طلب معلم من طلابه إيجاد مقدار الشحنة الكهربائية لجسم ما بالكولوم، وعندما نظر إلى الإجابات عرف أن إجابة واحدة فقط صحيحة، وهي ؟؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
د) 3.2 × 10⁻¹⁹
شرح الإجابة الصحيحة:
تعتمد هذه المسألة على مفهوم أساسي في الفيزياء يسمى "تكميم الشحنة الكهربائية" (Charge Quantization).
ما هو تكميم الشحنة؟
الشحنة الكهربائية ليست كمية مستمرة يمكن أن تأخذ أي قيمة، بل هي "مكممة"، وهذا يعني أن أي شحنة كهربائية لأي جسم يجب أن تكون مضاعفاً صحيحاً لشحنة الإلكترون الواحد (وهي أصغر شحنة موجودة في الطبيعة).
المعلومات الأساسية للحل:
- قيمة شحنة الإلكترون الواحد (الشحنة الأساسية $e$) تساوي تقريباً: $1.6 \times 10^{-19}$ كولوم.
- القاعدة تقول: أي شحنة كهربائية ($Q$) يجب أن تحسب بالعلاقة:
$Q = n \times e$ *(حيث $n$ هو عدد صحيح: $1, 2, 3 \dots$)*.
لماذا الإجابة (د) هي الصحيحة؟
لكي نعرف ما إذا كانت قيمة الشحنة صحيحة فيزيائياً، نقوم بقسمة الشحنة المعطاة على قيمة شحنة الإلكترون الواحد، وإذا كان الناتج عدداً صحيحاً، تكون الإجابة صحيحة.
$\frac{3.2 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} = 2$
بما أن الناتج هو (2) وهو عدد صحيح، فهذا يعني أن هذا الجسم يحمل شحنة تعادل شحنتين من الإلكترونات (أو البروتونات)، لذا فإن هذه القيمة ممكنة وصحيحة علمياً.
خلاصة الفكرة للطلاب:
أي خيار آخر في السؤال لا يقبل القسمة على $1.6 \times 10^{-19}$ ليعطي عدداً صحيحاً (مثل $1, 2, 3, 4 \dots$) يعتبر إجابة خاطئة لأنه يخالف مبدأ تكميم الشحنة.
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال طلب معلم من طلابه إيجاد مقدار الشحنة الكهربائية لجسم ما بالكولوم، وعندما نظر إلى الإجابات عرف أن إجابة واحدة فقط صحيحة، وهي ؟ اترك تعليق فورآ.
