[احمد اليافعي]

اولا مصطلحات ومفاهيم "- اكتب المصطلح العلمي الدال على كل من :-
1- الجسم الأسود هو الجسم الذي يمتص كل الأشعة الساقطة عليه
2- الطيف الكهرومغناطيسي ترتيب منتظم للأمواج الكهرومغناطيسية حسب تردداتها أو حسب أطوالها الموجية
3- الاستشعار عن بعد تقنية استخدام التصوير الحراري في عدة مجالات منها مجال الأدلة الجنائية
4- الظاهرة الكهروضوئية ظاهرة انبعاث الكترونات من أسطح بعض المواد عند سقوط الضوء عليها
5- حاجز جهد السطح قوي التجاذب الكهروستاتيكي بين الالكترونات الحرة وأيونات المعدن والتي تمنع هروب الالكترونات من السطح
6- دالة الشغل أقل طاقة تلزم لتحرير الالكترون من السطح
7- التردد الحرج أقل تردد للضوء يعمل على تحرير الالكترونات من السطح
8- الخلية الكهروضوئية جهاز لتحويل الطاقة الضوئية الى طاقة كهربية .
9- تأثير كمبتون التأثير الحادث عند اصطدام فوتون بالكترون حر
10- قانون فين قانون يوضح العلاقة بين الطول الموجي للاشعاع الصادر عن جسم ساخن ودرجة حرارة الجسم
11- الاسترخاء فقدان الذرة لطاقة الاثارة وعودتها الى وضعها المستقر
12- الطيف الخطي خطوط طيفية ذات أطوال موجية محددة تميز كل عنصر على حدة
13- الطيف المستمر طيف يتضمن توزيع مستمرا ومتصلا للترددات أو
14- طيف الانبعاث طيف الناتج عن انتقال الذرات المثارة من مستوى أعلى الى مستوى أدنى
15- خطوط فرونهوفر أطياف امتصاص خطية للعناصر الموجودة في جو الشمس
16- الاشعة السينية أشعة كهرومغناطيسية عالية الطاقة طولها الموجي من 10- 8 الى 10- 13 متر
17- المطياف جهاز يستخدم للحصول على طيف نقي
18سلسلة بالمر مجموعة طيفية للهيدروجين عند انتقال الالكترون المثار من أي مستوي اعلى الى المستوى L
19- الانبعاث تلقائي انطلاق اشعاع من الذرة المثارة عند انتقالها من من مستوى اعلىالى مستوى ادني بعد قضاءها فترةالعمر
20- الانبعاث المستحث انطلاق اشعاع من الذرة المثارة بمرور فوتون له نفس طاقة اثارته
21- التجويف الرنيني الوعاء الحاوي والمنشط لعملية التكبير في الليزر
22- الأشعة المرجعية حزمة من الأشعة المتوازية لها نفس الطول الموجي للأشعة المنعكسة عن الجسم وتلتقي معها عند اللوح الفوتغرافي
23- الهولوجرام صورة مشفرة لأهداب التداخل بين الاشعة المرجعية والأشعة المنعكسة عن الجسم
24-الاسكان المعكوس حالة يكون فيها عدد الذرات المثارة اكبر من عددها في المستويات الأدنى
25 – النقاء الطيفي اتفاق أشعة الليزر في نفس التردد
26-الاثارة الكيميائية اثارة ذرات الوسط باستخدام تفاعل كيميائي
27- أشعة الفرملة طيف متصل للأشعة السينية يتكون من جميع الاطوال الموجية في حدود معينة
28-النبائط الالكترونية وحدات البناء لكافة الانظمة الالكترونية
29-التكامل المتوسط شريحة حجم رأس الدبوس تحتوي على 1000 ترانزستور
30-قانون مور سعة وسرعة الحاسب تتضاعفان كل ثمانية عشر شهرا
31-الدائرة المتكاملة لوحة مطبوعة تحتوي على جميع عناصر الدائرة الكهربية
32-حالة الاتزان الحراري الحالة التي يتساوى عندها عدد الروابط المكسورة مع عدد الروابط الملتئمة في شبه الموصل
33-بوابة الاختيار ORبوابة الكترونية لها مدخلان او اكثر ولها مخرج واحد ويكفى توفر دخل 1 ليكون الخرج1
34- بوابة التوافق AND بوابة منطقية لها مدخلان أو أكثر ومخرج واحد ويلزم اتفاق المداخل على 1 ليكون الخرج 1
35- التطعيم اضافة ذرات شائبة ثلاثية او خماسية لبلورة السليكون النقي لتحسن الخواص الكهربية لها
36- البلورة P بلورة شبه موصل طعمت بذرات مستقبلة
37-البلورة N بلورة شبة موصل نقي طعمت بذرات معطية
38- تيار الانتشار التيار الناشئ في الدايود و يسبب حركة الفجوات والالكترونات@
39-الرنين ظاهرة اتفاق تردد دائرة الاستقبال مع تردد الموجة الاذاعية المراد الاستماع اليها
40-الاستثارة عملية انتقال الإلكترون من مستواه إلى مستوى أعلى باكتسابه طاقة = الفرق بين طاقتي المستويين
41 - الاسترخاء عملية رجوع الإلكترون المثار إلى مستواه الأصلي ( الأدنى ) بفقده طاقة
42- طاقة الربط الفرق بين طاقة الإلكترون في مستواه وطاقة التأين
43- الفجوة هى الفراغ الذى يخلفه الالكترون المتحرر من الرابطة التساهمية بسبب ارتفاع درجة حرارة بلورة شبه الموصل
44- التوليف الالكتروني عملية ضبط تردد دائرة الاستقبال لاستقبال تردد اذاعة ما باستخدام الدايود كمكثف
45- طاقة السكون طاقة الجزيئات عند الصفر المطلق
ثانيـــــــــــا علل أو فسر
• تزيد شدة تيار الخلية الكهروضوئية بزيادة شدة الضوء الباعث للالكترونات
بزيادة شدة الضوء تزيد عدد الفوتونات الساقطة وبالتالي تزيد أعداد الالكترونات المتحررة فتزيد شدة التيار
• يتوقف انطلاق الكترونات من سطح فلز على تردد الضوء الساقط
اذا لم يكن تردد الضوء الساقط أكبر من التردد الحرج لا يمكن تحرير أي الكترون لأن طاقة الفوتون لا تحرر أي الكترون الا اذا كانت أكبر من دالة الشغل
• عند تحليل الطيف الصادر عن جسم ساخن يلاحظ قلة عدد الفوتونات ذات الأطوال الموجية القصيرة جدا
لأن عدد الذرات التي تكتسب طاقة عالية جدا يكون قليلا وبالتالي تكون اعداد الفوتونات ذات الطاقة العالية ( ذات أطوال موجية صغيرة ) قليلا
• الأرض تصدر اشعاع حراريا غير مرئي
درجة حرارة سطح الأرض صغيرة وطبقا لقانون فين يكون الطول الموجي للأشعاع الصادر طويل في منطقة الاشعة نحت الحمراء فلا يرى
• تنفذ الأشعة السينية خلال جسم الانسان ولا تنفذ موجات الضوء رغم ان كليهما موجات كهروضوئية
الأشعة السينية عالية التردد عالية الطاقة ذات طول موجي صغير المسافات البينية لذلك تنفذ
• يعتبر طيف ذرة الهيدروجين أبسط الأطياف الذرية
لأن ذرة الهيدروجين تحتوي على الكترون واحد
• أمواج سلسلة باشن غير مرئية
لانها تقع في بداية منطقة الاشعة تحت الحمراء وهي غير مرئية
• وجود طيف مستمر ( طيف لين ) للأشعة السينية
هو طيف ينتج عن تناقص سرعة الفوتونات عند مرورها بالقرب من الكترونات ذرات الهدف حيث يحتوي على جميع الأطوال الموجية الممكنة
• فشل نظرية رازرفورد في تفسير الطيف الخطي للعناصر
حسب نظرية رازرفورد ان الاشعاع ناتج عن دوران الالكترونات حول النواة فالاشعاع الصادر يكون محتويا على جميع الترددات الممكنة بينما في الحقيقة فطيف العنصر يكون محدد عند طول موجي معين
• أشعة الليزر ذات نقاء طيفي
لأن لفوتوناتها نفس التردد فتقع فى نفس المنطقة من الطيف
• لاتخضع أشعة الليزر لقانون التربيع العكسي في الضوء
بسبب شدة الأشعة وتركيزها وكونها متوازية لايحدث لها أي انحراف فتحتفظ بشدتها لمسافات بعيدة
• أشعة الليزر متوازية
لأن فوتوناتها مترابطة ناتجة بانبعاث مستحث لها نفس الاتجاه وهو اتجاه الفوتون المار بين المرآتين المتوازيتين فتكون الفوتونات متوازية
• استخدام الهليوم لاثارة ذرات النيون في ليزر هليوم – نيون
لتقارب قيم طاقة مستويات الاثارة شبه المستقرة لهما
• لايمكن تعجيل الفوتونات
لأن الفوتون يمتلك بالفعل أقصى سرعة يمكن الوصول اليها كما أنه غير مشحون فلا يتأثر بالقوى الكهربية أو المغناطيسية
• التجويف الرنيني هو المسئول عن اتمام عمليتي الانبعاث المستحث والتكبير الضوئي لأشعة الليزر
يوجد في التجويف الرنيني ذرات المادة الفعالة التي تثار لتنتج الفوتونات التي تسبب الانبعاث المستحث كما يحوي المرآتين المتوازيتين ويقوما بعكس الفوتونات المنطلقة تبادليا فيحدث تضخيم ( تكبير ) للشعاع الضوئي
• لا تتأثر بعض الاجسام عند سقوط شعاع ضوئي بينما يتأثر الالكترون الحر
عند سقوط الضوء على جسم يؤثر عليه بقوة صغيرة جدا فلا تؤثر بينما يتأثر الالكترون بهذه القوة لَضآلة كتلته فيما يعرف بتأثير كمبتون
• وجود خطوط مظلمة في الطيف الشمسي تعرف بخطوط فرونهوفر
الغازات الموجودة في جو الشمس امتصت من الطيف الشمس أطوال موجية خاصة بطيفها الخطي فلا تصل مع الطيف الشمس وعرفت بخطوط فرونهوفر نسبة للعالم الذي اكتشفها
• لا يمكن للعين البشرية المجردة رؤية الفراغات بين الذرة
لصغر هذه المسافات عن الطول الموجي فينعكس الضوء ولا يضيء الفراغات فلا ترى بالعين البشرية
• لا يصلح الميكروسكوب الضوئي لرؤية الفيروسات
بسبب حيود الضوء تقل قوته على التحليل ولأن الطول الموجي للضوء اكبر من ابعاد الفيروس فلا يضيئه
• طاقة الربط سر استقرار الذرة
تعمل على حفظ الالكترونات في مستويات الطاقة الخاصة بها وعدم مغادرتها الذرة في الحالات العادية
• تستخدم أشعة الليزر في توجيه الصواريخ
لدقتها واحتفاظها بشدتها لمسافات بعيدة
• يقل الطول الموجي المصاحب لحركة الالكترون بزيادة سرعته
من العلاقة يقل الطول الموجي لازدياد كمية حركته بزيادة سرعته
• تنحرف أشعة المهبط بتأثير كلا من المجال الكهربي والمجال المغناطيسي
لأنها عبارة عن الكترونات أي شحنات كهربية سالبة تتأثر بالمجالين الكهربي والمغناطيسي
• غاز الهليوم وغاز النيون مناسبين لانتاج شعاع الليزر
لتقارب قيم طاقة مستويات الاثارة شبه المستقرة لهما
• انطلاق الالكترونات الضوئية يتوقف على تردد الضوء وليس على شدته
اذا لم يكن تردد الضوء الساقط أكبر من التردد الحرج لا يمكن تحرير أي الكترون لأن طاقة الفوتون لا تحرر أي الكترون الا اذا كانت أكبر من دالة الشغل بينا شدة الضوء تعني عدد الفوتونات الساقطة فإن لم يكن تردده أكبر من التردد الحرج فلا يحرر أي الكترون
• تنقل أ شعة الليزر الطاقة لمسافة بعيدة
لترابط وتركيز الفوتونات
• انحراف نسبة ضئيلة من أشعة الفا في تجربة رازرفورد وارتداد بعضها
نسبة انحرفت لتنافرها مع النواة الموجبة وارتداد البعض بسبب تصادمها بالنواة الثقيلة
• لا يتواجد الالكترون بين مستويين من مستويات الطاقة
فروق الطاقة بين المستويات اعداد صحيحة من الكم ونظرا لأن الكوانتم ( الكم ) لا يتجزأ لذلك لا يتواجد الكترون بين مستويين
• الطول الموجي لللاشعاع المميز في الاشعة السينية يتوقف على مادة الهدف
الاشعاع المميز ينتج عن انطلاق الكترون قريب من النواة وتركه لمستواه واحلال الكترون من مستوي بعيد بدلا منه وبالتالي يتوقف طوله الموجي على الفرق بين المستويين في الطاقة وهذا يتوقف على مادة الهدف
• يتم تحريك الشعاع الالكتروني في انبوبة الكاثود المستخدمة في التلفزيون أو الكمبيوتر
ليمسح الشاشة بنظام معين لإظهار الصورة
• استخدام الأشعة المرجعية لاظهار الصورة المجسمة .
لتداخلها مع الاشعة الصادرة عن الجسم عند اللوح الفوتغرافي مكونة الهولوجرام الذي يضاء بأشعة الليزر ليعطي الصورة المجسمة
• تسمى البوابة المنطقية NOT بالعاكس
لأنه اذا كان الدخل I كان الخرج 0 والعكس اذا كان الدخل 0 كان الخرج 1
• الالكترونيات الرقمية أفضل من الالكترونيات التناظرية
لتخلصها من الضوضاء الكهربية
• الوصلة الثنائية تقوم التيار المتردد تقويم نصف موجي فقط
لأنها تسمح بمرور التيار في نصف الدورة التي تصبح فيها في حالة توصيل أمامي ولا تسمح بمرور التيار خلالها في نصف الدورة التالي حيث تصبح في حالة توصيل خلفي
• يجب ان يكون سمك القاعدة في الترانزستور صغير
جـ لوجود فجوات بها تستهلك الالكترونات فتكون ذات سمك صغير لتستهلك مقدار بسيط من الالكترونات
• وجود ضوضاء كهربية في الطبيعة
بسبب الحركة العشوائية للالكترونات
• وجود شوائب من الفوسفور في شبه الموصل يزيد من توصيله الكهربي
تعمل شوائب الفوسفور على زيادة الالكترونات الحرة في شبة الموصل فتزيد توصيليته الكهربية
• تعمل الوصلة الثنائية كمفتاح مغلق في حالة التوصيل الأمامي
لأنها تمرر التيار في دائرتها عندما تكون في حالة توصيل أمامي
• الجبر الثنائي أساس الالكترونيات الرقمية
لأنه أساس لغة الاله 0 و 1
• تعتبر بللورة السليكون النقي رديئة التوصيل في درجات الحرارة المنخفضة
يقل التوصيل الكهربي لشبه الموصل بانخفاض درجة الحرارة حيث تلتئم الروابط ويقل عدد الالكترونات الحرة فيقل التوصيل الكهربي
• بللورة السليكون النقي عازلة تماما عند صفر كلفن
عند الصفر المطلق تنعدم الالكترونات الحرة فتصبج البلورة عازلة تماما
• استخدام أشباه الموصلات كمحسات في أجهزة القياس
لتأثرها بالعوامل المختلفة مثل الضوء ودرجة الحرارة والضغط والاشعاع و التاثير الكيميائي لذلك تستخدم كمحسات في أجهزة قياس العوامل السابقة
• الحاسب الشخصي الذي يكون مناسبا للاستعمال هذا العام قد لا يكون مناسبا للاستعمال العام القادم
لأن سعة وسرعة الحاسب تتضاعف كل 18 شهر طبقا لقانون مور
• لا يمكن رؤية المسافات بين الذرات في حالة المادة الجامدة ؟
لأنها أي المسافات أصغر بكثير من الطول الموجي لموجات الضوء المرئي
• تزيد التوصيلية الكهربية لأشباه الموصلات النقية ( جرمانيوم - سيليكون ) بارتفاع درجة الحرارة ؟
بارتفاع درجة الحرارة تتكسر بعض الروابط في بلورة شبة الموصل النقي وتتحرر بعض الإلكترونات تاركة ورائها فجوات موجبة تعمل الالكترونات والفجوات الحرة على زيادة التوصيل الكهربي للبلورة
• استخدام الاوميتر لمعرفة سلامة الوصلة الثنائية ؟
لأن الوصلة تعطي مقاومة كبيرة عند توصيلها في اتجاه ومقاومة صغيرة عند توصيلها في الاتجاه المضاد .


الحقائق :-
في المطياف تكون أشعة كل لون متوازية فيما بينها وغير موازية لأشعة الألوان الأخرى
وظيفة الشيئية في المطياف تجمع الوان الطيف الناتجة على المنشور كل لون في بؤرة محددة
في الاشعة السينية 1- الاشعاع المميز له أعلى تردد وأقل طول موجي
2- عند فروق الجهد المنخفضة قد لا تظهر الأشعة المميزة 3- تستخدم في دراسة التركيب البللوري للجوامد بسبب قابليتها للحيود
• العين السليمة تماما قادرة على الاحساس بفوتون واحد
• لا نلاحظ الفوتونات منفصلة ولكن ندرس خواص الاشعاع فيما يعرف بخواص الموجات
• اذا زاد الطول الموجي جدا أو قصر جدا فإن شدة اشعاعه تصل الى الصفر
• اشعاع الأرض يقع في نطاق الأشعة تحت الحمراء لأن درجة حرارتها منخفضة
• استخدامات الاشعة تحت الحمراء 1- تحديد مصادر الثروة المعدنية 2- في تطبيقات عسكرية تتمثل في أجهزة الرؤية الليلية 3- استخدام التصوير الحراري (التصوير بالأشعة تحت الحمراء ) في مجال الأورام ومجال اكتشاف الأدلة الجنائية .حيث يبقى اشعاع الشخص فترة بعد انصرافه
• .التردد الحرج يختلف باختلاف المعدن أي يتوقف على نوع المادة فقط و.لكل معدن تردد حرج خاص به
تفسير أينشتين للظاهرة الكهروضوئية 1- يتكون الشعاع الضوئي من عدد من الفوتونات لكل فوتون طاقة محددة
2-طاقة الشعاع تساوي مجموع طاقات الفوتونات التي يتكون منها طاقة الشعاع = عدد الفوتونات × طاقة الفوتون
3-طاقة الفوتون تزيد بزيادة التردد
4- طاقة الالكترون المتحرر = طاقة الفوتون الساقط - طاقة ارتباط الالكترون بالسطح ( دالة الشغل )
• الموجة تصف السلوك الجماعي للفوتونات
• اذا كانت ابعاد العائق اكبر من الطول الموجي نطبق النموذج الماكروسكوبي { ينظر الى الضوء كموجة
• اذا كان العائق.الكترون أو ذرة أو في حدود الطول الموجي أو أقل يطبق نموذج الفوتون { النموذج الميكروسكوبي } نتعامل مع الضوء كفوتونات
التصوير بالرنين المغناطيسي يستخدم مجال مغناطيسي وموجات راديو حيث يؤثر المجال المغناطيسي على نوى ذرات الهيدروجين ويرتبها في اتجاه ( موجوده في الماء في الخلية ) تعمل موجات الراديو على تغيير الترتيب توقف الامواج فتعود الذرات الى ترتيبها الاول ويصدر عنها طاقة يستقبلها الكاشف فتظهر صورة يقوم الكمبيوتر بتجميع الصور المقطعية التي توضح تجمعات الماء مما يفيد في معرفة الاورام ويستخدم الرنين المغناطيسي لفحص الدماغ.
1- اذا كانت المسافات البينية اكبر من الطول الموجي أو تساويه تنفذ الفوتونات مثل أشعة x
2- اما اذا كان الطول الموجي أكبر من المسافات البينية فإن الفوتونات تنعكس على السطح حيث السطح متصل و الفوتونات تعامل وفق النظرية الموجية
• شدة الموجة تعبر عن تركيز الفوتونات
• الموجة المصاحبة لحركة الالكترونات ليست موجة كهرو مغناطيسية
• للميكروسكوب الالكتروني قدرة تحليلية كبيرة علل ؟ لأن الألكترونات المستخدمة يمكن ان تكون ذات طاقة حركة كبيرة فتزيد سرعتها ويصاحبها اطوال موجية قصيرة جدا وبالتالي يكون معامل التكبير كبير جدا
• احتمالية وجود الكترون داخل الذرة بعيدا عن النواة تصل الى صفر علل ؟ بسبب تأثير جذب النواة له
• احتمالية وجود الكترون قرب النواة صفر علل ؟ لانه عند اقترابه من النواة تزداد سرعته جدا فيبعد.
• احتمالية تواجده تقل كلما زادت طاقة المستوى
خصائص أشعة الليزر
1- النقاء الطيفي بسبب ان فوتوناتها لها نفس الطول الموجي فيعتبر ضوء احادي الطول الموجي
2- توازي الاشعة حيث لاتتشتت أشعة الليزر بل تسير في خطوط متوازية
3-الترابط الفوتونات المنطلقة من مصادر الليزر مترابطة زمانيا ومكانيا حيث تنطلق من المصدر في نفس اللحظة
• الشدة تحتفظ أشعة الليزر بشدة ثابتة فلا تخضع لقانون التربيع العكسي والسبب ان فوتوناتها مترابطة
• تتناقص شدة الضوء العادي الواقعة على سطح كلما زاد بعد المصدر الضوئي بسبب عدم ترابط الضوء العادي
• يزيد قطر حزمة الضوء العادي أثناء انتشارها ؟ بسبب التشتت .
العناصر الأساسية لليزر
1- الوسط الفعال 2- مصادر الطاقة 3 - التجويف الرنيني
دور الأشعة المرجعية
تلتقي مع الأشعة حاملة المعلومات التي تترك الجسم المضاء عند اللوح الفوتغرافي مكونة أهداب تداخل عند تحميض اللوح الفوتغرافي يظهر الهولوجرام
مميزات الهولوجرام
1- يمكن تخزين عشرات الصور عليه 2- يمكن الحصول على صور مجسمة لأجسام متحركة
في اشباه الموصلات والدايود والترانزستور

1-كسر الرابطة يحتاج حد أدنى من الحرارة أو الضوء
2-التئام رابطة ( تكوين رابطة ) يصاحبه كما تعلم انطلاق طاقة والطاقة تنطلق على شكل ضوء او حرارة
3-حركة الفجوات الموجبة في البلورة عكس اتجاه حركة الإلكترون وتكافئها عددي
4- عند درجة حرارة معينة يظل عدد الفجوات وعدد الإلكترونات الحرة ثابتا مهما سخن شبه الموصل بعدها لوصوله لحالة الاتزان الحراري
5- في أي بلورة أي إذا زادت الإلكترونات قلت الفجوات والعكس
أنواع النبائط
أ - بسيطة مثل المقاومة R وملف الحث L والمكثف C ب- معقدة مثل الدايود ( وصلة ثنائية ) والترانزستور جـ - متخصصة مثل نبائط كهرو ضوئية
الوصلة تعطي مقاومة كبيرة عند توصيلها في اتجاه ومقاومة صغيرة عند توصيلها في الاتجاه المضاد .
الأساس العلمي لاستخدام الدايود لتقويم التيار المتردد ؟
أنه يسمح بمرور التيار المتردد في نصف دورته التي يصبح فيها الدايود في حالة توصيل امامي ولايسمح بمروره في نصف الدورة التنالي حيث يصبح في حالة توصيل خلفي
الفكرة الأساسية لعمل الترانزيستور كمكبر { فعل الترانزستور }
بوضع إشارة كهربية صغيرة في تيار القاعدة يظهر تاثيرها مكبرا في تيار المجمع
الميكرفون يحول الصوت الى تيار كهربي وكاميرا الفيديو تحول الصورة الى اشارة كهربية
الالكترونيات الرقمية
تحول الاشارة الكهربية الى شفرة أساسها قيمتان هما الصفر وال1
أهمية الالكترونيات الرقمية
مكنت من التخلص من الشوشرة التي تسببها الاشارات الكهربية الغير منتظمة ( ضوضاء كهربية ) التي تنتج عن الحركة العشوائية للألكترونات الموجودة في الطبيعة
البوابات المنطقية هي عناصر رقمية من دوائر الكترونية تقوم بعمليات 1- العكس 2- التوافق 3- الاختيار