القوّة المغناطيسيّة والقوّة الكهرطيسيّة وعملها

في تجربة الكتاب، الصفحة 84، تتولّد حزمةٌ إلكترونيّةٌ في أنبوب الأشعّة المهبطيّة، ونقرّب منها قطب مغناطيس فينحرف مسارها، وتنعكس جهة الانحراف إذا قرّبنا القطب الآخر.

تذكّر: «يؤثِّرُ الحقلُ المغناطيسيّ في الجُسيمات المشحونة المُتحرِّكة ضمنَ المنطقة التي يسودُها الحقلُ بقوَّةٍ مغناطيسيّة، حيثُ تُغيِّرُ هذه القوّة من مسارِ حركةِ هذه الجُسيمات.» الكتاب، الصفحة 84. وشدّتها تتناسب طرداً مع مقدار الشحنة $q$ وشدّة الحقل $B$ وسرعة الشحنة $v$ و$\sin \theta$، حيث $\theta$ الزاوية بين $q\vec{v}$ و$\vec{B}$:

تذكّر: عناصر الشعاع، الكتاب، الصفحة 85: نقطة التأثير الشحنة المتحرّكة؛ والحامل عموديٌّ على المستوي المحدَّد بشعاع السرعة وشعاع الحقل؛ والجهة بقاعدة اليد اليمنى: «نجعلُ السّاعدَ يوازي شُعاعَ سرعةِ الشُّحنةِ المُتحرِّكة. الأصابعُ بعكسِ جهةِ شُعاعِ السُّرعةِ للشُّحنات السَّالبة، وبجهةِ شُعاعِ السُّرعة للشُّحنات المُوجبة. يخرجُ شُعاعُ الحقلِ المغناطيسيّ من راحةِ الكفّ. يشيرُ الإبهامُ إلى جهةِ القوّة المغناطيسيّة.»

انتبه: 🚨 للإلكترون والشحنات السالبة اجعل الأصابع بعكس جهة السرعة، وإلّا خرجت جهة القوّة معكوسة.

في تجربة ملفَّي هلمهولتز، الصفحة 85، يتولّد بين ملفَّين دائريَّين متوازيين يمرّ فيهما التيّار نفسه حقلٌ منتظم، وتدور فيه حزمة الإلكترونات في دائرة.

تذكّر: «يؤثِّرُ الحقلُ المغناطيسيّ المُنتظَم في الحزمة الإلكترونيّة بقوّة مغناطيسيّة، تكونُ دائماً عموديّةً على شُعاع سرعتِها، أي أنّها تكتسِبُ تسارُعاً ثابتاً يُعامِدُ شُعاعَ السّرعة وبالتّالي تكونُ حركتُها دائريّةً مُنتظَمة» الكتاب، الصفحة 85، «أي يحدثُ تغيُّرٌ في حاملِ وجهةِ شُعاعِ السّرعةِ لا في قيمتِها».

في تجربة الكتاب، الصفحة 86، سلكٌ معلّقٌ بين قطبَي مغناطيس، يمرّ فيه تيّار فينحرف عن الشاقول، وتنعكس جهة الانحراف بعكس جهة التيّار أو جهة الحقل، وتزداد الزاوية بزيادة التيّار أو الحقل. «يؤثِّرُ الحقلُ المغناطيسيّ في السِّلك النّاقل بقوّةٍ ثابتة تُسمَّى القوّة الكهرطيسيّة.»

تذكّر: عناصر الشعاع، الكتاب، الصفحة 88: «نقطةُ التأثير: مُنتصَفُ الجزءِ من النّاقل المُستقيم الخاضِع للحقلِ المغناطيسيّ المُنتظَم»؛ والحامل عموديٌّ على المستوي المحدَّد بالناقل وشعاع الحقل؛ والجهة تحقّق $(I\vec{L},\vec{B},\vec{F})$ ثلاثيّةً مباشرة: يدخل التيّار من الساعد ويخرج من رؤوس الأصابع، ويخرج $\vec{B}$ من راحة الكفّ، فيشير الإبهام إلى جهة $\vec{F}$.

انتبه: 🚨 $L$ طول الجزء من السلك الذي يخضع للحقل، لا طول السلك كلّه.

دولاب بارلو قرصٌ معدنيٌّ يدور حول محوره، ويخضع نصفه السفليّ لحقلٍ مغناطيسيٍّ منتظم، ويغمس طرفه السفليّ في الزئبق ليمرّ التيّار في نصف القطر الشاقوليّ السفليّ. «عندَ إغلاقِ دارةِ الدّولاب فإنّه يدورُ بتأثيرِ عزمِ القوّة الكهرطيسيّة.» الكتاب، الصفحة 89، وتنعكس جهة الدوران بعكس جهة التيّار أو جهة الحقل.

تذكّر: الكتاب، الصفحة 89: «نقطةُ التّأثير: مُنتصفُ نصفِ القطرِ الشّاقوليّ السّفليّ الخاضِع للحقل المغناطيسيّ المُنتظَم»، والحامل عموديٌّ على المستوي المحدَّد بنصف القطر الشاقوليّ السفليّ وشعاع الحقل، والجهة بقاعدة اليد اليمنى. ونصف القطر عموديٌّ على الحقل، $\sin \theta =1$:

انتبه: 🚨 القوّة تؤثّر في منتصف نصف القطر، فذراعها حول المحور ${\displaystyle \frac{r}{2}}$ لا $r$. وإذا أعطاك السؤال قطر الدولاب فنصف القطر نصفه.

في تجربة السكّتين الكهرطيسيّتين، الصفحة 89، ساقٌ معدنيّةٌ تستند إلى سكّتين أفقيّتين في حقلٍ شاقوليّ، وحين نغلق الدارة تتدحرج الساق.

تذكّر: نصّ نظريّة مكسويل، الكتاب، الصفحة 90: «عندَما تنتقلُ دارةٌ كهربائيّةٌ أو جزءٌ من دارةٍ كهربائيّةٍ في منطقةٍ يسودُها حقلٌ مغناطيسيٌّ، فإنَّ عملَ القوَّة الكهرطيسيّة المُسبِّبة لذلكَ الانتقالِ يساوي جداءَ شدّةِ التيّار المارِّ في الدّارة في تزايُد التّدفُّق المغناطيسيّ الذي يجتازُها.» والعمل هنا موجب، عملٌ محرّك.

انتبه: 🚨 في امتحان 2026 في دمشق جاء سؤال السكّتين مع «الرسم»: ارسم $I\vec{L}$ و$\vec{B}$ و$\vec{F}$ في نقطة التأثير، منتصف الجزء الخاضع للحقل، وحدّد جهة القوّة بقاعدة اليد اليمنى قبل أيّ حساب.