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 :
