@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي 531532539

اهداء لزوار هذا المنمتدى العزيز

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي 88971746

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي 080401170406xz9A

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي 76549427ux3ad3

تقديم الوحدة:
إن
الشعور الذي ينتابك وأنت تلاحظ تفاعل مغناطيسيين وهما في تنافر أو تجاذب
وما يصاحب ذلك من تساؤلات عن هذه القوة الخفية المؤثرة عن بعد، لكفيل بأن
يجذب كل من له اهتمام إلى محاولة دراسة ذلك بل والتعمق فيه، ولقد أثبتت
الدراسات الفيزيائية ومنذ أمد ليس بالقليل أن المسؤول عن هذه القوى هو
"الحقل المغناطيسي

<table style="border-collapse: collapse;" dir="rtl" id="AutoNumber1" border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="171">

<tr>
<td valign="top" width="14"></td>
<td align="left" width="5"> </td>
<td align="right" width="137">
فضـاء الحقـل </td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="14"> @@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Cour1

</td>
<td align="left" width="5"> </td>
<td align="right" width="137">تـوطـئـة</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="14"> @@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Cour1

</td>
<td align="left" width="5"> </td>
<td align="right" width="137">مفهوم الحقـل المغناطيسـي</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="14"> @@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Cour1

</td>
<td align="left" width="5"> </td>
<td align="right" width="137">تعريف الحقـل المغناطيسـي</td></tr>
<tr>
<td width="14"></td>
<td align="left" width="5"> </td>
<td align="right" width="137">المغانـط</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="14"></td>
<td align="left" width="5"> </td>
<td align="right" width="137">الحقل الناتج عن تيار </td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="14"></td>
<td align="left" width="5"> </td>
<td align="right" width="137">التقويـــم</td></tr></table>

توطئــة:

إذا كان العالم الفذ ألبرت أنشتاين
قد أفنى أواخر أيامه في محاولة إيجاد نظرية توحيد الحقول الفيزيائية ، فإن
هذا يبين أهمية هذه الحقول ، وفيما يلي سنركز على دراسة واحد من أهمها وهو
الحقل المغناطسي.

تمهيــد:
إن الشعور الذي ينتابك وأنت تلاحظ تفاعل مغناطيسين وهما في تنافر أو تجاذب
وما يصاحب ذلك من تساؤلات عن هذه القوة الخفية المؤثرة عن بعد، لكفيل بأن
يجذب كل من له اهتمام إلى محاولة دراسة ذلك بل والتعمق فيه، ولقد أثبتت
الدراسات الفيزيائية ومنذ أمد ليس بالقليل أن المسؤول عن هذه القوى هو "الحقل المغناطيسي" .

فما
هو هذا المقدار الفيزيائي المميز وكيف ينشأ وكيف استطاع الإنسان بما أوتي
من علم من ترويضه والتحكم فيه إلى حد "الاستعباد"، فهو يمكن أن يولد حقلا
مغناطيسيا ( أو عدة حقول ) ثابتا أو متغيرا أو أن يزيله أو أن يزاوج بين
عدة حقول وأن يجعلها منتظمة أو متناوبة، كيف وأين ومتى شاء.

فما هو الحقل المغناطيسي؟

مفهوم الحقل المغناطيسي:

1
ـ لنأخذ حيزا من الفضاء ثم نضع فيه مغناطيسا . إن هذا الحيز قد اكتسب
خاصية جديدة لم تكن فيه قبل وضع المغناطيس لأننا إذا قربنا إبرة ممغنطة نرى
أنها ستنحرف عن وضع توازنها.

2
ـ لنعد إلى الحيز الفضائي السابق ونستعيض عن المغناطيس بدارة كهربائية يمر
فيها تيار مستمر ، نقرب من أحد الأسلاك إبرة ممغنطة فنرى أنها تنحرف أيضا،
فالفضاء قد اكتسب في هذه الحالة أيضا تلك الخاصية.

نتيجـــة:

<table style="border-width: 0px; border-collapse: collapse;" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%">

<tr>
<td style="border-right: medium none;" width="6%">
</td>
<td style="border: medium none;" width="89%"> إن كلا من المغناطيس والتيار الكهربائي المستمر أنشأ في الفضاء حقلا مغناطيسيا.
</td>
<td style="border: medium none;" width="5%"> </td></tr></table>

تعريف الحقل المغناطيسي:

هو مجموعة من الخصائص التي يكتسبها الفضاء عندما يوجد فيه مغناطيس أو شحنة كهربائية متحركة ( تيار).

رمزه: يرمز له بالرمز ( غ )

وحدته: يقاس الحقل المغناطيسي بوحدة تسمى تـسـلا (تخليدا للعالم نيكولا تسلا )

أداة قياسه: يُستعمل لقياس الحقل المغناطيسي أداة تسمى تسلامتر.

منابع الحقل المغناطيسي: يمكن للحقل المغناطيسي أن ينشأ من منبعين هما :

☼ المنبع الأول: المغانط.

☼ المنبع الثاني : التيار الكهربائي.

المنبع الأول:

لفتــة : كتب انشتاين في مذكراته وكان عمره 67
سنة أن أهم شيء أثر فيه وهو اللعبة التي أهداها له والده عندما كان في
الرابعة من عمره ويتمثل في بوصلة ، هذه الهدية التي نالت إعجابه ولم ينسها
طول حياته.

الـمغـانــط: مفردها مغناطيس

هي قطع معدنية لها خاصية جذب الحديد والنيكل والكوبالت وخلائطها،

توطئــة:

إذا كان العالم الفذ ألبرت أنشتاين
قد أفنى أواخر أيامه في محاولة إيجاد نظرية توحيد الحقول الفيزيائية ، فإن
هذا يبين أهمية هذه الحقول ، وفيما يلي سنركز على دراسة واحد من أهمها وهو
الحقل المغناطسي.

تمهيــد:
إن الشعور الذي ينتابك وأنت تلاحظ تفاعل مغناطيسين وهما في تنافر أو تجاذب
وما يصاحب ذلك من تساؤلات عن هذه القوة الخفية المؤثرة عن بعد، لكفيل بأن
يجذب كل من له اهتمام إلى محاولة دراسة ذلك بل والتعمق فيه، ولقد أثبتت
الدراسات الفيزيائية ومنذ أمد ليس بالقليل أن المسؤول عن هذه القوى هو "الحقل المغناطيسي" .

فما
هو هذا المقدار الفيزيائي المميز وكيف ينشأ وكيف استطاع الإنسان بما أوتي
من علم من ترويضه والتحكم فيه إلى حد "الاستعباد"، فهو يمكن أن يولد حقلا
مغناطيسيا ( أو عدة حقول ) ثابتا أو متغيرا أو أن يزيله أو أن يزاوج بين
عدة حقول وأن يجعلها منتظمة أو متناوبة، كيف وأين ومتى شاء.

فما هو الحقل المغناطيسي؟

مفهوم الحقل المغناطيسي:

1
ـ لنأخذ حيزا من الفضاء ثم نضع فيه مغناطيسا . إن هذا الحيز قد اكتسب
خاصية جديدة لم تكن فيه قبل وضع المغناطيس لأننا إذا قربنا إبرة ممغنطة نرى
أنها ستنحرف عن وضع توازنها.

2
ـ لنعد إلى الحيز الفضائي السابق ونستعيض عن المغناطيس بدارة كهربائية يمر
فيها تيار مستمر ، نقرب من أحد الأسلاك إبرة ممغنطة فنرى أنها تنحرف أيضا،
فالفضاء قد اكتسب في هذه الحالة أيضا تلك الخاصية.

نتيجـــة:

<table style="border-width: 0px; border-collapse: collapse;" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%">

<tr>
<td style="border: medium none;" width="6%">
</td>
<td style="border: medium none;" width="89%"> إن كلا من المغناطيس والتيار الكهربائي المستمر أنشأ في الفضاء حقلا مغناطيسيا.
</td>
<td style="border: medium none;" width="5%"> </td></tr></table>

تعريف الحقل المغناطيسي:

هو مجموعة من الخصائص التي يكتسبها الفضاء عندما يوجد فيه مغناطيس أو شحنة كهربائية متحركة ( تيار).

رمزه: يرمز له بالرمز ( غ )

وحدته: يقاس الحقل المغناطيسي بوحدة تسمى تـسـلا (تخليدا للعالم نيكولا تسلا )

أداة قياسه: يُستعمل لقياس الحقل المغناطيسي أداة تسمى تسلامتر.

منابع الحقل المغناطيسي: يمكن للحقل المغناطيسي أن ينشأ من منبعين هما :

☼ المنبع الأول: المغانط.

☼ المنبع الثاني : التيار الكهربائي.

المنبع الأول:

لفتــة : كتب انشتاين في مذكراته وكان عمره 67
سنة أن أهم شيء أثر فيه وهو اللعبة التي أهداها له والده عندما كان في
الرابعة من عمره ويتمثل في بوصلة ، هذه الهدية التي نالت إعجابه ولم ينسها
طول حياته.

الـمغـانــط: مفردها مغناطيس

هي قطع معدنية لها خاصية جذب الحديد والنيكل والكوبالت وخلائطها،

تجربــة:

نأخذ قطعة مغناطيس ونعلقها بخيط فنلاحظ أن إحدى نهايتيها تتجه نحو جهة الشمال الجغرافي والأخرى نحو الجنوب.

إذا أزحنا هذه القطعة عن هذا الوضع فإنها ترجع إليه تلقائيا مما يوحي بأن هناك ما يجبرها على ذلك.

اصطلاح:

نصطلح
على تسمية النهاية المتجهة نحو الشمال الجغرافي بالقطب الشمالي للمغناطيس
ونرمز له بالرمز (ش) والنهاية الأخرى القطب الجنوبي للمغناطيس رمزه (ج)

<table style="border-width: 0px; border-collapse: collapse;" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%">

<tr>
<td style="border: medium none;" width="33%"> </td>
<td style="border: medium none;" width="33%"> @@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%2001

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%2001

</td>
<td style="border: medium none;" width="34%"> </td></tr></table>

تجارب:

نأخذ القطعة السابقة ونميز بين قطبيها (ش)، (ج)

ونقوم بتجربة مماثلة لتعيين قطبي قطعة جديدة ( شَ) ، (جَ) ثم نقوم بالتجارب التالية:

نقرب القطب (ش )إلى ( شَ ) فنلاحظ تنافرهما

نقرب القطب (ش )إلى ( جَ ) فنلاحظ تجاذبهما

نقرب القطب (ج )إلى ( شَ ) فنلاحظ تجاذبهما

نقرب القطب (ج )إلى ( جَ ) فنلاحظ تنافرهما

<table style="border-width: 0px; border-collapse: collapse;" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%">

<tr>
<td style="border: medium none;" width="3%"> </td>
<td style="border: medium none;" width="92%">
@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%200222

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%200222

</td>
<td style="border: medium none;" width="5%"> </td></tr></table>

المغناطيس الطبيعي : خام أكسيد الحديد (Fe₃O₄)

المغناطيس الاصطناعي : ويتم اصطناعه بأخذ قطع من المعدن القابلة للتمغنط وتحويلها إلى مغانط بواسطة التيار الكهربائي مثلا.

خصائص المغانط:

انشطار مغناطيس:

رأينا
أن كل مغناطيس يتميز بوجود قطبين ( ش و ج ) وقد وجد أنه عند شطر مغناطيس
إلى قسمين فكل منهما يصبح مغناطيسا أخرا يحتوي على قطبين ( ش و ج ) جديدين
وكل مغناطيس جديد إذا قسمناه إلى جزأين فكل جزء هو مغناطيس جديد بقطبين (ش و
ج ) وهكذا لا يمكن الحصول على مغناطيس بقطب واحد.

<table style="border-width: 0px; border-collapse: collapse;" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%">

<tr>
<td style="border: medium none;" width="5%"> </td>
<td style="border: medium none;" width="92%">
@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%2003

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%2003

</td>
<td style="border: medium none;" width="3%"> </td></tr></table>

هل يمكن عزل قطب مغناطيس؟

قضى بعض العلماء وقتا معتبرا في محاولة تقنين قوة الجذب المغناطيسي التي تنشأ بين قطبي مغناطيس ، وتجرأ كولون على افتراض وجود كتل مغناطيسية مركزة في الأقطاب المغناطيسية واقترح أن تكون قوة الجذب المغناطيسي على الشكل التالي:

<table style="border-width: 0px; border-collapse: collapse;" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%">

<tr>
<td style="border: medium none;" width="33%"> </td>
<td style="border: medium none;" width="33%"> @@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image04

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image04

</td>
<td style="border: medium none;" width="34%"> </td></tr></table>

ك و كَ كتلتان مغناطيسيان ، ثا معامل يتعلق بالوسط

ب البعد بين القطبين

لم
يكن من الممكن التحقق تجريبيا من القانون المذكور وهذا لاستحالة عزل القطب
المغناطيسي ( الكتلة المغناطيسية) ، حيث لا يمكن الحصول على قطب شمالي
وحده ولا على جنوبي لوحده كما رأينا فيما سبق.

[b]الحقول الناتجة عن تيارات كهربائية:[/b]

[b]تجربـة آرستد:[/b][b]
[/b]
[b]تأريخ: يرجع الفضل في ذلك إلى العالم الدانماركي ( أورستد ) أستاذ بكوبنهاغن الذي تمكن سنة (1819 م) أن يكتشف أنه إذا مرّ تيار كهربائي في سلك معدني لامغناطيسي ( نحاس مثلا ) فإنه يجعل إبرة ممغنطة موضوعة بالقرب منه تنحرف.[/b][b]

تفسير آمبيــر ( ماري.أندري):
[/b]
[b]بالاستناد على تجربة آرستد ، استطاع آمـبيــر
أن يستنتج أن تيارين يؤثر أحدهما على الأخر كما أن تأثير التيارات
الكهربائية على المغانط والمغانط على التيارات لا علاقة له بالأفعال
الكهروستاتيكية ، بل إن خصائص المغانط ترجع إلى وجود تيارات كهربائية صغيرة
مغلقة توجد في كتلة هذه المواد الممغنطة وتبين فيما بعد أنها ناتجة عن
حركة حاملات الشحنة في المعادن ( الإلكترونات ) .[/b]

[b]جهة شعاع الحقل المغناطيسي
أصطلح على أن شعاع الحقل المغناطيسي يتجه من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي.
جهة خطوط الحقل المغناطيسي
خط الحقل: خط الحقل هو المنحني الذي يكون شعاع الحقل المغناطيسي مماسا له في كل نقطة من نقطــه .
جهة الخطوط:
[/b]

<table style="border-width: 0px; border-collapse: collapse;" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%">

<tr>
<td style="border: medium none;" valign="top" width="36%">تتجه خطوط الحقل المغناطيسي من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي.</td>
<td style="border: medium none;" width="64%"> @@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20003

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20003

</td></tr></table>

[b]أطياف الحقل:
[/b]

[b][/b]

[b]1 ـ الحقل المغناطيسي الناشئ عن شحنة متحركة:[/b][b]
إذا
انتقلت شحنة كهربائية ( كـ ) ذات سرعة (سر) في منطقة فإنها تولد حولها
حقلا مغناطيسيا يمكن إيجاد قيمته في نقطة م التي شعاع وضعها ( ر )
[/b]

[b][/b]

[b]الحقل الناشئ عن تيار
إن تعميم العلاقة السابقة لعدة شحنات متحركة أي تيار كهربائي يعطي قانون (بيوـ سفار) biot- savart) والذي نجده كما يلي . [/b]

[b][/b]

[b]لنأخذ
جزءا عنصريا دل من سلك ناقل ، ففي فترة زمنية ( دز ) تعبره شحنة عنصرية (
دكـ ) ، وبالتالي ينشأ عنها حقل عنصر (دغ) يكون كما يلي:

[/b]

[b][/b]

[b]

[/b]

<table style="border-width: 0px; border-collapse: collapse;" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%">

<tr>
<td style="border: medium none;" width="14%"> </td>
<td style="border: medium none;" width="36%">
</td></tr></table>

1 - حالـة تيار مستقيم :

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20010

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20011

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20012

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20013

1 - حالـة تيار دائري :

نعتبر
حلقة دائرية قطرها نق ، يمر فيها تيار شدته ( ش) لنحاول أن نجد قيمة الحقل
المغناطيسي في نقطة على محورها تبعد بالبعد ( ب) من مركزها.
لذلك نختار جزءا عنصريا دل فهو يولد حقلا عنصريا دغ

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20014

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20014

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20015.

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20016

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20017

حالـــة تيــار حلــزونــي :

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20018

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20019

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20020

حالـــــة حلـزونيــة لا نهائيــــة :

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20021

حالـــــة حلـزونيــة لا نهائيــــة :

رتبــة قيــاس الحقــل المغنــاطيســـي:

إن
قيمة (1 تسلا ) هي مقدار كبير نسبيا ، فللحصول على هذه الشدة في الهواء
انطلاقا من حلزونية، بافتراض أنها تحتوي على 1000 ( حلقة / م ) فإننا نضطر
إلى تغذيتها بتيار شدته ( ش ) تحسب كما يلي:

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20023

فنجد ش = 795.77 آ
وهذه
شدة كبيرة نسبيا تحتاج إلى نواقل متميزة حتى تتحملها، وهذا مالا يتيسر في
كل الأحوال لأجل ذلك، نتعامل مع وحدات أقل من 1 تسلا وتكون في حدود ميلي
تسلا.

التقـــويـــــم :

التمرين الأول)
1 ) حدد عبارة وإتجاه شعاع الحقل المغناطسي المتولد في مركز المربع يتكون من سلك ناقل يجتازه تيار شدته ش وضلعه ( ض).
2 )أحسب قيمة الحقل المغناطيسي في حالة ش=0.2آ و ض=4سم
الحل:

مساهمة الضلع أب
إن أب هو ناقل محدود، لذلك فهو يولد في النقطة ( م) التي هي في مركز المربع حقلا مغناطيسيا غ ₁ يكون عموديا على سطح المربع.( ونحو الأعلى في حالة جهة الشدة كما هي موضحة في الشكل)

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image.024.

تعطى عبارة:
@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20025

2 ) حساب شدة الحقل
ش=2آ ، ض = 4 سم ║ غ ║= 5.6 × 10^-2تسلا

التمرين الثاني :

في الشكل المقابل: سلكان نعتبرهما لا نهائيا الطول يجتازهما تياران شو ش₂ .

1 ) حدد جهة الحقل المغناطيسي المتولد في ( م).

2 ) ما هي عبارة شدة الحقل المغناطيسي في النقطة ( م ).

3 ) أحسب قيمة هذا الحقل إذا كان ش₁=1.5آ ،

ش₂ = 3آ، هـ = 80سم ، ط = 20سم .

4 ) أعد نفس الأسئلة إذا عكسنا إتجاه ش₁.

5 ) في أي نقطة ينعدم الحقل المغناطسي؟

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20026

الحــــــــــل

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20027

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20028

3 ) قيمة شدة الحقل المغناطيسي :

بالتعويض ي العبارة السابقة نجد :

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Formule1.

= 4.5 × 10^-6 تسلا = 0.0045 ميلي تسلا .

4 ) أ ) إذا عكسنا اتجاه ( ش₁ ) إن اتجاه غ₁ ينعكس و بالتالي اتجاه غ يكون باتجاه أكبر الحقلين :

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Formule3

جـ ) شدة || غ || : بالتعويض نجد :

|| غ || = 5 . 10^-7 تسلا =0.0005 ميلي تسلا

5 ) نقطة انعدام الحقل المغناطيسي : ينعدم الحقل المغناطيسي عندما يكون للتياران نفس الجهة :

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Formule4

أي في النقطة التي تبعد عن الناقل الذي يعبره ش₁ بالبعد 26.66 سم و تبعد عن الناقل الثاني بـ 53.33 سم .

التمرين الثالث

بيّن ما يحدث بين منابع الحقل المغناطيسي التالية :

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20029

الحل :

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20030

التمرين الأول.

سلك ناقل على شكل مستطيل طوله ( ط ) وعرضه ( ع )يسري فيه تيار شدته ( ش ).

1 ) حدد عبارة واتجاه الحقل المغناطيسي في مركزه.

2 ) كيف تصبح هذه العبارة عندما ط=ع ؟

3 ) أحسب شدة الحقل المغناطيسي في مركزه إذا كان

ش= 2آ ، ع = 10 سم ، ط = 20سم

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي Image%20031.

التمرين الثاني.

تعرف أن قطبين من نفس النوع يتنافران ، فكيف تفسر انجذاب القطب الشمالي للإبرة الممغنطة نحو القطب الشمالي المغناطيسي الأرضي؟

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي 637821209

اسال لله الإيفاده لي و لك

مع تحيات

ابو رسلان

اسال الله لكم بالنجاح و التوفيق

@@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي 146591eacoje4lbe

» @@ الفيزياء @@ انتشار الضوء
» @@ الفيزياء @@ انكسار الضوء