Fislab
الرئيسية / الدروس / بنك الأسئلة: المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفراغ

🔄 بنك الأسئلة: المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفراغ

Question Bank: Electric and Magnetic Fields in Vacuum (12G)
⏱️ 60 دقيقة 📂 الكهرومغناطيسية 🎯 20 سؤالًا + 3 مسائل

🔄 بنك الأسئلة: المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفراغ

🔄 Question Bank: Electric and Magnetic Fields in Vacuum

الصف 12 عام (12G)

Grade 12 General (12G)

⏱️ 20 سؤال اختيار من متعدد بتصحيح فوري، و3 مسائل محلولة بالكامل⏱️ 20 multiple-choice questions with instant feedback, plus 3 fully-solved problems
\[1\,\star\]
ما الذي ينتج عن تسارع الشحنات الكهربائية؟What results from the acceleration of electric charges?
مجال كهربائي فقطElectric field only
موجات كهرومغناطيسيةElectromagnetic waves
تيار مستمرDirect current
مجال مغناطيسي فقطMagnetic field only
الحلSolution
📌 الفكرة: عندما تتسارع شحنة كهربائية، ينتج مجال كهربائي متغيّر يولّد بدوره مجالًا مغناطيسيًا متغيّرًا، وهكذا يستمر كل مجال في توليد الآخر فينتشران معًا كموجة كهرومغناطيسية.
✅ موجات كهرومغناطيسية
📌 Idea: When a charge accelerates, it produces a changing electric field, which in turn generates a changing magnetic field, and so each field keeps regenerating the other — the two propagate together as an electromagnetic wave.
✅ Electromagnetic waves
\[2\,\star\]
موجات راديوية وموجات الميكروويف وموجات أشعة إكس، أحد الإجابات التالية تعبر عنها بشكل صحيحRadio waves, microwaves, and X-rays: which of the following correctly describes them?
موجات الراديو لها أكبر تردد وأقل طول موجي وأكبر سرعةRadio waves have the highest frequency, shortest wavelength, and highest speed
موجات الميكروويف لها أكبر تردد وأقل طول موجي وأقل سرعةMicrowaves have the highest frequency, shortest wavelength, and lowest speed
موجات الراديو لها نفس تردد وطول موجة وسرعة باقي الأمواج في الفراغRadio waves have the same frequency, wavelength, and speed as other waves in a vacuum
أشعة إكس لها أكبر تردد وأقل طول موجي، ونفس سرعة باقي الأمواج في الفراغX-rays have the highest frequency, shortest wavelength, and the same speed as other waves in a vacuum
الحلSolution
📌 السرعة: جميع الموجات الكهرومغناطيسية (راديو، ميكروويف، أشعة إكس...) تنتقل بنفس السرعة \(c=3\times10^8\,m/s\) في الفراغ، بغض النظر عن ترددها.
📌 التردد والطول الموجي: ترتيب الطيف من الأقل تردداً: راديو ثم ميكروويف ثم تحت الحمراء ثم المرئي ثم فوق البنفسجي ثم أشعة إكس ثم جاما. فأشعة إكس من بين الثلاثة المذكورة لها أكبر تردد وأقل طول موجي.
✅ أشعة إكس لها أكبر تردد وأقل طول موجي، ونفس سرعة باقي الأمواج في الفراغ
📌 Speed: All electromagnetic waves (radio, microwave, X-ray...) travel at the same speed \(c=3\times10^8\,m/s\) in vacuum, regardless of frequency.
📌 Frequency and wavelength: Spectrum order from lowest frequency: radio, then microwave, then infrared, then visible, then ultraviolet, then X-ray, then gamma. So among the three mentioned, X-rays have the highest frequency and shortest wavelength.
✅ X-rays have the highest frequency, shortest wavelength, and same speed as other waves in a vacuum
\[3\,\star\]
ما هي وظيفة المذبذب في دائرة الراديو؟What is the function of the oscillator in a radio circuit?
تخزين الطاقةEnergy storage
توليد تردد ثابتGenerate a constant frequency
تضخيم الصوت فقطAmplify sound only
تحويل التيار المتردد إلى مستمرConvert AC to DC
الحلSolution
📌 الفكرة: المذبذب (Oscillator) دائرة (عادة LC) وظيفتها توليد إشارة كهربائية متذبذبة بتردد ثابت ومحدد، تُستخدم كـ"موجة حاملة" لبث الإشارة.
✅ توليد تردد ثابت
📌 Idea: An oscillator (typically an LC circuit) generates an oscillating electrical signal at a fixed, well-defined frequency, used as a "carrier wave" for broadcasting.
✅ Generate a constant frequency
\[4\,\star\]
ما هو تأثير زيادة التردد على طول موجة كهرومغناطيسية؟What is the effect of increasing frequency on the wavelength of an electromagnetic wave?
يجعلها غير منتظمةMakes them irregular
يزيد الطول الموجيIncreases wavelength
لا يؤثر على الطول الموجيDoes not affect wavelength
يقلل الطول الموجيDecreases wavelength
الحلSolution
📌 العلاقة: \(c=f\lambda \Rightarrow \lambda=c/f\). بما أن \(c\) ثابتة، فزيادة \(f\) تعني نقصان \(\lambda\) (علاقة عكسية).
✅ يقلل الطول الموجي
📌 Relation: \(c=f\lambda \Rightarrow \lambda=c/f\). Since \(c\) is constant, increasing \(f\) means \(\lambda\) decreases (inverse relation).
✅ Decreases wavelength
\[5\,\star\star\]
إذا كان ثابت العزل الكهربائي للزجاج يعادل \(K=2.28\) فإن سرعة الضوء في الزجاج تعادلIf the dielectric constant of glass is \(K=2.28\), then the speed of light in glass is
\(v= 1.3\times10^{8}\;\;m/s\)
\(v= 2\times10^{8}\;\;m/s\)
\(v= 1.5\times10^{8}\;\;m/s\)
\(v= 2.5\times10^{8}\;\;m/s\)
الحلSolution
📌 معامل الانكسار: \(n=\sqrt{K}=\sqrt{2.28}\approx1.51\)
📌 السرعة: \(v=\dfrac{c}{n}=\dfrac{3\times10^8}{1.51}\approx2\times10^8\,m/s\)
✅ \(v\approx2\times10^8\,m/s\)
📌 Refractive index: \(n=\sqrt{K}=\sqrt{2.28}\approx1.51\)
📌 Speed: \(v=\dfrac{c}{n}=\dfrac{3\times10^8}{1.51}\approx2\times10^8\,m/s\)
✅ \(v\approx2\times10^8\,m/s\)
\[6\,\star\]
أحد الإجابات التالية ليست من صفات الموجات الكهرومغناطيسيةWhich of the following is NOT a characteristic of electromagnetic waves?
الطيف الكهرومغناطيسي وتطبيقاته
جميع الموجات الكهرومغناطيسية تنتقل بنفس السرعة في الفراغAll electromagnetic waves travel at the same speed in a vacuum
لا تحتاج الموجة الكهرومغناطيسية إلى وسط كي تنتشر فيهElectromagnetic waves do not need a medium to propagate
جميع الموجات الكهرومغناطيسية تعتبر مرئيةAll electromagnetic waves are visible
كلما زاد تردد الموجة زادت طاقتهاThe higher the frequency of the wave, the higher its energy
الحلSolution
📌 الفكرة: كما يوضح الطيف في الشكل، الضوء المرئي نطاق ضيق جدًا ضمن الطيف الكامل — فأغلب الموجات الكهرومغناطيسية (راديو، ميكروويف، تحت الحمراء، فوق البنفسجية، أشعة إكس، جاما) غير مرئية للعين البشرية إطلاقًا.
✅ جميع الموجات الكهرومغناطيسية تعتبر مرئية (هذه العبارة خاطئة، وبالتالي هي الإجابة الصحيحة للسؤال)
📌 Idea: As the spectrum figure shows, visible light is a very narrow band within the full spectrum — most electromagnetic waves (radio, microwave, infrared, ultraviolet, X-ray, gamma) are not visible to the human eye at all.
✅ All electromagnetic waves are visible (this statement is false, making it the correct answer to the question)
\[7\,\star\star\]
الطول الموجي للضوء الأزرق يعادل \(\lambda=5\times10^{-7}\,m\)، فإن تردد الضوء يعادل (علمًا بأن سرعة الضوء \(c=3\times10^8\,m/s\))The wavelength of blue light is \(\lambda=5\times10^{-7}\,m\). The frequency of this light is (given the speed of light \(c=3\times10^8\,m/s\))
طيف الضوء المرئي بأطواله الموجية
\(f=6\times10^{14}\;\;Hz\)
\(f=4\times10^{14}\;\;Hz\)
\(f=2.5\times10^{14}\;\;Hz\)
\(f=5\times10^{14}\;\;Hz\)
الحلSolution
📌 القانون: \(f=\dfrac{c}{\lambda}=\dfrac{3\times10^8}{5\times10^{-7}}=6\times10^{14}\,Hz\)
✅ \(f=6\times10^{14}\,Hz\)
📌 Formula: \(f=\dfrac{c}{\lambda}=\dfrac{3\times10^8}{5\times10^{-7}}=6\times10^{14}\,Hz\)
✅ \(f=6\times10^{14}\,Hz\)
\[8\,\star\]
أي من الأجهزة التالية يعتمد على الموجات الكهرومغناطيسية؟Which of the following devices relies on electromagnetic waves?
الميكروويفMicrowave oven
الهاتف المحمولMobile phone
الراديوRadio
جميع ما سبقAll of the above
الحلSolution
📌 الفكرة: الميكروويف يستخدم موجات المايكروويف، والهاتف المحمول والراديو يستخدمان موجات الراديو — الثلاثة أجهزة تعتمد على أنواع مختلفة من الموجات الكهرومغناطيسية.
✅ جميع ما سبق
📌 Idea: The microwave oven uses microwaves, while the mobile phone and radio both use radio waves — all three devices rely on different types of electromagnetic waves.
✅ All of the above
\[9\,\star\]
أحد الموجات الكهرومغناطيسية التالية لها أكبر طول موجي وأقل ترددWhich of the following electromagnetic waves has the longest wavelength and lowest frequency?
أشعة جاماGamma rays
أشعة فوق البنفسجيةUltraviolet rays
أشعة الضوء المرئيVisible light
أشعة تحت الحمراءInfrared rays
الحلSolution
📌 ترتيب الطيف (من الأقل تردداً): راديو ← ميكروويف ← تحت الحمراء ← مرئي ← فوق بنفسجي ← أشعة إكس ← جاما.
📌 المقارنة بين الخيارات الأربعة: من بين (جاما، فوق البنفسجية، المرئية، تحت الحمراء) فإن الأشعة تحت الحمراء هي الأقل ترددًا والأطول طولًا موجيًا — فهي تسبق الضوء المرئي مباشرة في الطيف.
✅ أشعة تحت الحمراء
📌 Spectrum order (lowest frequency first): radio → microwave → infrared → visible → ultraviolet → X-ray → gamma.
📌 Comparing the four options: among (gamma, ultraviolet, visible, infrared), infrared has the lowest frequency and longest wavelength — it comes immediately before visible light in the spectrum.
✅ Infrared rays
\[10\,\star\star\]
إذا كانت موجة كهرومغناطيسية تنتشر نحو اليمين، وكان المجال الكهربائي يتجه نحو الداخل والخارج، فإن المجال المغناطيسي يتجه نحوIf an electromagnetic wave propagates to the right, and the electric field oscillates in and out (perpendicular to the page), then the magnetic field is directed toward
مخطط ثلاثي الأبعاد لموجة كهرومغناطيسية يوضح المجالين الكهربائي والمغناطيسي المتعامدين
الشمال والجنوبNorth and South
الشمال والشرقNorth and East
الشرق والغربEast and West
أعلى وأسفلUp and down
الحلSolution
📌 القاعدة: في الموجة الكهرومغناطيسية، المجالان \(\vec E\) و\(\vec B\) متعامدان على بعضهما وعلى اتجاه الانتشار معًا (\(\vec E\times\vec B\) بمحاذاة اتجاه الانتشار).
📌 التطبيق: الانتشار نحو اليمين، و\(\vec E\) يتذبذب داخلًا وخارجًا (عموديًا على مستوى الصفحة)، فإن \(\vec B\) يجب أن يتذبذب ضمن مستوى الصفحة عموديًا على اتجاه الانتشار — أي شمالًا وجنوبًا.
✅ الشمال والجنوب
📌 Rule: in an electromagnetic wave, \(\vec E\) and \(\vec B\) are perpendicular to each other and to the direction of propagation (\(\vec E\times\vec B\) points along the propagation direction).
📌 Application: propagation is to the right, and \(\vec E\) oscillates in and out (perpendicular to the page), so \(\vec B\) must oscillate within the page, perpendicular to the propagation direction — i.e. north and south.
✅ North and South
\[11\,\star\]
أحد العبارات التالية لا تمثل صفات الأمواج الكهرومغناطيسيةWhich of the following statements does NOT represent a characteristic of electromagnetic waves?
مخطط ثلاثي الأبعاد للمجال الكهربائي والمغناطيسي المتعامدين على اتجاه الانتشار
تنتشر في جميع الأوساط بنفس السرعةThey propagate through all media at the same speed
تعتبر الأمواج الكهرومغناطيسية مستعرضةElectromagnetic waves are transverse
يتم إنتاجها من خلال اهتزاز شحناتThey are produced by vibrating charges
تزداد طاقتها بزيادة الترددTheir energy increases with increasing frequency
الحلSolution
📌 الفكرة: السرعة الثابتة \(c\) صحيحة فقط في الفراغ. في الأوساط المادية تختلف سرعة الموجة الكهرومغناطيسية باختلاف معامل انكسار الوسط (\(v=c/n\))، وتختلف أيضًا باختلاف تردد الموجة نفسها (التشتت).
✅ تنتشر في جميع الأوساط بنفس السرعة (هذه العبارة خاطئة، فهي الإجابة الصحيحة للسؤال)
📌 Idea: the constant speed \(c\) only holds in vacuum. In material media, the speed of an electromagnetic wave depends on the medium's refractive index (\(v=c/n\)), and also varies with the wave's own frequency (dispersion).
✅ They propagate through all media at the same speed (this statement is false, making it the correct answer)
\[12\,\star\star\]
موجة كهرومغناطيسية معينة لها تردد أكبر من الضوء المرئي، والطول الموجي لهذه الموجة أطول من الطول الموجي للأشعة السينية. ما نوع هذه الموجة؟A certain electromagnetic wave has a frequency higher than visible light, and its wavelength is longer than that of X-rays. What type of wave is this?
أنواع الطيف الكهرومغناطيسي وتطبيقاتها
مايكرويفMicrowave
موجة فوق بنفسجيةUltraviolet wave
موجة جاماGamma wave
موجة الأشعة تحت الحمراءInfrared wave
الحلSolution
📌 الشرطان معًا: تردد أكبر من المرئي ⟵ تستبعد الراديو والميكروويف وتحت الحمراء والمرئي. طول موجي أطول من أشعة إكس ⟵ تستبعد أشعة إكس وجاما (وهي أقصر طولًا موجيًا من إكس).
📌 النتيجة: الموجة الوحيدة الواقعة بين المرئي وأشعة إكس في الطيف هي فوق البنفسجية.
✅ موجة فوق بنفسجية
📌 Both conditions together: frequency higher than visible ⟵ rules out radio, microwave, infrared, and visible. Wavelength longer than X-ray ⟵ rules out X-ray and gamma (which are shorter than X-ray).
📌 Result: the only wave type lying between visible and X-ray in the spectrum is ultraviolet.
✅ Ultraviolet wave
\[13\,\star\star\]
تم إرسال موجة راديوية إلى القمر الذي يبعد عن سطح الأرض مسافة قدرها \(x=3.7\times10^8\,m\)، فإن الزمن اللازم لعودتها إلى سطح الأرض يعادل (علمًا بأن سرعة الضوء \(c=3\times10^8\,m/s\))A radio wave is sent to the Moon, which is at a distance \(x=3.7\times10^8\,m\) from Earth's surface. The time required for it to return to Earth's surface is (given the speed of light \(c=3\times10^8\,m/s\))
إرسال موجة راديوية من الأرض إلى القمر
\(t= 0.81\;\;s\)
\(t= 2.46\;\;s\)
\(t= 1.23\;\;s\)
\(t= 3.7\;\;s\)
الحلSolution
📌 زمن الذهاب: \(t_1=\dfrac{x}{c}=\dfrac{3.7\times10^8}{3\times10^8}\approx1.23\,s\)
📌 زمن الذهاب والعودة معًا: \(t=2\times t_1\approx2.46\,s\)
✅ \(t\approx2.46\,s\)
📌 One-way time: \(t_1=\dfrac{x}{c}=\dfrac{3.7\times10^8}{3\times10^8}\approx1.23\,s\)
📌 Round-trip time: \(t=2\times t_1\approx2.46\,s\)
✅ \(t\approx2.46\,s\)
\[14\,\star\star\]
إذاعة تبث برامجها عبر محطتها بطول موجي قدره 8 متر، فإن أفضل طول لهوائي استقبال ثنائي القطب (نصفي الموجة) لاستقبال هذه الأمواج يكونA radio station broadcasts with a wavelength of 8 meters. The best length for a half-wave dipole receiving antenna is
هوائي راديو وبرج بث
\(L= 1\;\;m\)
\(L= 3\;\;m\)
\(L= 4\;\;m\)
\(L= 6\;\;m\)
الحلSolution
📌 قاعدة الهوائي ثنائي القطب: طوله الأمثل (الرنين) يساوي نصف الطول الموجي: \(L=\lambda/2\)
📌 الحساب: \(L=8/2=4\,m\)
✅ \(L=4\,m\)
📌 Half-wave dipole rule: its optimal (resonant) length equals half the wavelength: \(L=\lambda/2\)
📌 Calculation: \(L=8/2=4\,m\)
✅ \(L=4\,m\)
\[15\,\star\star\]
إذا علمت أن ثابت العازلية لمادة الزجاج يعادل 2.28، وثابت العازلية للماء 1.77، فإن النسبة بين سرعة الضوء في الزجاج إلى سرعة الضوء في الماء تعادلIf the dielectric constant of glass is 2.28 and that of water is 1.77, then the ratio of the speed of light in glass to the speed of light in water is
\(\dfrac{v_1}{v_2}=1.34\)
\(\dfrac{v_1}{v_2}=0.88\)
\(\dfrac{v_1}{v_2}=0.56\)
\(\dfrac{v_1}{v_2}=2.13\)
الحلSolution
📌 القانون: \(v=c/n=c/\sqrt{K}\)، إذن \(\dfrac{v_1}{v_2}=\dfrac{\sqrt{K_2}}{\sqrt{K_1}}=\sqrt{\dfrac{K_2}{K_1}}\)
📌 الحساب: \(\dfrac{v_1}{v_2}=\sqrt{\dfrac{1.77}{2.28}}=\sqrt{0.776}\approx0.88\)
✅ \(v_1/v_2\approx0.88\)
📌 Formula: \(v=c/n=c/\sqrt{K}\), so \(\dfrac{v_1}{v_2}=\dfrac{\sqrt{K_2}}{\sqrt{K_1}}=\sqrt{\dfrac{K_2}{K_1}}\)
📌 Calculation: \(\dfrac{v_1}{v_2}=\sqrt{\dfrac{1.77}{2.28}}=\sqrt{0.776}\approx0.88\)
✅ \(v_1/v_2\approx0.88\)
\[16\,\star\star\]
تتراوح الأشعة السينية في الطول الموجي من \(\lambda=0.01\,nm\) إلى \(\lambda=10\,nm\)، فإن أقل تردد للأشعة السينية يعادلX-rays range in wavelength from \(\lambda=0.01\,nm\) to \(\lambda=10\,nm\). The lowest frequency of X-rays is
أشعة سينية ومصادرها واستخداماتها
\(f= 3\times10^{16}\;\;Hz\)
\(f= 3\times10^{19}\;\;Hz\)
\(f= 3\times10^{14}\;\;Hz\)
\(f= 3\times10^{15}\;\;Hz\)
الحلSolution
📌 العلاقة العكسية: أقل تردد يقابل أطول طول موجي، أي \(\lambda_{max}=10\,nm=1\times10^{-8}\,m\)
📌 الحساب: \(f_{min}=\dfrac{c}{\lambda_{max}}=\dfrac{3\times10^8}{1\times10^{-8}}=3\times10^{16}\,Hz\)
✅ \(f_{min}=3\times10^{16}\,Hz\)
📌 Inverse relation: lowest frequency corresponds to longest wavelength, i.e. \(\lambda_{max}=10\,nm=1\times10^{-8}\,m\)
📌 Calculation: \(f_{min}=\dfrac{c}{\lambda_{max}}=\dfrac{3\times10^8}{1\times10^{-8}}=3\times10^{16}\,Hz\)
✅ \(f_{min}=3\times10^{16}\,Hz\)
\[17\,\star\star\]
في أي دائرة من الدوائر في الشكل أدناه تكون الطاقة المختزنة فقط على شكل طاقة مغناطيسية؟In which of the circuits in the figure below is the stored energy only in the form of magnetic energy?
أربع دوائر LC في مراحل مختلفة من التذبذب: D (مكثف مشحون بالكامل، تيار صفري)، C (مكثف غير مشحون، تيار أعظمي)، B وA (حالات وسيطة وعكسية)
A
B
C
D
الحلSolution
📌 مبدأ التذبذب في دائرة LC: الطاقة الكلية تتنقل باستمرار بين المكثف (طاقة كهربائية \(\frac12\frac{Q^2}{C}\)) والملف (طاقة مغناطيسية \(\frac12 L i^2\)).
📌 الحالة D: المكثف مشحون بالكامل (شحنتان + و- ظاهرتان)، والتيار \(i\) عند بدايته تقريبًا صفر — الطاقة كهربائية بالكامل.
📌 الحالة C: المكثف بلا شحنة ظاهرة على لوحيه (تفرّغ بالكامل)، بينما التيار عند قيمته العظمى \(i_m\) والملف يُظهر خطوط مجال مغناطيسي قوية — الطاقة مغناطيسية بالكامل.
✅ C
📌 Oscillation principle in an LC circuit: the total energy continuously shifts between the capacitor (electric energy \(\frac12\frac{Q^2}{C}\)) and the inductor (magnetic energy \(\frac12 L i^2\)).
📌 Case D: the capacitor is fully charged (+ and - charges shown), and the current \(i\) is just starting near zero — energy is fully electric.
📌 Case C: the capacitor shows no charge on its plates (fully discharged), while the current is at its maximum \(i_m\) and the inductor shows strong field lines — energy is fully magnetic.
✅ C
\[18\,\star\star\]
هاتف خليوي يستخدم هوائيًا طوله \(L=3.2\,cm\) لاستقبال وإرسال الإشارات بشكل نموذجي (كهوائي ثنائي القطب نصفي الموجة)، فإن التردد الذي يعمل عليه هوA mobile phone typically uses an antenna of length \(L=3.2\,cm\) (as a half-wave dipole) to receive and transmit signals. The frequency it operates on is
هوائي هاتف محمول قصير
\(f= 7.5\times10^{9}\;\;Hz\)
\(f= 3.2\times10^{9}\;\;Hz\)
\(f= 5.9\times10^{9}\;\;Hz\)
\(f= 4.7\times10^{9}\;\;Hz\)
الحلSolution
📌 الطول الموجي: \(\lambda=2L=2\times3.2\times10^{-2}=6.4\times10^{-2}\,m\)
📌 التردد: \(f=\dfrac{c}{\lambda}=\dfrac{3\times10^8}{6.4\times10^{-2}}\approx4.7\times10^9\,Hz\)
✅ \(f\approx4.7\times10^9\,Hz\)
📌 Wavelength: \(\lambda=2L=2\times3.2\times10^{-2}=6.4\times10^{-2}\,m\)
📌 Frequency: \(f=\dfrac{c}{\lambda}=\dfrac{3\times10^8}{6.4\times10^{-2}}\approx4.7\times10^9\,Hz\)
✅ \(f\approx4.7\times10^9\,Hz\)
\[19\,\star\]
يمكن إنشاء موجات الميكروويف من خلالMicrowaves can be generated by
فرن ميكروويف مع تمثيل تخطيطي للموجة
التجويف الرنانResonant cavity
الكهرباء الإجهاديةPiezoelectricity
اهتزاز النوى داخل الجزيئاتVibration of nuclei within molecules
حركة الإلكترونات داخل الذراتMovement of electrons within atoms
الحلSolution
📌 الفكرة: تُولَّد موجات الميكروويف عمليًا بأجهزة مثل المغنترون (magnetron)، التي تعتمد على تجويف رنان (Resonant Cavity) يُذبذب الإلكترونات لإنتاج موجات بتردد محدد ضمن نطاق الميكروويف.
✅ التجويف الرنان
📌 Idea: microwaves are practically generated by devices such as the magnetron, which uses a resonant cavity to oscillate electrons and produce waves at a specific frequency within the microwave band.
✅ Resonant cavity
\[20\,\star\star\]
ما هو تردد موجة كهرومغناطيسية طولها الموجي \(3.2\times10^{-7}\,m\)؟What is the frequency of an electromagnetic wave with a wavelength of \(3.2\times10^{-7}\,m\)?
\(f= 6.54\times10^{14}\;\;Hz\)
\(f= 4.75\times10^{14}\;\;Hz\)
\(f= 8.72\times10^{14}\;\;Hz\)
\(f= 9.37\times10^{14}\;\;Hz\)
الحلSolution
📌 القانون: \(f=\dfrac{c}{\lambda}=\dfrac{3\times10^8}{3.2\times10^{-7}}\approx9.37\times10^{14}\,Hz\)
✅ \(f\approx9.37\times10^{14}\,Hz\)
📌 Formula: \(f=\dfrac{c}{\lambda}=\dfrac{3\times10^8}{3.2\times10^{-7}}\approx9.37\times10^{14}\,Hz\)
✅ \(f\approx9.37\times10^{14}\,Hz\)

📝 مسائل محلولة📝 Solved Problems

المسألة 1Problem 1
رتّب أنواع الموجات الكهرومغناطيسية التالية من الأقل إلى الأعلى ترددًا: الأشعة السينية، موجات الراديو، الضوء المرئي، الأشعة تحت الحمراء، الأشعة فوق البنفسجية.Arrange the following types of electromagnetic waves from lowest to highest frequency: X-rays, radio waves, visible light, infrared, ultraviolet.
الحلSolution
الترتيب الصحيح من الأقل إلى الأعلى ترددًا:
  1. موجات الراديو
  2. الأشعة تحت الحمراء
  3. الضوء المرئي
  4. الأشعة فوق البنفسجية
  5. الأشعة السينية
✅ راديو ← تحت الحمراء ← مرئي ← فوق بنفسجي ← أشعة سينية
The correct order from lowest to highest frequency:
  1. Radio waves
  2. Infrared
  3. Visible light
  4. Ultraviolet
  5. X-rays
✅ Radio → Infrared → Visible → Ultraviolet → X-rays
المسألة 2Problem 2
اذكر أربع خصائص أساسية للموجات الكهرومغناطيسية.Mention four basic properties of electromagnetic waves.
الحلSolution
  1. تنتقل في الفراغ ولا تحتاج إلى وسط مادي.
  2. تنتقل بسرعة الضوء (\(3\times10^8\,m/s\) في الفراغ).
  3. هي موجات عرضية، حيث يكون اهتزاز المجالين الكهربائي والمغناطيسي عموديًا على اتجاه الانتشار.
  4. تخضع لظواهر الانعكاس والانكسار والتداخل والحيود مثل باقي الموجات.
  1. They travel in a vacuum and do not need a material medium.
  2. They travel at the speed of light (\(3\times10^8\,m/s\) in vacuum).
  3. They are transverse waves — the oscillations of the electric and magnetic fields are perpendicular to the direction of propagation.
  4. They undergo reflection, refraction, interference, and diffraction like other waves.
المسألة 3Problem 3
موجة كهرومغناطيسية ترددها \(600\,THz\) (تيراهرتز) تنتقل في مادة معامل انكسارها \(n=2.0\). احسب الطول الموجي لهذه الموجة في هذه المادة.An electromagnetic wave with a frequency of \(600\,THz\) (terahertz) travels in a material with a refractive index of \(n=2.0\). Calculate the wavelength of this wave in this material.
الحلSolution
📌 الطول الموجي في الفراغ: \(\lambda_0=\dfrac{c}{f}=\dfrac{3\times10^8}{600\times10^{12}}=5\times10^{-7}\,m=500\,nm\)
📌 الطول الموجي في المادة: \(\lambda=\dfrac{\lambda_0}{n}=\dfrac{500}{2.0}=250\,nm\)
✅ \(\lambda=250\,nm\)
📌 Wavelength in vacuum: \(\lambda_0=\dfrac{c}{f}=\dfrac{3\times10^8}{600\times10^{12}}=5\times10^{-7}\,m=500\,nm\)
📌 Wavelength in the material: \(\lambda=\dfrac{\lambda_0}{n}=\dfrac{500}{2.0}=250\,nm\)
✅ \(\lambda=250\,nm\)
لاحظت خطأ؟ أو عندك سؤال عن التجربة؟ اكتبه بالتعليقات وحدد مكانه بالضبط. Noticed an error? Or have a question? Write it in the comments and specify exactly where.