الفيزياء فصل ثاني

التوجيهي علمي

icon

نموذج بور لذرة الهيدروجين :

وضعت عدة نموذج لتفسير استقرار الذرة منها :

1/ نموذج طومسون :

أعتقد هذا النموذج أن الذرة عبارة عن كرة مصمتة موجبة

الشحنة تتوزع فيها إلكترونات سالبة  الشحنة

وأن الذرة متعادلة كهربائيا .

2/نموذج رذرفورد: اعتقد أن الذرة تتكون من نواة موجبة

الشحنة يشغل حيز صغير جدا موجب الشحنة وتدور حوله

إلكترونات سالبة الشحنة كما تدور الكواكب حول الشمس .

3/ نموذج بور افترض أن الإلكترون يفقد طاقة على شكل كمات

محددة وليس على شكل مستمر كما هو في نموذج رذرفورد .

واستعان بور في بناء نموذجه على:

-نموذج رذرفورد 

-مبدأ تكمية الطاقة لماكس بلانك أي أن الطاقة مكماة 

-النموذج الجسيمي للإشعاع .

وقد وضع لهذا النموذج أربع فرضيات :

1)يدور الإلكترون حول النواة في مدارات دائرية ويخضع

لحركته إلى قوة التجاذب بينه وبين النواة الموجبة .

2)توجد مدارات محددة (مستويات طاقة)

مسموح للإلكترون أن يحتلها ولا يشع الإلكترون طاقة

طالما بقي في نفس مستوى الطاقة ونستطيع حساب

طاقة أي مدار من المعادلة التالية En=-13.6n2eV.

3)يشع الإلكترون طاقة أو يمتص إذا انتقل بين المستويات

 والطاقة التي يمتصها أو يشعها مكماة وتساوي

فرق طاقتي المدارين حسب المعادلة التالية:

                          E=Ef-Ei=hf

وتكون الطاقة المنبعثة أو الممتصة على شكل فوتونات .

4) المدارات المسموح للإلكترون أن يحتلها

أو يتواجد فيها هي تلك المدارات التي يكون

فيها الزخم الزاوي للإلكترونmvrL=مساويا

لمضاعفات العدد h2πأي أن:

                       mvr=nh2π

والكميةh2π=1.05×10-34j.s

سؤال؟؟؟؟

ما الفرق بين طاقة التأين وطاقة الإثارة؟؟؟؟

الجواب:

طاقة التأين :هي الطاقة التي يمتصها الإلكترون كي يتحرر

من الذرة دون إكسابه طاقة حركية .

طاقة الإثارة : هي الطاقة التي يمتصها الإلكترون كي تنتقل

بين المدارات .

الأطياف  الذرية :

تقسم الأطياف الذرية إلى قسمين :

أ/الطيف المتصل (المستمر)وهو ذلك الطيف الناتج من

تحلل ضوء الشمس خلال تعرض منشور له فتظهر ألوان

الطيف السبعة من اللون الأحمر إلى اللون البنفسجي.

ب/ الطيف الخطي : ويسم إلى نوعين :

** طيف الانبعاث الخطي وهو عبارة عن خطوط ملونة

تظهر على خلفية معتمة .

**طيف الامتصاص الخطي وهو عبارة عن خطوط

معتمة (سوداء) تظهر على خلفية مضيئة .

نموذج بور وطيف ذرة الهيدروجين :

يعد طيف ذرة الهيدروجين هو أبسط الأطياف الذرية

لأنه يحتوي على إلكترون واحد فقط .

وقد نجح نموذج بور في حسب الأطوال الموجية

لطيف ذرة الهيدروجين باستخدام العلاقة التالية :

                                1λ=RH1n2f-1n2i

حيث RH=1.097×1071m ويسمى ثابت ريدبيرغ

إلا أن هذا النموذج فشل في تفسير الأطوال الموجية

لذرات متعددة الإلكترونات.

 

الطبيعة الموجية -الجسيمية :

إن النموذج الموجي للضوء استطاع تفسير ظواهر فيزيائية

مثل التداخل والحيود إلا أن هذا النموذج فشل في تفسير

ظواهر أخرى مثل :الظاهرة الكهروضوئية وظاهرة كومبتون

وظاهرة الأطياف الذرية.وإشعاع الجسم الأسود

حيث تفسر هذه الظواهر على أن الضوء

عبارة عن جسيمات أو فوتونات (النموذج الجسيمي )

وان للفوتونات زخما خطيا يعطى بالعلاقة :

                                                                      p=hλ 

لذلك افترض العلماء أن هناك طبيعة مزدوجة للضوء 

حيث اقترح العالم دي بروي أن للأجسام المادية طبيعة موجية 

وأن الطول الموجي المصاحب للجسيم يتناسب عكسيا مع

زخمه الخطي حسب العلاقةλ=hmv حيث :

λ :هي الطول الموجي المصاحب للجسيم 

h: ثابت بلانك

m:كتلة الجسيم

v: سرعة الجسيم

وأن طبيعة هذه الموجات هي موجات مادية تعتمد

على خصائص الجسيم .

 فهي ليست موجات ميكانيكية كموجات الصوت

ولا موجات كهرومغناطيسية كموجات الضوء .

وطول موجتها قصير جدا وسرعتها أكبر من سرعة الضوء. 

الربط بعلوم الحياة :

بعد اكتشاف الطبيعة الموجية للأجسام صمم العلماء

مجهرا يسمى المجهر الإلكتروني (الميكروسكوب الإلكتروني)

الذي اعتمد في عمله على الإلكترونات المتسارعة فيقل طولها الموجي

ويستطيع رؤية التفاصيل الدقيقة للجسيمات الذرية .