ملخص هام وحدة نظرية الكم الفيزياء الصف الثاني عشر عام

ملخص هام وحدة نظرية الكم الفيزياء الصف الثاني عشر عام

النموذج الجسيمي للموجات 

1- الضوء من الموجات الكهرومغناطيسية 

2- الاجسام مهما كانت درجة حرارتها تبعث كميات لا متناهية من الطاقة على صورة موجات كهرومغناطيسية 

3- الموجات الكهرومغناطيسية لها خصائص جسيمية إضافة إلى خصائصها الموجية 

4- الفلزات تبعث الكترونات عندما يتعرض سطح الفلز إلى إشعاع 

الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من الأجسام 

1- يعتمد لون وهج المصباح على درجة حرارة 
الفتيل ( بزيادة فرق الجهد تزداد درجة حرارة الفتيل المتوهج) 

2- يعتمد التردد الذي يصل عنده طيف انبعاث لجسم متوهج الى اقصى شدة على درجة حرارة هذا الجسم ( بزيادة درجة الحرارة يزداد التردد ) 

طيف الانبعاث : 

شدة الاشعاع المنبعث من جسم على مدى من الترددات الطاقة المنبعثة من الجسم تتناسب طرديا مع T4 (درجة الحرارة مرفوعة للأس أربعة ) 

عند مضاعفة درجة الحرارة فإن الطاقة المنبعثة تزيد بمعامل 16

تفسير أطياف الانبعاث 

1- إفترض بلانك (تغيرات طاقة الذرة بالجسم الصلب تتناسب مع ناتج ضرب تردد الاهتزاز في عدد صحيح) 

معادلة طاقة الإهتزاز : 

الطاقة المنبعثة أو الممتصة من الذرة = عدد صحيح × ثابت بلانك × تردد الاهتزاز 

حيث E تمثل الطاقة ووحدتها جول ل 

و  n عددا صحيحا 

و h ثابت بلانك ويكافئ JlHz 34-=6.63x1O h 

و f تردد الاهتزازة ووحدتها هرتز  

معادلة طاقة الاهتزاز 

إن الطاقة التي تبعثها أو تمتصها الذرة المهتزة تساوي ناتح ضرب عدد صحيح في ثابت بلانك وفي تردد الاهتزاز. 

حيث يمثل f تردد اهتزاز الذرة. ويمثل h ثابت بلانك. وقيمته H2/ل 34-1O 6.626. ويمثل n عددا صحيا  نلاحظ أن طاقة الاشعاع قد تكون ساوية h أو 2hf أو hf 3 

يعني ذلك أن الطاقة مكماة ( مضاعفات لعدد صحيح من h) 

التردد : عدد الاهتزازات التي يحدثها الجسم في الثانية ( مقلوب الزمن الدوري ) 

الطول الموجي : المسافة بين قمتين متتاليين أو قاعين متتاليين 

1- ما الطاقة المنبعثة من جسيم تردده Hz 2x1O4 ؟ 

2- إذا كانت الطاقة المنبعثة من أحد الجسيمات هي ل 5x1O2 فما تردد موجاته ؟ 

3- إحدى التالية لا يمكن أن تكون طاقة إشعاع أو إمتصاص لأحد الموجات 

التأثير الكهروضوئي 

هو إنبعاث الكترونات عند سقوط إشعاع كهرومغناطيسي على جسم 

إنبعاث الكترونات من سطح الفلز عند تسليط إشعاع عليه 

تنبعث الالكترونات من سطح الفلز عند تسليط قدر كاف من الطاقة عليه 

يعتمد إنبعاث الالكترونات من سطح الفلز على تردد الضوء الساقط 

تردد العتبة : أدنى تردد للضوء الساقط على الفلز يمكنه أن يحرر الكترونات من سطح الفز 

لكل فلز تردد عتبة خاص به يختلف عن الأخر عند سقوط ضوء تردده أقل من تردد العتبة لا تنبعث الكترونات من سطح الفلز 

كلما زاد تردد الضوء الضوء الساقط على سطح الفلز من تردد العتبة كلما تزداد طاقة حركة الفوتونات 

تحسب طاقة الفوتون من العلاقة f h =   E حيث E (الطاقة) و h ( ثابت بلانك) و f (التردد) 

2) ما طاقة موجة كهرومغناطيسية ترددها 5xIO4Hz ؟ 

3) ما مقدار طاقة الفوتون الذي يساوي طوله الموجي 515nm  

4) إذا كانت طاقة أحد الفوتونات لام 2.03 فأوجد كلا من   التردد   الطول الموجي . 

5) رتب الفوتونات التالية حسب الطاقة ترتيبا تصاعديا 

32Onm    OeV.4    nm eV    _1240 

6) مستخدما ما طاقة فوتون طوله الموجي 

7) من نفس العلاقة السابقة ما الطول الموجي لفوتون طاقته 2.1ev ؟ 

8) فلز طاقته 2.5eV بين أي من الطاقات التالية للفوتونات الساقطة يمكنها أن تحرر الكترونات عند سقوطها على الفلز 

2.4eV .    2.7eV 

IO ) ما تردد العتبة لفلز طاقته 1.6eV ؟ 

بلانك وأينشتاين 

1) كلما زادت طاقة الضوء الساقط على الفلز تزداد طاقة حركة الالكترونات المنبعثة من الفلز 

2) أقل طاقة يمكنها تحرير إلكترونات من سطح الفلز هي f h حيث f ؟ هي تردد العتبة 

3) تختلف سرعة الالكترونات المنبعثة من الفلز حسب الطاقة الساقطة على الفلز 

3) تحسب الطاقة الحركية للالكترونات المنبثة من سطح الفلز من العلاقة 

4) إذا قلت الطاقة الساقطة على الفلز عن fo h لن تنبعث إلكترونات من سطح الفلز 

5) فرق الجهد الكهربائي يزيد من طاقة الحركة 

6) تذكر أن الطاقة الحركية 

حيث  فرق الجهد بوحدة الفولت (C/ل. ) و e تمثل شحنة الالكترونات ( 1.6x10-19C- ) 

الطاقة الحركية للإلكترون المنبعث نتيجة التأثير الكهروضوئي 

تساوي الطاقة الحركية للإلكترون المنبعث الشرق بين طاقة الفوتون الساقط h) وطاقة الفوتون 
عند تردد العتبة (/h). 

7) الطاقة الحركية E) وحدتها جول ( عند التحويل من ev إلى جول نضرب في 1.6x1O-l9C ) 

8) للتحويل من جول إلى eV نقسم على 19C-1.6x1O 

9) ثابت بلانك قيمته ثابته H2/ل 34-=6.63x1O h f حيث C سرعة الضوء ( 3x1O8m/s ) وتمثل الطول الموجي 

تمارين

1) إذا كانت طاقة أحد الالكترونات 2.3eV فما طاقة هذا الالكترون بوحدة الجول ؟ 

2) إذا كان فرق جهد الإيقاف لخلية ضوئية 4.0 فما مقدار الطاقة الحركية ؟ 19C-1.6x1O - kg 31-=9.1x1O m من السؤال السابق - ما سرعة حركة الالكترونات ؟ 

3) ما الطاقة الحركية لالكترون يتحرك بسرعة m/s 6.3x1O6 بوحدتي الجول والالكترون فولت ؟ 

4) إذا كانت الطاقة الحركية للإلكترونات المنبعثة من الفلز 19J-7.5x1O فما مقدار جهد الإيقاف ؟ 

5) إذا كان جهد الايقاف يعادل 5.6V فما السرعة التي تتحرك بها الالكترونات ؟ 

1- الميل للخط البياني السابق بين كل من الطاقة الحركية والتردد يمثل ثابت بلاتك 

2- تردد العتبة للفلز يمثل تقاطع المستقيم مع محور ( تكون عندها =O KE ) 

3- يعرف الحد الأدنى من الطاقة باسم دالة الشغل 

دالة الشغل : مقدار الطاقة اللازمة لتحرير أضعف الالكترونات إرتباطا بالنواة 

4- تحسب الطاقة الحركية للالكترونات المنبعثة من سطح الفلز من العلاقة hfo- hf 

1- إذا كان الطول موجة العتبة لفلز الصوديوم 526nm( 10-9 ـ nm فما دالة الشغل له ؟ 

2- إذا سقطت أشعة طولها الموجي 348nm على فلز الصوديوم - فهل تتحرر الكترونات أم لا ؟ وضح ؟ 

3- إذا كان طول موجة العتبة للزنك 3lOnm فما تردد العتبة بالهرتز - وما دالة شغله بلاج ؟ 

4- إذا كانت دالة الشغل لفلز السيزيوم 95eV.l فما الطاقة الحركية للالكترونات المنبعثة منه عندما يسقط ضوء طاقته 2.2eV على فلز السيزيوم ؟ 

5- فلز السيزيوم دالة شغله 95eV.l ما الطاقة الحركية المنبعثة للكترونات التي تخرج منه عندما يسقط عليه ضوء طوله الموجي 425nm على الفلز ؟
 

الموقع وكمية الحركة 

مبدأ عدم اليقين لهايزنبرج : من غير الممكن قياس موقع الجسم وكمية حركته بدقة في وقت واحد 

ينص مبدأ عدم اليقين لهايزنبيرغ هذه الحالة حيث ينص على أنه من غير الممكن قياس موقع الجسم وكمية تحركة بدقة في ان واحد. إن هذا المبدأ. الذي سمي نسبة إلى عالم الغيزياء الألماني فيرن هايزنيرغ. نتيجة الطبيعة المزدوجة للضوء والمادة. وبالرغم من أن آثار الحد لا تكون ملحوظة إلا عند قياس الجسيمات ذات الحجم الذري. أدى عمل هايزنبيرغ إلى تغيير جوهري في مدى فهمنا للعالم من حولنا. في حين أن نظريات نيوتن وماكسويل الكلاسكية كانت نماذج ناجحة بالنسبة إلى الأجسام المستخدمة في حياتنا اليومية. إلا أن نظرية الكم ونماذجها ذات الطبيعة المزدوجة للضوء والمادة لا يزال يلزمها وصف الأجسام على المستوى الذري بدقة.