حل نظرية الكم فيزياء 3

عرض بكامل الشاشة

البيانات

حل نظرية الكم فيزياء 3

مسائل تدريبية صفحة 100

السؤال : ما طاقة إلكترون بوحدة الجول إذا كانت طاقته 2.3 eV ؟

الجواب : 

السؤال : إذا كانت سرعة إلكترون 6.2x106 m/s فما طاقته بوحدة eV ؟

الجواب : 

السؤال : ما سرعة الإلكترون في المسالة 1 .؟

الجواب : 

السؤال :  إذا كان جهد الإيقاف لخلية كهروضوئية 5.7 V فاحسب الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات المتحررة بوحدة eV .

الجواب : 

السؤال :احسب الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات الضوئية المتحررة بوحدة الجول .

الجواب : 

مسائل تدريبية صفحة 112

السؤال : احسب تردد العتبة للزنك بوحدة Hz ودالة الشغل بوحدة eV إذا كان طول موجة العتبة للزنك 310 nm .

الجواب :

السؤال : ما مقدار الطاقة الحركية بوحدة eV للإلكترونات المتحررة من السيزيوم عندما يسقط عليه ضوء بنفسجي طوله الموجي 425 nm إذا كانت دالة الشغل له 1.96 eV ؟

الجواب :

السؤال :  تتحرر من فلز إلكترونات بطاقات 3.5 eV عندما يضاء بإشعاع فوق بنفسجي طوله الموجي 193 nm . ما مقدار دالة الشغل لهذا الفلز ؟

الجواب :

السؤال :  إذا كانت دالة الشغل لفلز 4.50 eV فما مقدار أكبر طول موجي للإشعاع الساقط عليه ، بحيث يكون قادرا على تحرير إلكترونات منه ؟

الجواب :


4-1 مراجعة

السؤال :  التأثير الكهروضوئي لماذا يكون الضوء ذو الشدة العالية والتردد المنخفض غير قادر على تحرير إلكترونات إلكترونات من فلز ، في حين يكون الضوء ذو الشدة المنخفضة و التردد العالي قادرا على ذلك ؟ فسر إجابتك .

الجواب : الضوء شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي ، وهو عديم الكتلة ، ومع ذلك لديه طاقة حركية . وكل مرة يسقط فيها فوتون على سطح الفرز ، فإنه يتفاعل فقط مع إلكترون واحد . والفوتون ذو التردد المنخفض لا يملك طاقة كافية لتحرير إلكترون من سطح الفلز ، لأن الطاقة ترتبط مباشرة بالتردد وليس بالشدة ، في حين الضوء ذو التردد العالي يستطيع تحقيق ذلك .

السؤال :  تردد إشعاع الجسم الساخن وطاقته كيف يتغير تردد الإشعاع المقابل لأعلى شدة عندما ترتفع درجة حرارة الجسم ؟ وكيف تتغير الكمية الكلية للطاقة المنبعثة ؟

الجواب : إن كلا من تردد قمة الشدة والطاقة الكلية المنبعثة يزدادان . إذ تزداد قمة الشدة بدلالة T ، بينما تزداد الطاقة الكلية بدلالة T4 .

السؤال : التأثير الكهروضوئي وتأثير كومبتون سلط غالم أشعة X على هدف ، فانطلق إلكترون من الهدف دون أن ينبعث أي إشعاع آخر . وضح إذا كان هذا الحدث ناتجا عن التأثير الكهروضوئي أم عن تأثير كومبتون .

الجواب :الحدث ناتج عن التأثير الكهروضوئي ، وهو عبارة عن التقاط فوتون بواسطة غلكترون في المادة وانتقال طاقة الفوتون إلى الإلكترون .

السؤال : . التأثير الكهروضوئي و تأثير كومبتون ميز بين التأثير الكهروضوئي وتأثير كومبتون .

الجواب :تأثير كومبتون عبارة عن تشتت الفوتون بواسطة المادة ، منتجا فوتونا له طاقة وزخم أقل ، في حين التأثير الكهروضوئي عبارة عن انبعاث إلكترونات من الفلز عندما يسقط عليه إشعاع ذو طاقة كافية .

السؤال : التأثير الكهروضوئي اصطدام ضوء أخضر λ = 532 nm بفلز ما ، فحرر إلكترونات منه . إذا تم إيقاف هذه الإلكترونات باستخدام فرق جهد 1.44 V ، فما مقدار دالة الشغل للفلز بوحدة eV  ؟

الجواب : 

 

السؤال :  طاقة فوتون تنبعث فوتونات طولها الموجي 650 nm من مؤشر ليزر . ما مقدار طاقة هذه الفوتونات بوحدة eV ؟

الجواب : 

السؤال :  التأثير الكهروضوئي امتصت أشعة  X في عظم ، وحررت إلكترونا . إذا كان الطول الموجي لأشعة X 0.02 nm تقريبا ، فقدر طاقة الإلكترون بوحدة eV .

الجواب : 

السؤال :  تأثير كومبتون أسقطت أشعة X علة عظم ، فاصطدمت بإلكترون فيه وتشتت . كيف تقارن بين الطول الموجي لأشعة X المشتتة والطول الموجي لأشعة X الساقطة ؟

الجواب : أشعة X المتشتتة لها طول موجي اكبر مقارنة بالأشعة الساقطة .

السؤال :  التفكير الناقد تخيل أن تصادم كرتي بلياردو يمثل التفاعل الذي يحدث بين فوتون وإلكترون خلال تأثير كومبتون . افترض أن بروتونا – كتلته أكبر كثيرامن كتلة الإلكترون – وضع بدلا من الإلكترون ، فهل تكون الطاقة التي يكتسبها البروتون نتيجة التصادم مساوية لتلك التي يكتسبها الإلكترون ؟ وهل تكون الطاقة التي يفقدها الفوتون مساوية لتلك التي يفقدها عندما يتصادم بالإلكترون ؟

الجواب : إن الإجابة على السؤالين هي لا ، وكمثال على ذلك تستطيع كرة تنس نقل طاقة حركية أكثر لكرة لينة من الطاقة التي تنقلها لكرة بولينج .

مسائل تدريبية صفحة 116

السؤال : تتدحرج كرة بولنج كتلتها 7.0 kg بسرعة 8.5 m/s ، أجب عما يلي :

a.   ما مقدار طول موجة دي برولي المصاحبة للكرة ؟

b.  لماذا لا تظهر كرة البولنج سلوكا موجيا ملاحظا ؟

الجواب : 

 a. 

b.   لأن طول موجة دي برولي المصاحبة لكرة البولنج قصير جدا ، ولا يكفي لإحداث تأثيرات يمكن مشاهدتها .

السؤال :  إذا تسارع إلكترون خلال فرق جهد 250 V ، فاحسب مقدار سرعته وطول موجة دي برولي المصاحبة له .

الجواب : 

السؤال :  ما مقدار فرق الجهد اللازم لمسارعة إلكترون بحيث يكون طول موجة دي برولي المصاحبة له 0.125 nm ؟

الجواب : 

السؤال : طول موجة دي برولي للإلكترون في المثال 3 يساوي 0.14 nm . ما مقدار الطاقة الحركية بوحدة eV لبروتون (m=1.67x10-27 kg ) إذا كان له الطول الموجي نفسه ؟

الجواب : 


4-2 مراجعة :

السؤال :  الخصائص الموجبة صف التجربة التي أثبتت أن للجسيمات خصائص موجية .

الجواب : عندما تسقط حزمة من الإلكترونات على قطعة من الكريستال فإن الكريستال يعمل كمحزوز حيود ، بحيث يجعل الغلكترونات تشكل نمط حيود . إن حيود الإلكترونات ( الجسيمات ) يشبه حيود الضوء ( الموجات ) خلال المحزوز .

السؤال : الطبيعة الموجية فسر لماذا لا تظهر الطبيعة الموجية للمادة ؟

الجواب : لأن الأطوال الموجية لمعظم الأجسام أصغر جدا من ان يتم الكشف عنها .

السؤال : طول موجة دي برولي ما مقدار طول موجة دي برولي المصاحبة لإلكترون يتسارغ خلال فرق جهد 125 V ؟

الجواب :

السؤال : الأطوال الموجية للمادة والإشعاع عندما يصطدم إلكترون بجسيم ثقيل فإن سرعة الإلكترون وطول موجته يتناقصان . بناء على ذلك ، كيف يمكن زيادة الطول الموجي لفوتون ؟

الجواب :  إذا كان الفوتون يخضع لتشتت كومبتون مع هدف ثابت فإن الطول الموجي للفوتون سيزداد .

السؤال : مبدأ عدم التحديد لهيزنبرج عندما يمر ضوء أو حزمة ذرات خلال شق مزدوج فإنه يتكون نمط تداخل . وتحدث كلتا النتيجتين حتى عندما تمر الذرات أو الفوتونات خلال الشقين في الوقت نفسه . كيف يفسر مبدأ عدم التحديد لهيزنبرج ذلك ؟

الجواب : ينص مبدأ هيزنبرج على أنه من غير الممكن قياس زخم جسيم وتحديد موقعه بدقة في الوقت نفسه ، فإذا استطعت تحديد موقعه بدقة في الوقت نفسه ، فإذا استطعت تحديد الموقع الدقيق لفوتون أو ذرة عندما تعبر خلال الشق فإنك لن تستطيع معرفة زخمه بدقة . لذلك فإنك لن تكون متأكدا من أي الشقوق قد عبرت الحزمة الناتجة عن توزيع الفوتونات أو الذرات التي يمكن مشاهدتها في نمط التداخل .

السؤال :  التفكير الناقد ابتكر الفيزيائيون مؤخرا محزوز حيود للموجات الضوئية الموقوفة ( المستقرة ) . وتكون الذرات التي تمر خلال المحزوز نمط تداخل . فإذا كانت المسافة الفاصلة بين الشقوق 1/2  (  250 nm تقريبا ) فما مقدار طول موجة دي برولي المصاحبة للذرات تقريبا ؟

الجواب :

خريطة المفاهيم


السؤال : أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات التالية : الطبيعة المزدجة ، الكتلة ، الخصائص الموجية ، الزخم ، الحيود .

الجواب :

إتقان المفاهيم

السؤال :الضوء المتوهج يضبط مصباح كهربائي متوهج باستخدام مفتاح تحكم . ماذا يحدث للون الضوء الصادر عن المصباح عند إدارة مفتاح التحكم إلى أقل قراءة ؟

الجواب :  يصبح الضوء أكثر إحمرارا .

السؤال : وضح مفهوم تكمية الطاقة

الجواب : تكميم الطاقة يعني أن الطاقة توجد على شكل مضاعفات صحيحة لكمية ما .

السؤال :  ما الذي تم تكميته في تفسير ماكس بلانك لإشعاع الأجسام المتوهجة .

الجواب : إن الطاقة الاهتزازية للذرات المتوهجة مكممة .

السؤال : ماذا تسمى كمات الضوء ؟

الجواب : الفوتونات .

السؤال : سلط ضوء على مهبط خلية ضوئية ، وكان تردد الضوء أكبر من تردد العتبة لفلز المهبط . كيف تفسر نظرية أينشتاين للتأثير الكهروضوئي حقيقة زيادة تيار الإلكترونات الضوئية كلما زادت شدة الضوء ؟

الجواب : كما فوتون يحرر إلكترونا ضوئيا ، والضوء ذو الشدة العالية يحتوي على عدد فوتونات أكثر لكل ثانية ، لذا يسبب تحرير عدد إلكترونات ضوئية أكثر لكل ثانية .

السؤال :  وضح كيف فسرت نظرية أينشتاين حقيقة أن الضوء الذي تردده أقل من تردد العتبة لفلز لا يحرر إلكترونات ضوئية منها ، بغض النظر عن شدة الضوء ؟

الجواب : الفوتونات ذات التردد الأقل من تردد العتبة ليس لها طاقة كافية لتحرير إلكترون . أما إذا ازدادت شدة الضوء فإن عدد الفوتونات يزداد و لكن طاقتها لا تزداد ، وتبقى الفوتونات غير قادرة على تحرير إلكترون .

السؤال :  الفيلم الفوتوجرافي لأن أنواع معينة من أفلام الأبيض والأسود ليست حساسة للضوء الأحمر ، فإنه يمكن تحميضها في غرفة مظلمة مضاءة بضوء أحمر . فسر ذلك بناء على نظرية الفوتون للضوء .

الجواب : فوتونات الضوء الأحمر ليس لها طاقة كافية لإحداث تفاعل كيميائي مع الفيلم الذي يتعرض له .

السؤال :  كيف أظهر تأثير كومبتون أن للفوتونات زخما ، كما ان لها طاقة ؟

الجواب : تنقل التصادمات المرنة كلا من الزخم والطاقة للفوتونات فقط إذا كان لها زخم يمكنها من تحقيق المعادلات .

السؤال : الزخم p لجسيم مادي يعطى بالعلاقة p=mv . هل تستطيع حساب زخم فوتون مستخدما المعادلة نفسها ؟ وضح إجابتك .

الجواب : لا ، لأن استخدام هذه المعادلة تجعل زخم الفوتون صفرا لأن الفوتونات مهملة الكتلة . وهذه النتيجة غير صحيحة لأن الفوتونات المهملة الكتلة زخمها ليس صفرا .

السؤال :  وضح كيف يمكن قياس الخصائص التالية للإلكترون ؟

a. الشحنة . 

b. الكتلة

c. الطول الموجي .

الجواب :

a. قس الطاقة الحركية KE للإلكترونات المتحررة من الفلز بطولين موجبيين مختلفين على الاقل . أو قس الطاقة الحركية للإلكترونات المتحررة من معدن معلوم عند طول موجي واحد فقط

b. قس التغير في الطول الموجي لاشعة X المتشتتة بواسطة المادة

c. قس زاوية الحيود عندما ينفذ الضوء خلال شقين أو محزوز حيود ، وقس عرض نمط الحيود للشق المفرد أو قس الزاوية التي ينحرف الضوء عندها عند نفاذه خلال المنشور 

تطبيق المفاهيم

السؤال :  استخدم طيف الانبعاث لجسم متوهج عند ثلاث درجات حرارة مختلفة ، كما في الشكل 4-1 للإجابة عن الأسئلة الآتية :

a. عند أي تردد تكون شدة الانبعاث أكبر ما يكون لكل من درجات الحرارة الثلاث ؟

 b.  ماذا تستنج عن العلاقة بين التردد الذي تكون عنده شدة الإشعاع المنبعث أكبر ما يمكن وبين درجة حرارة الجسم المتوهج ؟

c.   بأي معامل تتغير شدة الضوء الأحمر المنبعث عندما تزداد درجة الحرارة من 4000 k إلى 8000 k ؟

الجواب : 

a. 

 b.يزداد التردد الذي تكون عنده شدة الإشعاع المنبعث أكبر ما يمكن بزيادة درجة الحرارة .

c.   تزداد شدة الجزء الأحمر من الطيف من 0.5 إلى 9.2 تقريبا ، وتكون الزيادة بمعامل أكبر قليلا من 18 .

السؤال :  وضع قضيبان من الحديد في النار ، فتوهج أحدهما باللون الأحمر الداكن ، بينما توهج الآخر باللون البرتقالي الساطع . أي القضيبين :

a.   أكثر سخونة ؟

b.  يشع طاقة أكبر ؟

الجواب : 

a.   البرتقالي الساطع .

b.  البرتقالي الساطع .

السؤال : . هل يحرر ضوء تردده كبير عددا أكبر من الإلكترونات من سطح حساس للضو مقارنة بضوء تردده اقل ، إذا افترضنا أن كلا الترددين أكبر من نردد العتبة ؟

الجواب : ليس ضروريا ، إذ يتناسب عدد الإلكترونات المنبعثة طرديا مع عدد الفوتونات الساقطة أو مع شدة الضوء وليس مع تردده .

السؤال :  تنبعث إلكترونات ضوئية من البوتاسيوم عندما يسقط عليه ضوء أزرق ، في حين تنبعث إلكترونات ضوئية من التنجستن  عندما يسقط عليه أشعة فوق بنفسجية . أي الفلزين :

a. له تردد عتبة أكبر ؟

b. له دالة شغل أكبر ؟

الجواب : 

  a.   الضوء الأزرق له تردد وطاقة أقل من الضوء فوق البنفسجي ، لذلك فإن التنجستن له تردد عتبة أكبر .

b.  التنجستن .

السؤال :  قان طول موجة دي برولي المصاحبة لكرة البيسبول الموضحة في الشكل 4-10 بقطر الكرة  

الجواب : قطر كرة البيسبول 0.10 m تقريبا بينما طول موجة دي برولي 10-34 m ، و بذلك يكون قطر كرة البيسبول أكبر 1033 مرة من الطوال الموجي لموجة دي برولي المصاحب لها .

إتقان حل المسائل

4-1 النموذج الجسيمي للموجات

السؤال :  اعتمادا على نظية بلانك ، كيف يتغير تردد اهتزاز ذرة إذا بعثت طاقة مقدارها 5.44 x 10-19 J عندما تغيرت قيمة n بمقدار 1 ؟

الجواب : 

السؤال :  مامقدار فرق الجهد اللازم لإيقاف إلكترونات طاقتها الحركية العظمى 4.8x10-19 J ؟

الجواب : 

السؤال : ما زخم فوتون الضوء البنفسجي الذي طوله الموجي 4.0x102 nm ؟

الجواب : 

السؤال :  جهد الإيقاف لإلكترونات فلز معين موضح في الشكل 4-11 . ما مقدار الطاقة الحركية العظمة للإلكترونات الضوئية بدلالة الوحدات التالية ؟

 a. الإلكترون فولت

b.  الجول

c.   الجول

الجواب : 

السؤال : تردد العتبة لفلز معين 3.00 x1014 Hz . ما مقدار الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات المتحررة إذا أضيء الفلز بضوء طوله الموجي 6.50x102 nm ؟

الجواب : 

السؤال :  ما مقدار الشغل اللازم لتحرير إلكترون من سطح الصوديوم إذا كان تردد العتبة له 4.4 x1014 Hz ؟

الجواب : 

السؤال :  إذا سقط ضوء تردده 1.00 x 1015 Hz على الصوديوم في المسألة السابقة ، فما مقدار الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات الضوئية ؟

الجواب : 

السؤال :  مقياس الضوء يستعمل مقاس الضوء الفوتوجرافي خلية ضوئية لقياس الضوء الساقط على الجسم المراد تصويره . كم يجب أن تكون دالة الشغل لمادة المهبط حتى تكون الخلية الضوئية حساسة للضوء الأحمر (λ = 680 nm) ، كحساسيتها للألوان الأخرى للضوء ؟

الجواب : 

السؤال :  الطاقة الشمسية يستهلك 4x10-11 J من الطاقة كل عام في الاستخدامات المنزلية في دولة ما . إذا كانت أشعة الشمس تسقط على بعض أجزاء هذه الدولة لمدة 3000 h كل عام ، فأجب عما يلي :

a. ما مقدار الطاقة الشمسية التي تسقط على المتر المربع الواحد كل عام ؟

b.  إذا كان من الممكن تحويل هذه الطاقة الشمسية إلى طاقة مفيدة بكفاءة 20 % ، فما مقدار المساحة التي يجب استخدامها لإنتاج طاقة مساوية لتلك التي تستهلك في المنازل ؟

الجواب : 

4-2 موجات المادة

السؤال :  ما مقدار طول موجة برولي المصاحبة لإلكترون يتحرك بسرعة 3.0x106 m/s ؟

الجواب : 

السؤال : ما مقدار السرعة التي يجب أن يتحرك بها إلكترون لتكون طول موجة دي برولي المصاحبة له 3.0x10-10  m ؟

الجواب :

السؤال :  يتسارع إلكترون في أنبوب أشعة مهبطية من السكون خلال فرق جهد 5.0x103 V . ما مقدار :

a.   سرعة الإلكترون ؟

b.  الطول الموجي المصاحب للإلكترون ؟

الجواب :

 

السؤال :  احتجز نييوترون طاقته الحركية 0.02 eV فقط .

a.   ما سرعة النيوترون ؟

b.  أوجد طول موجة دي برولي المصاحبة للنيوترون .

الجواب : 

السؤال : إذا كانت الطاقة الحركية لإلكترون ذرة الهيدروجين 13.65 eV فاحسب :

a.   مقدار سرعة الإلكترون .

b.  مقدار طول موجة دي برولي المصاحبة للإلكترون .

 c.   محيط ذرة الهيدروجين ثم قارنه بطول موجة دي برولي المصاحبة لإلكترون الذرة . علما بأن نصف قطر ذرة الهيدروجين 0.519 nm .

الجواب : 

السؤال :  إذا كان طول موجة دي برولي المصاحبة للإلكترون 0.18 nm :

a.   فما مقدار فرق الجهد الذي تحرك خلاله إذا بدأ الحركة من السكون ؟

b.  إذا كان طول موجة دي برولي المصاحبة لبروتون 0.18 nm فما مقدار فرق الجهد الذي تحرك خلاله إذا بدأ الحركة من السكون ؟

الجواب : 

مراجعة عامة

السؤال :  ما مقدار الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات المتحررة من فلز إذا كان جهد إيقافها 3.8 V ؟

الجواب : 

السؤال : إذا كان تردد العتبة لفلز ما 8.0x1014 Hz ، فما دالة الشغل له ؟

الجواب : 

السؤال :  إذا سقط ضوء تردده 1.6x1015 Hz على الفلز في المسألة السابقة ، فما مقدار الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات الضوئية ؟

الجواب : 

السؤال : احسب طول موجة دي برولي المصاحبة لديوترون ( نواة نظير الهيدروجين 2 H ) كتلته 3.3x10-27 kg ويتحرك بسرعة 2.5x104 kg .

الجواب : 

السؤال :  إذا كانت دالة الشغل للحديد 4.7 eV :

a.   فما مقدار طول موجة العتبة له ؟

 b.  وإذا أسقط إشعاع طوله الموجي 150 nm على الحديد ، فما مقدار الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات المتحررة بوحدة eV ؟

الجواب :

 

 السؤال :  إذا كانت دالة الشغل للباريوم 2.48 eV ، فما أكبر طول موجي للضوء يستطيع تحرير إلكترونات منه ؟

الجواب : 

 

 

السؤال :  طول موجة دي برولي المصاحبة لإلكترون 400.0 nm ، وهي تساوي أقصر طول موجي للضوء المرئي . احسب مقدار :

a.   سرعة الإلكترون .

b.  طاقة الإلكترون بوحدة eV 

الجواب :

السؤال :  المجهر الإلكتروني يعد المجهر الإلكتروني مفيدا لأنه يمكن جعل الأطوال الموجية لموجات دي برولي المصاحبة للإلكترونات أقصر من الطول الموجي للضوء المرئي . ما مقدار الطاقة ( بوحدة eV ) اللازم تزويدها لإلكترون حتى يكون طول موجة دي برولي المصاحبة له 20.0 nm ؟

الجواب :

السؤال :  سقط إشعاع على قصدير ، كما في الشكل 4-12 . إذا كان تردد العتبة للقصدير 1.2 x 1015 Hz فما مقدار :

a.   طول موجة العتبة للقصدير ؟

b.  دالة الشغل للقصدير ؟

c.   الطاقة الحركية للإلكترونات المتحررة بوحدة eV ، إذا كان الطول الموجي للإشعاع الكهرومغناطيسي الساقط 167 nm ؟

 

الجواب :

التفكير الناقد

السؤال : تطبيق المفاهيم يبعث مصدر ليزر هيليوم – نيون فوتونات طولها الموجي 632.8 nm .

a.   احسب مقدار الطاقة بوحدة الجول لكل فوتون يبعث من الليزر .

b.  إذا كانت قدرة مصدر ليزر صغير تقليدي 0.5 mW ( تكافئ 5x10-4 J/s ) ، فما عدد الفوتونات المنبعثة من مصدر الليزر في كل ثانية ؟

الجواب :

السؤال :  تطبيق المفاهيم يدخل الضوء المرئي الذي شدته 1.5x10-11 W/m2 بصورة إلى عين إنسان ، كما في الشكل 4-13 .

a.   إذا سلط هذا الضوء على عين الإنسان ومر خلال بؤبؤ عينه ، فما مقدار القدرة التي تدخل عينه بوحدة الواط ؟

b.  استخدم الطول الموجي المعطى للضوء المرئي والمعلومات المعطاة في الشكل 4-13 لكي تحسب عدد الفوتونات التي تدخل العين في كل ثانية .

 

الجواب :

السؤال :  إنشاء الرسوم البيانية واستخدامها أكمل طالب تجربة التأثير الكهروضوئي ، وسجل جهد الإيقاف كدالة رياضية في الطول الموجي ، كما في الجدول 4-1 . وكان مهبط الخلية الضوئية مصنوعا من الصوديوم . عين البيانات ( جهد الإيقاف مقابل التردد ) واستعمل الآلة الحاسبة لرسم أفضل خط مستقيم . استخدم الميل والمقطع وأوجد دالة الشغل ، وطول موجة العتبة ، ومقدار h/q في هذه التجربة . قارن قيمة h/q مع القيمة المقبولة 

الجواب :

لكتابة في الفيزياء

السؤال :  في ضوء ما درسته عن مبدأ عدم التحديد . أبحث عن الحتمية و عدم التحديد في الفيزياء لهيزنبرج و أكتب بحثا عن ذلك .

الجواب :

أن مبدأ هيزنبرج يتضمن أنه لا يمكن قياس خاصيتين فيزيائيتين ( كالموقع والزخم ) لجسيم ( كالإلكترون ) بلحظة واحدة معنية دون وجود قدر من عدم التأكد من دقة القياس لإحدى الخاصيتين ، فإذا عرفنا موقع الإلكترون بلحظة ما أصبح مستحيلا معرفة زخمه بالدقة نفسها . وينتج عدم التحديد عن عملية القياس نفسها . وينتج عدم التحديد عن عملية القياس نفسها ، والتي تؤثر فيها أجهزة القياس على الكميات المقيسة ، بما فيها الضوء المستخدم نفسه . فعلى هذا المستوى فإنه عند التعامل مع ذرات أو جزيئات أو جسيمات أولية نقوم بتصويب فوتونات لقياس موضع هذه الجسيمات . ونظرا لأن الفوتونات لها طاقة تقوم بدفع الجسيم عند الاصطدام به فيتغير موقعه ، وبالتالي فإننا لا نستطيع تحديد موقعه بدقة ولا تحديد زخمه بدقة. أقرا الموضوع التالي الحتمية و عدم التحديد في الفيزياء لها يزنبرج : انقر هنا 

مراجعة تراكمية

السؤال :  يتحرك شعاع من الإلكترونات بسرعة 2.8x108 m/s في مجال كهربائي مقداره 1.4x104 N/C ما مقدار المجال المعناطيسي الذي يجب أن تتحرك خلاله الإلكترونات حتى تحافظ على حركتها فيه دون انحراف ؟

الجواب :

اختبار مقنن 

السؤال :  يتغير مستوى الطاقة لذرة عندما تمتص وتبعث طاقة . أي الخيارات الآتية لا يمكن أن يمثل مستوى طاقة لذرة ؟

a.3/4 hf

b.  hf

c. 3 hf

d.  4 hf

الجواب  الصحيح هو : a.3/4 hf

السؤال :  كيف يرتبط تردد العتبة مع التأثير الطهروضوئي ؟

a.   أنه أقل تردد للإشعاع الساقط اللازم لتحرير الذرات من مصعد الخلية الضوئية .

b.  أنه أكبر تردد للإشعاع الساقط اللازم لتحرير الذرات من مصعد الخلية الضوئية .

c.   أنه تردد الإشعاع الساقط ، والذي يحرر إلكترونات من الذرة عند ترددات أقل منه .

d.  أنه أقل تردد للإشعاع الساقط اللازم لتحرير إلكترونات من الذرة .

الجواب الصحيح هو : d.  أنه أقل تردد للإشعاع الساقط اللازم لتحرير إلكترونات من الذرة .

السؤال :   ما طاقة فوتون تردده 1.14x1015 Hz ؟

a.   5.82x10-49 J

b.  7.55x10-19 J

c.   8.77x10-16 J

d.  1.09x10-12 J

الجواب الصحيح هو : b.  7.55x10-19 J

السؤال :  يسقط إشعاع طاقته 5.17 eV على خلية ضوئية ، كما هو موضح في الشكل أدناه . إذا كانت دالة الشغل لمادة المهبط 2.31 eV فما مقدار طاقة الإلكترون المتحرر ؟

a.   0.00 eV

b.  2.23 eV

c.  2.86ev

d.  7.48 eV

الجواب  الصحيح هو : c.  2.86ev

السؤال :  يتسارع إلكترون خلال فرق جهد 95.0 V ، كما هو موضح في الشكل أدناه . ما مقدار طول موجة دي برولي المصاحبة للإلكترون ؟

a.   5.02x10-22 m

b.  1.26x10-10 m

c.   2.52x10-10 m

d.  5.10x106 m

الجواب  الصحيح هو : b.  1.26x10-10 m

السؤال :  ما مقدار طول موجة دي برولي المصاحبة لإلكترون يتحرك بسرعة 391 Km ( كتلة الإلكترون 9.11x10-31 Kg ) ؟

a.   3.5x10-25 m

b.  4.79x10-15 m

c.   4.8x10-15 m

d.  1.86x10-9 m

الجواب الصحيح هو :d.  1.86x10-9 m

السؤال :دالة الشغل لفلز هي :

a.   هو مقياس مقدار الشغل الذي يستطيع أن يبذله إلكترون متحرر من الفلز .

b.  يساوي تردد العتبة .

c.   مقدار الطاقة اللازمة لتحرير الإلكترون الداخلي لذرة الفلز .

d.  مقدار الطاقة اللازمة لتحرير الإلكترون الأضعف ارتباطا في الذرة .

الجواب الصحيح هو : d.  مقدار الطاقة اللازمة لتحرير الإلكترون الأضعف ارتباطا في الذرة .

الأسئلة الممتدة

السؤال:  تحرك جسم بسرعة 45 m/s ، فكان طول موجة دي برولي المصاحبة له 2.3x10-34 m ، ما كتلة الجسم بوحدة kg ؟

الجواب : 

شارك الملف

آخر الملفات المضافة