الظواهر الكهربائية المجال :
كفاءة المجال : يوظف مفهوم التيار الكهربائي لتفسير بعض الظواهر الكهربائية في الحياة العملية.
المعنى :
ـ الشحنات الكهربائية نوعان: شحنات كهربائية موجبة و شحنات كهربائية سالبة.
ـ التيار الكهربائي في ناقل هو انتقال للشحنات الكهربائية.
ـ نموذج الذرة: النواة و الإلكترونات.
ـ التفسير الكيفي للتأثير المتبادل بين التيار الكهربائي و المغناطيس ( التحريض الكهرومغناطيسي).
ـ تطبيق التحريض الكهرومغناطيسي(المنوب الكهربائي، التيار المتناوب).
ـ الاحتياطات الأمنية عند التعامل مع التيار الكهربائي.
الوحدة التعليمية رقم : 2 0 نموذج مبسط للذرة
الكفاءة القاعدية :
التقويم التشخيصي :
ـ المكتسبات القبلية : ـ تتكون المادة من دقائق، ـ الجزيء يتكون من مجموعة من الذرات المتراصة، النموذج المجهري للجزيء، ـ التفاعلات الكيميائية، موازنة المعدلات الكيميائية.
ـ التصورات الأولية : الذرة هي جزء من الجزيء
ـ الوسائل المستعملة :
مؤشرات الكفاءة التقويم التكويني النشاطات المحتوىـ المفاهيم
ـ يكتشف التطور التاريخي لنموذج الذرة.
ـ يميز بين العازل و الناقل ـ يربط المعلومات المتحصل عليها خلال السنوات الثلاثة الماضية لتطبيقها في دراسته للنص التاريخي حول تطور نموذج المادة.
ـ يصنف في جدول بعض العوازل و النوافل. ـ دراسة نص تاريخي حول تطور نموذج الذرة.
ـ تمثيل النموذج المبسط للذرة بالرسومات و الصور مع استعمال البطاقات الخاصة.
ـ استعمال الكاشف الكهربائي للكشف عن العازل و الناقل. ـ النموذج الكوكبي للذرة:
1ـ بنية الذرة:
* النواة.
**الإلكترونات.
*الذرة متعادلة كهربائيا.
2ـ النوافل و العوازل.
التقويم التحصيلي :
الكفاءات المراد قياسها :
تمارين : 17.16.15.14.13.12.من الكتاب المدرسي
نموذج راذرفورد
1. الذرة تشبه المجموعة الشمسية ( نواة مركزية يدور حولها على مسافات شاسعة الالكترونات سالبة الشحنة )
2. الذرة معظمها فراغ ( لأن الذرة ليست مصمتة وحجم النواة صغير جدا بالنسبة لحجم الذرة )
3. تتركز كتلة الذرة في النواة ( لأن كتلة الالكترونات صغيرة جدا مقارنة بكتلة مكونات النواة من البروتونات والنيوترونات )
4. يوجد بالذرة نوعان من الشحنة ( شحنة موجبة بالنواة وشحنات سالبة على الالكترونات
5. الذرة متعادلة كهربائيا لأن عدد الشحنات الموجبة ( البروتونات ) يساوي عدد الشحنات السالبة ( الالكترونات )
6. تدور الالكترونات حول النواة في مدارات خاصة ، و يرمز لها ب .e-
7. الشحنة الكهربائية للإلكترون: q=- 1,610-19C
تطوير معرفتناً بالذرة
فى عام 430 ق.م توصل الفيلسوف اليوناني ( ديموقريطس) إلى مفهوم أو فكرة فى كل الأشياء مصنوعة من ذرات أو بالمعنى الحرفي كل الأشياء مكونة من ذرات غير قابلة للانقسام .
واعتقد هذا الفيلسوف أن كل الذرات متماثلة وصلبة وغير قابلة للانضغاط إلى جانب أنها غير قابلة للانقسام ، وأن الذرات تتحرك بأعداد لا حصر لها في فضاء فارغ .وأن الاختلاف فى الشكل والحجم الذرى يحدد الخصائص المختلفة لكل مادة.
وطبقاً لفلسفة (ديموقريطس) فإن الذرات ليست المكون الأساسي للمواد فقط ولكنها تكون أيضاً خصائص النفس الإنسانية.
فعلى سبيل المثال فإن الآلام تسببها الذرات "الشريرة" وذلك لأن هذه الذرات تكون على شكل (إبر) بينما يتكون اللون الفاتح من الذرات المسطحة ذات الملمس الناعم ، وقد اعتقد ديمقريطس واعتقد معه الناس أفكار هي بلا شك تثير تهكمنا الان ولكنها كانت منذ قرون "العلم الذي لا يبارى" .
إن النظرية اليونانية عن الذرة لها مدلول تاريخي وفلسفي بالغ الأهمية ، إلا أنها ليست ذات قيمة علمية، ذلك أنها لم تقم على أساس ملاحظة الطبيعة أو القياس أو الاختبارات أو التجارب.
وفى عام 1897 أظهر اكتشاف الإلكترون للعالم "طومسون" أن المفهوم القديم عن الذرة منذ ألفى عام، والذي ينطوي عيها على أنها جسيم
J. J.Thompson
Credit : AIP
غير قابل للانقسام كان مفهوماً خاطئاً، كما أظهر أيضاً أن للذرة - في الواقع- ترتيب معقد غير أنهم لم يغيروا مصطلح "الذرة" أو الغير قابله للتجزئة إلى "اللا ذرة"
وأدى اكتشاف "طومسون" عن الإليكترون ذو الشحنة السالبة إلى إثارة الإشكاليات النظرية لدى الفيزيائيين لأن الذرات ككل - تحمل شحنات كهربائية متعادلة فأين الشحنة الإيجابية التي تعادل شحنة الإلكترون.
وفى الفترة ما بين عامي (1903 - 1907) حاول - "طومسون" أن يحل هذا اللغز السابق ذكره عن طريق تكييف نموذج للذرة والتي اقترحها في المقام الأول "اللورد كيلفن" في عام 1902، وطبقاً لهذا النموذج والذي يشار إليه غالباً بنموذج "كرة معجونة وبها بعض حبوب الزبيب" فإن الذرة غالباً هنا عبارة عن كرة ذات شحنة موجبة متماثلة أما الشحنات السالبة فإنها منتشرة على الإلكترونات مثل الزبيب المدفون في كرة الزبيب.
وترجع أفضلية نظرية " طومسون" عن الذرة في أنها ثابتة، فإذا لم توضع الإلكترونات في مكانها الصحيح فستحاول أن تعود إلى مواضعها الأصلية ثانية.
وفى نموذج معاصر أيضاً نظر العلماء إلى الذرة على أنها مثل النظام الشمسي أو مثل كوكب "زحل" ذو حلقات من الإليكترونات محيطة بالشحنة الكهربية الإيجابية المركزة.
وساعد "رذر فورد" على تنمية معرفتنا بالذرة ،عندما قام مع "هانز جيجر" بإجراء تجارب رقائق الذهب الشهيرة والتي أظهرت أن للذرة نواة صغيرة ولكنها تحتوى على كل الكتلة تقريباً. فقد قام بإطلاق جسيمات "ألفا" خلال الرقائق الذهبية ثم استقبلت هذه الجسيمات كومضات ضوئية
Ernest Rutherford
Credits : AIP
على شاشة الاستقبال وكان سُمكَ الرقائق الذهبية "أو الورقة الذهبية الواحدة" حوالي 0.00004 سنتيمتر فقط، ومرت معظم الجزئيات مباشرة عبر الرقائق في حين انحرفت واحدة فقط من عشرين ألف جزئ (ألفا) إلى حوالي 45ْ م أو أكثر.
وتساءل (رذر فورد) عن السبب الذي أدى إلى مرور معظم الجزيئات عبر الرقائق الذهبية وانحراف قليل منها بشدة، وكان هذا بالفعل أمر غير مصدق، تماماً كما لو انك قمت برمي قذيفة قطرها 38,10 سنتيمتر في قطعة من الورق ثم عاد هذه القذيفة للاصطدام بك ثانية.
ولقد نسب إلى (رذر فورد) قوله مؤخراً "من خلال التفكير والدراسة أدركت أن هذا الارتداد المتفرق هي نتيجة حتمية للتصادم الفردي فعندما قمت بالعد وجدت أنه من المستحيل أن أحصل على أي نتيجة ولهذا العدد الضخم، إلا إذا أخذت نظام يكون الجزء الأكبر من الكتلة من الذرة فيه مركزا بالنواة الدقيقة. وبعد كل هذا التحليل أستطيع القول بأنني قد توصلت إلى وجود ذرة ذات مركز دقيق جداً به أغلب الكتلة ويحمل شحنة موجبة تعادل شحنة الإلكترون".
النواقل و العوازل
الوسائل المستعملة: ـ نواس ـ مسطرة بلاستيكية ـ قطعة قماش ـ قضيب معدني ـ مسطرة خشبية ـ حامل عازل .
الأعمال: نضع القضيب المعدني على الحامل العازل بحيث يكون ملامسا لكرية النواس و نلمسه بالمسطرة البلاستيكية المكهربة ، ثم نعيد نفس التجربة بالمسطرة الخشبية .
الملاحظة: كرية النواس تبتعد عن القضيب المعدني( تتنافر) ، بينما بالمسطرة الخشبية لا يحدث أي شيء.
الاستنتاج : نقول أن الشحنات الكهربائية انتقلت عبر القضيب المعدني (ناقل للكهرباء).
بينما لم تنتقل عبر المسطرة الخشبية (عازل للكهرباء).
