الفيزياء ٢

المصدر: يونغ ب. تشن ، دكتوراه ، قسم الفيزياء وعلم الفلك ، كلية العلوم ، جامعة بوردو ، ويست لافاييت ، إنديانا يتم إنشاء مجال كهربائي بواسطة جسم مشحون (يشار إليه باسم شحنة المصدر) في المساحة المحيطة به ، ويمثل القدرة على ممارسة قوة كهربائية على جسم مشحون آخر (يشار إليه باسم شحنة الاختبار). يمثله متجه في أي نقطة معينة في الفضاء ، المجال الكهربائي هو القوة الكهربائية لكل وحدة شحنة اختبار موضوعة في تلك النقطة (القوة المؤثرة على الشحنة التعسفية ستكون الشحنة مضروبة في المجال الكهربائي). المجال...

المصدر: يونغ ب. تشن ، دكتوراه ، قسم الفيزياء وعلم الفلك ، كلية العلوم ، جامعة بوردو ، ويست لافاييت ، إنديانا تقيس الإمكانات الكهربائية ، المعروفة أيضا باسم "الجهد" ، الطاقة الكندية الكهربائية لكل وحدة شحنة. المجال الكهربائي هو كمية عددية وهو أساسي للعديد من التأثيرات الكهربائية. مثل الطاقة الكامنة ، ما هو ذو مغزى جسدي هو الفرق في الجهد الكهربائي. على سبيل المثال ، يرتبط التباين المكاني في الجهد الكهربائي بالمجال الكهربائي ، مما يؤدي إلى ظهور القوة الكهربائية على الشحنة. الفرق في الجهد...

المصدر: يونغ ب. تشن ، دكتوراه ، قسم الفيزياء وعلم الفلك ، كلية العلوم ، جامعة بوردو ، ويست لافاييت ، إنديانا يمكن إنشاء المجالات المغناطيسية عن طريق تحريك الشحنات ، مثل التيار الكهربائي. يمكن حساب المجال المغناطيسي الناتج عن التيار من معادلة ماكسويل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للأجسام المغناطيسية مثل قضيب المغناطيس أيضا أن تولد مجالات مغناطيسية بسبب الديناميكيات المجهرية للشحنات داخل المادة. ستمارس المجالات المغناطيسية قوة مغناطيسية على شحنات متحركة أو أجسام مغناطيسية أخرى ، مع قوة تتناسب مع...

المصدر: أندرو دافي ، دكتوراه ، قسم الفيزياء ، جامعة بوسطن ، بوسطن ، ماساتشوستس تكرر هذه التجربة تجربة جي جيه طومسون الشهيرة في نهاية القرن التاسع عشر ، حيث قام بقياس نسبة الشحنة إلى الكتلة للإلكترون. بالاقتران مع تجربة روبرت أ. ميليكان في قطرة الزيت بعد بضع سنوات والتي أنتجت قيمة لشحنة الإلكترون ، مكنت التجارب العلماء من العثور ، لأول مرة ، على كل من كتلة وشحنة الإلكترون ، وهما معلمان رئيسيان للإلكترون. لم يكن طومسون قادرا على قياس شحنة الإلكترون أو كتلة الإلكترون بشكل منفصل ، لكنه تمكن من...

المصدر: أندرو دافي ، دكتوراه ، قسم الفيزياء ، جامعة بوسطن ، بوسطن ، ماساتشوستس تبحث هذه التجربة في قانون أوم ، الذي يربط التيار والجهد والمقاومة. يتمثل أحد أهداف التجربة في التعرف على مخططات الدوائر والمصطلحات المتضمنة في الدوائر الأساسية ، مثل المقاوم والمقاومة والتيار والجهد ومصدر الطاقة. بحلول نهاية التجربة ، يتم اكتساب الإلمام بكيفية توصيل الدائرة وكيفية قياس كل من التيار الذي يمر عبر مكون الدائرة وفرق الجهد أو الجهد عبره. في الدائرة ، توفر البطارية أو مصدر الطاقة جهدا مقاسا بالفولت (V)...

المصدر: يونغ ب. تشن ، دكتوراه ، قسم الفيزياء وعلم الفلك ، كلية العلوم ، جامعة بوردو ، ويست لافاييت ، إنديانا توضح هذه التجربة كيفية توزيع التيار في المقاومات المتصلة في سلسلة أو متوازية ، وبالتالي تصف كيفية حساب المقاومة "الفعالة" الإجمالية. باستخدام قانون أوم ، من الممكن التحويل بين الجهد والتيار من خلال المقاومة ، إذا كانت المقاومة معروفة. بالنسبة لمقاومتين متصلتين في سلسلة ، (بمعنى أنهما متصلان بالأسلاك واحدة تلو الأخرى) ، سيتدفق نفس التيار من خلالهما. ستضيف الفولتية ما يصل إلى "الجهد...

المصدر: يونغ ب. تشن ، دكتوراه ، قسم الفيزياء وعلم الفلك ، كلية العلوم ، جامعة بوردو ، ويست لافاييت ، إنديانا ستستخدم هذه التجربة مكثفات تجارية ومكثف لوحة متوازية لإثبات مفهوم السعة. يخزن المكثف شحنات معاكسة على موصلين ، على سبيل المثال لوحين معدنيين متقابلين ، مما يؤدي إلى فرق الجهد (انخفاض الجهد) بين الموصلين. تتناسب كمية الشحنة على كل موصل مع انخفاض الجهد هذا ، مع السعة كعامل تناسب. إذا كان الجهد يتغير بمرور الوقت ، فإن التيار المتدفق إلى المكثف سيكون متناسبا مع معدل هذا التغيير ، ومرة أخرى...

المصدر: يونغ ب. تشن ، دكتوراه ، قسم الفيزياء وعلم الفلك ، كلية العلوم ، جامعة بوردو ، ويست لافاييت ، إنديانا ستستخدم هذه التجربة الملفات الاستقرائية لتوضيح مفهوم المحرض والحث. سيتم إثبات الحث المغناطيسي باستخدام قضيب مغناطيسي يتم إدخاله في قلب الملف أو استخراجه بعيدا عن قلب الملف للحث على جهد قوة دافعة كهربائية عابرة (emf) في الملف ، يقاس بالفولتميتر. ستوضح هذه التجربة أيضا الحث المتبادل بين ملفين ، حيث يمكن أن يؤدي تشغيل أو إيقاف تشغيل تيار متدفق في ملف إلى إحداث جهد emf في ملف ثان قريب.

المصدر: يونغ ب. تشن ، دكتوراه ، قسم الفيزياء وعلم الفلك ، كلية العلوم ، جامعة بوردو ، ويست لافاييت ، إنديانا المكثفات (C) والمحاثات (L) والمقاومات (R) هي كل عنصر دائرة مهم له سلوكيات مميزة. يبدد المقاوم الطاقة ويطيع قانون أوم ، مع جهد يتناسب مع تياره. يقوم المكثف بتخزين الطاقة الكهربائية ، مع تيارها المتناسب مع معدل تغير الجهد ، بينما يخزن المحرض الطاقة المغناطيسية ، مع تنازل الجهد مع معدل تغير تياره. عندما يتم الجمع بين عناصر الدائرة هذه ، يمكن أن تتسبب في اختلاف التيار أو الجهد بمرور الوقت...

المصدر: ديريك ويلسون ، أسانثا كوراي ، دكتوراه ، قسم الفيزياء وعلم الفلك ، كلية العلوم الفيزيائية ، جامعة كاليفورنيا ، إيرفين ، كاليفورنيا أشباه الموصلات هي مواد تعتمد قدرتها على توصيل التيار الكهربائي بشدة على درجة حرارتها ومستوى الشوائب. النوع الأكثر شيوعا من مواد أشباه الموصلات هو السيليكون البلوري. معظم أشباه الموصلات النقية ليست موصلات بارزة. لتحسين الموصلية ، غالبا ما يتم دمج أشباه الموصلات النقية أو "مخدرة" بشوائب. هذه الشوائب هي إما متبرعين ، مثل الفوسفور والزرنيخ ، يتبرعون...

المصدر: يونغ ب. تشين ، دكتوراه ، قسم الفيزياء وعلم الفلك ، كلية العلوم ، جامعة بوردو ، ويست لافاييت ، إنديانا يشير التأثير الكهروضوئي إلى انبعاث الإلكترونات من المعدنعندما يسطع الضوء عليه. من أجل تحرير الإلكترونات من المعدن ، يجب أن يكون تردد الضوء مرتفعا بدرجة كافية بحيث يكون للفوتونات الموجودة في الضوء طاقة كافية. هذه الطاقة تتناسب مع تردد الضوء. قدم التأثير الكهروضوئي دليلا تجريبيا على كمية الضوء المعروفة باسم الفوتون. ستوضح هذه التجربة التأثير الكهروضوئي باستخدام معدن زنك مشحون يخضع إما...

المصدر: ديريك ويلسون ، أسانثا كوراي ، دكتوراه ، قسم الفيزياء وعلم الفلك ، كلية العلوم الفيزيائية ، جامعة كاليفورنيا ، إيرفين ، كاليفورنيا ينتقل الضوء بسرعات مختلفة اعتمادا على المادة التي ينتشر من خلالها. عندما ينتقل الضوء من مادة إلى أخرى ، فسوف يتباطأ أو يتسارع. من أجل الحفاظ على الطاقة والزخم ، يجب أن يغير الضوء الاتجاه الذي ينتشر فيه. يعرف هذا الانحناء للضوء باسم الانكسار. ينعكس جزء من الضوء أيضا على الواجهة بين المادتين. في حالات خاصة ، يمكن أن ينكسر شعاع الضوء بشكل حاد في الواجهة بحيث...

المصدر: يونغ ب. تشن ، دكتوراه ، قسم الفيزياء وعلم الفلك ، كلية العلوم ، جامعة بوردو ، ويست لافاييت ، إنديانا التداخل والحيود هما ظواهر مميزة للموجات ، تتراوح من موجات الماء إلى الموجات الكهرومغناطيسية مثل الضوء. يشير التداخل إلى ظاهرة عندما تتداخل موجتان من نفس النوع لإعطاء تباين مكاني متناوب لسعة الموجة الكبيرة والصغيرة. يشير الحيود إلى ظاهرة عندما تمر الموجة عبر فتحة أو تدور حول جسم ما ، يمكن أن تتداخل أجزاء مختلفة من الموجة وتؤدي أيضا إلى تناوب مكاني للسعة الكبيرة والصغيرة. ستوضح هذه...

المصدر: أريانا براون، أسانثا كوراي، دكتوراه، قسم الفيزياء وعلم الفلك، كلية العلوم الفيزيائية، جامعة كاليفورنيا، إيرفين، كاليفورنيا الموجات الدائمة ، أو الموجات الثابتة ، هي موجات يبدو أنها لا تنتشر ويتم إنتاجها عن طريق تداخل موجتين تتحركان في اتجاهين متعاكسين بنفس التردد والسعة. يبدو أن هذه الموجات تهتز لأعلى ولأسفل بدون حركة خطية ويمكن التعرف عليها بسهولة في الوسائط المحدودة الاهتزازية مثل سلسلة الجيتار المقطوعة أو الماء في البحيرة أو الهواء في الغرفة. على سبيل المثال ، إذا تم تثبيت سلسلة في...

المصدر: أريانا براون، أسانثا كوراي، دكتوراه، قسم الفيزياء وعلم الفلك، كلية العلوم الفيزيائية، جامعة كاليفورنيا، إيرفين، كاليفورنيا الموجات هي اضطرابات تنتشر عبر وسيط مادي أو مساحة فارغة. يمكن أن تنتقل موجات الضوء عبر فراغ وبعض أشكال المادة ، وهي عرضية بطبيعتها ، مما يعني أن التذبذبات متعامدة مع اتجاه الانتشار. ومع ذلك ، فإن الموجات الصوتية هي موجات ضغط تنتقل عبر وسط مرن مثل الهواء ، وهي طولية بطبيعتها ، مما يعني أن التذبذبات موازية لاتجاه الانتشار. عندما يتم إدخال الصوت إلى وسيط بواسطة جسم...