قناة الفيزياء التعليمية

ما يزال علينا إنجاز الكثير من العمل المختبري قبل أن يصبح لهذا الاكتشاف قيمة فيما يخص الإنتاج العملي للطاقة على أرض الواقع، لكن.. هذا هو العلم. يبدو أن الجميع متحمّسون، فقد قامت الكيميائية إليزابيث نيكول Elisabeth Nicol من جامعة غويلف University of Guelph بكندا، بإخطار هاميش جونستون Hamish Johnston عبر موقع PhysicsWorld بالتالي: "فَهمُنَا للآليات التي تُمَكِّننا من التحكم في تغيير درجة الحرارة الحرجة سيُلهمنا القدرة على تطوير مواد جديدة ذات موصلية فائقة". #معادن جان-تيلر #المواد فائقة الموصلية #المواد العازلة. #عصر_النانو #بالعلم_نستطيع

علماء يكتشفون حالةً جديدةً للمادة، أطلقوا عليها اسم "معادن جان-تيلر". الأمر الذي قد يساعد على فهم واحد من أكبر أسرار الفيزياء، ألا وهو سر المواد فائقة الموصلية عند درجات حرارة مرتفعة جداً. أعلن فريق علماء عالمي عن اكتشاف حالةٍ جديدٍ للمادة. تبدو المادة في هذه الحالة الجديدة كأنها عازلة، وفائقة الموصلية، ومعدنية، ومغناطيسية في آن واحد معاً، وأفاد الفريق العلمي أن هذا الاكتشاف قد يقود لتطوير شكلٍ ذو فاعلية أكثر من المواد فائقة الموصلية عند درجات حرارة مرتفعة. ما الأمر المثير في هذا الاكتشاف؟ حسناً، إذا تم تأكيد هذه الخصائص، فإن هذه الحالة الجديدة للمادة قد تسمح للعلماء أن يصلوا لفهم أفضل يُمِيطُ اللثام عن فكرة مهمة متمثلة في السؤال التالي: لماذا تمتلك بعض المواد القدرة على أن تصبح ذات موصلية فائقة عند درجات حرارة حرجة (critical temperature) أو اختصاراً (Tc) عالية نسبياً، أي درجة حرارة تبلغ الـ 153- درجة مئوية مقارنة بدرجة حرارة تبلغ 243.2- درجة مئوية؟ كما هو معلوم، فإن الموصلية الفائقة تعني أنه بإمكان المادة أن توصل الكهرباء بدون أي مقاومة، أي بدون حرارة، أو صوت، أو أي شكل آخر من أشكال انبعاث الطاقة، وتحقيق هذا من شأنه أن يُحدث ثورةً في كيفية استخدام وإنتاج الطاقة، لكنه ممكن الحدوث إذا استطعنا تحقيقه فقط في ما يُسمى بدرجات الحرارة المرتفعة. كما أوضح مايكل بايرن Michael Byrne، في موقع ماذربورد Motherboard، أنه عندما نتحدثُ عن حالات المادة، فهي لا تنحصر في الصلبة، أو السائلة، أو الغازية، أو ربما البلازما (وهي الحالات التي تقفز للذهن عند الحديث عادةً)، ذلك أنه توجد حالات أخرى للمادة يجب أخذها بعين الاعتبارها، وهي حالات خفيّة لا تحصل في الطبيعة، لكن يمكن صناعتها مختبرياً، ومن هذه الحالات: تكاثف بوز-أينشتاين (Bose–Einstein condensate)، والمادة المتحللة (degenerate matter)، والمواد ذات الصلابة الفائقة (supersolids)، والمواد ذات الميوعة الفائقة (superfluids)، وبلازما الكوارك-غلوون (quark-gluon plasma). وقد استطاع الفريق العلمي التابع لجامعة طوكيو باليابان، بقيادة الكيمائي كوزماس براسايدس Kosmas Prassides، أن يكتشف حالةً جديدةً غير معهودةٍ للمادة، حيث تمكن الفريق من تغيير المسافة بين المادتين عبر إدخال مادة الروبيديوم (rubidium) في جزيئات الكاربون-60 (carbon-60) والذي يُعرف باسم البوكيبولز (buckyballs)، الأمر الذي دفع المادتين لاتخاذ بنيةٍ بلّوريّة (crystalline structure). وقد تميزت هذ البنية البلّوريّة بعدة حالات، فهي ذات موصلية فائقة، ومعدنية، ومغناطيسية في آن واحد. أطلق الفريق العلمي اسم "معادن جان-تِيلر" على هذه الحالة الجديدة للمادة. هذه التسمية جاءت من تأثير جان-تيلر (Jahn-Teller effect)، المستخدم في علم الكيمياء، وهو تأثير يصف الكيفية التي يتم بها تشويه الترتيب الهندسي للجزيئات والأيونات في الحالة الإلكترونية عند ضغط منخفض، حيث يؤدي هذا التأثير، بعد إضافة الضغط فقط، إلى تكوين طور جديد للمادة يسمح للعلماء أن يحوّلوا مادة عازلة (أي لا يمكنها توصيل الكهرباء) إلى مادة موصلة. وفي موقع ماذربورد، شرح بايرن هذه الفكرة قائلاً: "هذا ما يحدث لذرات الروبيديوم عند إضافة الضغط، وعندما نفكر عادةً في إضافة الضغط، فإن ذهننا يذهب للقيام بضغط شيء ما، دافعين جزيئاته للاقتراب أكثر من بعضها بقوة كبيرة، وفي الواقع، يمكننا القيام بنفس الشيء كيميائياً، وذلك عبر التغيير والتبديل في المسافات بين الجزيئات، وذلك بإضافة أو طرح بعضٍ من الحواجز بين هذه الجزيئات، ربما عبر التسلُّل وإضافة بضع ذرات إضافية". عند إضافة الضغط، فإن معادن جان-تيلر العازلة تصبح معادن موصلة (والشكر طبعاً للتشويه الكهربائي لتأثير جان-تيلر)، حيث تتشبث الجزيئات بشكلها القديم، فيصبح لدينا تداخلٌ من نوعٍ ما، وبرغم هذا التداخل، إلا أن المادة ما تزال تبدو كعازلة مع قدرة الإلكترونات على القفز بحرية كما لو أن المادة موصلة. لم يتوصل العلماء إلى هذه القدرة على التحوّل بين العزل والتوصيل من قبل، وذلك رُغمَ توقعهم إمكانية حدوث مثل هذا التحول. و من الواضح أن بنية البوكيبولز البلّورية قادرة على إنجاز هذا التحول في الأطوار عند درجات حرارة حرجة مرتفعة نسبياً. في ذات السياق، جاء عن الفريق العلمي في مجلة Science Advances ما يلي: "العلاقة بين المادة العازلة الأصلية، والطور المعدني عند درجة حرارة فوق درجة الحرارة الحرجة، وآلية التوصيل المقترن الفائقة، كانت سؤالاً أساسياً في سعينا لفهم كل المواد ذات الموصلية الفائقة، وهي مواد غير تقليدية".

يُعتبر السيليكون أشهر أنواع أشباه الموصلات، ويليه في الأهمية والانتشار زرنيخ الغاليوم (GaAs) الذي يُعرف أنه مركب بلوري وليس عنصرًا كالسيليكون، وبهذا، يمكن للعامل والتقني التحكم بخصائص البلورة عبر التلاعب بنسب الغاليوم والزرنيخ داخلها. وتكمن المزية الأكبر لزرنيخ الغاليوم في سرعة استجابة البلورة للشارة الكهربية، فتغدو أحسن من السيليكون عند الترددات العالية ( 1 - 10 غيغا هرتز) والتي تصدر عن أجهزة التلفاز والأقمار الصناعية. أما مثبطاته وسلبياته، فتكمن في صعوبة صناعته وسميته المرتفعة، فهو يحتاج أيد ماهرة في تقنيات الغرف النظيفة.

مستويات الطاقة في ذرة الهيدروجين هي ( 7 ) تبدأ من n =1 الى رقم n=7 . عندما يتواجد الكترون في احد هذه المستويات فيكون تابع للذرة ( مرتبط بالذرة بطاقة معينة ) . والمستويات فوق المستوي رقم ( 7 ) تكون غير تابعة للذرة ابدا مستويات ما لانهاية تبدأ من رقم 8 الى مالانهاية تسلسل ضمن المستوي n = ما لانهاية قد يكون 8 , 9 , 10 , 11 , ................... , 100 الى مالانهاية . والدليل راجع . نلاحظ من خلال الرسم المستوي مالانهاية متكون من عدد من الخطوط وهي غير تابعة للذرة . احد الاساتذة الافاضل علق سابقا لا يوجد مستوى ثامن . التعليق صح ولا غبار عليه حيث المستوى رقم 8 موجود ضمن المستوي مالانهاية وليس ضمن الذرة كما موضح في اساسيا الفيزياء لبوش ذكر ينزل الكترون من مستوى طاقة 10 . ملاحظة مستوى طاقة 10 غير تابع الى ذدرة الهيدروجين بل ضمن المستوي مالانهاية . تحياتي للجميع

محاولة لفهم أعمق... مستويات الطاقة في ذرة الهيدروجين ... هذا الموضوع المهم لانه يعتبر نقطة انطلاق لفهم عالم مجهول بمعنى الكلمة أقل مايمكن القول عنه انه عالم من الخيال... قراءة ممتعة .. وعلى بركة الله.... 1... ذرة الهيدروجين تمتلك الكترون واحد فمتى ماكان الالكترون في المستوى الارضي هذا يعني أن الذرة في حالة استقرار .. والان ماذا يحصل لو اننا قمنا بإثارة الذرة هذه الاثارة لا تتم إلا إذا تم إثارة الكترونها من خلال امتصاصه طاقة من الخارج لكي ينتقل هذا الالكترون من مستوى الطاقة الارضي إلى مستوى الطاقة الأعلى ... اذاً عندما نسمع ذرة مثارة فهذا يعني ان هناك الكترون متواجد في مستوى طاقة أعلى. ... 2... والان لو كان لدينا كمية من غاز الهيدروجين فعندما نقوم بتجهيز طاقة لاثارة هذه الكمية من هذا الغاز يعني اننا نمنح الذرات فرصة لإمتصاص مقادير معينة من الطاقة لكي تنتقل الكترونات ذرات الهيدروجين من المستوى الارضي وهو مستوى استقرارها إلى المستويات العليا المثارة وحسب طاقة كل فوتون ساقط. ... بمعنى الفوتون الممتص الذي يحمل طاقة قليلة يجعل الالكترون يقفز إلى مستويات قريبة من مستواه الارضي في حين الفوتون الذي يمتلك طاقة كبيرة فإنه يمنح الالكترون فرصة لكي يقفز إلى مستويات طاقة عليا كبيرة. 3... الالكترون المثار لا يبقى في مداره الجديد فترة زمنية طويلة لانه يعتبر ضيف عند المدار او الموقع الجديد وفترة بقاءه جدا قصيرة ويقدر زمن بقائه بحدود 10 مرفوع للقوة سالب 8 بعض المصادر تشير الى واحد نانو ثانية ... هذا يعني أن الالكترونات ستكون مضطرة في رحلة هبوط و عودة تلقائية لتبعث هذه الالكترونات فوتونات على شكل سلاسل طيفية وهي... لايمان /. عند انتقال الاكترون من مستويات الطاقة العليا إلى المستوى الأول. بالمر /. عند انتقال الاكترون من مستويات الطاقة العليا إلى المستوى الثاني. ، باشن /. عند انتقال الاكترون من مستويات الطاقة العليا إلى المستوى الثالث. ، براكت /. عند انتقال الاكترون من مستويات الطاقة العليا إلى المستوى الرابع. ، فوند /. عند انتقال الاكترون من مستويات الطاقة العليا إلى المستوى الخامس. 4... والسؤال هنا مالذي تمثله مستويات الطاقة لذرة الهيدروجين نقول انها تمثل المدارات التي يدور بها الالكترون ( مفاجئة أليست كذلك 👌) بمعنى عندما يكون الالكترون في مستوى الطاقة الارضي فإن الذرة مستقرة ويمتلك الالكترون أقل مقدار من الطاقة قدرها سالب 13.6 ev وهذا هو ادنى مقدار يمكن أن يملكه الالكترون في ذرة الهيدروجين وعندما يكتسب الالكترون طاقة من الخارج مقدارها موجب 10.2 ev فإن الالكترون سيقفز تاركا المستوى الارضي متجهاً إلى مستوى متهيج اكثر طاقة ومقدار طاقة هذا المستوى سالب 3.4 ev. وعندها الذرة تكون قلقة غير مستقرة... وهكذا 5... الشيء الملفت للنظر هو التقارب العجيب في مستويات الطاقة لذرة الهيدروجين كلما زاد طاقة الالكترون... هذا في اعتقادي نتيجة حتمية لان مجال الطاقة او حيز الطاقة المتاح او المسموح به اسفل المستوى الصفري يكون ضيقا جدا وهذا المجال الضيق المحدود يمتلك مستويات طاقة متاحة يمكن أن يتواجد بها الالكترون. هذا كله ساعد على التزاحم والتقارب في المستويات. وكذلك ان طاقة المستوى الذي يتواجد به الالكترون تعطى بالعلاقة الاتية E= - 13.6 / n^2 حيث n هو العدد الكمي الرئيسي او رقم الغلاف الإلكتروني يبدأ بالعدد 1 وينتهي بالعدد 7 ومازاد عن هذا العدد فإنه غير مشمول بمستوىات طاقة الذرة لان الذرة تعتبره بعيد جدا عن النواة وبالتالي فإنه في المالانهاية واتفق العلماء لكل غلاف حرف كبير وبدأوه من منتصف الحروف الهجائية الانكليزية والسبب له قصة طويلة ليست في محل سردها... المهم وهي حسب التسلسل من جهة اليسار الاقل طاقة الي Q. الأكثر طاقة . K ... L ... M ... N ... O ... P.... Q نلاحظ ان الزيادة الكبيرة في المقام بسبب تربيع n تجعل مقدار فرق الطاقة (الفواصل بين المستويات) يتناقص بشكل كبير مما يجعل الحيز بين مستويات الطاقة صغيراً ...تحياتنا الاستاذ /. محمود يوسف حاجم

☣ █☜وحدات القياس لبعض الكميات الفيزيائية تساعدك في أثبت أن الكميات الفيزيائية لها نفس وحدات القياس 1⃣ شدة التيار الكهربائي 🔹أمبير 🔹أمبير = كولوم / ثانية 🔹أمبير = فولت / أوم 🔹أمبير = وبر / هنري 🔹أمبير = فولت .ثانية / هنري 🔹أمبير = نيوتن / متر . تسلا 🔹أمبير = وات / فولت 🔹أمبير = جول / فولت . ثانية 🔹أمبير = جول / وبر 2⃣ فرق الجهد الكهربائي والقوة الدافعة الكهربائية 🔸 فولت  🔸 فولت = أمبير . أوم 🔸 فولت = كولوم . أوم / ثانية  🔸 فولت = وبر / ثانية 🔸فولت = تسلا . متر ٢ / ثانية 🔸 فولت = وات / أمبير 🔸 فولت = جول / أمبير . ثانية 🔸 فولت = جول / كولوم 🔸 فولت = أمبير . هنري / ثانية 🔸 فولت = فاراد  . كولوم 3⃣ المقاومة الكهربائية 🔹الأوم 🔹الأوم = فولت / أمبير 🔹الأوم = فولت ٢ / وات 🔹الأوم = وات / أمبير ٢ 🔹الأوم = هنري / ثانية 🔹الأوم = وبر / كولوم 🔹الأوم = وبر / أمبير. ثانية 🔹الأوم = فاراد . ثانية 🔹الأوم = تسلا . فولت .متر / نيوتن 4⃣ سعة المكثف 🔺فاراد 🔺فاراد = كولوم / فولت 🔺فاراد = أمبير .ثانية / فولت 🔺فاراد = ثانية / أوم 5⃣ كثافة الفيض المغناطيسي 🔸تسلا 🔸تسلا = نيوتن / أمبير . متر 🔸تسلا = وبر / متر ٢ 🔸تسلا = فولت . ثانية / متر٢ 🔸تسلا = أوم . كولوم / متر٢ 🔸تسلا = كجم / كولوم. ثانية 🔸تسلا = كجم / أمبير . ثانية ٢ 🔸تسلا = نيوتن . ثانية / كولوم . متر 🔸تسلا = نيوتن . أوم / فولت . متر 6⃣ الفيض المغناطيسي 🔹وبر 🔹وبر = تسلا . متر ٢ 🔹وبر = جوال . ثانية / كولوم 🔹وبر = أوم . كولوم 🔹وبر = فولت . ثانية 🔹وبر = هنري . أمبير 🔹وبر = نيوتن . متر/ أمبير 7⃣ معامل الحث الذاتي 🔸هنري 🔸هنري = فولت . ثانية / أمبير 🔸 هنري = أوم . ثانية 🔸 هنري = وبر / أمبير 8⃣ معامل النافذية المغناطيسية 🔹وبر / أمبير . متر 🔹تسلا . متر / أمبير 🔹نيوتن / أمبير٢ 🔹أوم . ثانية / متر 🔹هنري / متر 🔹فولت . ثانية / أمبير . متر 9⃣ الشغل والطاقة 🔸جول 🔸جول = نيوتن . متر 🔸جول = كجم . متر ٢ / ثانية ٢ 🔸جول = وات . ث 🔸جول = فولت٢ . ثانية / أوم 🔸جول = فولت . أمبير . ثانية 🔸جول = أمبير ٢ . أوم . ثانية 🔸جول = أمبير . أوم / كولوم 🔟 القدرة 🔹الوات 🔹الوات = جول/ ثانية 🔹الوات = فولت . أمبير 🔹الوات = أمبير٢ . أوم 🔹الوات = فولت ٢ / أوم 🔹الوات = كجم . متر٢ /ثانية٣

1 - طريقة قياس الامبير بجهاز الافوميتر عن طريق توصيل الحمل على التوالى مع اختيار نقطة قياس الامبير . 2- طريقة قياس الفولت او الجهد بجهاز الافوميتر عن طريق التوصيل المباشر على التوازى مع مصدر الجهد .

ورق الألومنيــــــــــــــــوم : معلومــــة ربمــا تعرفهـــا لأول مـــــرة 👇 ،، ( وجه لامع .. ووجه غير لامع ) ١ - صُمّم ورق الألمنيوم لتغليف الأطعمة وليس لاستخدامه في عملية الطبخ . ٢ - يتكوّن هذا الورق من وجهَين : وجه لامع ، والوجه الآخر غير لامع . - يُستخدم الوجه اللامع لتغليف المأكولات الساخنة فقط ، أي الوجه اللامع مُلاصق للطعام الساخن . - بينما يُستخدم الوجه غير اللامع لتغليف المأكولات الباردة فقط ، أي الوجه غير اللامع مُلاصق للطعام البارد . ٣ - يُمنع استخدام ورق الألمنيوم في عملية الطبخ أو لتغليف الطعام وإدخاله إلى الفرن . - حيث أن حرارة الطبخ الزائدة تؤدّي إلى خروج الألمنيوم من الورق إلى الطعام والتفاعل معه ،خاصةً إذا كنت تستخدم الحامض أو الخل في عملية الطبخ . ٤ - إذا اضطررت لاستخدام ورق الألمنيوم في الطبخ ؛ - ضع بينه وبين الطعام ورقة من الملفوف ( الكرنب ) ثم ارمها بعد الطبخ ، لا تأكلها أبداً ولا تتركها مع الطعام ، او استخدم ورق الزبدة قبل التغليف بالالومنيوم .

تحت عمق معين في الماء 30 قدماً تقريباً إذا أصابك جرح فإن الدم الذي سينساب من الجرح أخضر اللون، فكلما اتجهت نحو السطح، سيتحول لون الدم إلى البني، فالوردي، وأخيراً سيكون لون الدم أحمر كالمعتاد عندما تصل إلى السطح. لون الدم لا يتغير على الإطلاق، ما يتغير هو سرعة الضوء الذي يعبر الماء! الضوء الأبيض الذي يصدر عن الشمس، يحتوي علي كل ألوان الطيف: الأحمر، البرتقالي، الأصفر، الأخضر، الأزرق، النيلي، والبنفسجي. ألوان الضوء المختلفة تسافر بسرعات مختلفة أيضاً، والماء يبطئ من سرعتها كلما اتجهنا للأسفل.