الفيزياء الاولى باكالوريا

النص 16: قانون جول
عند مرور التيار الكهربائي، اكتسب الموصل الأومي (AB) طاقة كهربائية E r خلال المدة t وأعطى طاقة حرارية Q. وبما أن الموصل الأومي لا يمكنه أن يختزن الطاقة المكتسبة، فسيعطيها للمحيط الخارجي على شكل طاقة حرارية فقط.
النص 17: المولد المؤمثل للتوتر
إن معادلة المميزة (شدة التيار - التوتر) لمولد كهربائي يشتغل في مجاله الخطي هي: U PN=E-r.I.
فإذا كانت المقاومة الداخلية منعدمة، تكون U PN=E (كيفما كانت شدة التيار I أصغر من القيمة القصوية I max ) ويسمى المولد في هذه الحالة مولدا مؤمثلا للتوتر.
النص 18: الدراسة التجريبية لمستقبل كهركيميائي (المحلل الكهربائي)
نعتبر المحلل الكهربائي المكون من الكترودين من البلاتين (أو الكربون) نغمرهما في محلول مائي لحمض الكبريتيك. يكون هذا المحلل الكهربائي ثنائي قطب (AB).
ويمكننا أن نخط مميزته (شدة التيار - التوتر) بالطرق المعتادة. نلاحظ أن جزء المنحنى (MN) مستقيم معامله الموجه موجب ولا يمر بأصل المحورين. ويمكن كتابة معادلة المستقيم الحامل له كما يلي: U AB=E'+r'.I
'E: القوة الكهرمحركة المضادة للمحلل الكهربائي، وحدتها الفولط (V). وتمثل بالنسبة لهذا المستقيم الأرتوب عندما تنعدم شدة التيار.
'r: المقاومة الداخلية للمحلل الكهربائي (بالأوم Ω). وتمثل المعامل الموجه للمستقيم.
النص 19: المولدات الكهركيميائية
تضمن هذه المولدات تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية انطلاقا من التفاعلات الكيميائية التي تحدث عند إلكتروديها المغمورين في الإلكتروليت حيث يكون الإلكترودان قطبي المولد.
وتنتمي الأعمدة والمراكم للمولدات الكهركيميائية. فالأعمدة لا يمكنها أن ترجع إلى حالتها البدئية إذا ما أعطت طاقتها لمحيطها الخارجي، بعكس المراكم التي يمكن شحنها من جديد بربطها بجهاز يكسبها الطاقة التي أضاعتها.
النص 20: العمود الضوئي
ثنائي قطب يحول مباشرة جزءا من الطاقة الشمسية التي يكتسبها إلى طاقة كهربائية.
تصنع الأعمدة الضوئية المتداولة حاليا على شكل لويحات صغيرة لا تتجاوز مساحتها بعض السنتيميرات المربعة، ويتراوح سمكها ما بين 200μm و 300μm .
ويتكون العمود الضوئي أساسا من السيليسيوم، وينشط وجهه المعرض للشمس بعنصر آخر كالفوسفور مثلا، ونحصل على التيار الكهربائي بتعدين الوجه الخلفي للويحة وبتثبيت شبكة على الوجه الأمامي.
يكافئ العمود الضوئي مولد تيار مستمر قوته الكهرمحركة 0,5V تقريبا. وللحصول على قدرة أكبر تستجيب للإستعمالات العملية، يتم تجميع عدد كبير من الأعمدة الضوئية على التوالي لرفع التوتر وعلى التوازي لرفع شدة التيار. وتستعمل الأعمدة الضوئية كمولد للطاقة للأقمار الإصطناعية، وفي بعض محطات الترحيل الهرتزية التي توجد في مناطق معزولة.
النص 21: تمرين



هل يمكن قياس القوة الكهرمحركة لمستقبل ؟
عرف وأعط تعبير مردود مستقبل ومولد.
هل يسخن محرك بكيفية خطيرة عندما تمنعه من الدوران ؟
هل يمكن لمركم أن يكون مستقبلا ؟
هل يمكن لكل المولدات أن تشتغل كمستقبلات ؟


النص 22: تعيين القدرة المبددة في منظم متكامل للتوتر
المنظم المتكامل للتوتر مركبة إلكترونية لها ثلاثة مرابط وتستعمل خاصيات المضخم العملياتي، وتمكن من الحصول على توتر U s مستمر ومثبت عند الخروج بين المربطين عندما نطبق توترا مستمرا أو مستمرا تقريبا. كما أنها تحول الطاقة الكهربائية التي يكتسبها عند مدخله إلى طاقة كهربائية يمكن استعمال جزء منها عند مخرجه.
النص 22: الظواهر الإهتزازية المخمدة
عندما نزيح الطرف الحر لشفرة، مثبتة على ملزمة، عن موضع توازنها فأنها تنجز حركة اهتزازية حول هذا الموضع. لكن سرعان ما نلاحظ أن حركتها الإهتزازية تتغير، إذ يتناقص وسع التذبذبات تدريجيا إلى أن تتوقف. نقول، في هذه الحالة، إن التذبذبات تتخمد وإن حركة المتذبذب مخمدة.
وتجدر الإشارة أنه خلال التذبذبات تتحول طاقة الوضع إلى طاقة حركية والعكس صحيح. وبما أن المجموعة غير معزولة، فإن خمود التذبذبات يعزى غلى تبدد الطاقة الميكانيكية حيث إن نسبة لا بأس بها من هذه الطاقة تضيع بسبب الاحتكاكات.
النص 23:الدور والتردد
عند صيانة اهتزازات متذبذب، صيانة ملائمة، فإنها تتكرر بانتظام وبكيفية مماثلة. نقول إن الاهتزازات دورية.
نسمي دورا المدة الزمنية التي تتكرر فيها الظاهرة بكيفية مماثلة ونرمز لها بـ: T. ويكمن تمييز الظاهرة كذلك بترددها N. يساوي تردد ظاهرة اهتزازية عدد أدوار هذه الأخيرة في ثانية واحدة: N=1/T.
في النظام العالمي للوحدات، وحدة الدور هي الثانية، ووحدة التردد هي الهرتز. نستعمل كذلك مضاعفات الهرتز للتعبير عن التردد.
النص 24: معاينة اهتزازة صوتية على شاشة راسم التذبذب
يمكن الحصول على منبع صوتي بتغذية مكبر الصوت بمولد ذي تردد منخفض (GBF). وتلتقط الإهتزازت الصوتية المحصل عليها بواسطة ميكروفون موضوع قرب مكبر الصوت.
نربط المولد والميكروفون براسم التذبذب. نستعمل نفس الحساسية بالنسبة للمدخلين Y A و Y B . يظهر على الشاشة منحنيين جيبيين لهما نفس الدور. الأول يمثل الاهتزازات الصوتية الملتقطة من المنبع (المولد) والثاني يمثل نفس الاهتزازات الملتقطة من الميكروفون. ويمكن أن نستخلص من هذه التجربة :
- أن الاهتزازات الصوتية دورية ويمكن قياس دورها.
- أن دور الإهتزازات الصوتية يساوي دور المنبع الصوتي.
النص 25: الإشارات ووسط الانتشار
يمكن اعتبار مختلف الإشارات ( المستعرضة والطويلة و اللي)، إشارات ميكانيكية، حيث إنها تؤثر في الخواص الميكانيكية لوسط الإنتشار، وذلك بتغيير الموضع والسرعة أي تغيير طاقة الوضع والطاقة الحركية للمادة المكونة لوسط الانتشار. وتجدر الإشارة إلى أن خلال انتشار الإشارات الميكانيكية، تنتقل الطاقة وليس المادة. ولكي تنتشر هذه الإشارات، يجب أن يكون وسط الإنتشار مرنا. إن الصوت ينتشر في عدة أوساط مادية ولا ينتشر في الفراغ.
النص 26: الإشارات الكهرمغناطيسية
لكي يصلنا الضوء المنبعث من الشمس ومن مختلف النجوم، عليه أن يعبر فضاءات شاسعة وفارغة، وبالتالي فإنه ينتشر في الفراغ، مثل الإشارات الكهرإذاعية عكس الإشارات الميكانيكية التي تستلزم وسطا ماديا مرنا لكي تنتشر. فإن هناك إشارات لا تستلزم وسطا ماديا لإنتشارها تسمى الإشارات الكهرمغناطيسية ومن بين المقادير الفيزيائية التي تتغير بسبب انتشار إشارة كهرمغناطيسية يوجد المجال الكهربائي.
ويمكن للإشارات الضوئية أن تنتشر في أوساط مادية شفافة لكن بسرعة اقل من سرعة انتشارها في الفراغ ولا يمكنها أن تنتشر في أوساط معتمة. وتجدر الإشارة إلى أن الإشارات الكهرمغناطيسية تحمل طاقة تسمى الطاقة الكهرمغناطيسية (الطاقة الشمسية).
النص 27: المظهر الطاقي للموجة المتوالية
عندما يهتز الهزاز، فإنه ينجز شغلا، ويمد الحبل بطاقة ميكانيكية، هذه الأخيرة لا تبقى منحصرة عند المنبع S، بل تنتشر طول الحبل صحبة الموجة، مما يجعل كل نقطة من الحبل تهتز بدورها عند مرور الموجة. يصاحب انتشار الموجة، احتكاكات داخلية، وأخرى خارجية مثل الإحتكاكات بين الحبل والهواء والحبل والحامل. ولهذا فإن قسطا من الطاقة الميكانيكية الممنوحة للحبل يفقد، فيكتسبها الوسط الخارجي وذلك بمفعول الشغل المقاوم لقوى الإحتكاك، فيلاحظ خمود متوالي للموجة وينخفض وسع الموجة بالتدريج.
النص 28: خاصية الموجة المنعكسة
تتميز الموجة المستقيمية الواردة بسرعة الانتشار c والتردد N وطول الموجة λ، فهل للموجة المستقيمية المنعكسة نفس المميزات ؟ وللإجابة عن هذا التساؤل، نضيء سطح الماء لحوض الموجات بواسطة وماض يضبط على تردد الومضات الذي يكمن من مشاهدة توقف ظاهري للموجة المستقيمية الواردة، نلاحظ أن:
- الموجة المنعكسة تظهر أيضا متوقفة: إذن لها نفس التردد N للموجة الواردة.
- الموجتين الواردة والمنعكسة تنتشران في نفس الوسط: إذن لهما نفس سرعة الانتشار c.
- للموجتين الواردة والمنعكسة نفس طول الموجة (لأن: λ=c/N).
النص 29: ظاهرة الإنتقال في وسط ثلاثي البعد
بينت التجارب أن الموجات الصوتية المنتشرة في الهواء بسرعة الإنتشار c 1 تخضع لظاهرة الإنتقال (الإنكسار) في السوائل بسرعة الانتشار c 2. وتجدر الإشارة إلى أن السوائل تمتص أغلبية الموجات الواردة وتعكس جزءا منها، (تكون لدينا في هذه الحالة c 1<c 2 انظر رتب قدر سرعات انتشار الصوت في الموائع) إلا أن ظاهرة الإنتقال غير ممكنة في كل الحالات. حيث ظاهرة الانعكاس تصبح مهمة عندما تكون زاوية الورود أكبر من 13°، إذ يتصرف المستوى الكاسر كحاجز عاكس.
النص 30: خاصية الموجة المحيدة
للموجة الواردة تردد N وسرعة انتشار c وطول الموجة λ، فما هي مميزات الموجة المحيدة ؟
إن التوقف الظاهري للموجتين الواردة والمحيدة تحت ضوء الوماض يدل على أن لهما نفس التردد N. وبما أنهما تنتشران في نفس وسط الإنتشار، فإن لهما نفس سرعة الانتشار c ، ومنه نستنتج أن للموجتين نفس طول الموجة λ. ويكمن أن نتحقق تجريبيا من ذلك بقياس المسافة بين خطي ذروتين متتاليتين.
النص 31:انتشار الضوء
بينت عدة تجارب أن الضوء ينتشر في أوساط شفافة ومتجانسة وفق خطوط مستقيمية بين المنبع الضوئي والمستقبل، وهذا ما يسمى بمبدأ الإنتشار المستقيمي للضوء. ونشير إلى أن المنابع الضوئية ترسل حزما ضوئية مكونة من عدد غير محدود من الأشعة الضوئية، حيث يستحيل عزل شعاع ضوئي تجريبيا، بينما يصطلح على تمثيله بخط مستقيم يحمل سهما يدل على منحى انتشار الضوء.
النص 32: قانونا ديكارت للانعكاس
القانون الأول: يوجد الشعاع الوارد والشعاع المنعكس والمنظمي على المرآة في مستوى واحد يسمى مستوى الورود.
القانون الثاني: عند انعكاس الضوء، تساوي زاوية الانعكاس زاوية الورود.
* يطبق قانونا ديكارت بالنسبة لسطح عاكس كيف ما كان شكله. وفي هذه الحالة يكون المنظمي هو المنظمي على المستوى المماس للسطح العاكس في نقطة الورود.
النص 33: ظاهرة الإنكسار
نرسل على سطح ماء ملون، الذي يحتويه حوض عميق من زجاج، حزمة ضوئية دقيقة تكون مع المنظمي على سطح الماء زاوية ورود غير منعدمة، فيحدث تغيرا في اتجاه الحزمة الضوئية الواردة عند الحد الفاصل بين الهواء والماء الملون، فنشاهد في آن واحد:
- حزمة ضوئية تنتشر في الهواء في اتجاه مخالف لاتجاه الحزمة الواردة، وتسمى الحزمة الضوئية المنعكسة.
- حزمة ضوئية تنتشر في الماء الملون في اتجاه مخالف لاتجاه الحزمة الواردة: إنها الحزمة الضوئية المنكسرة. وتسمى هذه الظاهرة انكسار الضوء، التي تحدث كلما مر هذا الأخير عبر الحد الفاصل بين الوسطين والذي نسميه سطحا كاسرا.
النص 34:
يتم حيود الضوء المنبعث من المنبع S بواسطة الشقين S 1 و S 2 الذين يتصرفان كمنبعين ضوئيين مترابطين. وتتراكب الحزمتان الضوئيتان المنبعثتان من S 1 و S 2 فتحدث ظاهرة التداخلات الضوئية. وقياسا على التداخلات الميكانيكية على سطح الماء، فإن ظهور الأهداب المظلمة لا يمكن شرحها إلا باعتبار الطبيعة الموجية للضوء. ويمكن أن عن ذلك بكيفية مبسطة كما يلي:
ضوء + ضوء = ظلام.
وأن الأهداب المظلمة ناتجة عن تراكب الموجتين الضوئيتين المنبعثتين من S 1 و S 2 ، واللتين توجدان على تعاكس في الطور عند وصولهما إلى النقط التي تكون هذه الأهداب: نقول إن التداخلات مهدمة.
أما الأهداب المضيئة فناتجة عن تراكب الموجتين المنبعثتين من S 1 و S 2 ، واللتين توجدان على توافق في الطور عند وصولهما إلى النقط التي تكون هذه الأهداب: نقول إن التداخلات إنشائية.