العلوم الفيزيائية: السنة التاسعة أساسي
دروس العلوم الفيزيائية للسنة التاسعة حسب الكتاب الرسمي في ثلاثة محاور: الكهرومغناطيس، المادّة في الطبيعة، والضوء، مع تمارين تفاعلية مصحّحة فورًا.
المحور الأوّل: الكهرومغناطيس
الفصل 1 · التيّار الكهربائي المتغيّر
مفهوم التيّار الكهربائي المتغيّر
التوتّر المستمرّ قيمته ثابتة مع الزمن، أمّا التوتّر المتغيّر فتتغيّر قيمته (وأحيانًا علامته) مع مرور الزمن. يسمح راسم الذبذبات بمشاهدة هذا التغيّر وقيس التوتّر.
التيّار المتناوب
التوتّر المتناوب توتّر متغيّر دوري يأخذ بالتناوب قيمًا موجبة وقيمًا سالبة. يُنتجه المنوّب حين يدور مغناطيس أمام وشيعة، ومن أشكاله المربّع والمثلّثي والجيبي.
خاصيّات التيّار المتناوب الجيبي
يتميّز التوتّر المتناوب الجيبي بدوره T وتواتره N = 1/T (بالهرتز) وقيمته القصوى Umax وقيمته الفعّالة Ueff = Umax/√2 التي يقيسها الفولطمتر. توتّر شبكة STEG: 230 V فعّالة و 50 Hz.
الفصل 2 · الكهرباء المنزليّة
الكهرباء المنزليّة
تصل الكهرباء إلى المنزل بسلكين: الطور والحياد، ويُضاف سلك أرضي للحماية. تُركّب الأجهزة على التفرّع وتحميها المنصهرات والقواطع. القدرة P = U × I (W) والطاقة المستهلكة E = P × t (kWh) يحسبها العدّاد.
الفصلان 1 و2: التيّار المتناوب والكهرباء المنزليّة
الفصل 3 · الكهرباء الساكنة
التكهرب بالاحتكاك
عند دلك بعض الأجسام (بلاستيك، زجاج، إيبونيت) بقطعة صوف أو قماش تكتسب خاصيّة جذب الأجسام الخفيفة: نقول إنّها تكهربت بالاحتكاك. هناك نوعان من الكهرباء: زجاجيّة وراتنجيّة.
التكهرب بالتماس
جسم متعادل يلامس جسمًا مكهربًا يتكهرب بدوره بنفس نوع كهرباء الجسم المكهرب: إنّه التكهرب بالتماس. يُستعمل الكشّاف الكهربائي للكشف عن تكهرب جسم.
الشحنة الكهربائيّة
تتكهرب الأجسام بانتقال الإلكترونات: الجسم الذي يكتسب إلكترونات يصبح سالبًا والذي يفقدها يصبح موجبًا. الشحنة q مضاعف للشحنة البسيطة e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C وتقاس بالكولون.
الفصل 3: الكهرباء الساكنة
المحور الثاني: المادّة في الطبيعة
الفصل 4 · الذرّة والاحتراق
المحروقات: أنواعها، مصادرها واستعمالاتها
المحروق مادّة تحترق مع الأكسجين فتنتج حرارة. نصنّف المحروقات إلى صلبة (خشب، فحم) وسائلة (بنزين، قازوال، كيروزان) وغازيّة (غاز طبيعي، بوتان، بروبان)، ومعظمها مشتقّ من النفط والغاز الطبيعي، وهي مصادر غير متجدّدة.
نقل المحروقات وتخزينها والحماية من مخاطرها
تُنقل المحروقات بالأنابيب وناقلات النفط والشاحنات الصهريجيّة والقوارير، وتُخزّن في خزّانات محكمة. استعمالها يحمل مخاطر: الحريق، الانفجار، والتسمّم بأحادي أكسيد الكربون الناتج عن الاحتراق غير التامّ، ولكلّ خطر قواعد وقاية.
التفاعل الكيميائي
التفاعل الكيميائي تحوّل تختفي فيه موادّ (المتفاعلات) وتظهر موادّ جديدة (النواتج). احتراق الكربون مثال: كربون + أكسجين ← ثنائي أكسيد الكربون. أثناء التفاعل تُحفظ الكتلة الجمليّة (قانون لافوازييه).
الذرّة
تتكوّن كلّ المادّة من دقائق صغيرة جدًّا تسمّى الذرّات (قطرها حوالي 10⁻¹⁰ m). تترابط الذرّات فتكوّن الجزيئات، ونمثّلها بنماذج الكرات.
بنية الذرّة
تتكوّن الذرّة من نواة مركزيّة موجبة الشحنة (بروتونات ونوترونات) تحيط بها سحابة إلكترونيّة سالبة. عدد البروتونات هو العدد الذرّي Z، ويساوي عدد الإلكترونات فتكون الذرّة متعادلة كهربائيًّا. إذا فقدت الذرّة إلكترونات أو اكتسبتها أصبحت شاردة.
الفصل 5 · الرموز الكيميائيّة
رمز الذرّة والصيغ الكيميائيّة
لكلّ عنصر رمز يتكوّن من حرف كبير يتبعه أحيانًا حرف صغير (H، C، O، Na، Cl، Fe…). تبيّن صيغة الجزيء أنواع الذرّات المكوّنة له وعدد كلّ نوع بأدلّة تُكتب أسفل يمين الرموز (H₂O، CO₂، CH₄).
معادلات التفاعلات الكيميائيّة
نمثّل التفاعل الكيميائي بمعادلة: صيغ المتفاعلات على اليسار وصيغ النواتج على اليمين يفصل بينها سهم. لأنّ الذرّات تُحفظ في التفاعل، نوازن المعادلة بمعاملات تجعل عدد ذرّات كلّ عنصر متساويًا في الطرفين، وهذا يفسّر انحفاظ الكتلة.
الفصلان 4 و5: الذرّة، الاحتراق والرموز الكيميائيّة
الفصل 6 · المحاليل الشارديّة
ناقليّة المحاليل المائيّة للكهرباء
الماء النقيّ ناقل ضعيف جدًّا للكهرباء، ومحلول السكّر كذلك، أمّا محلول ملح الطعام فينقل التيّار جيّدًا لأنّه يحتوي على شوارد: نسمّيه محلولًا شارديًّا.
تأثير التركيز على ناقليّة المحلول الشاردي للكهرباء
كلّما زاد تركيز المحلول الشاردي زادت شدّة التيّار المارّ فيه، بشرط المحافظة على نفس المولّد ونفس المسريين ونفس المسافة بينهما. التركيز الكتلي C = m / V بوحدة g/L.
الأنيونات والكاتيونات
الشوارد نوعان: الكاتيونات موجبة الشحنة (Na⁺، Cu²⁺، Fe³⁺…) تهاجر نحو المهبط، والأنيونات سالبة الشحنة (Cl⁻، OH⁻، SO₄²⁻…) تهاجر نحو المصعد. المحلول الشاردي متعادل كهربائيًّا.
المحلول المائي الحامضي والمحلول المائي القلوي
المحلول الحامضي يحتوي على شوارد الهيدروجين H⁺ بكمّيّة أكبر من شوارد الهيدروكسيد OH⁻، والمحلول القلوي يحتوي على شوارد OH⁻ بكمّيّة أكبر من H⁺. نميّزهما بكاشف ملوّن مثل أزرق البروموتيمول.
قيس pH
الـ pH عدد دون وحدة، محصور بين 0 و14 (عند 25 °C)، يعبّر عن طابع المحلول: أقلّ من 7 حامضي، يساوي 7 متعادل، أكبر من 7 قلوي. نقيسه بورق pH أو بكاشف عامّ أو بجهاز pH متر.
درجة حموضة محلول مائي حامضي
كلّما كان pH المحلول الحامضي أصغر كان أكثر حموضة. تخفيف محلول حامضي بالماء يرفع pH فيه نحو 7 دون أن يتجاوز 7.
درجة قلويّة محلول مائي قلوي
كلّما كان pH المحلول القلوي أكبر كان أكثر قلويّة. تخفيف محلول قلوي بالماء يخفض pH فيه نحو 7 دون أن ينزل تحت 7.
المحلول المتعادل
المحلول المتعادل يحتوي على كمّيّتين متساويتين من شوارد H⁺ وOH⁻، وpH فيه يساوي 7 عند 25 °C. يمكن الحصول على محلول متعادل بمزج محلول حامضي ومحلول قلوي بكمّيّتين مناسبتين: إنّه التعادل.
الفصل 6: المحاليل الشارديّة
المحور الثالث: الضوء
الفصل 7 · تغيّر مسار الضوء
انعكاس الضوء
عندما يصطدم الضوء بسطح عاكس يرتدّ في الوسط نفسه: إنّه الانعكاس. يخضع لقانونين: الشعاع الوارد والعمود والشعاع المنعكس في مستوى واحد، وزاوية الانعكاس تساوي زاوية الورود.
المرآة المسطّحة
تعطي المرآة المسطّحة لجسم خيالًا افتراضيًّا مناظرًا له بالنسبة إلى مستوي المرآة: له نفس الأبعاد، ويوجد خلف المرآة على نفس بعد الجسم، مع تبادل اليمين واليسار.
انكسار الضوء
عندما يمرّ الضوء بشكل مائل من وسط شفّاف إلى وسط شفّاف آخر يتغيّر اتّجاهه عند السطح الفاصل: إنّه الانكسار. عند المرور من الهواء إلى الماء أو الزجاج يقترب الشعاع المنكسر من العمود.
الانكسار الحدّي والانعكاس الكلّي
عندما يمرّ الضوء من وسط إلى وسط أقلّ انكسارية (من الماء إلى الهواء) يبتعد عن العمود. إذا بلغت زاوية الورود الزاوية الحدّية يسير الشعاع المنكسر محاذيًا للسطح، وإذا تجاوزتها لا يخرج الضوء وينعكس كلّيًّا.
تطبيقات لتغيّر مسار الضوء
يستغلّ الإنسان الانعكاس والانكسار والانعكاس الكلّي في أجهزة كثيرة: الألياف البصرية في الاتّصالات والطبّ، المناظير بالموشورات، بريق الماس، كما تفسّر هذه الظواهر السراب في الطرقات والصحاري.
الأضواء المرئيّة والضوء الأبيض
الضوء الأبيض (ضوء الشمس أو المصباح) خليط من أضواء ملوّنة. يفرّقها الموشور إلى طيف متّصل من الأحمر إلى البنفسجي (التبديد)، ويمكن إعادة تركيبها لنحصل على الأبيض. قوس قزح تبديد لضوء الشمس في قطرات المطر.
الفصل 8 · الطاقة الضوئيّة
مفهوم الطاقة الضوئيّة
الضوء ينقل طاقة تسمّى الطاقة الضوئيّة. يمكن تحويلها إلى طاقة حراريّة (التسخين)، أو كهربائيّة (الخليّة الكهرضوئيّة)، أو كيميائيّة (التركيب الضوئي)، أو تتسبّب في تفاعلات كيميائيّة كاسوداد ملح الفضّة.
الطاقة الشمسيّة
الشمس مصدر طاقة متجدّدة ونظيفة. تتمتّع تونس بإشعاع شمسي وافر تستغلّه في سخّانات الماء الشمسيّة والألواح الكهرضوئيّة والطبّاخات والمجفّفات الشمسيّة، مع حدود تتعلّق بالليل والسحب والكلفة والتخزين.
الفصلان 7 و8: الضوء والطاقة الضوئيّة