جامعة طيبة

كلية العلوم - قسم الفيزياء

🔬 المجهر (Microscope View)

جديد: انقر على أي قطرة لتتبعها (Target Lock)
المسافة بين الخطين = ---

⚙️ التحكم في التجربة

0 V

⏱️ ساعة الإيقاف

00.00 s

📝 تسجيل البيانات

📊 النتائج والتحليل

# نصف القطر ($\mu m$) الشحنة ($10^{-19} C$)

توزيع الشحنات (Histogram)

0 Max: 10e-19 C

النموذج الفيزيائي: Overdamped Brownian Motion

تستخدم المحاكاة معادلة آينشتاين-سمولوشوفسكي (Einstein-Smoluchowski) حيث يتم إهمال القصور الذاتي (الكتلة) مقارنة بالاحتكاك.

1. معادلة الحركة

$$ d\vec{r} = \vec{v}_{drift} dt + d\vec{r}_{diffusion} $$

2. معامل الانتشار

$$ D = \frac{k_B T}{\gamma}, \quad \gamma = \frac{6 \pi \eta r}{C(r)} $$

3. معادلة حساب الشحنة

$$ q = \frac{6 \pi \eta d}{V} \left( \frac{r}{C} \right) (v_f + v_r) $$

دليل الطالب: خطوات تنفيذ التجربة

المرحلة الأولى: التحضير والمراقبة

  1. تأكد من أن المجال الكهربائي متوقف (OFF).
  2. اضبط وضع المحاكاة على "واقعي" (Real) لتجربة الظروف المخبرية الحقيقية.
  3. جديد: راقب الشاشة، وانقر (Tap/Click) على القطرة التي تريد قياسها.
    * ستظهر دائرة حمراء حول القطرة المحددة لتسهيل تتبعها حتى لو تحركت.

المرحلة الثانية: قياس السقوط الحر

  1. بينما المجال مطفأ والقطرة (المحددة بالأحمر) تسقط، انتظر حتى تلامس الخط العلوي (Start).
  2. اضغط فوراً على زر "ابدأ" في ساعة الإيقاف.
  3. راقب القطرة حتى تصل إلى الخط السفلي (Stop) واضغط "توقف".
  4. سجّل الزمن الناتج في خانة زمن السقوط ($t_f$)، ثم صفّر الساعة.

المرحلة الثالثة: قياس الصعود

  1. لا تفقد قطرتك! قم بتشغيل المجال الكهربائي (ON) فوراً.
  2. ارفع الجهد (Voltage) تدريجياً حتى تبدأ القطرة بالصعود للأعلى.
  3. بينما القطرة تصعد، قس الزمن من الخط السفلي إلى الخط العلوي.
  4. سجّل الزمن في خانة زمن الصعود ($t_r$)، وسجل قيمة الجهد ($V$).

المرحلة الرابعة: الحساب والاستنتاج

  1. اضغط زر "احسب الشحنة" ليقوم النظام بحساب نصف القطر والشحنة.
  2. كرر الخطوات السابقة لـ 5 قطرات مختلفة على الأقل.
  3. راقب الرسم البياني (Histogram): ستلاحظ تجمع الشحنات عند قيم محددة (مضاعفات شحنة الإلكترون).