محاكاة المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء — فيزياء 3-2
الثالث الثانوي الفصل الدراسي الثاني الدرس 5-2 الكتاب ص 145–156 محاكاة قانون
جرّب بنفسك قوانين درس «المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء» من كتاب فيزياء 3-2: غيّر القيم في المحاكاة وشاهد النتيجة مباشرة، ثم نفّذ المهام الاستقصائية وتحقق من فهمك.
شغّل المحاكاة وغيّر القيم بنفسك
المحاكاة والمهام الاستقصائية والتقويم متاحة بحساب مجاني.
أنشئ حساب طالب مجاني لديك حساب؟ سجّل الدخول ✓ مجاني بالكامل · أنت معلم؟ حساب معلمأهداف الدرس
- تصف كيف تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء.
- تحل مسائل تتضمن خصائص الموجات الكهرومغناطيسية.
- تصف العوامل المؤثرة في قدرة الهوائي على التقاط موجة كهرومغناطيسية لها طول موجي محدّد.
- تحل مسائل تتضمن انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في المواد العازلة للكهرباء.
القوانين والعلاقات
العلاقة بين الطول الموجي والتردد لموجة في الفراغλ = c/f
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية في مادة عازلةv = c/√K
الطول المثالي لهوائي الاستقبال: نصف الطول الموجيL = λ/2
معامل الانكسار للمادة العازلةn = √K
المفردات
الموجات الكهرومغناطيسيةالهوائيالطيف الكهرومغناطيسيالإشعاع الكهرومغناطيسيالكهرباء الإجهاديةالمستقبِلالعوازل الكهربائية
المفاهيم الرئيسة
- المجال المغناطيسي المتغير يولّد مجالًا كهربائيًّا متغيرًا (الحث الكهرومغناطيسي)، وافترض ماكسويل أن العكس صحيح أيضًا؛ فالمجال الكهربائي المتغير يولّد مجالًا مغناطيسيًّا متغيرًا، وأثبت هرتز ذلك عمليًّا عام 1887م.
- تولّد الشحنات المتسارعة موجات كهرومغناطيسية: مجالان كهربائي E ومغناطيسي B متعامدان، وكلاهما عمودي على اتجاه الانتشار، وتنتشر في الفراغ دون حاجة إلى وسط بسرعة الضوء c = 3.00 × 10⁸ m/s.
- حاصل ضرب الطول الموجي في التردد مقدار ثابت يساوي c: λ = c/f؛ فكلما زاد التردد قصر الطول الموجي. ويُرتّب الطيف الكهرومغناطيسي من موجات الراديو إلى أشعة جاما بزيادة التردد.
- تتولد الموجات بمصدر متناوب موصول بهوائي، وبدائرة ملف ومكثف (حتى 400 MHz تقريبًا)، وبالتجويف الرنان للميكروويف (1–100 GHz)، وبالكهرباء الإجهادية في بلورات الكوارتز.
- يحرّك المجال الكهربائي للموجة إلكترونات الهوائي، فيكون الاستقبال أفضل ما يمكن عندما يوازي الهوائي المجال الكهربائي للموجة ويساوي طوله نصف الطول الموجي، ويختار المُوالِف (ملف ومكثف) تردد المحطة المطلوبة.
- تقل سرعة الموجة في المواد العازلة: v = c/√K، حيث K ثابت العزل الكهربائي النسبي بلا وحدات (للفراغ K = 1 وللهواء K = 1.00054).
مثال محلول
الطول الموجي لمحطة إذاعةتبث محطة إذاعة FM بتردد 100 MHz. ما الطول الموجي لموجاتها؟
- المعطيات
- f = 100 MHz = 1.00 × 10⁸ Hz , c = 3.00 × 10⁸ m/s
- المطلوب
- λ = ?
- الحل
- λ = c / f = (3.00 × 10⁸) / (1.00 × 10⁸) = 3.00 m
- تقويم الجواب
- الوحدة (m/s)/(1/s) = m صحيحة، والطول الموجي بضعة أمتار، وهذا منطقي لموجات الراديو ذات التردد الصغير نسبيًّا.
داخل المحاكاة
- التهيئة والتنبؤ بعد التسجيل
- المحاكاة التفاعلية بعد التسجيل
- المهام الاستقصائية بعد التسجيل
- 3 أمثلة محلولة أخرى بعد التسجيل
- التقويم الختامي بعد التسجيل
- الملخص والواجب المنزلي بعد التسجيل
- وضع العرض للمعلم بعد التسجيل
