مراجعة فيزياء الصف 12 عام الفصل الثاني

مراجعة فيزياء الصف 12 عام الفصل الثاني

س عند ازدياد درجة حرارة الجسم ما التغير الذي يطرأ على التردد المقابل لأعلى شدة ؟ وما التغير الذي يطرأ على المقدار الكلي للطاقة المنبعثة من الجسم ؟

يزداد تردد الذروة بعامل (T) بينما تزداد الطاقة الكلية بعامل 

س: سلط باحث أشعة سينية على هدف ما فانبعث إلكترون واحد من الهدف ولم ينبعث أي إشعاع أخر . اشرح ما إذا كان حدوث ذلك نتيجة التأثير الكهرضوئي أم تأثير كومبتون ؟

حدث ذلك نتيجة للتأثير الكهروضوئي الذي يضعني أسر الإلكترون لفوتون وبالتالي انتقال طاقة الفوتون إلى الإلكترون 

س سلط ضوء تردده أعلى من تردد العتبة على مهبط في خلية ضوئية . كيف تفسر نظرية التأثير الكهرضوئي لأينشتاين حقيقية تزايد التيار الإلكتروني الضوئي بزيادة شدة الضوء ؟

كل فوتون يبعث إلكترون ضوئي . يحتوي الضوء الأكثر شدة على فوتونات أكثر لذلك يتسبب بانبعاث مزيد من الإلكترونات 

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

الفوتونات التي ترددها أقل من تردد العتبة ليس لديها الطاقة الكافية لانبعاث إلكترون . بزيادة شدة الضوه يزداد عد الفوتونات ولكن لا تزداد طاقتها لذلك تبقى غير قادرة على انبعاث إلكترون 

س : كانت الكاميرات القديمة تسجل الصور على فيلم ونظرا إلى أن بعض أنواع أفلام الأبيض والأسود كانت غير حساسة للضوء الأحمر كان من الممكن تحميضها في حجرة مظلمة مضاءة بالضوء الأحمر ، كيف تفسر نموذج الفوتون للضوء ذلك ؟

الفوتونات الحمراء لا تمتلك ما يكفي من الطاقة لإحداث التفاعل الكيميائي الذي يعرض الفيلم 

س كيف يوضح تأثیر کومبتون  أن للفوتونات كمبية تحرك وطاقة ؟ 

تنقل التصادمات المرنة كمية الحركة والطاقة ويمكن تحقيق المعادلات فقط إذا كان للفوتونات كمية حركة 

س: هل يبعث الضوء عالي التردد عدد من الإلكترونات أكبر مما يبعثه الضوء منخفض التردد عند سقوطهما على سطح حساس للضوه بافتراض أن كلا الترددين أكبر من تردد العتبة وشدتيهما متساوية ؟

ليس بالضرورة حيث يتناسب عدد الإلكترونات المنبعثة طرديا مع الفوتونات الساقطة أو مع سطوع الضوء وليس مع تردد الضوء 

س: كيف فسرت نظرية أينشتاین تمكن الضوء البنفسجي الخافت من تحرير الإلكترونات وعدم تمكن الضوء الأحمر الساطع من تحرير الإلكترونات ؟

تردد الضوء البنفسجي أكبر من تردد الضوء الأحمر فتكون طاقة فوتوناته أكبر من دالة الشغل للفلز 

س: عندما ترتفع درجة حرارة جسم يتحول لونه من الأحمر إلى البرتقالي فالأصفر والأبيض وأخيرا الأزرق ، ما التفسير الذي تقدمه ميكانيكا الكمية في ذلك ؟ 

حسب العلاقة : كلما ارتفعت درجة الحرارة تزداد الطاقة ويزداد التردد فيقل الطول الموجي 

س: إذا كان لديك ضوء أحمر ساطع وضوء بنفسجي خافت . قارن بين فوتوناتهما من حيث العدد والطاقة والسرعة ؟

العدد : الأحمر أكثر ، الطاقة : البنفسجي أكبر ، السرعة : متساوية 

س : هل عدد الفوتونات في ( 1 ) من الضوء الأحمر ( mm 650 ) أكبر من عدد الفوتونات في ( 1 ) من الضوء الأزرق

س ما افضل تقشير محتمل لسبب تغير ألوان الغشاء الرقيق مثل فقاعة الصابون أو الزيت على الماء وتحركها كما ترى ؟ 

لأن سمك الغشاء في موقع معين يتغير مع مرور الزمن 

س-  لماذا يعد استخدام ضوء أحادي اللون مهما في تكوين نمط التداخل في تجربة الشق المزدوج ؟

عند استخدام ضوء أحادي اللون نحصل على نمط تداخل نفق المعالم بعكس الضوء الأبيض الذي يعطينا مجموعة حزم ملونة – 

س: اشرح لماذا لا يمكن استخدام موقع الحزمة المركزية المضيئة لنمط تداخل الشق المزدوج لحساب الطول الموجي للضوء ؟

كل الأطوال الموجية تنتج الحزمة المركزية في الموقع نفسه – 

س: وضح في كل من الأمثلة التالية ما إذا كان اللون ناتج عن التداخل في الأغشية الرقيقة أم عن الانكسار أم عن وجود صبغات ؟ 

a ) فقاعات الصابون ؟ ناتج عن التداخل في الأغشية الرقيقة  b) بتلات وردية ؟ ناتج عن وجود صبغات 

c) أغشية زيتية ؟  ناتج عن التداخل في الأغشية الرقيقة  d ) قوس قزح ؟ ناتج عن الانكسار 

س : يسقط ضوء أبيض من خلال محزوز على شاشة نصف النمط الناتج ؟ 

نلاحظ طيف كامل من الألوان وبسبب الأطوال الموجية المختلفة فإن الأهداب المعتمة ذات الطول الموجي الواحد مثلا بأهداب مضيئة ذات لون واحد 

س: يشع ضوه أبيض خلال محزوز حيود . هل تكون الفراغات بين الخطوط الحمراء الناتجة متقاربة أم متباعدة أكثر مقارنة بالخطوط البنفسجية الناتجة ؟ لماذا ؟

الطول الموجي للضوء الأحمر أكبر وبالتالي حسب العلاقة فإن المسافات الفاصلة بين الخطوط الحمراء تكون أكبر 

س: لماذا تتكون محزوزات الحيود من عدد كبير من الشقوق ؟ لماذا تكون هذه الشقوق متقاربة جدا ؟ 

العدد الكبير للشقوق يزيد من شدة أنماط الحيود واقتراب الشقوق من بعضها ينتج صورا أكثر حدة للضوء – 

س: لماذا يكون التلسكوب ذو القطر الصغير غير قادر على التمييز بين صورتين لنجمين متقاربين جدا ؟ 

الفتحات الصغيرة تحوي أنماط تداخل كبيرة تقلل من الدقة وتحد من القدرة على التمييز بين الصورتين 

س: صف كيف ستوضح ما إذا كان نمط ما ناتج عن شق أحادي أم شق مزدوج ؟ 

في نمط تداخل الشق المزدوج تتكون خطوط تفصل بينها مسافات متساوية وسطوعها متساوي بينما في نمط حيود الشق المفرد تتكون حزمة مركزية مضيئة وعريضة وحزم جانبية أقل إضاءة – 

س : لماذا يستخدم الضوء الأزرق للإضاءة في ميكروسكوب بصري ؟ 

لأن طوله الموجي قصير فيعطي حيود أقل –

س : صفت التغييرات في نمط حيود شق أحادي عندما يتناقص عرض الشق ؟

كلما قل عرض الشق فإن عرض الحزم يزداد بينما إضاءتها تقل

ثانيا : الحيود في الضوء: 

الحيود: ” هو انحراف اتجاه موجة لدي اصطدامها بعائق أو فتحة أو حافة » 

تفسير الحيود: حصل مندا هيجنز عند وصول الضوء إلى شق ضيق بعد الشق مصدر لموجات تقوية كروية أو دائرية تنتشر في جميع الاتجاهات وتحرف الضوء عن مساره الأصلي

تداخل الموجات الثانوية على مقدمة الموجة :

تفسیر نموذج حيود الشق المنفرد حسب مبدأ هویجنز: 

كل نقطة (شق صغير) من الشق الأصلي تعد مصر لموجات محفز (مثل المصادر 7.8 …1,2,3 شكل أ) 

عند مركز الشاشة تكون الأشعة الآتية من الشقوق 

الشكل التالي يبين الفرق بين الطيف المتوقع والطيف الملحوظ تجريبيا. 

1- تتفق النظرية الكهرومغناطيسية مع النتائج التجريبية في أن : شدة الإشعاع تقل بتناقص التردد (f) لتتعلم عند الترددات الصغيرة جدا . 

2- تخفق النظرية الكهرومغناطيسية في :

تفسير وجود تردد معين تكون عنده شدة الإشعاع أكبر ما يمكن .

التنبؤ بانعدام شدة الإشعاع عند التردد الكبيرة جدا . 

ملاحظة : تتوقع النظرية الكبر ومن الطبيعية أن شدة الإشعاع تزداد بشكل كبير التردد (Ma 10) جدا 

يتناقص الطول الموجي فتزداد الطاقة المشعة من الجسم زيادة هائلة باقتراب الطول الموجي من الصفر .وهذا توقع غير صحيح .

بينما النتائج التجريبية أثبتت أن شدة الإشعاع تزداد بتناقص الطول الموجي إلى أن يصل تقريبا إلى طول موجة اللون فوق البنفسجي بعدها تبدأ شدة الإشعاع بالتناقص تدريجيا بتناقص الطول الموجي.

التأثير الكهروضوئي : هو إنبعاث الكترونات من سطح فلز عندما يسقط عليه إشعاع كهرومغناطيسي مناسب . 

يمكن دراسة التأثير الكهروضوئي باستخدام خلية ضوئية. كما في الشكل التالي :

مكونات الخلية الكهروضوئية 

1- قطبين فلزيين أحدهما مصعد ( صغير الحجم ) وآخر مهبط ( كبير الحجم) 

2- أنبوب مفرغ من الهواء ومحكم الإغلاق مصنوع من الكوارتز ؟ لمنع تأكسد سطوح الفلزين ومنع الالكترونات من التباطؤ أو التوقف نتيجة تفاعلها مع الجسيمات الموجودة مع الهواء ، من الكوارتز : لكي يسمح للأطوال الموجية للأشعة الفوق بنفسجية بالنفاذ من خلالها .