Forwarded from قناة الفيزياء التعليمية
قناة الفيزياء التعليمية
كتاب رائع فيزياء 100 سؤال للمنهج المصري
صور من الكتاب
Forwarded from 🇾🇪 المكتبة المدرسية اليمنية 🇾🇪 (اسيرة الصمت)
ملخص_الخليل_في_الفيزياء_ثالث_ثانوي_جديد_2022.pdf
15.8 MB
ملخص_الخليل_في_الفيزياء_ثالث_ثانوي_جديد_2022.pdf
فيزياء_اختبارات_للـ5_الوحدات_بالطريقة_الجديدة.pdf
3.4 MB
فيزياء_اختبارات_للـ5_الوحدات_بالطريقة_الجديدة.pdf
القيصر_الاسئلة_الوزارية_في_الوحدة_الخامسة_فيزياء.pdf
2 MB
القيصر_الاسئلة_الوزارية_في_الوحدة_الخامسة_فيزياء.pdf
ابن الهيثم (965 – 1040م)
هو أبو علي الحسن ويُسمى في الغرب بالهازن، فيزيائي ورياضي وطبيب وعالم بصريات. ولد ابن الهيثم في البصرة ودرس في بغداد.
يتميز ابن الهيثم بأنه واضع أسس علم الضوء، فهو أول من اكتشف قوانين انكسار الضوء حيث قام بإجراء التجارب التي لاحظ فيها تحلل الضوء إلى ألوان
الطيف المعروفة، كما أنه أول من وصف أجزاء العين وعملية الرؤية بشكل دقيق وصحيح، وأول من اكتشف العلاقة بين زاوية سقوط الضوء وزاوية انكساره وأن
النسبة بين هاتين الزاويتين ليست ثابتة. كما اكتشف أن الشفق يبدأ وينتهي عندما تكون الشمس على ارتفاع 19° تحت الأفق وبناء
على ذلك حاول قياس ارتفاع الجو، وأن الجسم المتحرك يبقى على وضعه حتى تؤثر عليه قوة خارجية توقف حركته أو تغيرها.
كما بحث ابن الهيثم نظريات التجاذب بين الكتل، وقام بدراسة الهندسة التحليلية من خلال قيامه بالربط بين الهندسة والجبر.
ولابن الهيثم ما يقارب مئتين مؤلف في عدة علوم فُقد قسم كبير منها، ومن أهم مؤلفاته المشهورة كتاب المناظر في علم البصريات، وكتاب ميزان الحكمة في الفيزياء.
بالإضافة إلى رسائل ومقالات يقدم فيها شروحات وتلخيصات لأعمال العلماء السابقين في علم الحساب والجبر والفلك والجغرافيا والطب والهندسة والمثلثات وغيرها.
هو أبو علي الحسن ويُسمى في الغرب بالهازن، فيزيائي ورياضي وطبيب وعالم بصريات. ولد ابن الهيثم في البصرة ودرس في بغداد.
يتميز ابن الهيثم بأنه واضع أسس علم الضوء، فهو أول من اكتشف قوانين انكسار الضوء حيث قام بإجراء التجارب التي لاحظ فيها تحلل الضوء إلى ألوان
الطيف المعروفة، كما أنه أول من وصف أجزاء العين وعملية الرؤية بشكل دقيق وصحيح، وأول من اكتشف العلاقة بين زاوية سقوط الضوء وزاوية انكساره وأن
النسبة بين هاتين الزاويتين ليست ثابتة. كما اكتشف أن الشفق يبدأ وينتهي عندما تكون الشمس على ارتفاع 19° تحت الأفق وبناء
على ذلك حاول قياس ارتفاع الجو، وأن الجسم المتحرك يبقى على وضعه حتى تؤثر عليه قوة خارجية توقف حركته أو تغيرها.
كما بحث ابن الهيثم نظريات التجاذب بين الكتل، وقام بدراسة الهندسة التحليلية من خلال قيامه بالربط بين الهندسة والجبر.
ولابن الهيثم ما يقارب مئتين مؤلف في عدة علوم فُقد قسم كبير منها، ومن أهم مؤلفاته المشهورة كتاب المناظر في علم البصريات، وكتاب ميزان الحكمة في الفيزياء.
بالإضافة إلى رسائل ومقالات يقدم فيها شروحات وتلخيصات لأعمال العلماء السابقين في علم الحساب والجبر والفلك والجغرافيا والطب والهندسة والمثلثات وغيرها.
ابن سينا ( 980 – 1037م)
هو أبو علي الحسين بن عبد الله بن الحسن بن علي بن سينا، طبيب وفيلسوف وشاعر، يلقب ب الشيخ الرئيس&و أمير الأطباءوأبو الطب الحديث.ولد ابن سينا قرب بخاري (أوزبكستان حاليًا)، وقد كان ذكيًا جدًا منذ صغره حيث حفظ القرآن الكريم وتلقى العديد من العلوم وهو ما زال في سن العاشرة. درس ابن سينا المنطق والفلسفة والطب منذ صغره.
كتب وإنجازات ابن سينا
تنقل ابن سينا في بلدان كثيرة وألف العديد من الكتب نذكر أشهرها:
كتاب القانون في الطب.
كتاب الشفاء في الفلسفة والعلوم.
كتاب النجاة في المنطق والالهيات.
كتاب الإشارات والتنبيهات.
كتاب الأدوية القلبية.
كتاب القصيدة العينية، الأرجوزة الألفية.
كتاب دفع المضار الكلية عن الأبدان الإنسانية.
رسالة في سياسة البدن وفضائل الشراب.
ومن أشهر إنجازاته في مجال الطب اكتشافه لطبيعة السرطان ومرض التهاب السحايا ووصف السكتة الدماغية الناجمة عن كثرة الدم وتحدث عن الديدان الطفيلية التي تعيش خارج القناة الهضمية.
تحدث أيضًا عن الكثير من الأمراض النسائية مثل الانسداد المهبلي والنزيف وغيرها، وبيّن طريقة العدوى لبعض الأمراض المعدية.
وفي مجال الرياضيات تحدث عن التربيع والتكعيب والمضاعفات، ومن مؤلفاته في الرياضيات كتاب مختصر إقليدس، وكتاب مختصر المجسطي، وكتاب مختصر علم الهيئة، ورسالة الزاوية وغيرها.
وفي مجال الفلك قام ابن سينا باختراع أداة قياس دقيقة لضبط القياسات الفلكية.
أما في مجال الفيزياء فقد تحدث عن الضوء (سرعة الضوء لا نهائية) والحرارة والطاقة والفراغ والقوى الحركية وعلاقة الزمن بالحركة والكثافة النوعيةلعدد من المواد.
ومن مؤلفاته في هذا المجال (الفيزياء) نذكر رسالة في الفضاء، ورسالة في الأجرام العلوية وأسباب البرق والرعد، ورسالة في إبطال أحكام النجوم.
هو أبو علي الحسين بن عبد الله بن الحسن بن علي بن سينا، طبيب وفيلسوف وشاعر، يلقب ب الشيخ الرئيس&و أمير الأطباءوأبو الطب الحديث.ولد ابن سينا قرب بخاري (أوزبكستان حاليًا)، وقد كان ذكيًا جدًا منذ صغره حيث حفظ القرآن الكريم وتلقى العديد من العلوم وهو ما زال في سن العاشرة. درس ابن سينا المنطق والفلسفة والطب منذ صغره.
كتب وإنجازات ابن سينا
تنقل ابن سينا في بلدان كثيرة وألف العديد من الكتب نذكر أشهرها:
كتاب القانون في الطب.
كتاب الشفاء في الفلسفة والعلوم.
كتاب النجاة في المنطق والالهيات.
كتاب الإشارات والتنبيهات.
كتاب الأدوية القلبية.
كتاب القصيدة العينية، الأرجوزة الألفية.
كتاب دفع المضار الكلية عن الأبدان الإنسانية.
رسالة في سياسة البدن وفضائل الشراب.
ومن أشهر إنجازاته في مجال الطب اكتشافه لطبيعة السرطان ومرض التهاب السحايا ووصف السكتة الدماغية الناجمة عن كثرة الدم وتحدث عن الديدان الطفيلية التي تعيش خارج القناة الهضمية.
تحدث أيضًا عن الكثير من الأمراض النسائية مثل الانسداد المهبلي والنزيف وغيرها، وبيّن طريقة العدوى لبعض الأمراض المعدية.
وفي مجال الرياضيات تحدث عن التربيع والتكعيب والمضاعفات، ومن مؤلفاته في الرياضيات كتاب مختصر إقليدس، وكتاب مختصر المجسطي، وكتاب مختصر علم الهيئة، ورسالة الزاوية وغيرها.
وفي مجال الفلك قام ابن سينا باختراع أداة قياس دقيقة لضبط القياسات الفلكية.
أما في مجال الفيزياء فقد تحدث عن الضوء (سرعة الضوء لا نهائية) والحرارة والطاقة والفراغ والقوى الحركية وعلاقة الزمن بالحركة والكثافة النوعيةلعدد من المواد.
ومن مؤلفاته في هذا المجال (الفيزياء) نذكر رسالة في الفضاء، ورسالة في الأجرام العلوية وأسباب البرق والرعد، ورسالة في إبطال أحكام النجوم.
تجربة التحقق من مرور التيار المتردد بدائرة مكثف وعدم مرور التيار المستمر
https://youtube.com/watch?v=U0LVjuw2AuM&feature=share
https://youtube.com/watch?v=U0LVjuw2AuM&feature=share
YouTube
تجربة التحقق من مرور التيار المتردد بدائرة مكثف وعدم مرور التيار المستمر
الظاهرة الكهروضوئية
هي ظاهرة انبعاث الالكترونات من سطح فلز عند تعرضه الى ضوء ذي تردد مؤثر ، تملك الفوتونات الضوئية طاقة معينة تتناسب مع تردد الضوء. في عملية الانبعاث الضوئي، إذا امتص إلكترون في مادة ما طاقة فوتون واحد وكانت طاقته أكبر من اقتران الشغل (طاقة ربط الإلكترون) للمادة فسينبعث الإلكترون. أما إذا كانت طاقة الفوتون قليلة جداً، لن يصبح الإلكترون قادراً على التحرر من المادة. وعند زيادة شدة الضوء فإن عدد الفوتونات المنبعثة يصبح في تزايد، ويؤدي هذا إلى زيادة عدد الإلكترونات المنبعثة، ولكنه لا يؤدي إلى زيادة طاقة الممتصة للإلكترون الواحد. ومن هذا نستنتج أن الطاقة التي يحملها الإلكترون المنبعث لا تعتمد على شدة الضوء الساقط عليه، بل تعتمد فقط على تردد (طاقة) هذا الضوء. وهذا يربط طاقة الفوتون الساقط وطاقة الإلكترون المنبعث.
تستطيع الإلكترونات امتصاص طاقة الفوتونات عند تعريضها لشعاع، ولكنها في العادة تتبع مبدأ «كل شيء أو لا شيء». كل طاقة الفوتون يتم امتصاصها واستخدامها لتحرير إلكترون واحد من الرابطة الذرية، وإلا فإن طاقة الفوتون ستنبعث مرة أخرى. فإذا تم امتصاص طاقة فوتون، جزء من الطاقة سيحرر الإلكترون من الذرة، والباقي سيعمل على زيادة الطاقة الحركية للإلكترون الحر
تعد الظاهرة الكهروضوئية من احد اهم التجارب التي تثبت السلوك المادي للفوتون الضوئي اذ ان اول من لاحظ هذه الظاهرة هو العالم هيرتز ولكن يعد اينشتاين اول من قدم ورقة علمية بحثية يشرح ويفسر فيها هذه الظاهرة على ضوء ما قدمه العالم بلانك في فرضيته التي تنص على ان موجة الضوء (مكماة ) اي ان الضوء كمي وليست موجة مستمرة كما يعتقد سابقا ، وتعد هذه الظاهرة ايضا من احد اهم التجارب التي تثبت صحة ميكانيك الكم اذا عجزت الفيزياء الكلاسيكية عن تفسير هذه الضاهرة وفق اسس الفيزياء الكلاسيكية على عكس الفيزياء الكمومية وفيما يلي اهم التناقضات بين الفيزياء الكلاسيكية والكمومية في تفسير هذه الظاهرة:
1: الفيزياء الكلاسيكية: عند تسليط الضوء على سطح فلز فإن الفلز يحتاج وقت لكي يمتص طاقة الفوتونات الضوئية لكي يحرر الالكترونات ❌
الفيزياء الكمومية: الفلز لا يحتاج الى وقت لكي يمتص طاقة الفوتون ، الالكترونات تنبعث آنيا عند تعرض الفلز للفوتون ✅
2 : الفيزياء الكلاسيكية: عند زيادة شدة الضوء المسلط على الفلز يزداد معدل تحرير الالكترونات ❌
الفيزياء الكمومية: زيادة شدة الضوء المسلط على الفلز لا يؤثر على معدل تحرير الالكترونات ولا يزيد عدد الالكترونات المنبعثة ✅
3: الفيزياء الكلاسيكية : كل الترددات الضوئية تستطيع تحرير الالكترونات ❌
الفيزياء الكمومية: يجب على تردد الضوء المسلط ان يكون اكبر من جهد القطع (جهد الايقاف ) وهي الطاقة التي تربط الالكترونات بالفلز ✅
ومن اهم تطبيقات هذه الظاهرة هي الخلية الشمسية واجهزة التصوير الرقمية وجهاز اظهار الصوت من الافلام الصامتة القديمة او رصد اصوات الاجرام الكونية .
هي ظاهرة انبعاث الالكترونات من سطح فلز عند تعرضه الى ضوء ذي تردد مؤثر ، تملك الفوتونات الضوئية طاقة معينة تتناسب مع تردد الضوء. في عملية الانبعاث الضوئي، إذا امتص إلكترون في مادة ما طاقة فوتون واحد وكانت طاقته أكبر من اقتران الشغل (طاقة ربط الإلكترون) للمادة فسينبعث الإلكترون. أما إذا كانت طاقة الفوتون قليلة جداً، لن يصبح الإلكترون قادراً على التحرر من المادة. وعند زيادة شدة الضوء فإن عدد الفوتونات المنبعثة يصبح في تزايد، ويؤدي هذا إلى زيادة عدد الإلكترونات المنبعثة، ولكنه لا يؤدي إلى زيادة طاقة الممتصة للإلكترون الواحد. ومن هذا نستنتج أن الطاقة التي يحملها الإلكترون المنبعث لا تعتمد على شدة الضوء الساقط عليه، بل تعتمد فقط على تردد (طاقة) هذا الضوء. وهذا يربط طاقة الفوتون الساقط وطاقة الإلكترون المنبعث.
تستطيع الإلكترونات امتصاص طاقة الفوتونات عند تعريضها لشعاع، ولكنها في العادة تتبع مبدأ «كل شيء أو لا شيء». كل طاقة الفوتون يتم امتصاصها واستخدامها لتحرير إلكترون واحد من الرابطة الذرية، وإلا فإن طاقة الفوتون ستنبعث مرة أخرى. فإذا تم امتصاص طاقة فوتون، جزء من الطاقة سيحرر الإلكترون من الذرة، والباقي سيعمل على زيادة الطاقة الحركية للإلكترون الحر
تعد الظاهرة الكهروضوئية من احد اهم التجارب التي تثبت السلوك المادي للفوتون الضوئي اذ ان اول من لاحظ هذه الظاهرة هو العالم هيرتز ولكن يعد اينشتاين اول من قدم ورقة علمية بحثية يشرح ويفسر فيها هذه الظاهرة على ضوء ما قدمه العالم بلانك في فرضيته التي تنص على ان موجة الضوء (مكماة ) اي ان الضوء كمي وليست موجة مستمرة كما يعتقد سابقا ، وتعد هذه الظاهرة ايضا من احد اهم التجارب التي تثبت صحة ميكانيك الكم اذا عجزت الفيزياء الكلاسيكية عن تفسير هذه الضاهرة وفق اسس الفيزياء الكلاسيكية على عكس الفيزياء الكمومية وفيما يلي اهم التناقضات بين الفيزياء الكلاسيكية والكمومية في تفسير هذه الظاهرة:
1: الفيزياء الكلاسيكية: عند تسليط الضوء على سطح فلز فإن الفلز يحتاج وقت لكي يمتص طاقة الفوتونات الضوئية لكي يحرر الالكترونات ❌
الفيزياء الكمومية: الفلز لا يحتاج الى وقت لكي يمتص طاقة الفوتون ، الالكترونات تنبعث آنيا عند تعرض الفلز للفوتون ✅
2 : الفيزياء الكلاسيكية: عند زيادة شدة الضوء المسلط على الفلز يزداد معدل تحرير الالكترونات ❌
الفيزياء الكمومية: زيادة شدة الضوء المسلط على الفلز لا يؤثر على معدل تحرير الالكترونات ولا يزيد عدد الالكترونات المنبعثة ✅
3: الفيزياء الكلاسيكية : كل الترددات الضوئية تستطيع تحرير الالكترونات ❌
الفيزياء الكمومية: يجب على تردد الضوء المسلط ان يكون اكبر من جهد القطع (جهد الايقاف ) وهي الطاقة التي تربط الالكترونات بالفلز ✅
ومن اهم تطبيقات هذه الظاهرة هي الخلية الشمسية واجهزة التصوير الرقمية وجهاز اظهار الصوت من الافلام الصامتة القديمة او رصد اصوات الاجرام الكونية .
*موضوع مهم جداّ*
〰️〰️〰️〰️〰️
*كيف تقتل الكهرباء الإنسان؟*
*.. يعتبر جسم الإنسان موصل جيد للكهرباء، والذي يقتل الانسان هو التيار الكهربائي المار بعضلة القلب او بالدماغ . التيار المتردد ذو الخمسين هيرتز يختلف عن نبضات القلب المترددة حوالي سبعين نبضة في الدقيقة .. مما يؤثر على أداء عضلة القلب وقد يتسبب بالوفاة او يؤثر على مركز التنفس في الدماغ مما يؤدي الى توقف التنفس .. وقد يؤثر على كليهما معا . علاوة على ذلك فإن التيارات العالية أكثر من واحد أمبير تتسبب بحروق ورضوض وحتى بتمزق الانسجة وبكسور ايضا عند تيارات عالية جدا.. ومن الجدير بالذكر ان المسبب الرئيسي للتيار المار والذي يحدد خطورته هو الجهد الكهربائي فهو من يستطيع التغلب على مقاومة الجسم وقيمته تحدد قيمة التيار المار .. لذلك تحذر لافتات الخطر الكهربائي من وجود الجهود الكهربائية العالية .....حسب القياس الألماني عتبة الجهد الخطر على الإنسان هي 65 فولت..*
*تمنياتي لكم بالسلامة و بحفظ الرحمن*
https://www.facebook.com/share/p/svruGCwTj7aSg1CH/?mibextid=oFDknk
〰️〰️〰️〰️〰️
*كيف تقتل الكهرباء الإنسان؟*
*.. يعتبر جسم الإنسان موصل جيد للكهرباء، والذي يقتل الانسان هو التيار الكهربائي المار بعضلة القلب او بالدماغ . التيار المتردد ذو الخمسين هيرتز يختلف عن نبضات القلب المترددة حوالي سبعين نبضة في الدقيقة .. مما يؤثر على أداء عضلة القلب وقد يتسبب بالوفاة او يؤثر على مركز التنفس في الدماغ مما يؤدي الى توقف التنفس .. وقد يؤثر على كليهما معا . علاوة على ذلك فإن التيارات العالية أكثر من واحد أمبير تتسبب بحروق ورضوض وحتى بتمزق الانسجة وبكسور ايضا عند تيارات عالية جدا.. ومن الجدير بالذكر ان المسبب الرئيسي للتيار المار والذي يحدد خطورته هو الجهد الكهربائي فهو من يستطيع التغلب على مقاومة الجسم وقيمته تحدد قيمة التيار المار .. لذلك تحذر لافتات الخطر الكهربائي من وجود الجهود الكهربائية العالية .....حسب القياس الألماني عتبة الجهد الخطر على الإنسان هي 65 فولت..*
*تمنياتي لكم بالسلامة و بحفظ الرحمن*
https://www.facebook.com/share/p/svruGCwTj7aSg1CH/?mibextid=oFDknk
Facebook
Log in or sign up to view
See posts, photos and more on Facebook.
تكنولوجيا أشباه الموصلات: الأساس الحديث لثورة الإلكترونيات
-------------------
تُعد تكنولوجيا أشباه الموصلات من أهم الاختراعات التي غيّرت مجرى التطور التكنولوجي في القرن العشرين. فبفضل هذه التكنولوجيا، أصبح بالإمكان تصنيع أجهزة إلكترونية صغيرة الحجم وكبيرة القدرة، مكّنت من ظهور أجيال جديدة من الحواسيب ووسائل الاتصال، والتي باتت تُشكّل أساس حياتنا المعاصرة.
ما هي أشباه الموصلات؟
أشباه الموصلات هي مواد تجمع بين خصائص الموصلات مثل النحاس والفضة، والعوازل مثل الزجاج والبلاستيك. وتختلف عن كل منهما بقدرتها على تعديل التيار الكهربائي بإضافة شوائب معدنية بدقة متناهية.
وتتألف الأجهزة شبه الموصلة من مكوّنات دقيقة جدًا تُدعى "الترانزستور"، يمكنها تضخيم إشارات كهربائية ضعيفة وتوجيهها. وهذا ما سمح بصنع دارات إلكترونية متكاملة تؤدي وظائف معقدة في أجهزة صغيرة الحجم مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.
اكتشاف الترانزستور
يُعزى اختراع أول ترانزستور إلى العالمين الأمريكيين جون باردين ووالتر براتان في عام 1947. وقد استخدما شريحة من جرمانيوم السيليكون كمادة موصلة شبه وسيطة، تسمح بتدفق التيار الكهربائي خلالها ولكن بطريقة معدّلة وخاضعة للتحكم.
وفتح هذا الاكتشاف المجال لتطبيقات هامة في عالم الإلكترونيات، إذ أتاح بناء دارات كهربائية في شرائح صغيرة جدًا، بدل المكونات المجزأة الضخمة التي كانت مستخدمة سابقًا.
ثورة الإلكترونيات الصغرية
بحلول الستينيات، تطورت تقنيات تصنيع أشباه الموصلات بشكل كبير، مكّن من إنتاج الدارات المتكاملة على نطاق واسع. وشهد عام 1958 ظهور أول ترانزستور صمام ثنائي أو "دايود"، والذي سرعان ما أصبح مكونًا أساسيًا في الدارات الإلكترونية.
وبحلول عام 1960، طوّرت شركة تكساس إنسترومنتس أول دارة متكاملة تجاريًا، والتي ضمت عدة ترانزستورات مصنّعة على رقاقة سيليكون واحدة. وسرعان ما تبع ذلك اختراع المعالج الدقيق في عام 1971، الذي غيّر مفهوم الحوسبة رأسًا على عقب.
ويُعد اختراع الترانزستور وتطوير أشباه الموصلات الأساس الذي مهّد الطريق أمام الثورة الرقمية. فلولا ذلك ما كان بالإمكان صناعة أجهزة إلكترونية صغيرة ورخيصة وعالية الكفاءة، مثل الحواسيب والهواتف الذكية وأجهزة إنترنت الأشياء.
أهم مجالات تطبيق أشباه الموصلات اليوم
تتسع مجالات تطبيق تكنولوجيا أشباه الموصلات وتنوعها يومًا بعد يوم، لتشمل معظم مناحي الحياة. ومن أبرز هذه المجالات:
- تكنولوجيا المعلومات والاتصالات: كالحواسيب والهواتف الذكية وأجهزة الشبكات.
- الإلكترونيات الاستهلاكية: كالتلفزيونات وأجهزة الصوت والكاميرات.
- السيارات: حيث تُستخدم أشباه الموصلات في الدارات الإلكترونية المسيطرة على وظائف السيارة المختلفة.
- الطاقة الشمسية: تدخل أشباه الموصلات في تركيب الخلايا الشمسية وأنظمة الطاقة الكهروضوئية.
- الأجهزة الطبية: مثل أجهزة التصوير الطبقي والموجات فوق الصوتية ومراقبة ضربات القلب.
- الأجهزة العسكرية: كأنظمة الاستشعار والاتصالات والملاحة وغيرها.
- أجهزة التحكم الصناعي: للتحكم في العمليات الإنتاجية وخطوط التصنيع.
وتواصل أبحاث تطوير أشباه الموصلات التقدم بوتيرة متسارعة، لإيجاد مواد وتقنيات تصنيع أكثر كفاءة، ما يمهد الطريق أمام ابتكارات تكنولوجية جديدة. فالأجهزة الإلكترونية مستقبلاً ستصبح أصغر حجماً وأعلى أداءً وأقل استهلاكاً للطاقة، مع إمكانات تطبيقية لا حدود لها.
ماهي التقنيات الحديثة التي تستخدم في تطوير أشباه الموصلات؟
تشهد تقنيات تصنيع أشباه الموصلات تطورات متسارعة في الآونة الأخيرة، من أبرزها:
- تقنية النانو: حيث يتم تصنيع الترانزستورات على مستوى النانومتر، مما يتيح إنتاج ترانزستورات أصغر حجماً وأعلى أداء.
- الطباعة الحجرية: وهي تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد على رقائق السيليكون، توفر مرونة عالية في تصميم الدارات المتكاملة.
- مواد أشباه الموصلات المركبة: مثل نتريد الغاليوم وكربيد السيليكون، ذات خواص أفضل من السيليكون.
- تصنيع شرائح السيليكون الكبيرة: بقطر 300 مم وأكثر، ما يسمح بإنتاج أعداد أكبر من الرقاقات من كل شريحة.
- تقنية التعبئة والتوصيل الكثيفة: لربط عدد أكبر من المكونات الإلكترونية في مساحة أصغر.
وتهدف هذه التقنيات إلى تحسين أداء أشباه الموصلات وخفض تكلفة إنتاجها، وفتح المجال أمام منتجات إلكترونية متطورة.
خلاصة
لعبت تكنولوجيا أشباه الموصلات دوراً حاسماً في تقدم البشرية التكنولوجي على مدار العقود الماضية. فبفضل الترانزستور والدارات المتكاملة، أمكن صناعة أجهزة إلكترونية متناهية الصغر وهائلة القدرة، فتحت آفاقاً جديدة في مجالات الحوسبة والاتصالات والتكنولوجيا بشكل عام، مهدت الطريق أمام العصر الرقمي الحديث.
المصادر:
1- https://www.britannica.com/science/semiconductor
2- https://www.techtarget.com/whatis/definition/semiconductor
-------------------
تُعد تكنولوجيا أشباه الموصلات من أهم الاختراعات التي غيّرت مجرى التطور التكنولوجي في القرن العشرين. فبفضل هذه التكنولوجيا، أصبح بالإمكان تصنيع أجهزة إلكترونية صغيرة الحجم وكبيرة القدرة، مكّنت من ظهور أجيال جديدة من الحواسيب ووسائل الاتصال، والتي باتت تُشكّل أساس حياتنا المعاصرة.
ما هي أشباه الموصلات؟
أشباه الموصلات هي مواد تجمع بين خصائص الموصلات مثل النحاس والفضة، والعوازل مثل الزجاج والبلاستيك. وتختلف عن كل منهما بقدرتها على تعديل التيار الكهربائي بإضافة شوائب معدنية بدقة متناهية.
وتتألف الأجهزة شبه الموصلة من مكوّنات دقيقة جدًا تُدعى "الترانزستور"، يمكنها تضخيم إشارات كهربائية ضعيفة وتوجيهها. وهذا ما سمح بصنع دارات إلكترونية متكاملة تؤدي وظائف معقدة في أجهزة صغيرة الحجم مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.
اكتشاف الترانزستور
يُعزى اختراع أول ترانزستور إلى العالمين الأمريكيين جون باردين ووالتر براتان في عام 1947. وقد استخدما شريحة من جرمانيوم السيليكون كمادة موصلة شبه وسيطة، تسمح بتدفق التيار الكهربائي خلالها ولكن بطريقة معدّلة وخاضعة للتحكم.
وفتح هذا الاكتشاف المجال لتطبيقات هامة في عالم الإلكترونيات، إذ أتاح بناء دارات كهربائية في شرائح صغيرة جدًا، بدل المكونات المجزأة الضخمة التي كانت مستخدمة سابقًا.
ثورة الإلكترونيات الصغرية
بحلول الستينيات، تطورت تقنيات تصنيع أشباه الموصلات بشكل كبير، مكّن من إنتاج الدارات المتكاملة على نطاق واسع. وشهد عام 1958 ظهور أول ترانزستور صمام ثنائي أو "دايود"، والذي سرعان ما أصبح مكونًا أساسيًا في الدارات الإلكترونية.
وبحلول عام 1960، طوّرت شركة تكساس إنسترومنتس أول دارة متكاملة تجاريًا، والتي ضمت عدة ترانزستورات مصنّعة على رقاقة سيليكون واحدة. وسرعان ما تبع ذلك اختراع المعالج الدقيق في عام 1971، الذي غيّر مفهوم الحوسبة رأسًا على عقب.
ويُعد اختراع الترانزستور وتطوير أشباه الموصلات الأساس الذي مهّد الطريق أمام الثورة الرقمية. فلولا ذلك ما كان بالإمكان صناعة أجهزة إلكترونية صغيرة ورخيصة وعالية الكفاءة، مثل الحواسيب والهواتف الذكية وأجهزة إنترنت الأشياء.
أهم مجالات تطبيق أشباه الموصلات اليوم
تتسع مجالات تطبيق تكنولوجيا أشباه الموصلات وتنوعها يومًا بعد يوم، لتشمل معظم مناحي الحياة. ومن أبرز هذه المجالات:
- تكنولوجيا المعلومات والاتصالات: كالحواسيب والهواتف الذكية وأجهزة الشبكات.
- الإلكترونيات الاستهلاكية: كالتلفزيونات وأجهزة الصوت والكاميرات.
- السيارات: حيث تُستخدم أشباه الموصلات في الدارات الإلكترونية المسيطرة على وظائف السيارة المختلفة.
- الطاقة الشمسية: تدخل أشباه الموصلات في تركيب الخلايا الشمسية وأنظمة الطاقة الكهروضوئية.
- الأجهزة الطبية: مثل أجهزة التصوير الطبقي والموجات فوق الصوتية ومراقبة ضربات القلب.
- الأجهزة العسكرية: كأنظمة الاستشعار والاتصالات والملاحة وغيرها.
- أجهزة التحكم الصناعي: للتحكم في العمليات الإنتاجية وخطوط التصنيع.
وتواصل أبحاث تطوير أشباه الموصلات التقدم بوتيرة متسارعة، لإيجاد مواد وتقنيات تصنيع أكثر كفاءة، ما يمهد الطريق أمام ابتكارات تكنولوجية جديدة. فالأجهزة الإلكترونية مستقبلاً ستصبح أصغر حجماً وأعلى أداءً وأقل استهلاكاً للطاقة، مع إمكانات تطبيقية لا حدود لها.
ماهي التقنيات الحديثة التي تستخدم في تطوير أشباه الموصلات؟
تشهد تقنيات تصنيع أشباه الموصلات تطورات متسارعة في الآونة الأخيرة، من أبرزها:
- تقنية النانو: حيث يتم تصنيع الترانزستورات على مستوى النانومتر، مما يتيح إنتاج ترانزستورات أصغر حجماً وأعلى أداء.
- الطباعة الحجرية: وهي تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد على رقائق السيليكون، توفر مرونة عالية في تصميم الدارات المتكاملة.
- مواد أشباه الموصلات المركبة: مثل نتريد الغاليوم وكربيد السيليكون، ذات خواص أفضل من السيليكون.
- تصنيع شرائح السيليكون الكبيرة: بقطر 300 مم وأكثر، ما يسمح بإنتاج أعداد أكبر من الرقاقات من كل شريحة.
- تقنية التعبئة والتوصيل الكثيفة: لربط عدد أكبر من المكونات الإلكترونية في مساحة أصغر.
وتهدف هذه التقنيات إلى تحسين أداء أشباه الموصلات وخفض تكلفة إنتاجها، وفتح المجال أمام منتجات إلكترونية متطورة.
خلاصة
لعبت تكنولوجيا أشباه الموصلات دوراً حاسماً في تقدم البشرية التكنولوجي على مدار العقود الماضية. فبفضل الترانزستور والدارات المتكاملة، أمكن صناعة أجهزة إلكترونية متناهية الصغر وهائلة القدرة، فتحت آفاقاً جديدة في مجالات الحوسبة والاتصالات والتكنولوجيا بشكل عام، مهدت الطريق أمام العصر الرقمي الحديث.
المصادر:
1- https://www.britannica.com/science/semiconductor
2- https://www.techtarget.com/whatis/definition/semiconductor
Encyclopedia Britannica
semiconductor
Semiconductor, any of a class of crystalline solids intermediate in electrical conductivity between a conductor and an insulator. Semiconductors are employed in the manufacture of various kinds of electronic devices, including diodes, transistors, and integrated…
عيدكم مبارك وكل عام وانتم بخير
نسال الله ان يتقبل منا ومنكم صالح الاعمال وان يعيدها علينا وعليكم بالخير واليمن والبركات و بلادنا تنعم بالخير و السلام والأمان
نسال الله ان يتقبل منا ومنكم صالح الاعمال وان يعيدها علينا وعليكم بالخير واليمن والبركات و بلادنا تنعم بالخير و السلام والأمان