الفيزياء 12 فصل ثاني

مراجعة الدرس

1- الفكرة الرئيسية: أوضح المقصود بكل من: طيف الامتصاص الخطي، طيف الانبعاث الخطي .

الإجابة:

طيف الامتصاص الخطي هو: ظهور خطوط معتمة منفصلة على خلفية مضيئة بعد مرور  ضوء الشمس خلال غاز عنصر معين.

طيف الانبعاث الخطي هو: ظهور خطوط مضيئة على خلفية معتمة بعد  تحليل الضوء المنبعث من ذرات العناصر المثارة.

---

2- أُصنِّف الكميّات الفيزيائيّة الآتية: (الطول الموجيّ، التردّد، الطاقة، الزخم الخطّي) من حيث ارتباطها بالطبيعة الموجيّة أو الجُسيميّة للمادّة.

الإجابة:

- الكميات المرتبطة بالطبيعة الموجية: الطول الموجي، التردد.
- الكميات المرتبطة بالطبيعة الجسيمية: الزخم الخطي.
- فيما يخص الطاقة، فالجسيمات والموجات كلاهما يحمل طاقة.

---

3- أستنتج: إلكترون في مستوى الطاقة الرابع لذرّة الهيدروجين، ما الانتقالات التي يمكن أن يفقد بها الإلكترون طاقته، أوضّح ذلك على رَسْم لمستويات الطاقة.

الإجابة:

الإجابة كما هي موضحة في الشكل المجاور.

---

4- أستخدم الأرقام: إلكترون موجود في مستوى الاستقرار لذرة الهيدروجين. بالاعتماد على مخطط مستويات الطاقة المبين في الشكل المجاور، أجيب عن الأسئلة الآتية:

أ . أجد أصغر ثلاث قيم للطاقة يمكن لهذا الإلكترون أن يمتصّها.

ب. أحسب طول موجة الإشعاع اللازم لنقل الإلكترون من مستوى الاستقرار إلى مستوى الطاقة الثالث.

ج. ما المستوى الذي ينتقل إليه الإلكترون إذا امتص فوتونا طاقته 12.75 eV؟

الحل:

أ. يمكن أن يمتص فوتون لنقله إلى مستوى الطاقة الثاني: $𝛥𝐸={𝐸}_2-{𝐸}_1=-3.4-(-13.6)=10.2 eV$

أو لنقله إلى مستوى الطاقة الثالث: $𝛥𝐸={𝐸}_3-{𝐸}_1=-1.5 -(-13.6) =12.1 eV$

أو لنقله إلى مستوى الطاقة الرابع: $𝛥𝐸=𝐸4_{}-{𝐸}_1=-0.85 - (-13.6) =12.75 eV$

ب. $\frac{1}{𝜆}={𝑅}_{ℎ} |\frac{1}{{{𝑛}_f}^2}-\frac{1}{{{𝑛}_i}^2}|=1.097\times {10}^7|\frac{1}{3^2}-\frac{1}{1^2}|=9.751\times {10}^6 m^{-1}$

$𝜆=103 nm$

ج. وفق الفرع (أ)، إذا امتص الإلكترون فوتونًا طاقته (12.75 eV) فإنه ينتقل إلى المستوى الرابع (𝑛=4) 

---

5. أستنتج: يمثّل الشكل المجاور مستويات الطاقة المسموح بها لإلكترون في ذرّة ما، والانتقالات بين مستويات الطاقة (الأرقام من 1 إلى 5).

أ. أيّ الانتقالات ينتج عنه انبعاث فوتون بأكبر طول موجيّ؟

ب. أيّ الانتقالات ينتج عنه انبعاث فوتون بأكبر طاقة؟

ج. أيّ الانتقالات ينتج منه انبعاث فوتون بأقلّ تردّد؟

الإجابة:

أ. الانتقال رقم 5 لأنه يمثل أقل طاقة وأقل تردد وأكبر طول موجي.

ب. الانتقال الأول لأنه يمثل أكبر طاقة .

ج. الانتقال رقم 5.

---

6. أستخدم الأرقام: بروتون طاقته الحركية ( 10 MeV )، أجد طول موجة دي بروي المصاحِبة له حيث كتلة البروتون ($1.67\times {10}^{-27} kg$).

الحل:

$𝐾𝐸=10 MeV=10\times {10}^6\times 1.6\times {10}^{-19}=1.6\times {10}^{-12}KJ$

$𝑣=\sqrt[]{\frac{2}{𝑚}𝐾𝐸}=\sqrt[]{\frac{2}{1.67\times {10}^{-27}}1.6\times {10}^{-12}}=4.4\times {10}^{7}ms$

$𝜆=ℎ𝑚𝑣=\frac{6.63\times {10}^{-34}}{1.67\times {10}^{-27}\times 4.4\times {10}^7}=9.0\times {10}^{-15} m$

---

7. أضع دائرة حول رمز الإجابة الصحيحة لكل جملة مما يأتي:

* اعتمادا على مخطط مستويات الطاقة لذرة الهيدروجين أجب عن الفقرتين الآتيتن:

1. إلكترون في ذرة الهيدروجين في مستوى الاستقرار.

إذا سقط عليه فوتون طاقته (12.1eV)، فإنّ الإلكترون:

أ . يمتص الفوتون ويتحرر من الذرة.          ب. يمتص الفوتون وينتقل إلى مستوى الطاقة الثالث.

ج. لا يمتص الفوتون ويبقى في مستوى الاستقرار.           د . يمتص الفوتون ويبقى في مستوى الاستقرار.

 

2. ظهر خط معتم في طيف الامتصاص لذرة الهيدروجين عند التردد ( 6.16 × 1014 Hz )، فإن مستويي الطاقة اللذين انتقل الإلكترون بينهما ليظهر هذا الخط المعتم:

أ. الأول والثاني                ب. الثاني والثالث              ج. الثالث والرابع                 د. الثاني والرابع.

 

3. الزخم الزاوي لإلكترون ذرة الهيدروجين عندما يتواجد في المستوى الثاني:

أ. $\frac{h}{\mathrm{\pi }}$               ب. $\frac{h}{2\mathrm{\pi }}$             ج. $\frac{2h}{\mathrm{\pi }}$                 د. $\frac{4h}{\mathrm{\pi }}$ 

 

4. إلكترون في ذرة الهيدروجين في مستوى الاستقرار. امتص الإلكترون فوتونًا طاقته $20.4\times {10}^{-19}J$

فانتقل إلى مستوى إثارة. الزخم الزواي للإلكترون في المستوى الذي انتقل إليه:

أ. ℏ              ب. 2ℏ                 ج. 3ℏ               د. 4ℏ

 

5. إلكترون وبروتون يتحركان بالسرعة نفسها، طول موجة دي بروي للإلكترون:

أ. أكبر من طول موجة دي بروي للبروتون؛ لأن كتلة الإلكترون أقل.

ب. أقل من طول موجة دي بروي للبروتون؛ لأن كتلة الإلكترون أقل.

ج. مساوية لطول موجة دي بروي للبروتون؛ لأن لهما السرعة نفسها.

د. أقل من طول موجة دي بروي للبروتون؛ لأن شحنته سالبة.