Physics Textbook: Magnetism PDF

‫المغناطيس ّية‬ ‫‪1‬‬ ‫اﻫﺪاف‪:‬‬ ‫شعاع الحق ِل‬ ‫عناصر‬ ‫ف‬ ‫يتعر ُ‬ ‫ِ‬ ‫٭٭ ّ‬ ‫َ‬ ‫المغناطيسي في ٍ‬ ‫نقطة من الحق ِل‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫٭ ٭ي ُ ِّ‬ ‫المغناطيسي‬ ‫ل‬ ‫الحق‬ ‫م‬ ‫مفهو‬ ‫حددُ‬ ‫َ‬ ‫ِ‬ ‫ِّ‬ ‫المنتظمِ‪.‬‬ ‫ف تجريبيّاً الحق َل‬ ‫يتعر ُ‬ ‫٭٭ ّ‬ ‫المغناطيسي في الحديد‪ِ.‬‬ ‫َّ‬ ‫يستنتج عالقةَ عام...

‫المغناطيس ّية‬ ‫‪1‬‬ ‫اﻫﺪاف‪:‬‬ ‫شعاع الحق ِل‬ ‫عناصر‬ ‫ف‬ ‫يتعر ُ‬ ‫ِ‬ ‫٭٭ ّ‬ ‫َ‬ ‫المغناطيسي في ٍ‬ ‫نقطة من الحق ِل‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫٭ ٭ي ُ ِّ‬ ‫المغناطيسي‬ ‫ل‬ ‫الحق‬ ‫م‬ ‫مفهو‬ ‫حددُ‬ ‫َ‬ ‫ِ‬ ‫ِّ‬ ‫المنتظمِ‪.‬‬ ‫ف تجريبيّاً الحق َل‬ ‫يتعر ُ‬ ‫٭٭ ّ‬ ‫المغناطيسي في الحديد‪ِ.‬‬ ‫َّ‬ ‫يستنتج عالقةَ عام ِل النفاذية‬ ‫٭٭‬ ‫ُ‬ ‫المغناطيسي‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫ف المغناطيسيّةَ األرضيّة‪.‬‬ ‫يتعر ُ‬ ‫٭٭ ّ‬ ‫٭ ٭ي ُ ِّ‬ ‫شعاع الحق ِل‬ ‫عناصر‬ ‫حددُ‬ ‫ِ‬ ‫َ‬ ‫المغناطيسي األرض ِّي‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫٭ ٭ي ُ ِّ‬ ‫شعاع الحق ِل‬ ‫عناصر‬ ‫حددُ‬ ‫ِ‬ ‫َ‬ ‫المغناطيسي المتول ّ ِد عن التيّا ِر‬ ‫ِّ‬ ‫الكهربائي‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫يفس ُر مغناطيسيّةَ الموادِّ‪.‬‬ ‫٭٭ ّ‬ ‫ف مفهومَ تدف ّ ِق الحق ِل‬ ‫يتعر ُ‬ ‫٭٭ ّ‬ ‫المغناطيس ِّي‬ ‫اﻟﻜﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎﺣﻴﺔ‪:‬‬ ‫٭٭‬ ‫مغناطيس نضويٌّ‬ ‫ٌ‬ ‫مغناطيسي‬ ‫٭ ٭حق ٌل‬ ‫ٌّ‬ ‫٭ ٭ش ّدةُ الحق ِل المغناطيس ِّي‬ ‫٭ ٭نواةُ حدي ِد‬ ‫٭ ٭عام ُل النفاذيّة المغناطيس ِّي‬ ‫األرضي‬ ‫المغناطيسي‬ ‫٭ ٭الحق ُل‬ ‫ُّ‬ ‫ُّ‬ ‫المغناطيسي للتيّا ِر‬ ‫األثر‬ ‫٭٭ ُ‬ ‫ُّ‬ ‫الكهربائي‬ ‫ِّ‬ ‫طح‬ ‫الس‬ ‫٭ ٭شعا ُ‬ ‫ع ّ ِ‬ ‫مغناطيسي‪.‬‬ ‫٭ ٭تدف ّ ُق‬ ‫ُّ‬ ‫‪68‬‬ ‫تأخـ ُذ الظّواهـ ُـر المغناطيسـيَّة أهميّـ ًة متناميـ ًة فــي حيا ِتنــا اليوميّـ ِـة فنجد أنّ ســمّاعة َ‬ ‫ــة والمحــر ِ‬ ‫ِ‬ ‫ّــدات الكهربائيّ ِ‬ ‫الهاتــ ِ‬ ‫كات‬ ‫ف تحتــوي مغناطيســ ًا نجــد أنّ المول‬ ‫ّ‬ ‫ـغل ِ‬ ‫ـيطة وأشـ ِ‬ ‫الكهربائيّـ ِـة البسـ ِ‬ ‫ـرطة التســجيلِ ومشـ ّ‬ ‫ت األقــراصِ ال ُّ‬ ‫صلبـ ِـة داخ ـلَ‬ ‫أجهــزة الحاســو ِ‬ ‫ِ‬ ‫ب ِ‬ ‫جميعهــا تعتمــ ُد علــى األثــا ِر المغناطيســيِّة‪ ،‬ويُســتعم ُل‬ ‫ِ‬ ‫الكبيــرة‪.‬‬ ‫الكهربائــي أيضــاً لرفــ ِع الكُتــلِ الحديديّ ِــة‬ ‫المغناطيــس‬ ‫ُ‬ ‫ُّ‬ ‫ـس؟ ومــا المــوادُّ المغناطيســيّةُ؟ ومــا المــوادُّ غيـ ُـر المغناطيســيّة؟‬ ‫فمــا المغناطيـ ُ‬ ‫ـي؟ ومــا عالقتُــهُ بالتيّــا ِر الكهربائـ ّ ِي؟‬ ‫ومــا الحقـ ُل المغناطيسـ ُّ‬ ‫املغناطيسي‬ ‫مفهوم احلق ِل‬ ‫ُ‬ ‫ِّ‬ ‫أجرب وأستنتج‪:‬‬ ‫ّ‬ ‫المواد الالزمة‪ :‬حقيبة المغناطيسيّة‪.‬‬ ‫خطوات التجربة‪:‬‬ ‫س‪ ،‬وأُالح ُ‬ ‫تستقر ك ُّل إبر ٍة منها‪.‬‬ ‫كيف‬ ‫ظ‬ ‫أي مغناطي ٍ‬ ‫ُّ‬ ‫‪ُ 1 .1‬‬ ‫َ‬ ‫أضع علبةَ األب ِر المغناطيسي ّ ِة بعيدا ً عن تأثي ِر ّ‬ ‫أرسم منحى استقرا ِر ك ٍّل منها‪.‬‬ ‫‪ُ 2.2‬‬ ‫ستقيم فو َق ِ‬ ‫علبة األب ِر المغناطيسيّة‪ ،‬وأالح ُ‬ ‫استقرار ك َّل إبرة‪.‬‬ ‫ظ‬ ‫الم‬ ‫أضع‬ ‫‪ُ 3.3‬‬ ‫المغناطيس ُ‬ ‫َ‬ ‫َ‬ ‫َ‬ ‫أرسم منحى االستقرا ِر الجدي ِد لألبر المغناطيسيّة‪ ،‬وأح ّددُ ال ّشك َل الذي أحص ُل عليه‪.‬‬ ‫‪ُ 4 .4‬‬ ‫س فو َق ِ‬ ‫جه ات ّجاها ٍ‬ ‫ت مختلفةً‪ ،‬ماذا أُالح ُ‬ ‫أستنتج؟‬ ‫ظ؟ ماذا‬ ‫‪5.5‬أُغي ّ ُر موض َع المغناطي ِ‬ ‫علبة األب ِر بحي ُ‬ ‫ث يت ّ ُ‬ ‫ُ‬ ‫المغناطيس تدريجيّاً عن ِ‬ ‫س‪.‬‬ ‫‪6.6‬أ ُ ِبع ُد‬ ‫فس ُر عود َة األبر إلى منحاها قب َل وض َع المغناطي ِ‬ ‫علبة األب ِر المغناطيسيّة‪ ،‬وأ ُ ّ‬ ‫َ‬ ‫أستنتج؟‬ ‫س نضويٍّ ‪ ،‬وأقار ُن النّتائ َج‪ ،‬ماذا‬ ‫كر ُر التّجربةَ باستخدام ِ مغناطي ٍ‬ ‫ُ‬ ‫‪7 .7‬أ ُ ّ‬ ‫أستنتج‬ ‫ـع‬ ‫•نقــو ُل‪ :‬إ َّن منطقـ ًة يســودُها حقـ ٌل مغناطيسـ ٌّـي إذا ُوضعَـ ْ‬ ‫ـت فيهــا إبــرةٌ مغناطيســيّة ٌ حـ ّـرةُ الحركـ ِـة‪ ،‬فإنّهــا تخضـ ُ‬ ‫ألفعا ٍل مغناطيسيّ ٍة‪.‬‬ ‫•تأخــ ُذ اإلبــرةُ المغناطيســيّة ُ منحــى واتّجاهــاً معيّنيــن بتأثيــ ِر الحقــلِ‬ ‫المغناطيســي‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫•تشــكّ ُل الخطــو ُط التــي ترســمُها األبــر ِ‬ ‫المغناطيســيّة ُ مــا يُســمّى‬ ‫ُ‬ ‫ِ‬ ‫المغناطيســي‪.‬‬ ‫بخطــوط الحقــلِ‬ ‫ِّ‬ ‫المغناطيســي هــو خـ ٌّ‬ ‫•خــطُّ الحقـلِ ِ‬ ‫ـس فــي ك ِّل نقطـ ٍـة مــن‬ ‫ـط وهمـ ٌّـي يَمَـ ُّ‬ ‫ِّ‬ ‫ِن ِ‬ ‫المغناطيسي في تلك النقطة‪.‬‬ ‫قاط ِه شعاع َ الحقلِ‬ ‫ِّ‬ ‫المغناطيــسِ مــن ِ‬ ‫خــارج ِ‬ ‫قطبــه‬ ‫المغناطيســي‬ ‫•تتّجــهُ خطــو ُط الحقــلِ‬ ‫َ‬ ‫ِّ‬ ‫ـمالي إلــى قطبـ ِـه الجنوب ـ ِي‪ ،‬وتُكم ـ ُل دورتَهــا داخ ـلَ ِ‬ ‫‪M‬‬ ‫‪B‬‬ ‫المغناطي ـسِ‬ ‫الشـ ِّ‬ ‫ّ‬ ‫‪M‬‬ ‫‪B‬‬ ‫ـي إلــى القط ـ ِ‬ ‫مــن القُط ـ ِ‬ ‫ب الشــمال ّ ِي‪.‬‬ ‫ب الجنوبـ ِّ‬ ‫ـي بيــنَ ف َْرعَــي ِ‬ ‫•تأخـ ُذ خطــو ُط الحقـلِ ِ‬ ‫ـوي‬ ‫المغناطيسـ ِّ‬ ‫المغناطيـسِ النضـ ّ‬ ‫ـوط مسـ ٍ‬ ‫شــكلَ خطـ ٍ‬ ‫ـم تنحنــي‬ ‫ـتقيمة متوازيـ ٍـة‪ ،‬ولهــا الجه ـة ُ ُ‬ ‫نفســها‪ ،‬ثـ ّ‬ ‫ـارج قطبَــي المغناطيــس‪.‬‬ ‫خـ َ‬ ‫نفســها‪ ،‬والجهـة ُ ذاتُهــا‬ ‫ـي منتظمـ ًا إذا كانــت أشـعّة ُ الحقـلِ متوازيـةً‪ ،‬ولهــا ال ِّشـ َّـدة ُ‬ ‫•يكــونُ الحقـ ُل المغناطيسـ ُّ‬ ‫(متســايرة فيمــا بينهــا)‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪69‬‬ ‫َ‬ ‫املغناطيسي ‪ B‬يف نقط ٍة من احلقل؟‬ ‫شعاع احلق ِل‬ ‫ميكن حت ّدي ُد عناص ِر ِ‬ ‫كيف ُ‬ ‫ّ‬ ‫المــرا ِد‬ ‫ـي لمغناطيـ ٍ‬ ‫ـعاع الحقـ ِل المغناطيسـ ِّ‬ ‫ـن تحديـ ُد عناصـ ِر شـ ِ‬ ‫س بوســاطة إبــر ٍة مغناطيســي ّ ٍة موضوعـ ٍـة فــي النقطــة ُ‬ ‫يمكـ ُ‬ ‫ـي ‪ B‬فيهــا بعـ َد اســتقرا ِرها‪:‬‬ ‫ـعاع الحقـ ِل المغناطيسـ ِّ‬ ‫ـن شـ ِ‬ ‫تعييـ ُ‬ ‫بين قطبَي اإلبر ِة المغناطيسيّة‪.‬‬ ‫•الحام ُل‪:‬‬ ‫المستقيم الواص ُل َ‬ ‫ُ‬ ‫•الجهةُ‪ :‬من القط ِ‬ ‫الشمالي‪.‬‬ ‫ب الجنوب ِّي لإلبرة إلى ق ُطبها‬ ‫ِّ‬ ‫ـدة‪ :‬تــزدادُ بازديــا ِد سـ ِ‬ ‫•ال ِّشـ َّ‬ ‫ـرعة اهتــزا ِز اإلبــر ِة المغناطيســي ّ ِة فــي تلــك النقطـ ِـة‪ ،‬وتقـد ُّر فــي الجملــة الدوليّــة بواحــدة‬ ‫التســا ‪. T‬‬ ‫ُ‬ ‫املغناطيسي بوجود احلدي ِد‬ ‫احلقل‬ ‫ُّ‬ ‫الصو ِ‬ ‫كيف يت ُّم تأمينُها؟‬ ‫ت مثال ً إلى حقو ِل مغناطيسي ّ ِة شديدة‪،‬‬ ‫تحتاج ُ‬ ‫َ‬ ‫بعض األجهز ِة الكهربائي ّ ِة كمكب ّ ِر ّ‬ ‫ُ‬ ‫أجرب وأستنتج‪:‬‬ ‫ّ‬ ‫ـس نضــويٌّ – بــرادةُ حديــد‬ ‫المواد الالزمة‪ :‬مغناطيـ ٌ‬ ‫زجاجي‪.‬‬ ‫ـوح‬ ‫– نــواةٌ حديديّــة – لـ ٌ‬ ‫ّ‬ ‫خطوات التجربة‪:‬‬ ‫النضوي على طاولة أفقيّة‪.‬‬ ‫س‬ ‫أضع المغناطي ِ‬ ‫‪ُ 1 .1‬‬ ‫ّ‬ ‫الزجاجي فو َق المغناطيس‪.‬‬ ‫وح‬ ‫َّ‬ ‫‪ُ 2.2‬‬ ‫أضع الل ّ َ‬ ‫ـي‪،‬‬ ‫ـوح الزجاجـ ِّ‬ ‫‪3.3‬أنثـ ُـر بــراد َة الحدي ـ ِد بلطــفٍ فــو َق اللّـ ِ‬ ‫ـي نقــرا ٍ‬ ‫ت خفيف ـةً‪ ،‬مــاذا‬ ‫ـوح الزجاجـ ِّ‬ ‫وأنقـ ُـر علــى اللّـ ِ‬ ‫أُ ِ‬ ‫الح ـ ُ‬ ‫ظ؟ أعل ّ ـ ُل ذلــك‪.‬‬ ‫س النوا َة الحديديّةَ‪ ،‬ماذا أ ُ ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫ظ؟‬ ‫بين قطبَي المغناطي ِ‬ ‫أكر ُر التج ِربةَ بع َد أ ْن أض َع َ‬ ‫‪ّ 4 .4‬‬ ‫أستنتج‬ ‫ِ‬ ‫ـف خطــو ُط الحق ـلِ المغناطيسـ ِّ‬ ‫•تتقـ ُ‬ ‫ـي ضمــنَ‬ ‫ـارب بــرادةُ الحدي ـ ِد عنــد طرفَــي النّــواة الحديديّــة‪ ،‬أي تتكاثـ ُ‬ ‫النـ ِ‬ ‫ـواة الحديديّــة‪.‬‬ ‫ـي‬ ‫•تتمغنـ ُط نــواةُ الحديـ ِد‪ ،‬ويتول ّـ ُد منهــا حقـا ً مغناطيســيّاً ‪ Bl‬إضافيّـاً يُضـ ُ‬ ‫ـي األصلـ ّ‬ ‫ـاف إلــى الحقـلِ المغناطيسـ ّ‬ ‫الممغنــط ‪ B‬فيشـكّ ُل حقـا ً مغناطيســيّاً كليّاً ‪. B‬‬ ‫النضوي في ِ‬ ‫•يُستفادُ من وض ِع ِ‬ ‫المغناطيسي‪.‬‬ ‫النواة الحديديّة بينَ قطبَي المغناطيس‬ ‫زيادة ش ّد ِة الحقلِ‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫‪t‬‬ ‫‪70‬‬ ‫ُ‬ ‫املغناطيسي‬ ‫عامل النفاذية‬ ‫ِّ‬ ‫ِ‬ ‫ّ‬ ‫س إلــى قيمـ ِـة الحق ـ ِل‬ ‫ـن قطبَــي المغناطي ـ ِ‬ ‫•نسـ ّ‬ ‫ـي ‪ B t‬بوجــو ِد النــوا ِة الحديديّــة بيـ َ‬ ‫ـمي النســبةَ بيـ َ‬ ‫ـن قيمــة الحق ـ ِل الكلـ ّ‬ ‫المغناطيســي األصلــ ِّي ‪ B‬بعامــ ِل النفاذيــة‬ ‫المغناطيســي ‪ ، n‬أي‪:‬‬ ‫ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫‪B‬‬ ‫• ‪n = Bt‬‬ ‫س له‪.‬‬ ‫‪ : n‬عام ُل النفاذية‬ ‫المغناطيسي ال واحد َة قيا ٍ‬ ‫ّ‬ ‫الكلي‪ ،‬وتقد ُّر ش ّدت ُُه في الجملة الدوليّة بواحدة التسال )‪.(T‬‬ ‫المغناطيسي‬ ‫‪ : B t‬ش ّدةُ الحق ِل‬ ‫ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫األصلي الممغنط‪ ،‬وتقد ُّر ش ّدت ُُه في الجملة الدوليّة بواحدة التسال )‪. (T‬‬ ‫المغناطيسي‬ ‫‪ : B‬ش ّدةُ الحق ِل‬ ‫ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫المغناطيسي بعاملين‪ ،‬هما‪:‬‬ ‫•يتعل ّ ُق عام ُل النفاذية‬ ‫ِّ‬ ‫ث قابليّتُها للمغنطة‪.‬‬ ‫‪a .a‬طبيعة ُ المادّ ِة من حي ُ‬ ‫المغناطيسي الممغنط ‪B‬‬ ‫‪b .b‬ش ّدةُ الحق ِل‬ ‫ِّ‬ ‫أتساء ُل‪:‬‬ ‫ج َه إبر ٍة مغناطيسي ّ ٍة في ٍ‬ ‫الجغرافي؟‬ ‫ض إلى الشما ِل‬ ‫نقطة ما من‬ ‫سطح األر ِ‬ ‫نفس ُر تو ّ‬ ‫َ‬ ‫كيف ّ‬ ‫ِّ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫َ‬ ‫ٍ‬ ‫ٍ‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫وغير معروف بدقة حتى اآلن‪.‬‬ ‫إ ّن منشأ المغناطيسيّة األرضيّة مُعق ٌد‬ ‫ُ‬ ‫ِ‬ ‫ت الحــرارةِ‬ ‫ض‪ ،‬لك ـ َّن درجــا ِ‬ ‫اعتق ـ َد العلمــاء ُ بداي ـةً أ ّن المــوادَّ المغناطيســيّةَ فــي األرض مســؤولة ٌ عــن مغناطيســيّة األر ِ‬ ‫الصع ـ ِ‬ ‫العالي ـةَ ج ـ ّدا ً فــي جــو ِ‬ ‫ب الحفــا ُظ علــى مغناطيســي ّ ٍة دائمـ ٍـة للمــوادِّ الحديديّـ ِـة فــي باط ـ ِن‬ ‫ف األر ِ‬ ‫ض تجع ـ ُل مــن ّ‬ ‫األرض‪.‬‬ ‫ويعــزو العلمــاء ُ مغناطيســيّةَ األرض إلــى الشــحنا ِ‬ ‫ت‬ ‫المتحركـ ِـة فــي ســوائ ِل جــوف األرض (أيونــات موجبــة‪ ،‬وإلكترونــات‬ ‫ّ‬ ‫بحركتهــا تيــارا ٍ‬ ‫ِ‬ ‫ض ينشـأ ُ عنهــا حقــو ٌل مغناطيســيّة ٌ‪.‬‬ ‫ســالبة) التــي تول ّـ ُد‬ ‫ت كهربائي ّـةً داخـ َل األر ِ‬ ‫‪71‬‬ ‫األرضي يف نقطة‪:‬‬ ‫شعاع احلق ِل‬ ‫عناصر ِ‬ ‫ُ‬ ‫املغناطيسي ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫س مستقيم ٍ كبي ٍر‪ ،‬منتصف ُ٭ُه‬ ‫تسلكُ‬ ‫األرض سلو َك مغناطي ٍ‬ ‫ُ‬ ‫فــي مركزهــا‪ ،‬يميــ ُل‬ ‫محــورهُ ق ُرابــةَ )‪ (11c‬عــن محــو ِر‬ ‫ُ‬ ‫‪o‬‬ ‫ض المنطبــ ِق علــى (الشــمال ‪ -‬الجنــوب)‬ ‫دورا ِن األر ِ‬ ‫‪11‬‬ ‫الجغرافــي‪ ،‬قطباهــا المغناطيســيّان ال يُطابقــا ِن قطبيهــا‬ ‫ِّ‬ ‫ّ‬ ‫ـي لــأرض‬ ‫ـ‬ ‫الجنوب‬ ‫ـي‬ ‫ـ‬ ‫المغناطيس‬ ‫ـب‬ ‫ـ‬ ‫القط‬ ‫ن‬ ‫أ‬ ‫أي‬ ‫ـن؛‬ ‫الجغرافيّيـ‬ ‫َّ‬ ‫َ‬ ‫َّ‬ ‫ب مــن القط ـ ِ‬ ‫ـع بالقــر ِ‬ ‫ـب‬ ‫ـي‪ ،‬والقطـ َ‬ ‫يقـ ُ‬ ‫ب الشــمال ِّي الجغرافـ ِّ‬ ‫ـرب القطـ ِ‬ ‫الجنوبي‬ ‫ب‬ ‫ـي الشـ َّ‬ ‫المغناطيسـ َّ‬ ‫ـع قـ َ‬ ‫ـمالي لــأرض يقـ ُ‬ ‫ِّ‬ ‫بيــن القطبَيــن تقريبــاً‬ ‫الجغرافــي لــأرض‪ ،‬والمســافة ُ‬ ‫ِّ‬ ‫َ‬ ‫‪. 1920 km‬‬ ‫ِ‬ ‫أفقــي عنــ َد‬ ‫دورانهــا‬ ‫محــور‬ ‫وضــع إبــر ٍة مغناطيســي ّ ٍة‬ ‫عنــ َد‬ ‫ٌّ‬ ‫ِ‬ ‫ُ‬ ‫شــاقولي‪،‬‬ ‫بوضــع‬ ‫تســتقر‬ ‫أحــ ِد القطبيــ ِن الجغرافيّيــ ِن فإنّهــا‬ ‫ُّ‬ ‫ٍّ‬ ‫ٍ‬ ‫ِّ‬ ‫قياســها تقريبـاً ‪ ، 90c‬وعنـ َد‬ ‫أي تصنـ ُ‬ ‫ـع مــع خــط األفـ ِق زاويـةً ُ‬ ‫نق ـ ِل اإلبــر ِة إلــى خـ ِّ‬ ‫ـط االسـ ِ‬ ‫ـق علــى األفــق‪،‬‬ ‫ـتواء فإنّهــا تنطبـ ُ‬ ‫َّ‬ ‫ـاس زاويـ ِـة اإلبــر ِة مــع األف ـ ِق يســاوي الصفـ َـر‪.‬‬ ‫أي أن قيـ َ‬ ‫ِّ‬ ‫وخط األف ِق زاوية الميل ‪. ci‬‬ ‫بين مُستوي اإلبر ِة‬ ‫ت ّ‬ ‫ُسمى الزاويةَ َ‬ ‫ِ‬ ‫بحريّـ ٍـة فــي‬ ‫دورانهــا شـ‬ ‫ـور‬ ‫أي تأثيـ ٍر مغناطيسـ ٍّ‬ ‫ٌّ‬ ‫ـاقولي بعيــدةٌ عــن ّ‬ ‫وعنـ َد وضـ ِ‬ ‫ـع إبــر ٍة مغناطيســي ّ ٍة محـ ُ‬ ‫ـي يمكنُهــا الــدورا ُن ّ‬ ‫َّ‬ ‫ٍّ‬ ‫ـي‪.‬‬ ‫ـي فإنّهــا تسـ ُّ‬ ‫ـتقر موازيـةً لخــط أفقـ ٍّ‬ ‫مســت ٍو أفقـ ٍّ‬ ‫ـي يُسـ ّ‬ ‫ـمى خــط الـ ّزوا َل المغناطيسـ ّ‬ ‫ُسمى الزاوية ُ المحصورةُ بين ِّ‬ ‫ض زاويةَ االنحرا ِ‬ ‫المغناطيسي‪.‬‬ ‫ف‬ ‫المغناطيسي والمحو ِر‬ ‫خط ال ّزوا ِل‬ ‫الجغرافي لألر ِ‬ ‫ت ّ‬ ‫ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫َ‬ ‫ّ‬ ‫بين ( ‪.) 180c - 0c‬‬ ‫ويتغي ّ ُر‬ ‫مقدارها َ‬ ‫ُ‬ ‫أجرب وأستنتج‪:‬‬ ‫ّ‬ ‫ٍ‬ ‫المواد الالزمة‪ :‬إبرةٌ مغناطيسيّة ٌ صغيرةٌ‬ ‫محور‬ ‫أفقي‪.‬‬ ‫دورانها ُّ‬ ‫ُ‬ ‫خطوات التجربة‪:‬‬ ‫ـع اإلبــر َة داخـ َل الغرفـ ِـة بعيــد ًة عــن أيِّ تأثيـ ٍر مغناطيسـ ٍي‪ ،‬وأ ُ ِ‬ ‫الحـ ُ‬ ‫ظ منحــى‬ ‫‪1 .1‬أضـ ُ‬ ‫ّ‬ ‫ـم أُعل ّـ ُل ذلــك؟‬ ‫اســتقرا ِرها‪ ،‬بـ َ‬ ‫ـح اإلبــر َة عــن منحــى اســتقرا ِرها‪ ،‬هــل تعــودُ إلــى منحاهــا الســاب ِق قب ـ َل‬ ‫‪2.2‬أزيـ ُ‬ ‫ِ‬ ‫إزاحتهــا؟ أعل ّـ ُل ذلــك؟‬ ‫‪72‬‬ ‫‪F‬‬ ‫أستنتج‬ ‫ٍ‬ ‫حســب ِ‬ ‫موق ِعهــا‬ ‫األرضــي مــن‬ ‫المغناطيســي‬ ‫منطقــة إلــى أخــرى علــى ســط ِح األرضِ‬ ‫ــر شــ ّدةُ الحقــلِ‬ ‫ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫َ‬ ‫•تتغيّ ُ‬ ‫ـي(وهو المُســتوي‬ ‫ـي األرضـ ِّ‬ ‫ـع شــعاعُ الحق ـلِ المغناطيسـ ِّ‬ ‫الجغرافـ ِّ‬ ‫ـي‪ ،‬ويقـ ُ‬ ‫ـي فــي ُمســتوي الـ ّـزوال المغناطيسـ ّ‬ ‫المعـ ّـرف بخــط الــزوال المغناطيســي ومركــز األرض)‪.‬‬ ‫ِ‬ ‫بوساطة زاويتي المَيل واالنحراف‪.‬‬ ‫األرضي‬ ‫المغناطيسي‬ ‫•يُعيّ ُن شعاعُ الحقلِ‬ ‫ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫المغناطيسي إلى مركبتين‪:‬‬ ‫يمكن تحلي ُل شعا ِع الحقلِ‬ ‫ِّ‬ ‫• ُ‬ ‫ٍ‬ ‫مركبة أفقيّ ٍة ‪ B‬ش ّدتُها‪B = B cos i :‬‬ ‫ٍ‬ ‫مركبة شاقوليّ ٍة ‪ B‬ش ّدتُها‪B = B sin i :‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪v‬‬ ‫ـاقولي منحــى المركبـ ِـة األفقيّـ ِـة للحق ـ ِل‬ ‫مالحظــة‪ :‬تأخ ـ ُذ اإلبــرةُ المغناطيســيّة ُ لبوصلـ ٍـة محــور دورانهــا شـ‬ ‫ٌّ‬ ‫ـي ‪ B‬فــي مُســتوي ال ـ ّزوا ِل المغناطيس ـ ِّي‪ ،‬فــي حيــن تأخ ـ ُذ اإلبــرةُ الحـ ّـرةُ الحركـ ِـة‬ ‫ـي األرضـ ِّ‬ ‫المغناطيسـ ِّ‬ ‫ـي ‪. B‬‬ ‫ـي الكلّـ َّ‬ ‫منحــى الحق ـ َل المغناطيسـ َّ‬ ‫‪H‬‬ ‫إثراء‪:‬‬ ‫المغناطيسي لألرض‬ ‫تتحسس الحقلَ‬ ‫َّ‬ ‫الطيور المهاجرةُ ّ‬ ‫ُ‬ ‫َّ‬ ‫ـي لــأرض الــذي تســتعملُه بوصل ـةً إلرشــا ِدها‬ ‫ـور المهاجــر َة يمكنُهــا أ ْن تُــدر َك الحق ـ َل المغناطيسـ َّ‬ ‫يبــدو أن الطيـ َ‬ ‫ـي ات ّضــح‬ ‫حــو َل العالـمِ‪ ،‬وقــال باحثــون ألمــان‪ :‬إ ّن خاليــا عصبي ّـةً‬ ‫متخصصـةً فــي العيــن ّ‬ ‫ّ‬ ‫حساسـةً لالت ّجــاه المغناطيسـ ّ‬ ‫خ بمنطقـ ٍـة فــي مقدّمــة دمــاغ الطيــور مســؤولة عــن الرؤيــة‪.‬‬ ‫للمـ ّـرة األولــى أنّهــا متّصلــة عبـ َـر ممـ ٍّـر معيّــن بالمـ ّ‬ ‫‪73‬‬ ‫ُ‬ ‫للتيارات الكهربائ ّية‪:‬‬ ‫احلقول املغناطيس ّي ُة‬ ‫ِ‬ ‫نشاط‪:‬‬ ‫ـل‬ ‫ـي المتول ّـ ِد عــن مــرو ِر تيــا ٍر كهربائـ ّ ٍي متواصـ ٍ‬ ‫ـن الجــدو ُل اآلتــي النتائـ َج التجريبي ّـةَ لقيــاس شـ ّد ِة الحقـ ِل المغناطيسـ ِّ‬ ‫يُبيّـ ُ‬ ‫فــي ســل ٍ‬ ‫ـع علــى بُعـ ٍد معي ّـ ٍن مــن الســلك‪:‬‬ ‫ك مســتقيم ٍ فــي نقطـ ٍـة تقـ ُ‬ ‫‪5‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫)‪I (A‬‬ ‫‪20 # 10 -4‬‬ ‫‪16 # 10 -4‬‬ ‫‪12 # 10 -4‬‬ ‫‪8 # 10 -4‬‬ ‫‪4 # 10 -4‬‬ ‫)‪B (T‬‬ ‫َّ‬ ‫البياني لتغيّرات ‪ B‬بداللة ‪. I‬‬ ‫الخط‬ ‫أرسم‬ ‫َّ‬ ‫‪ُ 1 .1‬‬ ‫ِّ‬ ‫البياني‪ ،‬ماذا أستنتج؟‬ ‫الخط‬ ‫أحسب مَي َل‬ ‫‪2.2‬‬ ‫ِّ‬ ‫ُ‬ ‫أحسب قيمةَ ‪ B‬من أج ِل تيّا ٍر ش ّدت ُُه ‪. 8 A‬‬ ‫‪3.3‬‬ ‫ُ‬ ‫أستنتج‬ ‫المتول ِد عن تيا ٍر‬ ‫•إنّ ش ّدة َ الحقلِ‬ ‫ِّ‬ ‫المغناطيسي ّ‬ ‫ـب طــرداً وش ـ ّدة َ التيــا ِر المــا ِّر فــي‬ ‫كهربائـ ٍّ‬ ‫ـي تتناسـ ُ‬ ‫ال ّدارة‪.‬‬ ‫ِ‬ ‫•الخــطُّ‬ ‫ــرات شــ ّد ِة الحقــلِ‬ ‫ُّ‬ ‫البيانــي الممثــل لتغيّ‬ ‫ِ ِ‬ ‫ـتقيم يمـ ُّـر مــن‬ ‫المغناطيسـ ِّ‬ ‫ـي بداللــة شـ ّدة التيّــا ِر مسـ ٌ‬ ‫المبــدأ‪ ،‬ميلُــهُ‪:‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪k= I‬‬ ‫‪B=kI‬‬ ‫‪-4‬‬ ‫)‪B # 10 (T‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪16‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪4‬‬ ‫)‪I (A‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫ت يمثّ ُل مَيلَ المستقيم‪.‬‬ ‫•إ ْذ ‪ : k‬ثاب ٌ‬ ‫•بيّن ِ‬ ‫الدراسات أنّ قيمة َ ‪ k‬تتعل ّ ُق بعاملين‪:‬‬ ‫ت‬ ‫ُ‬ ‫األو ُل‪ :‬الطبيعة ُ الهندسيّة ُ للدارة‪ :‬شك ُل ال ّدارة‪ ،‬وموضع النقطة المعتبرة بالنسبة للدارة‪ ،‬أي ‪. kl‬‬ ‫ّ‬ ‫ِ‬ ‫المغناطيســي ‪ ، n‬وقيمتُــهُ فــي الخــاء فــي جملــة الوحــدات الدوليّــة‬ ‫الثانــي‪ :‬عامــ ُل النفاذيــة‬ ‫ّ‬ ‫‪. n = 4r # 10 T.m.A‬‬ ‫ـي بالشــكل‪:‬‬ ‫ـي المتول ّـ ِد عــن تيّــا ٍر كهربائـ ٍّ‬ ‫ـب عالقـة َ شـ ّد ِة الحقـلِ المغناطيسـ ِّ‬ ‫•بنـ ً‬ ‫ـاء علــى مــا سـ َ‬ ‫ـبق يمكـ ُ‬ ‫ـن أ ْن نكتـ َ‬ ‫‪0‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪-7‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪B = 4r # 10 -7 kl I‬‬ ‫المغناطيسي )‪. (T‬‬ ‫‪ : B‬ش ّدةُ الحقلِ‬ ‫ِّ‬ ‫‪ : I‬ش ّدةُ التيّا ِر )‪. (A‬‬ ‫ِ‬ ‫بالطبيعة الهندسيّة للدارة‪.‬‬ ‫ت يتعل ّ ُق‬ ‫‪ : kl‬ثاب ٌ‬ ‫‪74‬‬ ‫ُ‬ ‫مستقيم طوي ٍل‪:‬‬ ‫احلقل‬ ‫املغناطيسي لت ّيارٍ‬ ‫ٍ‬ ‫ُّ‬ ‫فــي إحــدى التجــا ِر ِ‬ ‫ـي متواصـ ٌل شـ ّدت ُُه ‪ 20 A‬فــي ســل ٍ‬ ‫ـت شـ ّدةُ الحقـ ِل‬ ‫ـل‪ ،‬وقيسـ ْ‬ ‫ـار كهربائـ ٌّ‬ ‫ك مســتقيم ٍ وطويـ ٍ‬ ‫ب مُـ ّـر َر تيّـ ٌ‬ ‫ـي بوسـ ِ‬ ‫س تســا فــي مجموعـ ِـة ِنقـ ٍ‬ ‫ـع علــى أبعــا ٍد مختلفـ ٍـة مــن محــو ِر الســل ِ‬ ‫ـج‬ ‫ـاطة مقيــا ِ‬ ‫ـاط تقـ ُ‬ ‫ك‪ ،‬وكانــت النتائـ ُ‬ ‫المغناطيسـ ِّ‬ ‫ـق الجــدول اآلتــي‪:‬‬ ‫َوفـ َ‬ ‫‪0.4 # 10 -4‬‬ ‫‪0.8 # 10 -4‬‬ ‫‪1 # 10 -4‬‬ ‫‪2 # 10 -4‬‬ ‫)‪B (T‬‬ ‫‪10 # 10 -2‬‬ ‫‪5 # 10 -2‬‬ ‫‪4 # 10 -2‬‬ ‫‪2 # 10 -2‬‬ ‫)‪d (m‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪kl = 2rd‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪kl I‬‬ ‫أستنتج؟‬ ‫أحسب قيمةَ الجداء ‪ ، B d‬ماذا‬ ‫‪1 .1‬‬ ‫ُ‬ ‫ُ‬ ‫‪2.2‬أكم ُل الفراغا ِ‬ ‫أستنتج؟‬ ‫ت في الجدو ِل الساب ِق‪ ،‬ماذا‬ ‫ُ‬ ‫‪75‬‬ ‫أستنتج‬ ‫ـي فــي نقطــة ‪ n‬تبع ُد مســافة‬ ‫عناصـ ُـر شــعا ِع الحقـلِ المغناطيسـ ِّ‬ ‫‪ d‬عــن محور الســلك‪:‬‬ ‫ٌّ‬ ‫عمــودي علــى المُســتوي المعيّــن بالســلك‬ ‫•الحامــ ُل‪:‬‬ ‫ِ‬ ‫والنقطــة المعتبــرة‪.‬‬ ‫ـرة مغناطيســيّ ٍة صغيـ ٍ‬ ‫ـاطة إبـ ٍ‬ ‫•الجه ـةُ‪ :‬تح ـ ّددُ عمليّ ـاً بوسـ ِ‬ ‫ـرة‬ ‫نضعُهــا فــي النقطــة المعتبــرة‪ ،‬وتكــون جهـة ُ شــعا ِع الحقــل‬ ‫ـتقر‪.‬‬ ‫‪ B‬مــن جهــة محــور اإلبــرة ‪ SN‬بعــد أ ْن تسـ َّ‬ ‫ِ‬ ‫ّأما نظريّاً فإنّها تُ َّ‬ ‫بقاعدة اليد اليمنى‪:‬‬ ‫حددُ‬ ‫•الساعد يوازي السلك‪.‬‬ ‫ويخرج من نهايات األصابع‪.‬‬ ‫ار من الساع ِد‪،‬‬ ‫ُ‬ ‫•يدخ ُل التيّ ُ‬ ‫‪d‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪I‬‬ ‫الكف نحو النقطة المدروسة‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫•نوجّهُ باطنَ‬ ‫•يشير إبهامُ الي ِد اليمنى إلى ِ‬ ‫المغناطيسي‪.‬‬ ‫جهة شعا ِع الحقلِ‬ ‫ِّ‬ ‫ُ‬ ‫ـي المــا ِّر‬ ‫ـب طــرداً مــع شـ ّد ِة التيّــا ِر الكهربائـ ِّ‬ ‫•ال ِّشـ َّـدة‪ :‬إنّ شـ ّدة َ الحقـلِ المغناطيسـ ِّ‬ ‫ـي لتيّــا ٍر مســتقيم ٍ طويـلٍ تتناسـ ُ‬ ‫فيــه ‪ ، I‬وعكسـاً مــع بُعـ ِد النقطـ ِـة المعتبـ ِ‬ ‫ـرة عــن محــو ِر الســلك ‪ ، d‬ويُعطــى بالعالقــة‪B = 4r # 10 kl I :‬‬ ‫‪-7‬‬ ‫‪1‬‬ ‫لكن‪kl = 2rd :‬‬ ‫‪I‬‬ ‫نعوض‪B = 2 # 10 -7 d :‬‬ ‫ّ‬ ‫الكهربائي )‪. (A‬‬ ‫• ‪ : I‬ش ّدةُ التيّ ِار‬ ‫ِّ‬ ‫المغناطيسي )‪( (T‬تسال)‬ ‫• ‪ : B‬ش ّدةُ الحقلِ‬ ‫ِّ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫المعتبرة عن محو ِر السل ِ‬ ‫ك )‪. (m‬‬ ‫النقطة‬ ‫• ‪ : d‬بُع ُد‬ ‫تطبيق (‪:)1‬‬ ‫ٌ‬ ‫نمـ ّـر ُر تيّــارا ً كهربائي ّـاً متواصـا ً شـ ّدت ُه ‪ 10 A‬فــي ســل ٍ‬ ‫ـي‬ ‫ك طويـ ٍ‬ ‫ـوع أفقي ّـاً فــي مُســتوي الــزوا ِل المغناطيسـ ِّ‬ ‫ـل مســتقيم ٍ موضـ ٍ‬ ‫ـت الســل ِ‬ ‫ك‬ ‫ـدور حــو َل محــو ِر شـ‬ ‫ـي المـ ِّ‬ ‫ـاقولي موضوعـ ٍـة تحـ َ‬ ‫ٍّ‬ ‫األرضـ ِّ‬ ‫ـار مــن مركــز إبــر ٍة مغناطيســي ّ ٍة صغيــر ٍة يمكنُهــا أ ْن تـ َ‬ ‫علــى بُعــد ‪ 50 cm‬مــن محــو ِره‪ .‬المطلــوب حســاب‪:‬‬ ‫الناتج عن مرور التيّا ِر‪.‬‬ ‫المغناطيسي عن ِد مرك ِز اإلبر ِة المغناطيسي ّ ِة‬ ‫‪1 .1‬ش ّد ِة الحق ِل‬ ‫ِّ‬ ‫ِ‬ ‫المركبــة األفقي ّ ِ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫‪ِ 2.2‬‬ ‫زاويــة انحــرا ِ‬ ‫األرضــي‬ ‫المغناطيســي‬ ‫ــة للحقــ ِل‬ ‫قيمــة‬ ‫ف اإلبــر ِة المغناطيســي ّ ِة باعتبــا ِر أ ّن قيمــةَ‬ ‫ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫‪. 2 # 10 -5 T‬‬ ‫الحل‪:‬‬ ‫‪d = 50 # 10 -2 m = 0.5 m , I = 10 A , B H = 2 # 10 -5 T‬‬ ‫‪76‬‬ ‫المار في السلك‪:‬‬ ‫‪1 .1‬الحقل المغناطيسي الناتج عن التيار‬ ‫ّ‬ ‫‪I‬‬ ‫‪B = 2 # 10 -7 d‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪5 # 10 -1‬‬ ‫‪B = 4 # 10 -6 T‬‬ ‫‪B = 2 # 10 -7‬‬ ‫ِ‬ ‫األرضي ‪. B H‬‬ ‫المغناطيسي‬ ‫المركبة األفقي ّ ِة للحق ِل‬ ‫وفق منحى‬ ‫‪2.2‬قب َل إمرا ِر التيّا ِر‬ ‫ُّ‬ ‫ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫تستقر اإلبرةُ َ‬ ‫ـف مــع ‪ B H‬حق ـا ً‬ ‫ـدور اإلبــرةُ المغناطيســيّة ُ‬ ‫بع ـ َد مــرور التيّــا ِر يتول ّـ ُد حق ـ ٌل مغناطيسـ ٌّ‬ ‫ّ‬ ‫ـي ‪ B‬يؤلّـ ُ‬ ‫محص ـا ً ‪ ، B T‬تـ ُ‬ ‫ـق منحــاه‪.‬‬ ‫بزاويــة ‪ ، i‬وتسـ ُّ‬ ‫ـتقر وفـ َ‬ ‫‬ ‫‪I‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪tan i = B‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪4 # 10 -6‬‬ ‫= ‪tan i‬‬ ‫‪2 # 10 -5‬‬ ‫‪tan i = 0.2‬‬ ‫لكن ‪ i‬صغيرة‬ ‫‪tan i - i‬‬ ‫‪i - 0.2 rad‬‬ ‫‪BH‬‬ ‫‪M‬‬ ‫‪Bt‬‬ ‫‪B‬‬ ‫ُ‬ ‫كهربائي متواص ٍل يف ٍّ‬ ‫ملف ٍّ‬ ‫دائري‪:‬‬ ‫احلقل‬ ‫املغناطيسي لت ّيارٍ‬ ‫ٍّ‬ ‫ُّ‬ ‫نشاط‪:‬‬ ‫فــي إحــدى التجــا ِر ِ‬ ‫ـي متواص ـ ٌل ش ـ ّدت ُُه ‬ ‫ـار كهربائـ ٌّ‬ ‫ب مُـ ّـر َر تيّـ ٌ‬ ‫يســت‬ ‫نصــف قطــ ِر ِه ‪ِ ، 10 cm‬وق‬ ‫‪ 10 A‬فــي‬ ‫ملــف دائــريٍّ‬ ‫ٍّ‬ ‫ْ‬ ‫ُ‬ ‫ـي بوسـ ِ‬ ‫س تســا فــي مركـ ِز‬ ‫ـاطة مقيــا ِ‬ ‫شـ ّدةُ الحقـ ِل المغناطيسـ ِّ‬ ‫ٍ‬ ‫ـف‪ ،‬و ُكـ ّـرر ِ‬ ‫ت التجربـة ُ الســابقة ُ مــن أج ِل مل ّفــا ٍ‬ ‫متماثلة‬ ‫ت‬ ‫الملـ ِّ‬ ‫ٍ‬ ‫ِ‬ ‫ومختلفــة فــي عــد ِد لف ِّاتهــا‪،‬‬ ‫الوســطي‬ ‫نصــف قط ِرهــا‬ ‫فــي‬ ‫ِّ‬ ‫وكانـ ِ‬ ‫ـق الجــدو ِل اآلتــي‬ ‫ت النتائـ ُ‬ ‫ـج وفـ َ‬ ‫‪77‬‬ ‫‪6r # 10 -3‬‬ ‫‪4r # 10 -3‬‬ ‫‪2r # 10 -3‬‬ ‫)‪B (T‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪100‬‬ ‫(لفة) ‪N‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪k l = 2r‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪................‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪kl I‬‬ ‫المغناطيسي بعد ِد لفّا ِ‬ ‫الملف‪.‬‬ ‫ت‬ ‫‪1 .1‬أُح ّددُ عالقةَ ش ّد ِة الحق ِل‬ ‫ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫‪2.2‬أُكم ُل الفراغا ِ‬ ‫أستنتج؟‬ ‫ت في الجدو ِل الساب ِق‪ ،‬ماذا‬ ‫ُ‬ ‫أستنتج‬ ‫المغناطيسي لتيا ٍر دائر ّ ٍي‪:‬‬ ‫عناصر شعا ِع الحقلِ‬ ‫ِّ‬ ‫ُ‬ ‫الملف‪.‬‬ ‫•الحام ُل‪ :‬العمودُ على ُمستوي‬ ‫ّ‬ ‫ب الجنوبــ ِي إلــى القطــ ِ‬ ‫•الجهــةُ‪ :‬عمليّــاً مــن القطــ ِ‬ ‫ب‬ ‫ّ‬ ‫ـمالي إلبـ ٍ‬ ‫ـف‬ ‫ـرة مغناطيســيّ ٍة نضعُهــا عن ـ َد مرك ـ ِز الملـ ِّ‬ ‫الشـ ِّ‬ ‫الدائريِّ بع َد استقرا ِرها‪.‬‬ ‫ـب قاعـ ِ‬ ‫ـف‬ ‫ـدة الي ـ ِد اليُمنــى‪ :‬نضعُهــا فــوقَ الملـ ِّ‬ ‫نظريّـاً حسـ َ‬ ‫ـرج مــن أطــرا ِ‬ ‫ف‬ ‫حي ـ ُ‬ ‫ـار مــن الســاع ِد‪ ،‬ويخـ ُ‬ ‫ث يدخ ـ ُل التيّـ ُ‬ ‫الملــف‪،‬‬ ‫نحــو مركــ ِز‬ ‫الكــف‬ ‫باطــن‬ ‫ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫األصابــ ِع‪ ،‬ويتّجــهُ‬ ‫َ‬ ‫ُ‬ ‫ـي‬ ‫ـير اإلبهــامُ إلــى جهـ ِـة شــعا ِع الحق ـلِ المغناطيسـ ِّ‬ ‫فيشـ ُ‬ ‫تتناسب‪:‬‬ ‫المغناطيسي لتيا ٍر دائر ّ ٍي‬ ‫•ال ِّش َّدة‪ُ :‬و ِج َد تجريبيّ ًا أنّ ش ّدة َ الحقلِ‬ ‫ِّ‬ ‫ُ‬ ‫طرداً مع ش ّد ِة التيا ِر الكهربائ ّ ِي الما ِّر فيه ‪. I‬‬ ‫طرداً مع عد ِد لف ّ ِ‬ ‫الملف ‪. N‬‬ ‫ات‬ ‫ِّ‬ ‫عكساً مع نص ِ‬ ‫الوسطي ‪. r‬‬ ‫الملف‬ ‫ف قط ِر‬ ‫ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫‪B = 4r # 10 -7 kl I‬‬ ‫‪N‬‬ ‫لكن‪kl = 2r :‬‬ ‫‪NI‬‬ ‫‪B = 2r # 10 -7 r‬‬ ‫‪78‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪B‬‬ ‫تطبيقٌ‬ ‫نمـ ّـر ُر تيّــارا ً كهربائي ّـاً شـ ّدت ُُه ‪ 6A‬في ســل ٍ‬ ‫طويل‬ ‫ك مُســتقيم ٍ‬ ‫ٍ‬ ‫ـف جــزءا ً منــه علــى شــك ِل حلقـ ٍـة دائريّــةٍ‬ ‫ـم نلـ ُّ‬ ‫معــزولٍ‪ ،‬ثـ ّ‬ ‫ـف قط ِرهــا ‪ ، 3 cm‬كمــا فــي ال َّ‬ ‫شــكل‪.‬‬ ‫بل ّفـ ٍـة واحــد ٍة نصـ ُ‬ ‫المحصـ ِل فــي مركـ ِز‬ ‫ـي‬ ‫احسـ ْ‬ ‫ّ‬ ‫ـب شـ ّد َة الحقـ ِل المغناطيسـ ِّ‬ ‫ـم ح ـ ّددْ بقي ّـةَ عناص ـ ِره‪.‬‬ ‫الحلقـ ِـة‪ ،‬ثـ ّ‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪I = 6A , r = 3 # 10 m , N = 1‬‬ ‫ن َ ُع ُّد السلكَ جزأين‪:‬‬ ‫األولُ‪ :‬حلقة ٌ‪،‬‬ ‫يمكن تحدي ُد ِ‬ ‫ِ‬ ‫حسب قاعد ِة الي ِد اليُمنى‪.‬‬ ‫جهة ك ٍّل منهما‬ ‫الحلقة الدائري ّ ِة حقال ِن‬ ‫مستقيم‪ ،‬فينشأ ُ في مرك ِز‬ ‫الثاني‪:‬‬ ‫َ‬ ‫ُ‬ ‫ٌ‬ ‫المار في الحلقة الدائريّة‪:‬‬ ‫المتول ُد عن التيّار‬ ‫المغناطيسي‬ ‫‪1 .1‬الحق ُل‬ ‫ُّ‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫‪NI‬‬ ‫‪B 1 = 2r # 10 -7 r‬‬ ‫‪1#6‬‬ ‫‪B 1 = 2r # 10 -7‬‬ ‫‪3 # 10 -2‬‬ ‫‪B 1 = 12.5 # 10 -5 T‬‬ ‫المار في السلك المستقيم‪:‬‬ ‫المتول ُد عن التيّار‬ ‫المغناطيسي‬ ‫‪2.2‬الحق ُل‬ ‫ُّ‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫‪I‬‬ ‫‪B 2 = 2 # 10 -7 d‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪3 # 10 -2‬‬ ‫‪B 2 = 4 # 10 -5 T‬‬ ‫‪B 2 = 2 # 10 -7‬‬ ‫ِ‬ ‫وبالجهة ِ‬ ‫المحصل‪:‬‬ ‫نفسها‪ ،‬فتكو ُن ش ّدةُ الحق ِل‬ ‫حامل واح ٍد‪،‬‬ ‫الحقالن على‬ ‫ٍ‬ ‫ّ‬ ‫‪B = B1 + B2‬‬ ‫‪B = 12.5 # 10 -5 + 4 # 10 -5‬‬ ‫‪B = 16.5 # 10 -5 T‬‬ ‫‪79‬‬ ‫ُ‬ ‫مير يف ٍّ‬ ‫حلزوني (وشيعة)‪:‬‬ ‫ملف‬ ‫احلقل‬ ‫املغناطيسي لت ّيارٍ‬ ‫ٍّ‬ ‫ٍّ‬ ‫كهربائي متواص ٍل ُّ‬ ‫ُّ‬ ‫المغناطيسي المتول ّ ِد عن تيّا ٍر حلزون ّ ٍي‪:‬‬ ‫شعاع الحق ِل‬ ‫عناصر‬ ‫ِّ‬ ‫ِ‬ ‫ُ‬ ‫ِ‬ ‫الوشيعة‪.‬‬ ‫محور‬ ‫•الحام ُل‪:‬‬ ‫ُ‬ ‫الجنوبــي إلــى القطــ ِ‬ ‫•الجهــةُ‪ :‬عمليّــاً مــن القطــ ِ‬ ‫ب‬ ‫ب‬ ‫ِّ‬ ‫نضعهــا عن ـ َد مرك ـ ِز الوشـ ِ‬ ‫ـيعة‬ ‫ـمالي إلبــر ٍة مغناطيســي ّ ٍة ُ‬ ‫الشـ ِّ‬ ‫بعــ َد اســتقرا ِرها‪.‬‬ ‫نضعهــا فــو َق الوشــيعةِ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫نظري ّـاً ت ُحـ ّددُ بقاعــدة اليـد اليمنــى ُ‬ ‫أصابعهــا إحــدى الحلقــا ِ‬ ‫ت ونتصـ ّـو ُر أ ّن‬ ‫ث تــوازي‬ ‫بحي ـ ُ‬ ‫ُ‬ ‫ـع‪،‬‬ ‫ـرج مــن رؤو ِ‬ ‫س األصابـ ِ‬ ‫ـار يدخـ ُل مــن الســاع ِد‪ ،‬ويخـ ُ‬ ‫التيّـ َ‬ ‫ـعاع‬ ‫ـير اإلبهــام ُ الــذي يُعام ـ ُد األصاب ـ َع إلــى جهـ ِـة شـ ِ‬ ‫فيشـ ُ‬ ‫ـي‪.‬‬ ‫الحق ـ ِل المغناطيسـ ِّ‬ ‫‪I‬‬ ‫‪B‬‬ ‫•ال ِّش َّ‬ ‫المغناطيســي‬ ‫ــدة‪ُ :‬و ِجــ َد تجريبيّــاً أ ّن شــ ّد َة الحقــ ِل‬ ‫ِّ‬ ‫ِ‬ ‫تتناســب طــردا ً مــع‪:‬‬ ‫حلزونــي داخــ َل الوشــيعة‬ ‫لتيّــا ٍر‬ ‫ٍّ‬ ‫ُ‬ ‫الكهربائي المتواص ِل‬ ‫– –ش ّد ِة التيّا ِر‬ ‫المار فيها ‪I‬‬ ‫ِّ‬ ‫ِّ‬ ‫ِ‬ ‫النسبة ‪ n 1 = N‬أي عد ِد اللفّا ِ‬ ‫ت في واحد ِة األطوالِ‪ ،‬وت ُعطى ال ِّش َّدة بالعالقة‪:‬‬ ‫––‬ ‫‪l‬‬ ‫‪B = n 0 kl I‬‬ ‫نقبل‪:‬‬ ‫نعوض‪:‬‬ ‫ّ‬ ‫‪N‬‬ ‫‪kl = l‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪B = 4r # 10 -7 l I‬‬ ‫نتيجة‪:‬‬ ‫إنّ الملفّـ ِ‬ ‫ـف الــذي تكــونُ فيــه‬ ‫ـمالي علــى وجـ ِـه الملـ ِّ‬ ‫ـات والوشـ َ‬ ‫ـائع الكهربائيّـة َ تُكافــئُ مغانـطَ؛ إ ْذ يُطلَـ ُ‬ ‫ـق اسـ ُ‬ ‫ـم الوجــه الشـ ّ‬ ‫ِ‬ ‫ـي‪.‬‬ ‫جهـة ُ التيّــار بعكـ ِ‬ ‫ـف فهــو الوجــهُ الجنوبـ ُّ‬ ‫س جهـ ِـة دورا ِن عقــارب الســاعة‪ّ ،‬أمــا الوجــهُ اآلخـ ُـر للملـ ّ‬ ‫‪80‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪B‬‬ ‫)‪(I‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪I‬‬ ‫املغناطيسي‪:‬‬ ‫التد ُّفقُ‬ ‫ُّ‬ ‫ستوية مُغل َ ٍ‬ ‫ٍ‬ ‫ِ‬ ‫قة‪.‬‬ ‫خطوط الحق ِل المغناطيس ِّي التي‬ ‫المغناطيسي ‪ U‬عن عد ِد‬ ‫يُعب ّ ُر التدف ّ ُق‬ ‫ُ‬ ‫تجتاز سط َ‬ ‫ُّ‬ ‫ح دار ٍة كهربائي ّ ٍة مُ‬ ‫شعاع السطح ‪s‬‬ ‫ُ‬ ‫•‬ ‫نرســم الناظــم ‪ n‬علــى مُســتوي الــدارة‪ ،‬وهــو العمــودُ‬ ‫ُ‬ ‫ِ‬ ‫علــى مُســتوي ســطح الــدارة الــذي يدخ ـ ُل مــن وجههــا‬ ‫ــمالي‪.‬‬ ‫ويخــرج مــن وجههــا ال ّش‬ ‫الجنوبــي‪،‬‬ ‫ِّ‬ ‫ُ‬ ‫ّ‬ ‫السطح ‪ s‬بالعالقة‪:‬‬ ‫ف شعا َ‬ ‫نعر ُ‬ ‫ع ّ‬ ‫• ّ‬ ‫‪s = sn‬‬ ‫‪s‬‬ ‫‪n‬‬ ‫أستنتج‬ ‫عناصر شعا ِع السطح‪:‬‬ ‫ُ‬ ‫الناظم‪.‬‬ ‫•الحام ُل‪:‬‬ ‫ُ‬ ‫•الجهةُ‪ِ :‬‬ ‫بجهة الناظم ِ دوماً‬ ‫•ال ِّش َّدة‪ s :‬مساحة سط ِح الدارة‪ ،‬واحدةُ قياسها ‪. m‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪81‬‬ ‫ُ‬ ‫املغناطيسي‪:‬‬ ‫تعريف التد ّف ِق‬ ‫ِّ‬ ‫ِ‬ ‫الخالء بالعالقة‪:‬‬ ‫يجتاز دار ًة كهربائيّةً مُستويةً في‬ ‫المغناطيسي ‪ U‬الذي‬ ‫ف التدف ّ َق‬ ‫ُ‬ ‫َّ‬ ‫نعر ُ‬ ‫ّ‬ ‫تصبح العالقةُ‪:‬‬ ‫ومن أج ِل دار ٍة تحوي ‪ N‬لفّة‬ ‫ُ‬ ‫‪U=B .s‬‬ ‫‪U = Bs cos a‬‬ ‫‪U = NBs cos a‬‬ ‫‪ U‬التدف ّ ُق‬ ‫المغناطيسي‪ ،‬يقد ُّر بواحدة ‪Weber‬‬ ‫ُّ‬ ‫المغناطيسي الذي‬ ‫‪ : B‬ش ّدةُ الحق ِل‬ ‫يجتاز الدار َة‪ ،‬يقد ُّر بواحد ِة التسال )‪(T‬‬ ‫ُ‬ ‫ِّ‬ ‫المغناطيسي ‪ B‬والناظم ِ على السطح ) ‪a = (B S, n‬‬ ‫‪.W‬‬ ‫شعاع الحق ِل‬ ‫بين‬ ‫ِّ‬ ‫ِ‬ ‫‪ : a‬هي الزاوية ُ الكائنة ُ َ‬ ‫‪n‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪2 1a1r‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪a= 2‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪01a1 2‬‬ ‫ُ‬ ‫تعليل املغناطيس ّية‪:‬‬ ‫نشاط‪:‬‬ ‫ذر َ‬ ‫المطلوب‪:‬‬ ‫إذا‬ ‫ة الحديد ‪26 Fe‬‬ ‫َ‬ ‫علمت أ ّن ّ‬ ‫ُ‬ ‫‪1 .1‬اكت ِ‬ ‫ذر ِة الحدي ِد‪.‬‬ ‫ع‬ ‫ب التّو ّز َ‬ ‫َّ‬ ‫اإللكتروني في ّ‬ ‫ِ‬ ‫بطريقة السهم ِ والمربّعات‪.‬‬ ‫اإللكتروني في المدا ِر الثانويِّ ‪3d‬‬ ‫‪2.2‬ارسم ِ التّمثي َل‬ ‫َّ‬ ‫‪3.3‬ما عددُ اإللكترونا ِ‬ ‫ت الفرديّة (العازبة) فيه؟‬ ‫‪4 .4‬هل هي ساكنة ٌ؟ هل تدور بجهة واحدة أم بجهتين متعاكستين؟‬ ‫يدور اإللكترو ُن حو َل ِ‬ ‫نفسه؟ وماذا يكافئُ هذا الدورانُ؟‬ ‫‪5.5‬هل‬ ‫ُ‬ ‫‪82‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪a=0‬‬ ‫أستنتج‬ ‫•يشــبهُ دورانُ اإللكترونـ ِ‬ ‫ـات حــولَ النّـ ِ‬ ‫ـواة مــرورَ تيّــا ٍر كهربائ ـ ّ ٍي فــي حلقـ ٍـة مغلقـ ٍـة‪ ،‬فيول ّـ ُد حق ـا ً مغناطيســيّاً‪،‬‬ ‫إ ْذ تتغيّــر جه ـة ُ هــذا الحق ـلِ بتغيّ ـ ِر جهـ ِـة دورا ِن اإللكتــرو ِن‪ ،‬فــإذا دارَ إلكترونــان حــولَ النـ ِ‬ ‫ـذرة‬ ‫ـواة فــي الـ ّ‬ ‫ُ‬ ‫بســرعتين زاويّتيــن متســاويتين طويلـ ًة وباتّجاهَيــن ُم ِ‬ ‫تعاكســين وبنصـ ِ‬ ‫ف قطـ ِر مــدا ٍر واحـ ٍد ّتولـ َد عــن أح ِدهمــا‬ ‫خاصيــة مغناطيســية ٌ تلغــي خاصيــة المغناطيســية َ المتولّــدة َ عــن اآلخــر‪ّ ،‬أمــا إذا انفــرد َ أحـ ُد إلكترونـ ِ‬ ‫ـذرة‬ ‫ـات الـ ّ‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ـي القطــب‪.‬‬ ‫ـ‬ ‫ثنائ‬ ‫ا‬ ‫ـر‬ ‫ـ‬ ‫صغي‬ ‫ا‬ ‫ـ‬ ‫مغناطيس‬ ‫ة‬ ‫ـذر‬ ‫ـ‬ ‫ال‬ ‫ـن‬ ‫ـ‬ ‫م‬ ‫ا‬ ‫ـ‬ ‫جاع‬ ‫ة‬ ‫ـي‬ ‫ـ‬ ‫مغناطيس‬ ‫ة‬ ‫ـ‬ ‫صف‬ ‫ها‬ ‫ـب‬ ‫ـ‬ ‫اكس‬ ‫ـواة‬ ‫ـ‬ ‫بدورانــه حــولَ الن‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫ً َّ‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫َ‬ ‫الصغ ـ ِر يول ّـ ُد حق ـا ً مغناطيســيّاً كمــا لــو كان‬ ‫•إنّ دوران َ اإللكتــرو ِن حــولَ محــو ِره يُع ـ ُّد تيّــاراً ُمتناهي ـاً فــي ِّ‬ ‫ـص‬ ‫مغناطيسـ ًا صغيــراً‪ ،‬فــإذا دارَ إلكترونــان حــولَ محورَيهمــا باتّجاهيــن متعاكســين يلغــي أح ُدهمــا الخصائـ َ‬ ‫المغناطيســيّة َ لآلخــر‪،‬‬ ‫ِ‬ ‫بدوران ِه حولَ ِ‬ ‫الذرة َ صف ًة مغناطيسيّة‪.‬‬ ‫نفسه‬ ‫• ّأما إذا انفرد َ اإللكترونُ‬ ‫أكسب ّ‬ ‫َ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫بالخصيصــة‬ ‫النــواة تول ّــ ُد خَصيصــ ًة مغناطيســيّ ًة صغيــر ًة جــ ّداً مقارنــ ًة‬ ‫الش‬ ‫•إنّ حركــة َ بعــ ِ‬ ‫ض ّ‬ ‫ــحنات داخــلَ‬ ‫المتو ِ‬ ‫لــدة عــن الدورانيــن الســابقين لإللكترونــات‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫•لقــد أظهــرت الدراس ـة ُ للمــوادّ الحديديّــة العاديّــة أنّهــا تتكـ ّـون مــن ثنائيـ ِ‬ ‫ـات أقطــا ٍ‬ ‫ب مغناطيســيّ ٍة متوازيـ ٍـة‬ ‫ّ‬ ‫ص المغناطيســيّةِ‬ ‫حصلـة ُ هــذه الخصائـ ِ‬ ‫ـي بحيـ ُ‬ ‫ث تكــونُ ُم ِ ّ‬ ‫ـي الخارجـ ّ‬ ‫عشــوائيّاً فــي غيــاب المجــال المغناطيسـ ّ‬ ‫ــات األقطــاب‬ ‫معدومــةً‪ ،‬ولكــن إذا ُوجــدت قطعــة ُ الحديــد فــي مجــا ٍل مغناطيســ ّ ٍي‬ ‫خارجــي تتوجّــهُ ثنائيّ ُ‬ ‫ٍّ‬ ‫ـي الخارجـ ّ ِي أي تكونُ أقطابُها الشــماليّة المغناطيســيّة‬ ‫المغناطيســيّة داخـلَ القطعــة باتّجــاه المجــال المغناطيسـ ِّ‬ ‫ٍ‬ ‫تصبــح قطعــة ُ الحديــد‬ ‫معدومــة‪ِ ،‬لــذا‬ ‫غيــر‬ ‫الخارجــي‪،‬‬ ‫المغناطيســي‬ ‫باتّجــاه المجــال‬ ‫ُ‬ ‫ُ‬ ‫وتصبــح ّ‬ ‫محصلتُهــا َ‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫ممغنط ـةً‪.‬‬ ‫‪83‬‬ ‫مت‬ ‫تع َّل ُ‬ ‫ٍ‬ ‫ـع فــي‬ ‫ـي عندمــا نضـ ُ‬ ‫•مفهــومُ الحقـلِ المغناطيسـ ّ ِي‪ :‬نقــو ُل عــن منطقــة مــن الفــراغ أنّــه يســودُها حقـ ٌل مغناطيسـ ٌّ‬ ‫نقطـ ٍـة منهــا إبــر ًة مغناطيســيّةً‪ ،‬فتتوجّــهُ باتّجــا ٍه ومنحـ ًـى معيّنيــن‪.‬‬ ‫المغناطيسي منتظماً إذا كانت خطو ُط الحقلِ مستقيما ٍ‬ ‫ِ‬ ‫الجهة ِ‬ ‫نفسها‪.‬‬ ‫ت متساير ًة وفي‬ ‫•يكونُ الحق ُل‬ ‫ُّ‬ ‫ٌّ‬ ‫ـس فــي ك ِّل نقطـ ٍـة مــن ِ‬ ‫ـي فــي‬ ‫ـي يَمَـ ُّ‬ ‫نقاطــه شــعاعُ الحقـلِ المغناطيسـ ِّ‬ ‫•خـ ُّط الحقـلِ المغناطيسـ ِّ‬ ‫ـي هــو خــط وهمـ ٌّ‬ ‫تلــك النقطــة‪.‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪B = 2 # 10 -7 d‬‬ ‫المغناطيسي لتيّا ٍر مستقيم ٍ طوي ٍل تُعطى بالعالقة‪:‬‬ ‫•ش ّدةُ الحقلِ‬ ‫ِّ‬ ‫المغناطيسي لتيّا ٍر دائر ّ ٍي تُعطى بالعالقة‪:‬‬ ‫•ش ّدةُ الحقلِ‬ ‫ّ‬ ‫المغناطيسي لتيّا ٍر حلزون ّ ٍي تُعطى بالعالقة‪:‬‬ ‫•ش ّدةُ الحقلِ‬ ‫ّ‬ ‫المغناطيسي‪ :‬هو الجداءُ ُّ َّ‬ ‫السط ِح‪.‬‬ ‫•التدف ُّق‬ ‫مي لشعا ِع الحقلِ‬ ‫ِّ‬ ‫ُّ‬ ‫المغناطيسي في شعا ِع ّ‬ ‫السل ُّ‬ ‫‪NI‬‬ ‫‪B = 2r # 10 -7 r‬‬ ‫‪NI‬‬ ‫‪B = 4r # 10 -7 l‬‬ ‫‪U = B .S‬‬ ‫‪U = BS cos a‬‬ ‫المغناطيسي وشعا ِع الناظم ِ على السط ِح‪.‬‬ ‫ث ‪ : a‬هي الزاوية ُ بينَ شعا ِع الحقلِ‬ ‫•حي ُ‬ ‫ِّ‬ ‫أختبر نفسي‬ ‫أوال‪ :‬اخت ِر اإلجابة َ الصحيحة َ ٍّ‬ ‫لكل ممّا يأتي‪:‬‬ ‫ـف عــددَ‬ ‫‪1.1‬نمـ ّـر ُر تيّــارا ً كهربائي ّـاً متواصـا ً فــي ملــفٍّ دائــريٍّ ‪ ،‬فيتول ّـ ُد عنـ َد مركـ ِز ِه حقـ ٌل مغناطيسـ ٌّ‬ ‫ـي شـ ّدت ُه ‪ ، B‬نضاعـ ُ‬ ‫ـي عنـ َد مركـ ِزه‪:‬‬ ‫ـف قطـ ِر الملـ ِّ‬ ‫ـطي نصـ َ‬ ‫لف ِّاتـ ِـه‪ ،‬ونجعـ ُل نصـ َ‬ ‫ـح شـ ّدةُ الحقـ ِل المغناطيسـ ِّ‬ ‫ـف مــا كا َن عليـ ِـه فتصبـ ُ‬ ‫ـف الوسـ ِّ‬ ‫‪B a .a‬‬ ‫‪2B b .b‬‬ ‫‪4B c .c‬‬ ‫‪0.5B d .d‬‬ ‫ِ‬ ‫نصف ِ‬ ‫الخالء يكو ُن مساوياً‬ ‫العظمى عندما‪:‬‬ ‫يجتاز دار ًة مُستويةً في‬ ‫المغناطيسي الذي‬ ‫‪2.2‬إ ّن التدف ّ َق‬ ‫ُ‬ ‫َّ‬ ‫قيمت ِه ُ‬ ‫َ‬ ‫‪r‬‬ ‫‪a = 2 rad a .a‬‬ ‫‪a = r rad b .b‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪a = 6 rad c .c‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪a = 3 rad d .d‬‬ ‫ٍ‬ ‫يتناسب طردا ً مع‪:‬‬ ‫وشيعة‬ ‫المغناطيسي في مرك ِز‬ ‫شعاع الحق ِل‬ ‫‪3.3‬إ ّن ش ّد َة‬ ‫ِّ‬ ‫ُ‬ ‫ِ‬ ‫‪84‬‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫مقاومة سل ِ‬ ‫الوشيعة‬ ‫ك‬ ‫‪a .a‬‬ ‫ِ‬ ‫الوشيعة‬ ‫‪b .b‬طو ِل‬ ‫ِ‬ ‫الوشيعة‬ ‫بين طرفَي‬ ‫‪c .c‬التوت ّ ِر‬ ‫ِّ‬ ‫الكهربائي المطب ّ ِق َ‬ ‫ِ‬ ‫مقطع الوشيعة‬ ‫سطح‬ ‫مساحة‬ ‫‪d .d‬‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ّ‬ ‫‪4.4‬نمـ ّـر ُر تيّــارا ً كهربائي ّ ـاً متواص ـا ً فــي ســل ٍ‬ ‫ـي ش ـ ّدت ُُه ‪ B‬فــي نقطـ ٍـة تبع ـ ُد ‪ d‬عــن‬ ‫ك مســتقيمٍ‪ ،‬فيتول ـ ُد حق ـ ٌل مغناطيسـ ٌّ‬ ‫ك‪ ،‬وفــي نقطـ ٍـة ثانيـ ٍـة تبعـ ُد ‪ 2d‬عــن محــو ِر الســل ِ‬ ‫محــو ِر الســل ِ‬ ‫ك‪ ،‬وبعـ َد أ ْن نجعـ َل شـ ّد َة التيّــا ِر ُربـ َع مــا كانــت عليــه‬ ‫ـي‪:‬‬ ‫ـح ش ـ ّدةُ الحق ـ ِل المغناطيسـ ِّ‬ ‫تصبـ ُ‬ ‫‪2B a .a‬‬ ‫‪4B b .b‬‬ ‫‪8B c .c‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪8 B d .d‬‬ ‫ِ‬ ‫‪5.5‬نمـ ّـر ُر تيّــارا ً كهربائي ّـاً متواصـا ً فــي وشـ ٍ‬ ‫ـي شـ ّدت ُُه‬ ‫ـيعة عــددُ‬ ‫طبقاتهــا طبقـة ٌ واحــدةٌ فيتول ّـ ُد فــي مرك ِزهــا حقـ ٌل مغناطيسـ ٌّ‬ ‫ـي عنـ َد مركـ ِز الوشـ ِ‬ ‫ـيعة‪:‬‬ ‫ـح شـ ّدةُ الحقـ ِل المغناطيسـ ِّ‬ ‫ـمين متســاويَين‪ ،‬فتصبـ ُ‬ ‫ـم الوشــيعةَ إلــى قسـ َ‬ ‫‪ ، B‬نقسـ ُ‬ ‫‪B‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪B a .a‬‬ ‫‪2B b .b‬‬ ‫‪d .d‬‬ ‫‪c .c‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪4‬‬ ‫ثاني ًا‪ِ :‬‬ ‫أعط تفسيراً علميّ ًا ٍّ‬ ‫لكل ممّا يلي‪:‬‬ ‫تتقارب خطو ُ‬ ‫‪1.1‬‬ ‫المغناطيسي عند قطبَي المغناطيس‪.‬‬ ‫ط الحق ِل‬ ‫ِّ‬ ‫ُ‬ ‫ِ‬ ‫المغناطيسي أ ْن تتقاط َع‪.‬‬ ‫لخطوط الحق ِل‬ ‫يمكن‬ ‫‪2.2‬ال‬ ‫ِّ‬ ‫ُ‬ ‫‪3.3‬ال تول ّ ُد األجسام ُ المشحونة ُ الساكنة ُ َّ‬ ‫حقل مغناطيس ّ ٍي‪.‬‬ ‫أي‬ ‫ٍ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ثم ص ّح ْحها فيما يأتي‪:‬‬ ‫ثالثاً‪ْ :‬‬ ‫ضع كلمة َ "صح" أمام َ العبارة الصحيحة‪ ،‬وكلمة َ "خطأ" أمام َ العبارة الخاطئة‪ّ ،‬‬ ‫س قطبا ِن مغناطيسيّان مختلفان في شدّتهما‪.‬‬ ‫‪1.1‬لك ِّل مغناطي ٍ‬ ‫‪2.2‬خطو ُ‬ ‫المجردة‪.‬‬ ‫المغناطيسي ال ت ُرى بالعين‬ ‫ط الحق ِل‬ ‫ِّ‬ ‫ّ‬ ‫متواصل في سل ٍ‬ ‫ك مستقيم ٍ كلّما ابتعدنا عن السلك‪.‬‬ ‫كهربائي‬ ‫المغناطيسي لتيّا ٍر‬ ‫‪3.3‬تزدادُ ش ّدةُ الحق ِل‬ ‫ٍّ‬ ‫ٍ‬ ‫ِّ‬ ‫ِ‬ ‫ـي فــي مركـ ِز وشـ ٍ‬ ‫طبقاتهــا طبقـة ٌ واحــدةٌ إلــى نصـ ِ‬ ‫ص‬ ‫ـف شـد ِّت ِه فــي حالـ ِـة إنقــا ِ‬ ‫ـيعة عــددُ‬ ‫ـص شـ ّدةُ الحقـ ِل المغناطيسـ ِّ‬ ‫‪4.4‬تنقـ ُ‬ ‫عــد ِد لف ِّاتهــا إلــى النصف‪.‬‬ ‫أجب عمّا يأتي‪:‬‬ ‫رابع ًا‪ْ :‬‬ ‫ـع ســل ٍ‬ ‫ك‬ ‫محورهــا شـ‬ ‫ـع إبــر ًة مغناطيســيّةً‬ ‫ـاقولي علــى طاولـ ٍـة أفقيّـ ٍـة لتسـ َّ‬ ‫ٌّ‬ ‫ـب وضـ ُ‬ ‫أضـ ُ‬ ‫ـن كيـ َ‬ ‫ـف يجـ ُ‬ ‫ـتقر‪ ،‬أبيّـ ُ‬ ‫ُ‬ ‫ـي فــي الســلك؟‬ ‫مســتقيم ٍ أفقي ّـاً فــو َق البوصلـ ِـة بحي ـ ُ‬ ‫ث ال تنحـ ُ‬ ‫ـرف األبــرةُ عن ـ َد إمــرا ِر تيّــا ٍر كهربائـ ٍّ‬ ‫خامس ًا‪ :‬حُ َّل المسائلَ اآلتيةَ‪:‬‬ ‫المسألة ُ األولى‪:‬‬ ‫ث يبع ـ ُد منتصفاهمــا )‪ (c 1, c 2‬عــن‬ ‫ـي ســلكين طويليــن متوازييــن بحي ـ ُ‬ ‫نضـ ُ‬ ‫ـي األرضـ ِّ‬ ‫ـع فــي مُســتوي ال ـ ّزوا ِل المغناطيسـ ِّ‬ ‫ِ‬ ‫ـف المســافة )‪ . (c 1, c 2‬نمـ ّـر ُر‬ ‫بعضهمــا البع ـ ِ‬ ‫ض مســافةَ ‪ ، d = 40 cm‬ونضـ ُ‬ ‫ـع إبــر َة بوصلـ ٍـة صغيــرة فــي النقطــة ‪ c‬منتصـ َ‬ ‫ٍ‬ ‫الســل ِ‬ ‫وبجهــة‬ ‫ك الثانــي تيّــارا ً كهربائيّــاً شــ ّدت ُُه ‪، I 2 = 1A‬‬ ‫األو ِل تيّــارا ً كهربائيّــاً شــ ّدت ُُه ‪ ، I 1 = 3A‬وفــي ّ‬ ‫فــي ّ‬ ‫الســلك ّ‬ ‫واحــد ٍة‪.‬‬ ‫المطلوب‪:‬‬ ‫‪1.1‬‬ ‫ضحاً ذلك بالرسم‪.‬‬ ‫المغناطيسي‬ ‫حساب ش ّد ِة الحق ِل‬ ‫المتول ِد عن التيّارين في النقطة ‪ c‬مو ّ‬ ‫ِّ‬ ‫ُ‬ ‫ّ‬ ‫ِ‬ ‫ض أ ّن قيمـةَ المركبـ ِـة األفقيّــة للحقـ ِل‬ ‫ـي بفــر ِ‬ ‫ـاب الزاويـ ِـة التــي تنحـ ُ‬ ‫‪2.2‬حسـ ُ‬ ‫ـرف فيهــا إبــرةُ البوصلــة عــن منحاهــا األصلـ ّ‬ ‫ـي ‪B H = 2 # 10 -5 T‬‬ ‫ـي األرضـ ِّ‬ ‫المغناطيسـ ِّ‬ ‫‪85‬‬