبر عن هذه الخاصية بثابت العزل 

الكهربائي . فاذا كانت الشحنات النقطية مطمورة في وسط عازل غير الهواء

فان القوة الكهربائية بينهما ستقل بنسبة ثابت العزل الكهربائي وكذلك الجهد 

الكهربائي في اية نقطة من المجال . 

ملاحظة: شحنة البروتون تمثل شحنة النواة لأن النيوترون متعادل كهربائيا .

ملاحظة : ان خاصية ثابت العزل الكهربائي هي احد العوامل الثلاث المؤثرة

في مقدار سعة المتسعة وهي :

1- المساحة المتقابلة للوحي المتسعة 

2- البعد بين اللوحين 

3- نوع العازل بين اللوحين .

                                                        

التلسكوب الفلكي :

يتألف التلسكوب الفلكي من عدستين :

1-شيئية ذات بعد بؤري كبير

2- وعينية ذات بعد بؤري صغير

ازواج كوبر : Cooper Pairs

اشار العالم الفيزيائي كوبر عام 1956 انه في حالة وجود قوة جذب بين الالكترونات 

مهما كانت ضعيفة فأن الحالة الدركية في درجة حرارة الصفر المطلق تحتوي على 

الكترونات متجمعة على شكل ازواج هذه الازواج من الالكترونات يطلق عليها في

 بعض الاحيان ازواج كوبر .

ما سبب مقاومة المعادن في درجات الحرارة الواطئة ؟

بسبب تصادم الكترونات التوصيل مع ذرات الشوائب .

تردد الضربات :

هو عدد الضربات الحادثة خلال ثانية واحدة ويساوي الفرق بين ترددي

 الموجتين المتداخلتين .

الفقد العزلي : dielectric losses

ان حدوث الاستقطاب في المواد العازلة مرتبط بآليات تميز التركيب الذري أوالجزيئي

لتلك المواد وعند تطبيق مجال كهربائي متردد فان الاستقطاب الناشئ يتخلف بدرجة 

او اخرى عن ذلك المجال اي ان التخلف يرتبط بحدوث فقد في الطاقة يكون هذا الفقد 

في العوازل في صورة حرارة تؤدي الى تسخين في المحولات الكهربائية والمكثفات

والملفات وغيرها لذلك تتجه البحوث دائما الى ايجاد عوازل تنخفض فيها قيمة الفقد 

العزلي الذي يتسبب في خسارة اقتصادية .

هل التداخل بين الموجتين في ظاهرة الضربات تداخل مستديم ؟ لماذا ؟

كلا غير مستديم 

لأن فرق الطور بين الموجتين المتداخلتين غير ثابت .

ما هي الالوان المتولدة في الطيف الخطي البراق لذرة الهيدروجين ؟

الاحمر - الازرق - النيلي - البنفسجي .

لماذا تستخدم عدسة لتجميع اشعة الليزر ؟

لكي تزداد شدة الاشعاع الليزري .

لماذا يكون الليزر ذو شدة ضوئية عالية ؟

بسبب تشاكهه حيث ينتج تشابه تام في الطور بين الموجات الفوتونية .

بماذا يختلف ليزر شبه الموصل عن ليزر الحالة الصلبة ؟

1- في طريقة تمثيل مستويات الطاقة وبالتالي ميكانيكية الضخ وعملية

الانبعاث الضوئي 

2- يحتوي ليزر شبه الموصل على حزم عريضة من مستويات الطاقة

بدلا من المستويات المفردة التي تحدث بينها الانتقالات التي تشارك في

عمليات انبعاث الليزر .

ماذا يتطلب عند استخدام اشعة الليزر في الطب ؟ لماذا؟

يتطلب منظومة بصرية تلحق بجهاز الليزر تسهل عملية التحكم في استخدام

 الشعاع وموقع تجمعه ونقله الى اية نقطة من جسم المريض .

summation f

summation f(i)

summation i^3

summation i^2

summation i

ln e^x

e^ln x

a^log x

log a*b

لوغاريتم x

log x

log x^n

log a over b

log 1 over x

      

متسلسلة e^x

series of exp(x)

متسلسلة جيب x

series of sin(x)

series of 1+x

series of 1-x

متسلسلة الجيبتمام

series of cos x

log ln e ثوابت

sinh x

sin x

cos x

cosh x

sin^n

cos^n

integral of sec u tan u + integral of csc u cot u

sin u cos u

تكامل دالة اسية

اشهر متطابقة مثلثية

sin x

sin 2x

تكامل lnx

التكامل بالتجزئة

مقلوبات الدوال المثلثية

مشتقة الثابت صفر

التحليل بالتجربة 1

التحليل بالتجربة

tan x cot x

sin - x

sin x cos x

sec x csc x

lim 1

lim 2

cos (2x)

exp(x)

الخلايا الشمسية :

هي نبائط شبه موصلة حساسة ضوئيا تقوم بتحويل ضوء الشمس المباشر الى 

كهرباء .

الخلية الكهروضوئية :

هي اداة الكترونية مصنوعة من اشباه الموصلات يتشكل عبرها فرق الجهد عند

 تعرضها للضوء ويتولد عنها تيار كهربائي ترتبط قيمته بمعامل امتصاصها

 للضوء وعند توصيل حمل كهربائي ما ( مصابيح انارة مثلا ) بين طرفيها 

فأن التيار الكهروضوئي المار وبالتالي الطاقة الكهربائية الناتجة تستطيع 

تشغيل المصباح .

الكفاءة الكمية :

هي عدد ازواج ( الكترون - فجوة ) المتولدة لكل فوتون ساقط .

الاستجابة الطيفية :

هي النسبة بين التيار الضوئي الخارج من الكاشف الى قدرة الاشعة الساقطة

 على الكاشف المعتمدة على الطول الموجي .

خصائص الكواشف الفوتونية :

1- حساسية الكاشف عالية 

2- استجابته سريعة 

3- ضوضاء قليلة 

4- ذو مقاومة حمل عالية عند ظروف التشغيل

اساس عمل الكواشف الفوتونية :

1- توليد حاملات الشحنة بواسطة فوتونات الضوء الساقطة 

2- نقل أو مضاعفة الحاملات بأي من الآليات المسؤولة عن كسب التيار

3- تفاعل التيار مع الدائرة الخارجية لتجهيز اشارة الاخراج الكهربائية

مميزات كاشف شوتكي :

1- يعمل بدرجة حرارة واطئة 

2- يمتلك طول موجي طويل قاطع مساوي الى أرتفاع الحاجز

3- تيار خارج كبير واستجابة ضوئية جيدة 

4- سهولة التصنيع

5- زمن استجابة كبير وذلك لأعتماده على نوع واحد من الحاملات

كمية الحرارة :

هي الطاقة التي اذا اعطيت الى جسم ما جعلته اكثر سخونة مما كان عليه 

او تغيرت حالته او بعض خصائصه .

درجة الحرارة : 

هي عدد أو رقم يشير الى مقدار سخونة الجسم وفق تدريج معينوحدة قياسها 

الدرجة السيليزية ( المئوية ) .

القطارات الحوامة (المحلقة) :

تسمى القطارات التي تسير مرتفعة عن الارض كما لو كانت تحلق بأسم 

قطارات ماجليف (Maglev) والمقطع الاول مأخوذ من كلمة مغناطيسي 

Mag والثاني Levitation بمعنى الرفع .

يجري هذا القطار بسرعة كبيرة محلقا فوق الارض بقوى التنافر المغناطيسية

فوق طريق موجه حيث يتقدم القطار نحو ملفات من الالمنيوم حاملة لتيار 

كهربائي وتقوم المغناطيسيات الفائقة المثبتة اسفل جسم القطار في خلق 

مجالات مضادة ترفع جسم القطار بأكمله نظرا لخواصها الدايامغناطيسية .

لماذا تقاس كمية الحرارة بوحدات الطاقة ؟

لأن الحرارة نوع من انواع الطاقة .

لماذا تترك مسافات مناسبة بين اطراف الجسر والقوائم الثابتة عند

 بناء الجسور الحديدية ؟

لكي لا يختل هيكل الجسر اذا تمدد أو تقلص . 

لماذا تمتاز الغازات بقابليتها على الانتشار ؟

بسبب ضآلة القوى الجزيئية بين جزيئاتها .

ما الفائدة من معرفة معاملات تمدد الأجسام ؟

الفائدة هي معرفة مقدار التغير الحاصل بطول او مساحة او حجم المواد عند تغير

درجات الحرارة وهذا يساعدنا على معرفة مقدار الفواصل الواجب تركها عند 

انشاء سكك الحديد او بناء الجسور او تثبيت الابواب والشبابيك .

لماذا يعد التمدد الظاهري للغازات تمددا حقيقيا  ؟

لأنه ثبت علميا ان تمدد الواني الحاوية للغازات بتأثير الحرارة صغير جدا 

بالنسبة لتمدد الغاز نفسه .

أهم مصادر الحرارة :

1- الشمس

2- باطن الأرض

3- التفاعلات الكيميائية

4- الطاقة الكهربائية

5- الطاقة الميكانيكية

6- التفاعلات النووية

كيف اثبت العالم جلبرت ان الأرض مغناطيس كبير ؟

استعمل حجرا من المغناطيس الطبيعي على شكل الكرة ولاحظ عند وضع بوصلة 

عند اية بقعة على الكرة فأنها تشير دائما نحو القطب الشمالي للحجر .

كيف تعين زاوية ميل المغناطيس ؟

بوساطة جهاز ابرة الميل .

فائدة البوصلة :

1- يستفاد منها في معرفة الاتجاه اثناء السفر كالبوصلة البحرية 

2- يستفاد منها في المختبر في اجراء بعض التجارب العلمية

هل يمكن ان يكون مركز ثقل الجسم خارج الجسم ؟

نعم يمكن في الحلقة اذ يكون مركز ثقلها في نقطة المركز وهي تقع خارج الحلقة .

ما الذي اثبته غاليلو من خلال تجربته على سقوط الأجسام ؟

اثبت ان جميع الأجسام تسقط بسرعة واحدة في الفراغ .

ظاهرة مازنر :

عندما تكون المادة ذات التوصيل المفرط في مجال مغناطيسي فأن خطوط الفيض 

المغناطيسي تبتعد كليا عن الموصل عند تبريد المادة الى درجة حرارية اقل من

 درجة الحرارة الحرجة .

البلورات الليوتروبية :

لقد لوحظ عند تحضير محاليل بعض المواد في مذيب آيزوتروبي بطبقة 

ان بلوراتسائلة تتكون ويطلق عليها بلورات سائلة ليوتروبية بشرط ان

 يكون تركيز المادة المذابة كبير .

ان حامض DNA النووي وبعض الفيروسات مثل فيروس ورق الدخان 

تكون اطوار وسيطة ليوتروبية عند اذابتها في مذيبات مناسبة مثل الماء

وبتركيزات مناسبة .

البلورات الثرموتروبية :

يمكن الحصول عليها بتسخين المادة الصلبة وذلك يتم بطرق متعددة وهي عادة 

تكون مواد عضوية وزنها الجزيئي من (200) ألى (500) .

تصنيف البلورات السائلة :

1- البلورات الثرموتروبية    Thermotropic

2- البلورات الليوتروبية        Lyotropic

البلورات السائلة :

هي حالة من حالات المادة التي تكون فيها خواصها وسطا بين خواص

 الجوامد وخواص السوائل  .

اول من اكتشف هذه الحالة هو العالم الفرنسي فريدل الذي ابتكر تصنيفا

 جديدا لحالات المادة على اساس الاختلافات التركيبية فيما بينها .

الخزف:

منتج يتم الحصول عليه من تأثير النيران على مادة ترابية .

هذا التعريف يشمل المنتجات المقاومة للحرارة و مواد البناء والزجاج

 ومواد العزل الكهربائي .

التبلور في البوليمرات :

يختلف مفهوم التبلور في البوليمرات عن طريقة التبلور في الجزيئات الصغيرة 

فالتبلور هو امكانية ترتيب اجزاء السلاسل لتكوين تراكيب منتظمة تدعى

 بالمناطق البلورية .

التصنيف الكيميائي للبوليمرات المعتمد على ميكانيكية التفاعل :

1- البوليمرات ذات النمو المتسلسل 

2- البوليمرات ذات النمو الخطوي

تصنيف البوليمرات المعتمد على تجانس البوليمرات :

1- البوليمرات المتجانسة 

2- البوليمرات المشتركة

3- البوليمرات المركبة 

4- المخاليط البوليمرية

تصنيف البوليمرات المتمد على الشكل البنائي لجزيئة البوليمر :

1- بوليمرات خطية 

2- بوليمرات متفرعة

3- بوليمرات متشابكة

التصنيف التكنلوجي للبوليمرات :

1- البلاستيكات المطاوعة للحرارة 

2- البوليمرات المتصلبة حراريا 

3- البوليمرات المرنة المطاطية

تصنيف البوليمرات المعتمد على الطبيعة الكيميائية :

1- البوليمرات العضوية 

2- البوليمرات غير العضوية 

3- بوليمرات عضوية وغير عضوية

تصنيف البوليمرات المعتمد على مصادر البوليمرات :

1- البوليمرات الطبيعية 

2- البوليمرات الصناعية 

3- البوليمرات الطبيعية المحورة

علم البوليمر :

يبحث هذا العلم عن المواد التي تكون جزيئاتها كبيرة والبوليمرات تتكون عادة

 من ارتباط جزيئات صغيرة بعضها ببعض كيميائيا وتدعى هذه الجسيمات 

الصغيرة بالمونيمر (monomer) .

البوليمر :   Polymer

ان كلمة البوليمر لاتينية الأصل وهي مركبة من مقطعين هما (Poly) وتعني 

متعدد و (mer) وتعني وحدة او جزء ايان كلمة بوليمر تعني متعدد الوحدات 

أو متعدد الأجزاء .

تفاعل اشعة كاما مع المادة :

عند مرور اشعة اشعة كاما خلال المادة فانها تتفاعل معها بشكل اساسي بثلاث 

طرائق رئيسية هي :

1- استطارة كومبتون               Compton Effect

2- الظاهرة الكهروضوئية    Photo - Electric Effect

3- انتاج الزوج                    Pair Production

الجرعة الممتصة :

هي قياس امتصاص الطاقة المترسبة في اي وسط بواسطة جميع انواع الاشعة 

المؤينة وحدة قياسها (راد) .

           every (1 Rad) = 0.01 J/kg

قانون العتلات