فيزياء 4 (مقررات
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1341 2341 /0102 1102
( )
4
: ``````````SG ......................................................................... : ````SQ`dG.........................................................................
1341 2341 0102 1102
: 7973/8241 : 2 - 742 - 84 - 0699
(4))4( Physics ( ) ( )
. .
. .
. . .
1341 - 2341 0102 - 1102
21 ( ) - 241 471 12 27x : 2 - 724 - 4 - 06 1 - - - 2- - . 772/ 7241 41706722 : 773 / 241 : 2 - 742 - 4 - 06
gd edG IQGOEG
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www.moe.gov.sa www.moe/sh.gov.sa
2
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H
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7
Part OneMGN* C (wz * *wWHB r v
2-63
WbI uC WFO U_ uC uK WOzuC WF_ e( UJF UuU WdJ Ud* UdLK UF uUI dOJ u uU UJ UuU uAM* w UJ uAM* w uC qOK% Wd( We Wd( We UIOD UbF w uB uJ U UbFK UF uUI WbF u dB uO WdB eN_ uC Uu uO WOzuC Uu* qb !u Wd& UDI UDI vK WOKL UIOD Ub WK
8
h1 -
WHB r v
WbI u* U_ wzUM VOd u* t u N Type uM s P Type uM s PN WOzUM WKu WOzUM WKu qOu UOK uIL WKu qOu ued WKUJ* dzb WOdJ UOMI WK ud ueHK VU( w WOIDM* dzb Ub WK
2 - 62
(M (WHB r v
9 o*
WbI d( WOL d( e WOuM d( Wd( jOU* UGK Wd( u) Wd( UJOUMb d( qGA Wd( UJOUMb 5u _ uUI uJ uJF d UNUH W d wU uUI d( UI qOuU d( UI qL(U d( UI UFU d( UI u_ r' 5 uU Ub WK
10
: WdB UO_ hzUB bF UO_ UIOD r UBU dA UO( w WdB UbF u eO1 UbFK UF uUI U OU oD UbF w dOJ uU oD dB uO b jO dJ* uJdJO* qL UI UEM jO dN* bU Wd& d UEM fU UN WOUMB UL_ qL dA WOzuC UuLK WOzuC UuLK qb b dH WOzuC UuLK UDI b dH WOOUMGdNJ Uu* dF = WOzuC Uu* UA b dc UJF u bF w UJF wuU s U OKL oI uC UdLK UF uUI U OU oD UdLK dOJ u V lu* WOKLF WdEM ZzUM 5 UI d* w uB uC UJ dH WDu U OKL uC qOK Wd& d uAM* uAM* WDu U OKL nOD lL wK UJF vK uBK Wd& d uCK wK qL wKb wKJ UJF 5 jd WdB UO_
11
Light
(3) . .
:Introduction
3 01 / . . ( 522 01 5 / ) . . . :
: Light Natural . ( ) . .
21
: . . . . :)1 1 (
(1-1)
1- ........ ( .............)
2- ......... (...........) .3- (1-3) ............. (...........) .)4 1 (
(1-2)
)(3 1
:4) (1-)- 1 (
31
(1-4) ) . .
. ( ).
:Law of Reection : : = . (1-) ) (
: ( ). (1-5).A (1 - 1)
( : ) Hartl
: . 063 .
:
2- ( 6) (1-) 1 . - . 3- .
1- ( 1-) .
41
(1-1)
: . : - - - - . : 1- . 2- . 3- () 4- 5- 6- = .... 7- = ....
: .... = ....
51
:Spherical Mirrors : 1- ( ) :Concave Mirror (1-7). 2- ( ) :Convex Mirror (1-).
(1-)
(1-)
Me .
:
(1-7 ) (1-) ) : 1- () : . 2- (2) :Center of Curvature . 3 - ( ) :Focal Point . (1-7) - : .
(1-)
61
- () : ( 1-) . - ( ) :Focal Length F . F = 1/2 R - () = R ( R = 2F . ) 2f
: (1-1)
: (1-01) :1- . 2- . 3- .
(3)
(2)
(1)
(1-1)
Me
. :
71
*
( )
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
*
81
..........
..........
: (1-2)
. .
91
(:)Convex (1- 11 ) :1- . 2- (1-11)
. 3- .
(3)
(2) (1)
:
02
A
: () () :1 ( )s + 1 ()s = 1 ()f
. ( )L ) ( )L ( )S ( )s ) :
:Magnication equation
1 2 ) 1 ( (1-21)
()L ( )s ( = )s ()L
12
Me : 1- : ( ) ( ). 2- : . 3- : . : S S F
: .
.A
.
22
1-1 02 - 01 .)( 1 = F 1 = S 1 1 + S S 2-3 1 = 06 06 1 1 1 = + 02 03 S S = 60 cm
: - 03 :-
2 = 06 = S = M S 03
S
02
03
06
1-1 02 51 - : - . .................................................................... ................ .................................................... ................................ .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... ....................................................................................
32
(1-3)
( ): : . : - - - - () : 3- . 2- . 1- . 5- . 1 2 3
4- .
7- =
6- .
42
.
:
Refraction of light
.
: . )-(. . :
)-(
) -( . :
:Refractions laws : .
52
bdG e
1n n 12n 2n1 1 2 2
n1 sin
) (:: )(: ( ) .. . 1
= n2 sin
2
Me ) (c )(u )(c)(u ( )c ()u cc : : = n : n
u u 06 ) = )(.. )=(. 04 ( = 1 22 n11sin 11= n22sin n sin = n sin 04 1x sin 60 = n22x sin 04 1x sin 60 = n x sin )06( sin )06(066 sin = = ) n ( = 22) n(=== = 531 = ( ) = )04( sin )04(0643 sin ) (. )(. ( ).
1-2 1-2
: : ( ) ( ) . ) ( ) ( . )()(.
?
. . .
62
(1-)
:
- - - - . 1- . 2- .
:
:
3- .12
4- 5- 1 .... = = .... = 12
1
2
:1
n sin 1 = n2 sin
1
= 2n
1sin 1 sin
2n
72
:refraction in prism2
(1- 41) . 1 2 ( ) () (1-1) () (1-41) :1
: ( )A . (
= 1 + 2 - A
1-3 04 73 . :
= 1 + 2 - A 06 - 237 = 40 + 02 - 237 = 220 + 37 = 2 = 75 82
1-4 ( ) 54 . 51. :
n1 sin 1 = n2 sin )54( sin = 1 sin 5.1 2 +1 =A2
1
78.13 =2
n2 sin
2= n1 sin
2... 1.5 x sin (31.9) = 1 x sin 4.25 = 2... = 1 + 2 - A 06 - 4.25 + 54 = ... 4.73 =
92
(1-)
: . : . :1 1 2
2
1 -
. 2- . 3- ( ) . 4- .5- 6- = 7-
2
1
+A ) 2 ( sin =n )2/sin (A
= 1 + 2 - A
-
03
() : ( 1 ) ( ) () :
2A = 1 +
:
= 1 + 2-A
.
: :A (1-2)
: . : 1 - . 2 - . (1-1) 3 - . ....................................................
13
Me ( 1-51) .A (1-3)
: ( 1-1) ( ) : 1 - . 2 - 3 - . 4 - . ( 6 ) 1 1 .......................................... (1-1)
Me . : 1- : .
23
2- . 3- Me : ( n ) = 0251 = 351 : ( n ) = 0142 = 542 . . ( 1-71) .
(1-1) ( = 1- )
33
( 1-1) .
.
(8 ) 1 1 - (1-1)
: spectrum compired (1-1) ) . (1-1) ) (
:
43
: () (1-02) 1 : = = 2 3 .Total internal reetion
1
2
3
0 9
4
5
4 0 () . : . () () 0 :
(1-2)
2) - 0 1 (
n1 sin
1
09 = n2 sin
5 .
:
( ) : Fibers optices
53
( 2000 100 ) ( 1-12 ) .1) 2 - 1 ( (1-12)
(1-22)
2) 2 - 1 (
(1-22) ) ( 1-32) . .
(1-32)
(3) 2 1
.
63
:Lenses
. :
(1-2)
1- ( ) : . 2- ( ) : . ( 1-42) . : 1- () : ) . 2- : . (1-2)
3- : . - () : ( 1-52 ) . - () : . ( 1 62) . )
(1-2)
- () : .
73
: ) -( .
- .- .- . -
)-( )
) ( : :
) (
........... ...........
........... ...........
83
2
........... ...........
2
........... ...........
2
........... ........... A (1-)
() .
( ) :1- . 2- .
(1- 2) .
(1-2)
93
3- . :
: .
: () : () () :
1 ()s
+
1 ()s1 S+
=1 S
1 ()f=
1 F
.
04
: () () () () :
()L ()L
=
()s ()s
:
+ -
+ -
+
. ( ).
1-5 51 03 .= + 1-2 03 1 S = 1 51 1 S = S M S = S 03
1 F
14
01 01 03 03 ( )F . : . 1 P = constant f =P : 1 1 f
:
( )
.
Me .
)1-6(1 1 = 01.0 = ) P = F (M
01 02 .10
=P 1 F
F
24
(1-6)
: ( ).
( ) . : 1 - ( ) () . 2 - . 3 - ( )s ( .)s )S/1( Y 4 - ( )S ()S (. )M Y 5 - 1/ S1/ S ) ( / f F . P )S/1( XX X
:
X
f
1 = f
1 1 + s s
1 s
1 s
s
s
: : ......... = f =........... 1-
1 2 - : = x 1 = ........ y ........... =f ........... =P .
34
: UA
: : - . - . - . - ...
)-(
) - ( .
. .
44
: : (). : 1- 52 . ( ) . 2- 52 . 3- .
52 05 005 .
54
. ( ) .
: : : Aearsigl tedness
! ( 5 2 - ) () ( ) . :
- ( ) . ( )
2- (52 ) . (1-03 ) . :
(1-3)
.
: ( )f .
=P
1 S
=P
1- f64
)1-7( 2 . 2 : 1-= P f = - 1 = 0.5 2
:
( ) . ( )
: :Farssightedness
52 ( - ) :1- ( ) . 2- (52 ) .
: (1-13)
(1-13 ) .
74
: :
=P
1 F
=
001 - 4 L L
() ( ).
)1-8( 04 .
: 52 :
=P
001 - 4 L L
=
001 - 04 4x 04
= 1.5
84
1 f 1 f
= =
1 s 152
+ 1 L
1 s
= 25L s.m 52-L 25L m.m (52-100 )L 1 f =
= f 4L - l 001
L 001 - 4L
: : ( )
( 1- 23) . ) . (1-23)
94
a Wd
1 f
52-= L 25L
f
. : ( 1) . ( 2) . 2 . : 1
( ) .
1 2
1 1
(2 - 1) = 1
1
a Wd05
: ( ) : *. ( ) Telescope :
.
. . (1-33) (
( 1-33). :
* .
15
( ) .
:
F obj Feye
bdG e
F obj =P Feye :
L = Fe + Fo
)1-9( 001 5 . .
= 02
001 5
=
=P
F obj Feye
( 105 = 5 + 100 = fo + fe = )L
25
. .
: (- - - - - ).
:Diraction of Light
: :A (1-6
: 1 - . 2 - . 3-
35
( ) .
: ( ) .
( ) . ( ) . (1-43).
(1-3)
45
: 01 () () .A (1-)
. ( ) 1 - . 2 - . 3 - . 4 - . ( 1 53 ) :
y
X (1-3) (1 3)
55
( ) .
:
=y
n x d .
y ( )n . 1=n ( )y n
)1-01( 4 7- 10 x 3 51 . .
bdG e
. . . .
d x y
51
7-3
1 4 01 3 01
= y
y = nxd
:
: ..........
:
1- ( ) n n (1- 63).
65
2- )n+ 1 ( n ( 1- 73 ).2
: ().
(1-3)
(1-3)
:Resolving power ( ) . (1-3) (1-3) (1-04) ( ) ( ).
75
(1-)
(1-3)
(1-3)
85
: PolaraizationA (1 -
( ) (1 - 1) . () () ( ) ()
(1-1)
() () (1- 1) .
(1-2)
() () ( ) (1- 2).
95
.
:Polaraization
(1- 34) .
(1-3)
06
A (1 -
( ) ( 1- ) ( ) . ( ) ( ) () () ( ) () . () ()
(1-)
.
16
.
:1- :
. (1-54) ()
( ) . (1-54) ()
.
(1-)
26
.
2- Polarizer
36
1) : - : - : 52 52 52 52 - : - : - : - . : - :
46
- : - : - : 2) :
3) ) .
56
) 2 () : = 51 - = 5 - = 3 ) ) ( ) () () . ) (21 ) . ( 21) ) 2 1) : 52 002 05 - 11)
- = 01
66
. + 05 +02 +01 +1 +50 05 02 011- 50
21) +2 31 ) (- ) . 1) () ( ) : - . - . - . - 45 .
76
- . - . 1 ) 3 331 . 1) = 3 . 1) :
1) .
86
1) 2 . 2) . 12) 3 . 22) 2 . :
32) . . 2) ( )
96
70
: WKu* t U* nB qOu w WKu* t u* WOL 5 WzUA c YO s P uM s qu* t N uM s qu* t uK 5 UI Diod WOzUM WKu VOd nB WOzUM WKu w eU( bN bI UNOK nu w quF nB WOzUM WKu qOu d nB WOzUM WK bU UO .uI Wd& d WOzUM WKu Ub iF dc ued VOd rd l nB ued qL dA ued Ub iF dc oKG uH WOzUdN dzb lU UHL ued vK Wd& d WKUJ* WOdJ dzb vK dF ud dz vK dF ueHK dz vK dF jI And or Not WD* WOIDM* dzb dA w VU( qL vK dF WOdJ luI dz vK dF
71
Electronics : Introduction .
:Electronics 401 . 021 . 051 .
* .
Me : 1- . 2- ( ) . 3- . 4- .not or and () .
27
( ) . (2-) ( )KBT : 1- (2-1). 2- . (2-2) ) ( 3- (-32) . : - : ( ) () . (2-3) .posivive charge carries - ( ) n- Type ( ) P- Type ( 2- 3 ) .
:Installation of Structural Semi Conductors
37
. . HOLES (2-4) (2-5). Negative Charge carriers . Positive Charge carriers . . ( )
+
+
+
+
+
(2-) + ) ( (2-)
( ) . (52 ) ( 13 )
47
(4.2 0131) (5.1 0101) .
:
. . Impurities
: (2-) ( n - type (.)Acceptor
()Donor
Extrinsic Semiconductor : : : N-Type Semiconductor
: ( ) As ()P ( )Sb ( )Bi . ( ) As ( -2). ( ) . Majority Carriers Minority Carriers
57
. n-Type . . : : P-Type Semiconductor ( ( )Al ) ( )Ga ( )In ( )Ga . ( ) (2-) .
(2-) (
.
( ) N ( ) p (2-) ( ) .
.
(2-) ) (
67
( ( )N ) ( . ) p . (Diode ) P. N N . ( ) p ( ) PN (2-01) :
(2-)
(2-)
1- N ( ) . 2- ( ) P ( ) . ( )P
(-2)
(2-)
77
3- N P N P N . .
Me . Ei Potential Barrier ( 2-11) (1.0 ) (.0 ) .
:
:
: ( )Forward Biasing
( )Anode ()N ( )Cathode . . (2 21 ) . (2-2)
87
. . (2-31) . . .
P N
( ) (( -Threshold Volt .)) age (3.0) (.0) . .
(2-3)
97
: ( ) : Reverse Biasing ( ( ) N ) () P () . . ( ) .
( ) ( ) . .0 ( 02 05 ) . . . . : Junction Diode as aRectifer to A . C
(2-)
(2-)
.
08
( ) . ( ). ( 2-51) . WOKL Wd
: 05 - 001 (). : (2-1) (1 ) Y (2 ) Y : (2-) ( ) : - < ( ) . - > ( ) ( = ) .
18
)2-1( (1 ) (1 ) . ( ) : () . : - = + +1 = = - 1= 5 - = = 1 1 = 1
:1- . 2- ( ) . 3- .
4- . 5- ( . ) Zener Diod - ( ).
:
Transistor
:
28
1- n +B - n
n-p-n
( 2-) ()n-p-n
+ p
B + n p
2- p-n-p
( (2-) ()n-p-n
Base Enaiher . Collector n-p-n p-n-p . ( ) .
38
: ) ( )-(. )-( )
) ( Trans ) ( resistor :
Common Base NPN ) ( ) ( . )-( )
PNP )-(
NPN : ) ( E ) ( B ) ( . . ) ( . ) ( C ) ( B ) (IE ) ( IC
) ( IE ) ( IB )- ( ) ( IE
a Wd48
:
Ie = Ic + IB Ic Ie () () . . () . .
(( ) Load ) .
58
(01 3 01 ) (02 002) :
=
Rc RE
Rc Re
( ) =
RE >> RC 1 < .
)2-2( 0001 01 . . :
=
Rc RE
=
0001 01
)2-3( 05 002 . . :
=
Vc Ve
05 ...
002 Ve
= ...Ve
002 05
.Ve =4 v68
: Key Electronic Transistor (( )) ( ) : 1- . 2- . 3- . 4- ( ) . 5- . : . .
Integrated Circut . ( ) . ( ) IC ( 1 5 52.0 ) . (( )) .
78
( ....) .... : . .
. .
: : !! ( ) .
88
:
(2-2)
.
: - - .
: Transfer Information Using Infrared ( ) (( )) Remot Control . ( ) ( .) Diod .
98
* : 2.45 GHz . ISM - . ISM .* ( ) ( ) 3 01
: . DVD . ( ) .WAUMLK WOC
: 1- (). 2- ().
09
:Logical Circuits . ( 0 1) .
0
1
1 0
0
1
0
1
(2-22)
19
: . ( 1) ( 0). (0 1 ) . ( ) ( ). . ( (2-32) :
INPUT A 0 0 1 1 B 0 1 0 1
SYMBOL AND OUTPUT AND 0 0 0 1 NAND 1 1 1 0 OR 0 1 1 1 NOR 1 0 0 0
(2-32)
29
( : - .............. - .................... E C - )...........( - ............ - ) ( PN ................ - N- P ..................... - ................................ - ) ( ........................ - ) ( N ) (P )( P ............. ) (N ................. - ............. - ................... - ........... - ............. .......... - ............. ............. B
39
) ) ) ) ) ) : ( 1- ( ) p . 2- . ( ( 3- ( ) PN . ( 4- . 5- ( . - ( ) ( . - P . - ( . ( - . 01- ( ) ( . 11- ( .
) ( ) ) ) ) )
49
) : 1- ( ) N.P.N :
2- :
3- ( 52) : . . . . 4- : . . .- .
59
5- Threshold Voltage : . . . .) : - . ) . ) . ) ( ) p ( . )N ) : . ) . ) : . ) .
69
98
: d( W uNH dA ULK WOze' WdEM V Wd( WUD dH Wd( WUD uNH d( W 5 WF jd uIH* WJ* Wd( WUD V WOuM d( uNH dA d( e Wd( WF dF d( dF* bU WK U* WOuM d( 5OF Wd& d d( qOu Wd( UJOUMb UKDB 5 eO1 Wd( UJOUMb w oKG* UEM uH* UEM 5 UI UG jG{ w c* qGA V
99
Wd( UJOUMbK _ uUI dc Wd( UJOUMb w l_ UOKLF dA wUJF d uNH dA WU W qL dA U WDu Wd bOu `{u Wd& d Wd( UJOUMbK wU uUI dA WOUJF uU rd wK d W vK uU oD WuKI* uU dA d( UI d bF qOuU d( UI ZM d( qOu qUF dF qOuU d( UI Wd& d qL(U d( UI Wd& d UFU d( UI Wd& d u_ r' w UB dU dH
100
Heat & ermodynamics . . .................................. : . : : Temperature ( ). ............. .
:Introduction
( ) . . ( 3-) O _ d W
. ................................................................. .
101
........................................................
...................................................................
....................................................................
:Molecular Explanation for Energy : 1- . 2- . 3- ( ) . 4- Internal Energy
: Heat of Quantity : . .
: e Unit of Measurement of
ermal Energy
201
Calorie :
1 = 14 : ermal Equilibrium & Temperature ( ) ( 0 ) ( ) . ermal Equilibrium
: . : (6 ) ( 23) ( 32) ( ) (1) ( 212 ) ( 33 ) . : .
301
. .- .
:
ermal Equilibrium : ( 3-)
.
( ) () .
............................................ ............................................
(3-1)
401
() () . ( 3-3)
1 - ( ) 2 - .
(3-2)
............................................... ............................................... .........................................
501
. .
: ( 3-)
. .................... .............................................................................
601
( 3-5)
. .................................................................. .................................................................
: 1- ............................ 2- ............................ 3- ............................
701
. ( ) : : 1t = t2-t Q Q Q 1 - 2 - m : (1) t mt c mt : (2) :
. = C= constant
801
:Speci c Heat of a Substance ( )C :
)) = C ( )m ( ) C
(ermal Capacity (ermal Capacity
.
. ( / :
: Q . :C :m :t
bdG e
Q = C m t
/. 31 41 3 514 3
/. 3 4 1 12 64 (3-1)
901
= 514 /.
. :1- 2- 64 / .5
014/.
)3-1( 5 4 / . : Q=mxc 0Q = 5 x 400 = 2000 J/c
.
011
)3-2( 21 2 56 614 / . 51 3 142 / . Q=cmt = 61421(56-2) =44622 6221 : Q=cmt
(03 - 222604400 = 2410 x 150 )t2
0054801 - 222604400 = 361500 t 00450131 = 361500 t 0... t = 36.25 c2
: ermal Equilibrium . ( ) ( ) : =
Me :
111
)3-1( (2 ) 1 ( 4 ) ( ) 33 = 614 /.
: .................................................................... .................................................................... .................................................................... .................................................................... ( 3-)
1 - 005 . 2 - . 3 - ( 0520) ( 0520) . 4 - . 5 - ( 5 ) . 6 - - : 1 = ...... 2= ........ 3= ........ 1 = ....... = ....... 2 = .......
211
- ( 2 3 ) ....................................................................... .................................................................................. .................................................................................. .................................................................................. .................................................................................. .................................................................................. ..................................................................................)-3( WOKL Wd
: .... =1m .... =2m 1m3 = m2 - m .... =1t 3- .... =4m 4- ... =2t 5-
: 1- 2-
6- ... =3t
: = = ( )m x c x t ()m x c x t ( + ) m x c xt ](2[m4 c )t2-t3(] = [m1 c )t3-t1(] + [m3 c )t3-t ... c C
311
: ermal Mixed . . . : 1- . 2- . ( 3 3) . 1- ............................................................................... 2- .............................................................................. 3- .............................................................................. 4- ..............................................................................
(3-3) (3 3)
.
411
: . .
: :Boyle's Law ( 3-)
1 - . 2 - . 3 - . .................................................................. . ................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. : . ( 1 ) P (2 ) P (1 )V(2 )V :
2p1 v1 = p2 v511
)3-3( 513 6 . 2P1 V1 = P2 V 08 1500 x 76 = V2 x 3... v2= 1428 cm .........................................
: :Charles Law ( 3-)
1 - . 2 - ..... ............................................................ .................................................................. ................................................................. ................................................................... ......... .......................................................... ................... ................................................ ............................. ............................................................................. ( ) . : .
611
(1 ) (2 ) (1) (2) :
1V 1T
=
2V 2T
.
)3-4(3 2 4 .
1V 1T 002 372...
= =
2V 2T 2V 313
...
002 (372+0)
2V = (372+04)
. ..
313 273 V2 = 200 x
.............................................................................. .............................................................................. .............................................................................. .............................................................................. ..............................................................................
3V2 = 229.3 cm
711
: :Pressure Law ( 3-)
1 - . ................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. . : ( ) . :
1P 1T
=
2P 2T
)3-5( 1 1 . 1P . 2P 07 2P .. = = ...
1T 07 382
=
2T 2P 373
(372+01)
(372+001)
= ... P 2
70 x 373 = ......... cm of Hg 382
( )
811
: : :
1P1 V 1T
=
2P2 V 2T
.
)3-6( 2 5 52 .
1P1 V 1T 0051 372463 = 2... T
= =
2P2 V 2T 0002 2T
...
57 20 x 372
=
08 25 x 2T
000645 = ... 1500 T 2 ... T = 91 c
372 - 463 = ... T
911
: 1- ermodynamics :
. .
:
2 ermodynamics System
( ) . ( ) ( ) . .
:
3- ermal Equilibrium
( ). . .
:
4- ermodynamics Process 5- :Path
. ( ) .
021
:
- ermodynamics Cycle
( ) . p v
:
1- :Closed System
. . .
2- :Isolated System 3 - :Open System
:
121
( ) . ( - ) ( 3-4) ) . : (3-4)
:heat and energy
1- ( ) Isobaric 2- ( ) Isothermal 3- ( ) Isochoric 4- ( (( ) Adibatic )) .
:
( )
():
1- ( ) = ( 3-5) . 2- ( ) : = ( 3-5 ) :
)1W = p (v2-v3- ( ) ( 3 5 ) :
221
W = v1p1 ln 1p 2p=
2v 1v
2v 1v1p 2p
:
2p1v1 = p2v
W = v1p1 ln
Me: ( ) Ln ( ) Log e 4- ( ) : =
W= U u ( ) ( 3-3)
(3-5)
321
)3-7 ( 53 ( 1 5 / 2) . : (1w=p )v2-v w = 105 x 500 x 10- 6 = 50 J
)3-8( 2[ 3 1 6[ 3 ( = 3 ) . : ( ) ) w= v1p1 ln w = 0.2 x 1000 x 103 Ln 2v ( 1v
6.0 2.0
= 219.722 J
421
)3-2( 2 3 5 (22 3 ) : 2 - 2 5 1 - :
e First Law of
:ermodynamics
( 3-6) ) : 1- (( )) . 2- (3-) (3 . ( )w () Q (. ) U :
: 1 U = Q-W= U2-U :U : Q :w .
521
( )
: 1- ( ) ( ). 2- ( ) Q . (3-7) (3 7
( 3-7) . .
)3-9(3
5 2[ ( ) . = 31[1 1 5 1 = 1[4 : , ...U = Q - W (1...W = P)V2 - V ... W = 1.013 X 105 X 0.002 = 202.6J ...U = )500 X 4.18( - 202.6 ... U = 1887.4 J
621
)3-01( (3 ) ( ) ( ) . : ... U = Q - W ... ... = Q
... U = -W ...U = -)-3000( = + 3000 J
: :
1- : : 0 =w U = Q - w U=Q ( ) .
2- :(1w = p )v2-v : (1U= Q - p )v2- v
721
(3-)
( 3 )
( 3 ) : ( U= Q - p )v - v2 1
( 3 ) ( )
)3-11( 21 2 . . : U= Q - W 0021 - 0002 = U U = 800 J
)3-21( 23 53 1 4 . : 1- 2- . : (20.0 - 50.0) 501 = (1W= P)V2-V ... W = 3000 J ... U = Q - W U= 4000 - 3000 ... U = 1000 J
821
3- ( ) :
( ) Q=O : U= Q-W , Q = 0 ... U= -W ( )
.
0 = U W= Q P v ( 2 ) Q = v1 p1 ln ( 1 ) Q = v1 p1 ln 2P 1v
4- ( ) :
:1- ( 3-1) . (3-01)
2- ( ) ( ) ) .
.
.
921
. : .
)3-31( 1 . : U = Q - w ...Q=O : U = 0 - )-100( = 100 J 1
031
: :Inverses Process . : ( ) . (1 ) v2 < v ( ) ( . )w 2 v 1 ( v ) (+ ) w (3-11)
( - ) w 1 v 2v
( - . ) w
1 v 2 v 2 v 1. v (3-11).
1 v 2 v 2 v 1 v . : 0 = u : ( = ) w w
:
erml Machine
( ) ( 3 21 ) (3-21)
131
Me . ( 3 31 ) . : 1- . 2- ( ) . 3- ( )
( 3 31 )
( ) ( ) 4- ( ) . . ( 3 31 ) ( ) : = = U= Q-W 1W= Q2-Q1 1
: 2 1
= 2 - : = 2 - 1
= 2 -
231
UA
: )(.
) ( : ) ( ) (z . : ) 2 (Q .
=Z1W = Q2 - Q
W 2Q
) ( ) (
:
=Z
1Q2 - Q 2Q
:1 =Z1Q 2Q
:
1T 2T
bdG e
) ( ) (
1T1 Q = 2T2 Q1 =Z1Q 2Q
:
-1 =Z
1T 2T
1 Q ) (
331
( 1 ) : . . ( ...)
)3-41( 21 24 513 . . : 1W= Q2 - Q = ... Z 1T 2T = W 2Q 1Q 2Q = ... Z 513 - 024 = W . 501 52.0 = . . Z 024 1T 372 + 721 = 513 024 372 - 003 = ... T ... W = 105 J
003 = 1... 420 T1 = 126000 ... T ...T = 27 C
431
:Second Low . . , . ( ) :
- ( ) :
( 3 41 )
) ( 3 41) .
- ( ) : ( 3 51 ) .
( ) : ( ) ( ) . ( 3 51 )
531
) ( 3 61 ) ( 3-1) : 1-2 2 : ( ) ( ) 2 3: ( ) 4-1 : ( ) .
( 3 1 )
3-4 : ( ) ( )
( 3 71 )
631
)3-51( 3 2 2 : 3- 2T 1T 2Q 1Q 2- 0001 003 0003 1Q 1- : 1-
=
=
... Q1 = 900 KJ 1W = Q2 - Q 1 =Z1Q 2Q 009 - 0003 = ... W 1 = ...Z
... W = 2100 KJ
2- 3-
009 0003
666.0 = ...Z
731
)3-3( 1 5 .
:
831
Heat Transfer .
: Heat Cordueted :
( 3 1 )
( ) . . : 1- ( )L ()L 2- ( )A ()A 3- ( )T (. )T 4- ( ) t (. ) t 5- ( ) KC
931
( ) :
=E
KCAT t L
(): .
bdG e
. :
. 5 64 24 42
.
1 6 51 1 6 ( 3 2 )
14 563 2 4 2
041
:
( E ) =
.
.
)3-61( 5 22. 5 :
KC A T t L
=
(E) 5 =
1 6 2 k 55
(3542 = )k / ..
.
141
.
(- 352 ) 372 ( ) 41 (- 7 ) 0215 34 14 32 5 ( 3 3 )
13 563
51 511 51
2 2
.
: - : ( 3-1) ( ) : 1- 2- .
- : .
( 3 1 )
241
( 3 1) .
(3-02)
: ...... - ( ) ... - : ( ) ( ).
.
341
. .
: :Heat Transfer Pregnancy
:
1- :
(3-12 )
.
.2- :Forced Pregnancy .
: ( ) . : . : .
441
: ( ) ( ) : 1- p t : 2- ( ) . 3- ( ) . 4- ( ) : P :A :t . :KP . 5- ( ) p :
bdG e
P = KP.A. t
( ) K 2 4 .P
12 1 .
: Heat Transfer Coefficient Pregnancy
541
)3-71( 5 2 53 2 1 / 2 : P= K . A . tP
P= 10 x 50 x )35 - 20( = 7500W
: :Heat Transfer Radiation . . (3-)
.
:
1- 2- ( ) . 3- . 4- 3 . .................................................................... ............................................................................... ............................................................................... ............................................................................... ...............................................................................
:
641
.
: Absorption Coe cint : ( ).
=M
E abs 0E
001 x
1
: = M
: 62 2 21 - 62 1
- - 54
741
( 3 4 )
. .
:
3-81 4 1 : =M E abs 001 x 0E =M 01 04 001 x %52= ...M
:1- * 2- ( ) . 3- . 4- . 5- .
: * .
841
:Black Body . 1 . ( 3 22) .
(3-22)
(3-32)
: Rodater ( ) : 1- . 2- . 3- .
. 0 -04
941
( - 32 ) ( ) . : :
( ) ( ) ( . ) T
-3
.
3- 01 . = 2.897 x
. .
: = 2 1 .
bdG e
. = constant
051
( ) . ... .
.
)3-91( 2 . . := 3- 01 2.897 x . =.. )372 + 727( . . . = 2.897 x 10 -6 m constant T
151
( ) . - - . - . - . - . - . . . . . . 3) ( ) . 4) . 4 . 2) :
1) :
251
-
5) :
- . - 41 / . ) :
- = 5 / 7) : 1- . - :
2- . 3- . 4- . - : 1- 2- 3- 4- - : 1- . 2- . 3- . 4- . - : 1- .
351
2- . 3- . 4- . - : 1- 1 . 2- 1 . 3- 1 . 4- 1 . - : 1- .
2- . 3- . 4- . - 1- . 2- . 3- . 4 . 4- / . ( ) ) 001 03 / . : - 1- 2- / 3- /
- 07 .
451
- 05 (-01 ) 001 . = 004 / . = 0012 / . : = 0024 / .
- 05 02 07 .
- 002 01 0 .
01) :
11 ) : = 500 3 002 103 . 21) 045 73 . . 31) 0522 052 41) 71 (-31 ) 03 . 51 ) 42 74 . ( ) . 72 (55) . . 1) ( -33 )
551
71) 04 002 1) ( )
52 . ( ) ( ) 3- 2- :
1-
(3-42)
1 ) 51 4 02 -5 = 0 / . ( ) . 02 ) 51 (-01 ) 01 2 ( )= 03 / 2 .
651
12 ) 021 2 51 - 51 - . (-5 ) . = 21 / . :
751
158
1- . 2- . 3- . 4- . 5- .
951
() 1- 4002 . 2- 1002 . 3- . 7141 / 71 . 4- 0241 / 1 . 5- 771 . - 141 / 71 . 7- 7241 . - 1 71 . - 241. 01- . 0241.
061
: 1-Serway, Physics fro scientists and Engineers, Edition,1992G. 2- Cutunell , Physics , John Wily, 1997G. 3- Gri th e Physics of Everyday Phenomena, Fi t Edition 2007. ird
4- Physics Secondary Education, Second Year Lebanon, 1999.
161
(2) ( - ) ( 5 ) ( 5 ) 1 1 1 1 1 5 2 2 2 2 2 01 2 = 5 ( 5 ) ( 5 ) 1 1 1 1 1 5 1 1 1 1 1 5 ( ) ( - ) 1 2 3 4 5
( 01) = 5 + 5 = 01 (): 1- . 2- . 3- 261
() bu uu WOU u u e u uu
WLOIX X - X - X X X X - X - X - X - X - X - X - X X X X - X -
XU ruC Wd dJ WM p XU Uu b U XU db XU
r Xu dJ UGO r r r uu
dJ WK
ud WK
duOM WK
tKJ dJ WM W WO{_ WOU' U XU uu wzUdNJ XU UOF* u' jGC 0 dH w WOOUMG* UHM 0 dH w WOzUdNJ WOUL
uu suO
suO
dO uu
163
()
http://sprott.physics.wisc.edu/wop
www.het.brown.edu.physics/index.html
www.physics.nwu.edu/ugrad/vpl
www.sciencejoywagon.com/physicszone
www.aapt.org
http://physicsweb.org/resources/home
www.colorado.edu/physics/phet
www.physicstutor.com
http://library.thinkquest.org/10796164
(5)
- - .
561
1- : -
2- : . :
-
. : ...................................................................................... ........................................................................................ ........................................................................................ ...................................................................................... ........................................................................................ ........................................................................................
661
3- :
:
4 5 6
1 2 3
4- : ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... .....................................................................................
761
5- :..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... . : . : . : : :
861
- : : : :
961
.
:
.
071
7- : :
..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... .....................................................................................
171
: () .
........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ .......
........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ....... ....... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ .......
.................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... ....................................
............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............
. .
....................... ............. ......... ....................... .... .................. .................. .... ....................... ....................... ....................... .......................
....................... ............. .......... ....................... ... .................... ................ ....... ....................... ....................... ....................... .......................
/ /
.................. .................. .................. .................. .................. .................. .................. .................. .................
/ /
................. ................. .. ............... ................. .... ............. ................. ...... ........... ................. .................
: .
271
173
