تطوير تجربة فيزيائية تغطي المفاهيم والتطبيقات المرتبطة بالتأثيرات الكهرو-حرارية
طوّر الطالبان في برنامج ماجستير الفيزياء رند أقرع وخطاب أبو الرب، وتحت إشراف من أستاذهما د. خالد عيد، تجربة جديدة لمختبرات الفيزياء المتقدمة تغطي المفاهيم والتطبيقات المرتبطة بالتأثيرات الكهرو-حرارية، وتم نشر هذا المشروع في المجلة الأوروبية للفيزياء European Journal of Physics.
تعتمد هذه التجربة على استخدام مبردات (ألواح) كهرو-حرارية المتاحة بالأسواق، ويعتمد مبدأ عملها على بعض التأثيرات الكهرو-حرارية وهي تأثيري (Seebeck effect) و (Peltier effect)، حيث أن التأثير بمجال كهربائي على طرفي هذه المبرد ينتج فرق في درجة الحرارة على الطرفين، وتمكن بحسب اتجاه المجال الكهربائي القيام بالتبريد أو التسخين، وخلق فرق في درجة الحرارة حوله يتسبب في إنتاج التيار الكهربائي. يقوم الطلبة بعد دراسة هذه التأثيرات بالقيام ببعض النشاطات التجريبية اعتماداً على المبردات الكهرو-حرارية، هذه النشاطات تعتمد بشكل رئيس على التبريد والتسخين.
تشمل هذه النشاطات دراسة التبريد الفائق والتجميد السريع لقطرة من الماء، فضلاً عن دراسة التغير في مقاومة المعادن وأشباه الموصلات مع تغير درجة الحرارة.
تتيح هذه التجربة للطلبة سهولة إضافة المكونات والنشاطات التجريبية عليها لدراسة وتحقيق ظواهر إضافية في الفيزياء، وبالتالي بإمكانها أن تكون مشروع نهائي في المختبر. تتيح هذه التجربة للطلبة فرصة تصميم التجربة والبحث العلمي، والتعرض للتقنيات الجديدة والمهارات التجريبية المختلفة، ومهارات جمع البيانات باستخدام برامج على أجهزة الحاسوب (الأتمتة)، وكذلك القدرة على تحليل البيانات والتواصل الواضح للنتائج.
إن هذه التجربة تتيح لتطوير بعض الأهداف الرئيسية لمختبرات الفيزياء المتقدمة. كما ويمكن دمجها في منهج مختبر الإلكترونيات في الفيزياء، أو في المختبرات في السنة الثانية أو أعلى.
