نسخة الفيديو النصية
توضح الصورة الإلكترونات والنوى الذرية في مقطع من سلك نحاسي. تمثل الدوائر الزرقاء الإلكترونات، وتمثل الدوائر الحمراء النوى الذرية. طبق فرق جهد كهربي بين الطرف الأيسر والطرف الأيمن للسلك. أي العبارات الآتية تصف ما يحدث في السلك؟ أ: تتحرك الإلكترونات في اتجاه مركز السلك. ب: تتحرك الإلكترونات في اتجاه أحد طرفي السلك. ج: تتحرك الإلكترونات خارج السلك. د: لن يحدث شيء.
يدور هذا السؤال حول سلوك الإلكترونات في سلك نحاسي عند وجود فرق جهد كهربي. لنتذكر أن السلك النحاسي موصل للكهرباء. وهذا يعني أن الإلكترونات قادرة على التحرك بحرية بين الذرات في السلك النحاسي. دعونا نتذكر أيضًا أنه إذا طبق فرق جهد كهربي بين طرفي السلك، فإن هذا ينتج عنه تيار كهربي في السلك. والآن، لنتذكر أن التيار الكهربي هو تدفق للشحنات الكهربية في اتجاه واحد.
نلاحظ إذن أن فرق الجهد الكهربي عبر الطرفين الأيسر والأيمن للسلك سينتج عنه حركة جميع الإلكترونات في السلك في اتجاه واحد. وهذا يعني أن الخيار د لا بد أن يستبعد، لأنه ينص على أنه لن يحدث شيء. ونحن نعلم أن هناك شيئًا سيحدث؛ إذ سينتج تيار كهربي، وستتحرك الإلكترونات في السلك. تشير جميع الخيارات الأخرى إلى أن الإلكترونات ستتحرك، لكن كل خيار يصف اتجاهًا مختلفًا لحركة الإلكترونات. يجب أن نحدد أي الخيارات يصف حركة الإلكترونات بشكل صحيح.
ينص الخيار ج على أن الإلكترونات ستتحرك خارج السلك. لعلنا نتذكر أنه بما أن النحاس موصل للكهرباء، فإن الإلكترونات قادرة على التحرك بحرية بين الذرات في السلك النحاسي. لا يمكن للإلكترون أن يخرج من السلك بالتحرك بين الذرات الموجودة في السلك. لذا، يجب أن نستبعد الخيار ج.
ينص الخيار أ على أن الإلكترونات ستتحرك في اتجاه مركز السلك. لكي تتحرك الإلكترونات في اتجاه مركز السلك، يجب أن تتحرك بعض الإلكترونات نحو اليسار، وأن يتحرك البعض الآخر نحو اليمين. إذا حدث ذلك، فلا يمكن أن تتحرك جميع الإلكترونات في الاتجاه نفسه. لكننا رأينا أن فرق الجهد الكهربي ينتج تيارًا كهربيًّا، وهو ما يعني أن جميع الإلكترونات تتحرك في اتجاه واحد. لذا، علينا أن نستبعد الخيار أ.
إذن، الإجابة الصحيحة هي الخيار ب. ستبدأ الإلكترونات في التحرك في اتجاه أحد طرفي السلك عند تطبيق فرق جهد كهربي بين طرفي السلك.
