پاسخ فعالیت 3 فصل اول فیزیک یازدهم

پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت ۱-۳ (کار در کلاس) فیزیک یازدهم این فعالیت یک روش عملی و هیجان‌انگیز برای **تصویرسازی خطوط میدان الکتریکی** است! این روش بر اساس خاصیت **قطبش القایی** در ذرات معلق (بذر چمن/خاکشیر) کار می‌کند. ### مفهوم فیزیکی پشت فعالیت 1.  **ایجاد میدان الکتریکی:** با روشن کردن مولد ولتاژ بالا (مانند واندوگراف)، دو الکترود دارای **بارهای غیرهم‌نام** (یکی مثبت و دیگری منفی) با ولتاژ بسیار زیاد می‌شوند. این اختلاف پتانسیل، یک **میدان الکتریکی قوی** ($ec{E}$) در فضای بین دو الکترود ایجاد می‌کند. 2.  **قطبش القایی:** دانه‌های ریز (خاکشیر یا بذر چمن) که در پارافین مایع شناور هستند، ذاتاً خنثی‌اند. وقتی در میدان الکتریکی قرار می‌گیرند، بار مثبت و منفی درون آن‌ها اندکی جابه‌جا می‌شود و دانه تبدیل به یک **دوقطبی القایی** می‌شود (یعنی یک سر آن کمی منفی و سر دیگر کمی مثبت می‌شود). 3.  **هم‌راستایی:** دوقطبی‌های القایی تمایل دارند خود را در جهت خطوط میدان الکتریکی **هم‌راستا** کنند تا انرژی پتانسیل خود را به حداقل برسانند. 4.  **شکل‌گیری زنجیره‌ها:** از آنجا که دو انتهای باردار (قطب‌های) دانه‌ها نزدیک هم قرار می‌گیرند، زنجیره‌هایی از دانه‌ها تشکیل می‌شود که دقیقاً مسیر **خطوط میدان الکتریکی** را نشان می‌دهند. ### شکل سمت‌گیری دانه‌ها (خطوط میدان یک دوقطبی) شکل سمت‌گیری دانه‌ها دقیقاً همانند **خطوط میدان الکتریکی دوقطبی** (Dipole) است. * **شکل خطوط:** خطوط از الکترود **مثبت** شروع شده و به الکترود **منفی** ختم می‌شوند. * **انحنا:** خطوط به صورت منحنی‌های متقارن، فضای بین دو بار را پر می‌کنند. این خطوط در نزدیکی بارها **متراکم‌تر** هستند (نشان‌دهنده‌ی میدان قوی‌تر) و هرچه از بارها دور می‌شویم، انحنای بیشتری پیدا کرده و **کمتر متراکم** می‌شوند. * **قطع نشدن:** همان‌طور که قبلاً آموختیم، این خطوط هرگز یکدیگر را قطع نمی‌کنند. **توصیه رسم:** شما باید شکلی مشابه تصویر ضمیمه (که خطوط میدان یک دوقطبی را نشان می‌دهد) رسم کنید، با تمرکز بر **خروج خطوط از بار مثبت** و **ورود به بار منفی** و **چگالی خطوط** در نزدیکی الکترودها. 🖼️