علم الطيف

[المسعد 0]

السلام عليكم.

علم الطيف هو من اهم العلوم في مجال الفيزياء الفلكية الدي يعنى بدراسة بعد نجم او جرم عن كوكب او جرم اخر.

وهدا البعد يدرس..

1- دراسة اللوان الطيفية و البالتلي الذرات.

2-معرفة اطوال الموجات..حيت..طول الموجة=سرعة الانتشار/تردد..

بسم الله الرحمن الرحيم

 

الباب الأول: الطيف الضوئي

الفصل الأول: الطيف المرئي

 

نيوتن هو أول من توصل إلى أن الضوء الأبيض يتكون من 7 ألوان ممكن فصلها بالمنشور سماها بألوان الطيف

 

إثبات إن ألوان الطيف هي خاصية في الضوء وليست في المنشور: بوضع منشور زجاجي آخر في مسار الأشعة الخارجة من المنشور الأول يمكن الحصول على اللون الأبيض مرة أخرى

 

تكوين الطيف: فصل الضوء الأبيض إلى مكوّناته من ألوان الطيف السبعة

التحليل الطيفي: دراسة تفاعل مكوّنات الضوء الأبيض مع المادة.

 

سبب تكوّن ألوان الطيف عند مرورها بالمنشور: اختلاف الطول الموجي لكل لون وبالتالي اختلاف معامل الانكسار لكل لون وبالتالي اخلاف زاوية انحراف كل لون.

 

الطيف الغير نقي: طيف ألوانه متداخلة ولا يمكن تمييزه حدود كل لون فيه، نحصل عليه بوضع منشور أمام ضوء.

الطيف النقي: هو الطيف الذي لا يحدث فيه تداخل للألوان ويمكن تمييز حدود كل لون.

 

الطريقة الأولى للحصول على الطيف النقي:

1) وضع عدسة لامة أمام مصدر الضوء لتركيز حدود الألوان

2) وضع حائل على بعد متر من العدسة، وتعديل العدسة لتعطي أوضح صورة على الحائل.

3) وضع منشور زجاجي زاوية رأسه 60 درجة بين العدسة والحائل.

4) تحريك الحائل إلى المكان الذي تتجه إليه الأشعة مع الحفاظ على مسافة 1 متر.

5) تدوير المنشور إلى أن يتكون أنقى طيف.

 

شروط الطريقة الثانية المعدّلة للحصول على الطيف النقي (تعديل نيوتن على تجربته الأولى):

1-أن تكون الفتحة التي يسقط منها الضوء على المنشور ضيقة. (لمنع تداخل ألوان أكثر من طيف)

2- أن يكون المنشور في وضع النهاية الصغرى للانحراف. (لتقليل اتساع الطيف)

3-توضع عدسة محدبة بين الفتحة الضيقة والمنشور بحيث تكون الفتحة في بؤرة العدسة. (لكي تسقط الأشعة متوازية على المنشور فتخرج متحللة إلى ألوانها ويحتفظ كل لون بتوازي أشعته)

4-توضع عدسة محدبة بين المنشور والحائل. (لتجميع كل لون في نقطة على المستوى البؤري)

 

المطياف: جهاز تتوافر فيه الشروط اللازمة للحصول على طيف نقي.

ويتكون من:

1-المجمع (المسدد). (أنبوبتين تنزلق في بعضهما في نهاية إحداها عدسة لامة وفي نهاية الأخرى شق مستطيل ضيق، والغرض منه التحكم في المسافة بين الشق والعدسة ليكون الشق في بؤرة العدسة)

2-المنشور الثلاثي (على دائرة قاعدية تدور ويتحرك رأسياً ليستقبل الأشعة يوضع الانحراف الأصغر)

3-التلسكوب. (يتكون من عدسة شيئية لكوين طيف حقيقي نقي عند المستوى البؤري، وعدسة عينية لتكوين صورة تقديرية مكبّرة للطيف النقي ممكن رؤيتها بوضوح)

وظائفه:

1)تقدير زوايا الانحراف.

2)تعيين معامل انكسار مادة المنشور.

3)دراسة أطياف الغازات الساخنة.

4) دراسة الأطياف المهمة في التحليل الكيميائي والصناعة.

 

تتوقف رؤية الألوان على:

1- لون الضوء الساقط. 2- الألوان التي يمتصها أو يعكسها.

الجسم المعتم: الذي لا يسمح بنفاذ الضوء من خلاله.

حيث يعكس الجسم الأزرق مثلاً الضوء الأزرق حين سقوط ضوء أزرق عليه وحين يسقط ضوء أبيض يمتص جميع الألوان إلا الأزرق الذي يعكسه. واللون الأسود يمتص جميع الألوان ولا يعكس أي لون (فيبدو معتماً) بينما اللون الأبيض يعكس جميع الألوان.

 

الجسم الشفاف: مادة تسمح بنفاذ الضوء لألوان معينة، ومنها المرشحات.

حيث يعتمد لونه على اللون الذي ينفذه. فالمرشح الأحمر مثلاً لا ينفذ إلى اللون الأحمر، فإذا وضع خلفه جسم أحمر يبدو باللون الأحمر، وإذا وضه خلفه جسم أبيض يبدو باللون الأحمر لأنه لا ينفذ من خلاله إلا اللون الأحمر، بينما إذا وضع جسم من أي لون آخر يبدو أسوداً لأنه لا ينفذ لونه.

 

تفسير امتصاص الضوء وانعكاسه علمياً:

حين يسقط الضوء على الجسم يؤثر على الكترونات المادة فيجعلها تهتز قسرياً بأحد التاليين:

1) إذا كان الاهتزاز رنيني بحيث تكون سعة الاهتزازة للالكترونات أكبر مما يمكن فإنها تهتز بتردد مساو للتردد الطبيعي للذرة ك يمتص الضوء

2) إذا كان تردد الضوء الساقط أقل من التردد الطبيعي للذرة أو أكبر منه تعاود الالكترونات إشعاع الضوء ك ينعكس الضوء

 

مزج الألوان بالجمع:

1) الألوان الأساسية بالجمع: الأحمر، الأخضر، الأزرق.

2) الألوان الثانوية بالجمع: الأصفر، الأرجواني، الفيروزي(وتنتج عن دمج لونين أساسيين).

3) يبنتج عن دمج الألوان الأساسية أو دمج لون أساسي مع اللون المقابل له اللون الأبيض.

4) الألوان المتتامة: أي لونين ينتج عن مزجهما اللون الأبيض.

مزج الألوان بالطرح:

1) الألوان الأساسية بالطرح: القرمزي – الأصفر - الفيروزي

2) الألوان الثانوية بالطرح: الأحمر، الأخضر، الأزرق

3) عند مزج لونين أساسين بالطرح ينتج اللون الأساسي بالجمع الذي بينهما.

4) عند مزج الألوان الثلاثة الأساسية بالطرح ينتج اللون الأسود. (بسبب امتصاص جميع الألون)

 

علّل: عند مزج الصبغ الأزرق والأصفر ينتج اللون الأخضر وليس الأبيض

لأن الصبغ مادة تعكس ضوء من ألوان معينة وتمتص ألوان أخرى، وهو غير نقي. فالصبغ الأزرق يعكس اللون الأزرق والأخضر والنيلي، بينما الصبغ الأصفر يعكس اللون الأخضر والأصفر والبرتقالي. فعند خلطهما لا ينعكس إلا اللون الأخضر بينما تمتص باقي الألون فينتج اللون الأخضر.

 

آلية الرؤية:

1) تسقط الأشعة على القرنية فحدث لها انكسار

2) تقوم العدسة بواسطة العضلات بنعديل تركيز الأشعة لتصبح الصورة على الشبكية.

3) تسبب الصورة المقلوبة على الشبكية انحلال مواد كيميائية في الخلايا المستقبلة للضوء مما يسب نبضات كهربائية تنتقل إلى المخ عبر الألياف العصبية.

القضبان والمخاريط

· تحتوي الشبكية على نوعين من الخلايا:

1- الخلايا القضبانية (القضبان) . 2- الخلايا المخروطية (المخاريط).

· يزيد عدد القضبان على عدد المخاريط بعشرين ضعفاً.

· القضبان أكثر حساسية للضوء لهذا تعمل في الظلام والإضاءة الضعيفة.

· الخلايا القضبانية لا تميز بين الألوان، لأنها لا تميز بين الأطوال الموجية.

· تسمى الرؤية في الظلام بالرؤية السكوتوبية.

· تحتوي القضبان على صبغة الرودوبسين التي لا تعمل إلا في الإضاءة الضعيفة.

· تقوم صبغة الرودوبسين بامتصاص الضوء لتتحول إلى صبغة أخرى، فتتغير قطبية غشاء الخلايا القضبانية وبالتالي الخلايا ثنائية القطب ثم يقوم انزيم بإعادة الصبغة إلى أصلها.

· يختلف تأثير الضوء على الخلايا القضبانية باختلاف اللون مسجلاً درجات من الرمادي

· أقصى امتصاص للخلايا القضبانية يحدث في منطقة اللون الأخضر (510 نانومتر)

· تسمى الرؤية في الإضاءة القوية بالرؤية الفوتوبية.

· في البقعة الصفراء يكثر عدد المخاريط بينما لا يوجد قضبان.

· في الاضاءة الطبيعية تعمل المخاريط وهي حساسة للضوء وتميز الألوان.

· أقصى امتصاص للخلايا المخروطية يحدث في منطقة اللون الأخضر (555 نانومتر)

 

علّل: لا نرى الأجسام البعيدة بألوانها الحقيقية

لأن الإضاءة الساقطة عن هذه الأجسام تسقط بعيداً عن النقطة الصفراء، والمخروطات الحساسة للألوان يقل عددها كلما ابتعدنا عن النقطة الصفراء.

 

علّل: لا نرى الأجسام بألوانها في الظلام

لأن الخلايا المسئولة عن الرؤية في الظلام هي الخلايا القضبانية، وهي غير حساسة للأطوال الموجية حيث لا تميز بين الألوان المختلفة كألوان متميزة.

 

أنواع المخروطات:

1- مخروطات تستجيب للضوء الأخضر.

2- مخروطات تستجيب للضوء الأحمر.

3- مخروطات تستجيب للضوء الأزرق.

(أما عند سقوط ضوء بلون آخر فإن أكثر من نوع من مخروطات تتأثر، فإذا سقط الضوء الأصفر تتأثر المخروطات الصفراء والحمراء، وإذا سقط الضوء الأبيض تتأثر كل المخروطات)

 

الفقر اللوني أو العمى اللوني:

1-عدم قدرة الشخص على التمييز بين اللونين الأخضر والأحمر. (بسبب تطابق استجابة مخروطاتهما)

2- عدم القدرة على رؤية اللون الأحمر (بسبب غياب أو عطل المخروطات الحمراء)

 

(ومن النادر جداً الإصابة بعمى الألوان الكلي بحيث لا يرى الشخص إلا خيال اللون الرمادي)

 

الفصل الثاني: الطيف غير المرئي

 

 

الأشعة تحت الحمراء

الخواص:

- اكتشفها العالم الإنجليزي هرشل 1800م عن طريق تأثيرها الحراري على مستودع الثرمومتر.

- تلي منطقة الأشعة الحمراء وموجاتها أطول منها

- تقع في مدى طول موجي ا مم - 7.5× 10-7م

- مصدر للحرارة يمتص بسهولة من معظم المواد ويرفع درجة حراراتها

- أشعة كهرومغناطيسية (تنعكس – تنكسر – تحيد - تتداخل)

- تمتاز بقدرتها على النفاذ خلال الضباب.

- لها طيف يمكن تقسيمه إلى أشعة حمراء قريبة ووسطى وبعيدة.

 

طريقة الحصول عليها:

1) من الشمس (نشكل 50 – 60٪ من طاقة الشمس)

2) بوضع منشور من ملح الطعام (لأن المنشور العادي يمتص جزءاً كبيراً منها)

3) الأجسام التي درجات حرارتها:

- أقل من 500ْم ك تبعث أشعة تحت حمراء فقط

- أكبر من 500ْم وأقل من 1000ْم ك تبعث ضوءاً أحمراً بالإضافة إلى الأشعة تحت الحمراء

- أكثر من 1000ْم ك تبعث ضوءاً أبيضاً بالإضافة إلى الأشعة تحت الحمراء.

 

الاستخدامات:

- التحليل الكيميائي للمركبات (مطابقة المركبات المجهولة مع مركبات علومة للتعرف عليها أو على مدى نقاوتها)

- التصوير الحراري للكشف عن الأورام

- كواشف الأشعة تحت الحمراء (لرسم الخرائط الحرارية وإنذار الجيوش باحتمال وقوع خطر)

- الكشف عن المواقع العسكرية المخبئة وتوجيه الصواريخ

 

الأشعة فوق البنفسجية

الخواص

- اكتشفت عام 1801م.

- توجد في المنطقة التي تلي اللون البنفسجي.

- تتراوح أطوالها الموجية بين 3.8×10-7م إلى 6×10-8م تقريباً.

- تحدث أضرار جسيمة لجميع أنواع الحياة

- يوجد منها نوعين:

الطاقة الطول الموجي الاسم

منخفضة قريب من منطقة الطيف المرئي أشعة فوق بنفسجية ناعمة

عالية قصير وقريب من أشعة X أشعة فوق بنفسجية قاسية

 

طريقة الحصول عليها

من ضوء الشمس (تشكل 5 % منه) وذلك باستخدام منشور من الكوارتز بدلاً من الزجاج (لأنها منشور الزجاج يمتص جزءاً منها).

 

الاستخدامات

- لها تأثير كيميائي (صناعة الألواح الفوتوغرافية)

- تساعد النبات في عملية البناء الضوئي (تساعد على اتحاد H2O + CO2 جلوكوز)

- لها خاصية الفلورة (امتصاص ذرات المواد للأشعة فوق البنفسجية ثم إعادة إشعاعها في صورة ضوء مرئي)

- بعض المواد التي لها خاصية الفلورة (الأسنان، أظافر الأصابع، الأصباغ الفلورسية، والملابس المغسولة بمواد منظفة خاصة).

- تستخدم في الكشف عن البيض الفاسد ( قشرة البضة الطازجة تشع لوناً مائلاً للاحمرار بينما قشرة البيضة الفاسدة تشع لوناً بنفسجياً)

- مصابيح الأشعة uv تستخدم في أغراض علمية طبية عديدة مثل مصباح بخار الزئبق، التعقيم وقتل الميكروبات.

 

الطيف الكهرومغناطيسي

يتكون من مجموعة من الموجات الكهرومغناطيسي ذات الأطوال الموجية المختلفة، وبالتالي خواصها مختلفة

- جميع موجات الطيف الكهرومغناطيسي تسير في الفضاء والهواء بسرعة 3×810 م/ث.

- لا تتأثر بالمجال الكهربي والمجال المغناطيسي.

- جميعها تشترك في الخواص العامة للموجات (الانتشار الانعكاس، الانكسار، التداخل، الحيود الاستقطاب)

- تنطبق عليها العلاقة ع = λ×ت ع السرعة λ الطول الموجي ت التردد.

 

*الموجات اللاسلكية

- تستخدم في حمل المعلومات إلى مناطق العالم.

- تنقسم إلى نطاقات (Bands) لكل منها استخداماتها.

- يتراوح طولها من بين عدة مليمترات إلى عدة كيلومترات، هذه الخاصية تمكنها من قطع المسافات طويلة دون أن تضعف قدرتها.

- الموجات الطويلة (الراديو) تنعكس عن طبقة الأيونوسفير.

- الموجات ذات التردد العالي (التلفزيون) لا تنعكس عن طبقة الأيونوسفير فتنقل إلى الأقمار الصناعية التي تستقبلها وتعيد بثها إلى محطات الاستقبال الأرضية.

 

*موجات الأشعة السينية X-Rays:

وهي موجات ناتجة عن اصطدام إلكترونات سريعة بهدف من البلاتين أو التنجستن في أنبوبة مفرغة.

- لها قدرة كبيرة على النفاذ في المواد الصلبة.

- تستخدمها المستشفيات لتحديد أماكن الكسور والأورام وقتل الخلايا السرطانية.

 

*موجات أشعة جاما:

- تصدر عن النشاط الإشعاعي لبعض العناصر المشعة الطبيعية والصناعية.

- لا تختلف عن أشعة إكس في الخواص إلا أن قدرتها على النفاذ أكبر.

 

حدود الأطوال الموجية (يفيد في معرفة في أي منطقة من الطيف يقع إشعاع معين):

الطول الموجي الطيف

10-14م إلى 10-10م أشعة جاما

10-12م إلى 10-8 م الأشعة السينية

6 × 10-8 م إلى 3,8 × 10-7م الأشعة فوق البنفسجية

4 × 10–7 م إلى 7,5 × 10-7 م الضوء المرئي

7,5 × 10-7م إلى 10-3 م الأشعة تحت الحمراء

10-3م إلى 10 6 م الموجات اللاسلكية

(في حال وجود طول موجي في نطاق أكثر من طيف تعطى الأولوية للضوء المرئي وللأشعة فوق البنفسجة وتحت الحمراء)

 

 

الباب الثاني: أنواع الأطياف

 

علم الطيف (المطيافية): العلم الذي يدرس امتصاص الذرات للضوء أو ابتعاثه منها

 

محزوز الحيود

التعريف: أداة ضوئية بها عدد كبير من الشقوق المتوازية منتظمة البعد في ستار أو حاجز معتم تستخدم لدراسة الأطياف وقياس الأطوال الموجية بدقة.

نوعيه:

محزوز النفاذ: تحفز شقوقه بسن من الماس على لوح زجاجي

محزوز الانعكاس: تحفز شقوقه على لوح معدني مصقول

البعد البيني (ل): المسافة بين مركزي أن شقين متجاورين (المسافة / عدد الشقوق)

قانون المحزوز: ل جا Ø = ر λ

كيفية عمل المحزوز: بما إن النهاية العظمى لكل لون من ألوان الضوء الساقط تحدث عند زاوية حيود مختلفة فإن المحزوز يعمل على فصل الألوان المختلفة والمكونة للضوء المركب بحيث يبدو كل لون مستقلاً.

 

طيف الانبعاث

التعريف: التفرق في الألوان الناتج عن تشتت الضوء المنبعث من المواد المتوهجة، ويتوقف على طبيعة المصدر

طيف الانبعاث المستمر

التعريف: الطيف الناتج عن تحليل الضوء الصادر من الأجسام الصلبة المتوهجة إلى درجة البياض (فتيلة المصباح) – السوائل المتوهجة – والغازات (بشرط: أن تكون كثافتها عالية أو تكون تحت ضغط مرتفع جداً) ويشمل مدى واسع من الألوان المتدرجة والمتصلة.

علام يتوقف أقل طول موجي وشدة الطيف: على درجة حرارة المادة المشعة للضوء.

سبب حدوثه: الاهتزازات العنيفة لذرات المواد المتوهجة التي تكون متقاربة ومتماسكة (المواد الصلبة والسائل، والغازات عالية الكثافة والواقعة تحت ضغط عال)

 

طيف الانبعاث الخطي

التعريف: خطوط مضيئة مفصولة عن بعضها البعض بمسافات مظلمة (قد تكون) متساوية ناتجة عن تحليل الطيف المنبعث من توهج الغازات والأبخرة.

المصادر: تحليل الطيف المنبعث من توهج الغازات والأبخرة – الأقواس المعدنية – الشرارة الكهربية – أنابيب التفريغ الكهربي (خلال غازات منخفضة الضغط أو أذيال المذنبات)

سبب التسمية: استخدام فتحة مستطيلة تكون صورتها خطاً، كل خط يعتبر صورة للفتحة.

الطيف الخطي ينتج عن ذرات العناصر

 

تفسير الطيف الخطي:

تستثار الالكترونات ك تنتقل إلى مستويات أعلى من الطاقة ك تكون غير مستقرة فلا تبقى إلا لفترة قصيرة ك تعود إلى مستواها الأصلي أو مستوى أدنى ك تفقد قدر من الطاقة مساوي للطاقة الممتصة أثناء الإثارة ك تظهر الطاقة في شكل إشعاع كهرومغناطيسي له طول موجي ولون محددين لجميع الذرات المتشابهة ك في حال وجود أكثر من ذرة يكون الإشعاع ذي أطوال موجية مختلفة ك وهذا ما نسميه الطيف الخطي

الأهمية: فحص واختبار العناصر للتعرف عليها (عن طريق مقارنة الطيف الخطي لها مع المصورات القياسية المعروفة، حيث لكل عنصر طيف خطي خاص مميز)

 

طيف الانبعاث الشريطي

التعريف: مجموعة من الحزم المضيئة والمتفاوتة في شدة إضاءتها، تتكون كل حزمة من خطوط متقاربة أو متباعدة، وتنتج عن تحليل الجزيئات.

المصادر: المركبات الكيميائية في حالة بخارية دون تسخين شديد.

طريقة إثبات أن الطيف الشريطي ينشأ عن الجزيئات: اختلاف الطيف الناتج عن تحليل الأملاح المختلفة لنفس العنصر (مثل أملاح الكالسيوم) رغم استخدام نفس المصدر الحراري.

الأهمية: تزويدنا بالمعلومات عن المركبات الكيميائية – معرفة كيفية اتحاد الذرات في المركبات لتكوين الجزيئات

 

طيف الامتصاص

التعريف: طيف مستمر تتخلله خطوط سوداء أو حزم سوداء متباعدة أو متقاربةتظهر في النقاط أو المناطق التي تمتص فيها الموجات ذات الأطوال الموجية الموجوة عادة في الطيف المستمر

قانون أطياف الانبعاث والامتصاص: المادة التي تشع ضوء ذو طول موجي معين عند درجة حرارة معينة، يمكنها عند نفس درجة الحرارة أن تمتص ضوء أو إشعاعاً له نفس الطول الموجي

تفسير طيف الامتصاص: يقوم بخار العنصر غير المتوهج بامتصاص الطاقة الضوئية ذات الأطوال الموجية التي يشعها هذا البخار عندما يكون متوهجاً، لذا يظهر مكانها أسوداً في الطيف المستمر.

أنواع طيف الامتصاص: مستمر – خطي – شريطي (حسب النوع الذي تعطيه في حال توهجها)

 

خطوط فهرونهوفر

التعريف: خطوط سوداء تظهر في طيف الشمس نتيجة لوجود العناصر المختلفة في الشمس

تفسيرها: ينبعث من سطح الشمس (الفوتوسفير) ضوء بجميع الأطوال الموجية، ولكن العناصر الموجودة في الطبقة المكونة لجو الشمس (الكروموسفير) تقوم بامتصاص الاشعاع ذو الطول الموجي الذي يصدر عنها عند توهجها، فيظهر محله خطوط سوداء. كما تقوم طبقة الأوزون وبخار الماء بها بامتصاص أطوال موجية معينة.

علّل: الذرات والجزيئات الموجودة في الكروموسفير لا تمتص جميع الإشعاع الصادر من الشمس: لأن هذه الطبقة في حالة غازية وذات كثافة منخفضة جداً.

أهمية هذه الخطوط: إثبات وجود ثلثي العناصر الكيميائية الموجودة في الشمس – التعريف بالحالة الطاقية والبنية الكيميائية والحالة الفيزيائية للذرات المصدرة أو الممتصة للضوء

 

الباب الثالث

 

طرق انتقال الحرارة: التوصيل – الحمل – الإشعاع

 

إشعاع الجسم الساخن

العوامل التي تحدد خواص إشعاع سطوح الأجسام: طبيعة سطح الجسم المشع – درجة حرارته

تأثير درجة الحرارة على الإشعاع:

1) كلما ارتفعت درجة حرارة الجسم ازداد توهجاً

2) مع ارتفاع درجات الحرارة تنبعث موجات ذات أطوال موجية أقصر (يتغير لون الإشعاع)

 

قانون ستيفن – بولتزمان

معدل إشعاع الطاقة يتناسب طردياً مع:

1) درجة الحرارة المطلقة مرفوعة للقوة الرابعة (ر4)

2) مساحة سطح الجسم المشع (س)

3) ابتعاثية الجسم المشع (e) (ويتراوح قيمتها بين 0 وواحد وتكون كبيرة للأجسام الداكنة الخشة)

قانون ستيفن – بولتزمان

(معدل إشعاع الطاقة الصادرة من جسم تتناسب طردياً مع درجة حرارته المطلقة ومساحة سطحه وابتعاثيته)

 

معدل إشعاع الطاقة = σ e س ر4 (المواد تشع الطاقة دائماً طالما حرارتها وابتعاثيتها أكبر من صفر)

 

 

(النهائي) = σ e س (ر1 4 – ر2 4)

(حيث σ يعرف بثابت ستيفن – بولتزمان ويساوي 5,67 × 10 –8 وات /م2 K4)

 

علّل: لماذا لا تشع الأجسام المواد طاقتها الداخلية وتنخفض درجة حرارتها إلى الصفر المطلق؟

لأنه توجد مصادر خارجية (تيار كهربائي – تفاعلات نووية ... ) تزود تلك الأجسام المشعة بالطاقة فتزيد من طاقتها الداخلية، حيث إن الأجسام تكون في حال تبادل مستمر للطاقة الإشعاعية مع الأجسام المحيطة حتى تصل جميعها إلى درجة حرارة واحدة وحينها يستمر التبادل لكن دون انخفاض أو ارتفاع في الحرارة (حالة اتزان حراري)

إشعاع الجسم الأسود

* الباعث الجيد يجب أن يكون ماص جيد للطاقة الاشعاعية، وأكثر الأجسام ابتعاثية هي الأجسام السودء الخشنة حيث e يقترب من الواحد (إذا كان يساوي الواحد بالضبط فإنه سيمتص جميع الإشعاع الساقط عليه)

الجسم الأسود: الجسم الذي يمتص جميع الضوء الساقط عليه لذا يبدو باللون الأسود وقد يتغير لونه برفع درجة حرارته

الحصول على الجسم الأسود بشكل تقريبي:

أخذ جسم مجوف وطلاء سطحه الداخلي بالسواد أو السناج ثم عمل ثقب به، وبالتالي فإن الإشعاع الساقط يمتص داخل التجويف فيمثل الثقب الجسم الأسود. وبرفع درجة حرارة الجسم لدرجة عالية فسيبعث إشعاع من الثقب يضم جميع الأطوال الموجية الممكنة.

أهمية الجسم الأسود

استنباط قوانين الإشعاع الحراري منه، خاصةً إنه طيف إشعاعه لا يتوقف إلا على درجة حرارة الجسم.

إثبات أن إشعاع الجسم الأسود لا يتوقف على نوع المادة المصدرة للإشعاع أو خواصها بل درجة حرارتها فقط

في هذا الشكل إذا كان درجة حرارة الجسمـين

متساويتين ثم عزلناهما فكمية إشعاعهما ستتساوى

رغم اختلاف الصفات، وإلا:

إذا كان إشعاع (أ) أكثر، ستنتقل الطاقة الحرارية

من (أ) إلى (ب) فترتفع درجة حرارة (ب) عـن

"ر" وتنخفض درجة حرارة (أ) عن "ر" وهذا غير

ممكن لأن درجة حرارة (أ) ستكون أقل من درجة حرارة (ب) ، ولا يمكن للطاقة أن تنتقل بذاتها من الحسم الأقل درجة حرارة إلى الجسم الأعلى درجة حرارة.

شدة الطاقة: الطاقة الكلية التي تشعها في وحدة الزمن وحدة المسافة من المصدر في وحدة المجالات من أطوال الموجة

خصائص منحنى العلاقة البيانية بين الطول الموجي وشدة الطاقة

1) يبدأ المنحنى من الصفر (الطول الموجي = 0) ويقترب من الصفر عند الأطوال الموجية المرتفعة.

2) لكل منحى نهاية عظمى تكون بين λ = 0 ، و λ = ما لا نهاية

3) ترتفع النهاية العظمى مع ارتفاع درجة الحرارة ويقل الطول الموجي الذي تكون فيه وفق قانون فيين

قانون فيين

λ ق × ر = 2,9 × 10–3 متر . درجة مطلقة ( وينطبق ذلك حتى الطول الموجي 2 × 10–6م فقط)

 

نظرية الكم (بلانك)

افتراض بلانك : الذرات في جدار التجويف تتصرف كمتذبذبات صغيرة تبعث طاقة إشعاعية تملأ التجويف وتجعل ذرات الجدار تمتصها.

الفرضين اللذين افترضهما بلانك لوضع أساس نظري لمعادلته:

فرض بلانك الأول: الذرات المتذبذبة تمتلك الطاقة في صورة وحدات منفصلة وهي تساوي: طان = ن هـ د

(ن العدد الكمي (صحيح وموجب) – د التردد – هـ ثابت بلانك ويساوي 6,626 × 10-34جول.ث)

فرض بلانك الثاني: الطاقة الاشعاعية لا تنبعث ولا تمتص بشكل سيل مستمر بل بشكل نبضات تسمى كل واحدة فوتون. وامتصاص الطاقة يعني انتقال الذرة من مستوى طاقة إلى آخر، بينما بقاء الذرة في متسواها يعني عدم وجود امتصاص أو ابتعاث للطاقة.

طاقة الفوتون (طا) = هـ × د (وهي طاقة انتقال الفوتون من مستوى طاقة إلى المستوى القريب منه مياشرة)

 

الانبعاث الكهروضوئي (التأثير الكهروضوئي)

التعريف: ظاهرة تحرير الكترونات من سطوح الفلزات عندما يسقط عليها إشعاع كهرومغناطيسي مناسب

 

الخلية الكهروضوئية

التعريف: انتفاخ زجاجي (كوارتز) مفرغ من الهواء بداخله لوح معدني مقعر ومغطى يطبقة رقيقة من السيزيوم ويعرف هذا اللوح بالكاثود (الباعث) وأمامه قضيب معدني رفيع يعرف بالأنود (المجمع)

وظيفة الكاثود (المجمع): تنطلق منه الالكترونات عند تعرضه لإشعاع مناسب

وظيفة الأنود: جمع الالكترونات المنطلقة من الكاثود

علل: يجب أن يكون الأنود رفيع: حتى لا يحجب الشعاع الساقط على الكاثود.

علل: يصنع الانتفاخ الزجاجي من الكوارتز: لأن الزجاج العادي يمتص الأشعة فوق البنفسجية والكوارتز لا يفعل

طريقة العمل: عند توصيل الخلية بالدائرة الكهربائية، ثم تسليط الضوء على الكاثود، تنطلق الكترونات من الكاثود وتنجذب نحو الأنود ثم تسير في الدائرة الكهربائية وبذلك تكون الدائرة مغلقة. وبازدياد شدة الضوء تزاد شدة التيار

 

قوانين الظاهرة الكهروضوئية

 

شدة التيار (ت) = المعدل الزمني لانبعاث الالكترونات ( ) × شك (للالكترون)

 

 

شدة تيار التشبّع: شدة تيار ثابتة في الخلية الكهروضوئية لا تزداد مع ازدياد فرق الجهد لأن الأنود أصلح قادراً على جذب جميع الالكترونات المنبعثة من الكاثود في جميع اللحظات المتتابعة.

علّل: تناقص شدة تيار الخلية الكهروضوئية (تناقص قراءة الجلفانومتر) بزيادة الجهد السالب للأنود: لأن الأنود يعمل على رد بعض الالكترونات المنبعثة من الكاثود بدل جذبها ويزاد معدل رد الالكترونات بازدياد الجهد السالب

جهد القطع (جهد الإيقاف): أقل فرق جهد بين قطبي الخلية الكهروضوئية تنعدم عنده شدة التيار الكهروضوئي

تفسير جهد القطع: عند هذا الجهد يصبح الأنود قادراً على رد جميع الالكترونات إلى الكاثود فينعدم التيار

تعريف أكثر دقة لجهد القطع: هو فرق الجهد اللازم لإيقاف أسرع الالكترونات المنبعثة من سطح الكاثود أو الفلز

½ ك ع2ظ = جهق × شك (للالكترون)

(ك = كتلة الالكترون = 9,1 ×10-3كجم – عظ = السرعة القصوى للالكترون)

(لأن الالكترون ينطلق من الكاثود بسرعة عظمى وعندما يصل إلى الأنود يفقد طاقته الحركية ويكون التغير فيه مساوياً للشغل المبذول عليه (جهق × شك للالكترون )

وحدة قياس جهق × شك (للالكترون) هي الالكترون فولت (أ.ف) وتساوي 1,6 × 10-19 جول

تردد العتبة (د0): التردد اللازم للفوتون لتحرير الكترونات من سطح الفلز

(حيث لا تتحرر الكترونات إذا كان التردد أقل منه)

طاح (عظمى) = (د – د0) × هـ

 

القانون الأول للظاهرة الكهروضويئة: المعدل الزمني لانبعاث الالكترونات (الضوئية) من سطح الفلز يتناسب طردياً مع شدة الضوء الساقط.

القانون الثاني للظاهرة الكهروضوئية: سرعة الالكترونات الضوئية المنبعثة من سطح الفلز لا تكون متساوية، ولا تتوقف على شدة الضوء الساقط.

القانون الثالث للظاهرة الكهروضوئية: الطاقة الحركة العظمى لأسرع الالكترونات الضوئية المنبعثة من سطح أي فلز تتناسب طردياً مع تردد الأشعة الساقطة في حدود منطقة الترددات المؤثرة

 

تفسير الظاهرة الكهروضوئية من وجهة النظر الموجية:

أولاً: تنص النظرية الموجية على أن طاقة المصدر تنبعث على شكل سيل مستمر منتظم لذا فزيادة طاقة المصدر يزيد طاقة الموجة وبالتالي يزيد شدة الضوء المنبعث.

ثانياً: تنص النظرية الموجية على أن زيادة شدة الضوء الساقط يؤدي إلى:

1) زيادة المعدل الزمني لانبعاث الالكترونات، وهذا يتفق مع القانون الأول.

2) زيادة الطاقة الحركية للالكترونات، وهذا لا يتفق مع التجربة التي تبين أن حهد القطع ومن ثم الطاقة العظمى للالكترونات لا تتوقف على شدة الضوء الساقط.

ثالثاً: تفترض النظرية الموجية أن طاقة الموجة الضوئية ليس لها علاقة بتردد الموجة، أي أن الضوء يستطيع تحرير الالكترونات من سطح الفلزات إذا كانت شدة الضوء مناسبة بغض النظر عن تردده (بينما لا تتحرر الالكترونات إذا كان التردد أقل من تردد العتبة)

رابعاً: تفترض النظرية أنه في حال سقوط ضوء ضعيف الشدة على سطح الفلز فإن الالكترونات تمتص الطاقة الضوئية الساقطة حتى تجمع قدراً يكفي لانبعاثها (بينما وجد أن انطلاق الالكترونات إما أن يبدأ حال سقوط الضوء وإما لا يحدث أبداً)

(ومن هنا نلتمس فشل النظرية الموجية في تفسير الظاهرة الكهروضوئية)

 

تفسير أينشتين للظاهرة الكهروضوئية

دالة الشغل: الطاقة اللازمة لتحرير الالكترونات من سطح الفلز.

النظرية: عندما يمتص الكترون كماً محددا من الطاقة (فوتونات) فإن الطاقة تستغل لغرضين:

1) بذل شغل لانتزاع الالكترون من الفلز (ويسمى دالة الشغل للفلز (Ǿ) ويختلف باختلاف الفلز)

2) إذا كانت طاقة الفوتون أكبر من طاقة الفلز فإن الزائد يكتسبه الالكترون على شكل طاقة حركية (طاح)

 

 

 

طا حركية للالكترون = طاقة الفوتون – دالة الشغل

طاح = هـ × د - Ǿ

½ ك ع2 = هـ × د - Ǿ (معادلة اينشتين للظاهرة الكهروضوئية)

هـ د0 = Ǿ (حيث د0 = تردد العتبة، أي أن طاقة الفوتون هنا لا تكفي إلا لتحرير الكترونات دون انطلاقها)

½ ك ع2 = هـ (د – د0)

 

علل: لا تنطلق من سطح الفلز الكترونات إلا عندما يزداد تردد الضوء عن تردد العتبة

لأن تردد العتبة هو عبارة عن الطاقة المكافئة اللازمة لتحرير الالكترونات من سطح الفلز فإذا زاد التردد عن تردد العتبة يكتسب الالكترون طاقة حركية تدفعه إلى الخارج

 

علل: لا تتوقف سرعة الالكترونات وبالتالي طاقتها الحركية على شدة الضوء الساقط بل تردده

لأن زيادة شدة الضوء لا تؤدي إلى زيادة طاقة الفوتون بل زيادة عدد الفوتونات. بينما زيادة التردد يعني ازدياد طاقة الفوتون وبالتالي طاقة الحركية وسرعته.

 

علل: زيادة شدة التيار تؤدي لزيادة عدد الالكترونات المنبعثة من الفلز إذا كانت طاقة الفوتونات كافية.

لأنه من خلال زيادة شدة التيار تزداد عدد الفوتونات ، وفي حال كان التردد مساوياً لدالة الشغل أو أكبر منها فإن عدد الالكترونات المنبعثة من الفلز يزداد لأنا كل فوتون يمكن أن يحرر الكترونًا واحدًا.

 

علل: الكترونات ذرات الطبقات القريبة منسطح الفلز تنطلق بسرعات أكبر من الكترونات الذرات السفلى

لأن الالكترونات المتحررة من الطبقات السفلى تتصادم وهي في طريقها إلى السطح مع ذرات تقع فوقها وتعترض طريقها فتفقد جزءً من طاقتها بسبب هذه التصادمات. بينما الكترونات السطح لا تصطدم بشيء.

 

تأثير تضاعف شدة الإشعاع الساقط وطاقته

تضاعف طاقة الإشعاع (طاقة الفوتون) تضاعف شدة الإشعاع الساقط

لا يتغير تزداد إلى الضعف شدة تيار التشبع

يزداد إلى الضعف لا تتغير الطاقة الحركية للالكترونات

يزداد إلى الضعف لا يتغير جهد الإيقاف

 

من التطبيقات العملية على الظاهرة الكهروضوئية:

1) إضاءة المصابيح الكهربية في الظلام تلقائياً (مثل مصابيح الشوارع)

2) فتح الأبواب تلقائياً عند الاقتراب (أبواب المستشفيات والبنوك)

 

الظاهرتين اللتين فشلت النظرية الموجية في تفسيرها وتجلت صفات الضوء الجسيمية فيها:

الظاهرة الكهروضوئية – ظاهرة الإشعاع الحراري

 

القوانين المهمة في هذا الفصل:

1) قد ( ) = σ e س ر4 (قد = القدرة بالوات = معدل إشعاع الطاقة أو معدل فقد الطاقة)

 

 

2) λ ق × ر = 2,9 × 10–3 متر . درجة مطلقة

 

3) طا = هـ د

 

4) شدة تيار التشيع (ت) = المعدل الزمني لانبعاث الالكترونات ( ) × شك (للالكترون)

 

 

5) الطاقة الحركية (طاح) = ½ ك ع2

 

6) ½ ك ع2ظ = جهق × شك (للالكترون)

 

7) الالكترون فولت (أ. ف) = 1,6 × 10-19 جول

 

8) طاح = هـ × د - Ǿ

 

9) ½ ك ع2 = هـ × د - Ǿ

 

10) هـ د0 = Ǿ

 

11) ½ ك ع2 = هـ (د – د0)

 

12) ع = λ × د وكذلك ع = λ × د0

 

13) طا = ك ن Δ د (حيث ك هي الكتلة، ن هي الحرارة النوعية، Δ د هي فرق درجة الحرارة)

 

14) معدل امتصاص الطاقة الإشعاعية (أو معدل التبريد) ( ) =

 

الثوابت المهمّة

1) σ (ثابت ستيفن – بولتزمان) = 5,67 × 10 –8 وات /م2 K4

2) هـ (ثابت بلانك) = 6,626 × 10-34جول.ث

3) شك للالكترون (شحنة الالكترون) = 1,6 × 10-19 كولوم

4) ك (كتلة الالكترون) = 9,1 × 10-31 كجم

 

الباب الرابع: الطيف الذري

 

نموذج رذرفورد الذري: النواة تشكل الجزء الثقيب الموجب للشحنة، والالكترونات السالبة تدور حول النواة في مدارات مستقرة

 

فرض بور في الذرة

الفرض الأول: يتحرك الالكترون حول النواة في مدارات دائرية ذات أنصاف أقطار محددة، ولا ممكن أن يدور حول مدارات آخرى.

سرعة الالكترون: ع2 =

 

الفرض الثاني: يجب أ، يكون حاصل ضرب كمية التحرك الزاوي للالكترون في 2 Π مساوياً لثابت بلانك (هـ) مضروباً في عدد صحيح (ن)

كمية التحرك الزاوي = ك × ع × نق

 

كمية التحرك الزاوي =

 

نصف قطر أي مدار: نق2 = ن2 × نق1 (نق1 = 0،53º A = 5,3 × 10-11م)

 

طاقة الحركة للالكترون (طاح) = ½ ك ×

 

 

طاقة وضع الالكترون في الذرة = -

 

الطاقة الكلية للالكترون =طاقة الحركة + طاقة الوضع = - ½ K

 

بالتالي فإن طاقة أي مدار: طان = - ½

 

علام تدل الإشارة السالبة؟

على أن يجب بذل شغل على الالكترون لإزاحته بعيداً عن النواة (أي إن الالكترون مرتبط بالنواة وليس حراً)

 

طاقة الالكترون في المدار ن: طان = الكترون فولت ( حيث الالكترون فولت = 1,6 × 10-19جول)

 

(من القانون السابق نستنتج أن طاقة الالكترون تكون أقل ما يمكن (سالبة أكبر ما يمكن) في المدار الأول "ن = 1" ويكون ارتباطه بالنواة أكبر من يمكن في هذا المدار كما تستنتج أن طاقة الالكترون تبلغ أقصى قيمة وهي الصفر عندما يكون الالكترون في ما لا نهاية بالنسبة للنواة)

 

الفرض الثالث: لا يشع الالكترون طاقة إذا بقي في أحد المدارات المحددة، ولكنه يشع كمية محددة من الطاقة عندما ينتقل من مدار إلى مدار أقرب من النواة، بينما يمتص كمية محددة طاقة حينما ينتقل من مدار إلى مدار أبعد منه.

Δ طا = طا2 – ط1

Δ طا = هـ × د

 

λ = (حيث عض سرعة الضوء – د التردد)

 

 

مثال: احسب الطول الموجي الناتج عن انتقال الكترون في ذرة الهيدروجين من المدار الرابع إلى المدار الأول

 

طا4 = = - 0,85 أ.ف طا1 = = - 13.6 أ.ف

 

Δ طا = طا4 ك1 = طا4 – طا1= -0,85 – (-13,6) = 12,75 أ.ف

 

Δ ط = 12,75 × 1,6 × 10-19 = 2,04 × 10-18 جول

 

بما أن Δ طا = هـ × د ، عض = λ × د

 

 

إذاً λ = = = 9,75× 10-8م

 

 

 

الطيف الخطي للهيدروجين

الحصول على طيف الهيدروجين:

نستخدم أنبوبة الطيف (أنبوبة مفرغة من الهواء بها قليل من الهيدروجين تحت ضغط منخفض جداً وفي طرفيها قطبان موصلان من معدن كالبلاتين، ويتصلان بمصدر كهربائي لإحداث شرارة) ، وعند توصيل قطبي الأنبوبة بمصدر الجهد وتحدث الشرارة، نحصل على طيف للهيدروجين يتكون من خطوط تمتد من المنطقة فوق البنفسجية إلى المنطقة تحت الحمراء.

تفسير ظهور الطيف الخطي للهيدروجين

عند تزود الالكترون بطاقة خارجية مناسبة ينتقل من مداره إلى مدار أبعد من النواة، ويبقى في حالة التهيج فترة قصيرة (10-8 ثانية) ثم يعود إلى مداره الأصلي، ويطلق الطاقة الزائدة. وهذه الطاقة تظهر على شطل إشعاعات كهرومغناطيسية يعتمد ترددها على مقدار الطاقة التي أطلقتها الذرة.

 

د = ، λ =

 

مسلسلات طيف الهيدروجين

المنطقة المسلسلة

انتقال الالكترون من المسويات الأكبر من 1 إلى المستوى الأول من ن = 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6 .... إلى ن =1 الإشعاع فوق البنفسجي مسلسلة ليمان

انتقال الالكترون من المسويات الأكبر من 2 إلى المستوى الثاني من ن = 3 ، 4 ، 5 ، 6 .... إلى ن =2 الضوء المرئي مسلسلة بالمر

انتقال الالكترون من المسويات الأكبر من 3 إلى المستوى الثالث من ن = 4 ، 5 ، 6 ، 7 .... إلى ن =3 الإشعاع تحت الأحمر مسلسلة باشن

انتقال الالكترون من المسويات الأكبر من 4 إلى المستوى الرابع من ن = 5 ، 6 ، 7 .... إلى ن =4 الإشعاع تحت الأحمر مسلسلة براكت

انتقال الالكترون من المسويات الأكبر من 5 إلى المستوى الخامس من ن = 6 ، 7 ، 8 .... إلى ن =5 الإشعاع تحت الأحمر مسلسلة بفوند

 

علّل: رغم أن ذرة الهيدروجين لها الكترون واحد فقط إلا إن لها طيف يمتد من المنطقة دون الحمراء إلى فوق البنفسجية

لأن هذا الطيف لا ينتج عن ذرة واحدة فقط بل عدد كبير من الذرات، لذا فحين تكتسب هذه الذرات طاقة تنتقل الكتروناتها إلى مستويات أعلى حسب مقدار الطاقة المكتسبة. وحين تعود إلى مداراتها الأصلية فإن ذلك لا يحدث دفعة واحدة، بل على مراحل من مستوى إلى المستوى الأقل طاقة وهكذا. كما إن مراحل الانتقال تختلف من ذرة إلى أخرى ولهذا تنتبعث إشعاعات مختلفة التردد فيتكون الطيف الخطي لذرة الهيدروجين.

 

أطياف الأشعة السينية

طريقة الحصول على الأشعة السينية

يتم ذلك داخل أنبوبة توليد الأشعة السينية، حيث تصطدم الالكترونات المنطلقة من الكاثود بذرات عنصر ثقيل مثل التنجستن (الهدف) فتفقد أغلب طاقتها (99%) بسبب التصادم، وترتفع درجة حرارة الهدف. أما الجزء المتبقي من طاقة الالكترونات (1%) فيكون الأشعة السينية.

طيف الأشعة السينية

يتكون من جزئين:

1) طيف مستمر: يدل على إنتاج فوتونات ذات أطوال موجية (وطاقات) مختلفة، وهي تنتج أثناء تباطؤ الالكترونات المقذوفة، وطاقتها يساوي الطاقة التي تفقدها هذه الالكترونات، لذا تكون مختلفة. ويكون الفوتون ذو الطاقة الأكبر هو أيضاً ذو الطول الموجي الأقصر وينتج عن فقد الالكترونات لجميع طاقتها وهذه الطاقة تتوقف على فرق الجهد بين الكاثود والهدف فازدياد فرق الجهد يزيد طاقة الالكترونات.

2) طيف خطي: وهي نهايات عظمى أو خطوط عالية الشدة تتخلل الطيف المستمر. وتظهر في مجموعات أقلها في الطول الموجي يسمى (k) ثم (L) ... . ويتكون الطيف الخطي نتيجة انتقال الكترونات مادة الهدف من مستوى طاقة إلى آخر أقرب من النواة. لأن الالكترونات المقذوفة عالية الطاقة تستطيع التوغل في ذرات الهدف واقتلاع الالكترونات القريبة من النواة. لذا يظل محلها فارغاً ويشغله الكترون من مستوى خارجي. ويصاحب انتقال الالكترون من المستوى الخارجي إلى المستوى الداخل الشاغر انبعاث فوتون. فهبوط الالكترونات من مستوى خارجي إلى المستوى K يسبب خطوط الطيف التابعة لمجموعة خطوط K ، وهكذا. وبازدياد العدد الذري لمادة الهدف تزداد طاقة الفوتونات المنطلقة

 

طاقة الالكترونات (طا) =

 

طاقة الالكترونات (طا) = الشغل المبذول = شك × جه

 

الفلورة

عند امتصاص الذرة وهي في حالتها الأرضية (المستقرة) لطاقة مناسبة قإنها تصبح في حالة متهيّجة لفترة قصيرة، ثم تعود إلى حالتها الأرضية بإشعاعها أكثر من فوتون على أكثر من مرحلة. وعندما تعود الذرة إلى حالتها الأرضية من خلال مرحلة متوسطة فإن طاقة الفوتون المنبعث في المرحلة النهائية ستكون بالطبع أقل من الطاقة الكلية الأصلية الممتصة، فيكون تردد الفوتون المنبعث أقل من تردد الفوتون الأول. وهناك مواد تصدر فوتونات ذات أطوال موجية تقع في منطقة الضوء المرئي حين سقوط الأشعة فوق البنفسجية عليها (مواد فلوريسية). وتستغرق عودة الذرات لحالتها الأرضية فترة قصيرة جداً فتكون عملية الفورة مستمرة باستمرار إشعاع الأشعة فوق البنفسجية.

 

الفسفرة

التعريف: هي استمرار المواد الفوسفورية في إصدار الضوء المرئي بعد انقطاع إشعاعها بالأشعة فوق البنفسجية بسبب طبيعة هذه المواد التي لا تعود ذراتها المتهيّجة إلا حالاتها الطبيعية إلا بعد فترة طويلة.

المواد الفوسفورية: واد إذا هيّجت ذراتها لا تعود سريعاً إلى حالتها الأرضية، بل تظل متهيجّة فترة طويلة.

الاستخدامات: طلاء عقارب الساعات – تحديد مواقع السلالم والمخارج في الأبنية الكبيرة (حتى يمكن مشاهدتها إذا انقطعت الكهرباء أو في الحالات الطارئة)

 

القوانين المهمة في هذا الفصل:

 

1) سرعة الالكترون: ع2 =

 

 

2) كمية التحرك الزاوي (ك×ع×نق) =

 

 

3) طاقة الحركة للالكترون (طاح) = ½ ك ×

 

 

4) طاقة وضع الالكترون في الذرة = -

 

 

5) الطاقة الكلية للالكترون = - ½ K

 

6) طان = - ½

 

 

7) طان = الكترون فولت

 

8) نصف قطر أي مدار: نق2 = ن2 × نق1 (نق1 = 0،53º A)

9) Δ طا = طا2 – ط1

10) Δ طا = هـ × د

 

 

11) λ =

 

 

12) طاقة الالكترونات (طا) =

 

12) طاقة الالكترونات (طا) = الشغل المبذول = شك × جه

 

الثوابت المهمة:

1) K (ثابت كولوم – ث) = 9 × 10 9 نيوتن.م2 / كولوم2

2) عض (سرعة الضوء) = 3 × 10 9 م / ث

3) هـ (ثابت بلانك) = 6,626 × 10-34جول.ث

مع السلااااامة

وبالتوفيق

easyscience.org

[الزعيم 0]

موضوع متكامل , ما أسعدني بك وبمن ينتهج منهجك يا مسعد ...

وفقك الله .