pregnancy
الأذكار أعوذ بالله من الشيطان الرجيم { اللّهُ لاَ إِلَـهَ إِلاَّ هُوَ الْحَيُّ الْقَيُّومُ لاَ تَأْخُذُهُ سِنَةٌ وَلاَ نَوْمٌ لَّهُ مَا فِي السَّمَاوَاتِ وَمَا فِي الأَرْضِ مَن ذَا الَّذِي يَشْفَعُ عِنْدَهُ إِلاَّ بِإِذْنِهِ يَعْلَمُ مَا بَيْنَ أَيْدِيهِمْ وَمَا خَلْفَهُمْ وَلاَ يُحِيطُونَ بِشَيْءٍ مِّنْ عِلْمِهِ إِلاَّ بِمَا شَاء وَسِعَ كُرْسِيُّهُ السَّمَاوَاتِ وَالأَرْضَ وَلاَ يَؤُودُهُ حِفْظُهُمَا وَهُوَ الْعَلِيُّ الْعَظِيمُ } || بسم الله الرحمن الرحيم{ قُلْ هُوَ اللَّهُ أَحَدٌ*اللَّهُ الصَّمَدُ*لَمْ يَلِدْ وَلَمْ يُولَدْ * وَلَمْ يَكُن لَّهُ كُفُواً أَحَدٌ} بسم الله الرحمن الرحيم {قُلْ أَعُوذُ بِرَبِّ الْفَلَقِ * مِن شَرِّ مَا خَلَقَ *وَمِن شَرِّ غَاسِقٍ إِذَا وَقَبَ * وَمِن شَرِّ النَّفَّاثَاتِ فِي الْعُقَدِ * وَمِن شَرِّ حَاسِدٍ إِذَا حَسَدَ } || بسم الله الرحمن الرحيم{ قُلْ أَعُوذُ بِرَبِّ النَّاسِ * مَلِكِ النَّاسِ * إِلَهِ النَّاسِ *مِن شَرِّ الْوَسْوَاسِ الْخَنَّاسِ * الَّذِي يُوَسْوِسُ فِي صُدُورِ النَّاسِ * مِنَ الْجِنَّةِ وَالنَّاسِ } || "اللهم أنت ربي لا إله إلا أنت خَلَقتني وأنا عَبْدُك وأنا على عهدك ووعدك ما استطعت وأعوذ بك من شر ما صنعت أبوء لك بنعمتك على وأبوء بذنبي فاغفر لي فإنه لا يغفر الذنوب إلا أنت" || "اللهم عافني في بَدَني، اللهم عافني في سمعي، اللهم عافني في بصري، لا إله إلا أنت .اللهم إني أعوذ بك من الكفر، والفقر، اللهم إني أعوذ بك من عذاب القبر لا إله إلا أنت"  || "حسبي الله لا إله إلا هو عليه توكلت وهو رب العرش العظيم " || -"اللهم إني أسألك العافية في الدنيا والآخرة،اللهم إني أسألك العفو والعافية في ديني ودنياي وأهلي ومالي،اللهم استر عوراتي وآمن روعاتي، اللهم احفظني من بين يديَّ ومن خلفي وعن يميني وعن شمالي ومن فوقي وأعوذ بعظمتك أن أغتال من تحتي" || -"اللهم عَالِمَ الغيب والشَّهادة، فاطر السموات والأرض، رب كل شيء ومليكه، أشهد أن لا إله إلا أنت أعوذ بك من شر نفسي ومن شر الشيطان وشركه وأن اقترف على نفسي سوءًا أو أجُره إلى مسلم" || -" بسم الله الذي لا يضرُّ مع اسمه شيء في الأرض ولا في السماء وهو السميع العليم" || "رضيت بالله رباً ، وبالإسلام ديناً وبمحمد صلى الله عليه وسلم نبياً "  || "يا حي يا قيوم برحمتك أستغيث أصلح لي شأني كُله ولا تَكِلْني إلى نفيس طرفة عين" || "لا إله إلا الله وحده لا شريك له ،له الملك وله الحمد وهو على كل شيء قدير" || من قال :"سبحان الله وبحمده" مائة مرة حين يصبح وحين يمسي لم يأت أحد يوم القيامة بأفضل مما جاء به إلا أحد قال مثل ما قال أو زاد  || "سبحان الله وبحمده عدد خلقهِ ورِضَا نفسِهِ وزِنُة عَرشِهِ ومِداد كلماته" || "أستغفر الله وأتوب إليه "  || " اللهم صل وسلم على نبينا محمد "

حل أسئلة التقويم الفصل الخامس ( الذرة )


بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
حل أسئلة التقويم الفصل الخامس ( الذرة )
نبدأ على بركة الله ...




خريطة المفاهيم
23. أكمل خريطة المفاهيم التالية مستخدما ما يلي :
مستوايات الطاقة ، أقطار الإلكترون الثابتة ، نموذج بور ، انبعاث وامتصاص الفوتون ، فرق مستوى الطاقة .



الحل :



إتقان المفاهيم
24. وضح كيف حدد راذرفورد أن الشحنة الموجبة في الذرة متركزة في منطقة صغيرة جدا ، وليست منتشرة في الذرة .
الحل :
وجه رذرفورد شعاع من جسيمات ألفا في اتجاه صفيحة فلزية رقيقة وقاس عدد الجسيمات المنحرفة بزاويا مختلفة . فوجد أن عددا ضغيرا انحرف بزوايا كبيرة مما يدل على أمر هام ألا و هو أن الشحنة الموجبة في الذرة متمركزة في منطقة صغيرة جدا هي النواة .

25. كيف فسر نموذج بور لماذا يتضمن طيف الامتصاص للهيدروجين نفس ترددات طيف الانبعاث ؟
الحل :
أن طاقة الفوتون المنبعث أو الفوتون الممتص تساوي التغير في الطاقة والتي يمكن لها قيم محددة .

26. راجع نموذج الكواكب للذرة . ما المشكلات المتعلقة بهذا النموذج ؟
الحل :
عندما تخضع الإلكترونات لتسارع مركزي ، فإنها سوف تخسر طاقة فعندئذ تتخذ مسارا حلزونيا نحو النواة ، وتشع طاقة بجميع الأطوال الموجية وليست ذات أطوال موجية محددة .

27. حلل وانتقد نموذج بور للذرة . ما الافتراضات الثلاثة التي قدمها بور لتطوير نموذجه ؟
الحل :
تكون مستويات الطاقة في الحالات المستقرة مكممة ، تبعث الذرة أو تمتص الإشعاع فقط عندما تتغير حالتها ، الزخم الزاوي مكمم .

28. أنابيب الغاز المفرغة وضح كيف تنتج الأطياف الخطية في أنابيب الغاز المفرغة ؟
الحل :
تنتقل الطاقة إلى الغاز ، مما يسبب إثارة الإلكترونات ، فتنتقل إلى مستويات طاقة أعلى . ثم تتخلص الإلكترونات من فرق الطاقة بين مستويات الطاقة عندما تسقط عائدة على المستوى الأقل إثارة . وترتبط فروق الطاقة بين المستويات مع الخطوط الطيفية .

29. كيف قدم نموذج بور تفسيرا للطيف المنبعث من الذرات من الذرات ؟
الحل :
تحدد الأطوال الموجية للفوتون بالفرق بين طاقات المستويات المسموح بها عندما ينتقل الإلكترون من مستوى الإثارة إلى مستوى الاستقرار .

30. فسر لماذا تختلف الأطياف الخطية الناتجة عن أنابيب التفريغ لغاز الهيدروجين عن تلك الأطياف الناتجة عن أنابيب التفريغ لغاز الهيليوم .
الحل :
لأن تكوين كل عنصر مختلف عن الآخر من حيث توزيع الإلكترونات أو مستويات الطاقة .

31. الليزرات إن مصدر طاقة جهاز الليزر المختبي (8x10-4 W) 0.8 mW فقط . لماذا يبدو أنه اكثر قدرة من ضوء مصباح كهربائي 100 W ؟
الحل :
لأن ضوء الليزر يتركز في حزمة ضيقة ، بدلا من أن ينتشر على مساحة واسعة كما في المصباح .

32. جهاز مشابه لليزر ينبعث إشعاع موجات ميكروويف يسمى الميزر .
ما الكلمات المرجعية التي تكون هذا الاختصار ؟
الحل :
تضخيم الموجات الميكروية باستعمال الانبعاث المحفز بالإشعاع .

33. ما خصائص ضوء الليزر التي أدت إلى استخدامه في أجهزة العرض الضوئية ؟
الحل :
الليزر موجات ضوئية موجهة ومركزة وذات أطوال موجية موحدة و أحادية اللون .

تطبيق المفاهيم

34.  يختلف مستوى التعقيد لمستويات الطاقة من ذرة إلى أخرى . كيف تتوقع أن يؤثر ذلك في الأطياف التي تنتجها ؟
الحل :
تصبح الأطياف أكثر تعقيدا .


35. الأضواء الأضواء الشمالية تحدث الأضواء الشمالية بواسطة جسيمات ذات طاقة عالية قادمة من الشمس عندما تصطدم بذرات في الغلاف الغازي للأرض . إذا نظرت إلى هذه الأضواء بمناظر طيفي فهل تشاهد طيفا متصلا ، أم طيفا خطيا ؟ فسر .
الحل :
أشاهد طيفا خطيا لأن الضوء القادم من الغاز مكون من عناصر محددة .

36. إذا انبعث ضوء أبيض من سطح الأرض وشاهده شخص من الفضاء ، فهل يظهر الطيف بحيث يكون متصلا ؟ فسر .
الحل :
لا ، طاقات معينة سوف تمتص بواسطة الغازات في الغلاف الغازي ، لذلك سوف يحتوي الطيف على خطوط امتصاص .

37. هل تعد قطع النقود مثالا جيدا للتكمية ؟ هل يعد الماء كذلك ؟ فسر .
الحل :
نعم ، تأتي النقود بقيم محددة ، في حين لا يأتي الماء بأي كمية محددة محتملة .

38. ذرة لها أربعة مستويات للطاقة ، E4 مستوى الطاقة الأعلى ، و E1 مستوى الطاقة الأدنى . إذا حدثت انتقالات بين أي مستويين للطاقة ، فما عدد الخطوط الطيفية التي تستطيع الذرة أن تبعث بها ؟ وما الانتقال الذي يبعث فوتونا بأعلى طاقة ؟
الحل :
تستطيع الذرة أن تبعث ستة خطوط محتملة ، والفوتون ذو الطاقة الأعلى ينتج فقط بين المستويين E4 à E1 .

39. من الشكل 5-21 ، يدخل فوتون طاقته 6.2 eV ذرة زئبق في حالة استقرار . هل تمتصه الذرة ؟ فسر .



الحل :
لا ، لأنها تحتاج إلى طاقة 5.43 eV لنقل الغلكترون إلى مستوى الطاقة E5 . حيث تمتص الذرة فقط الفوتونات التي لها طاقة محددة فقط .


40. ينبعث فوتون عندما ينتقل إلكترون ذرة الهيدروجين المثارة خلال مستويات طاقة أدنى . ما مقدار الطاقة العظمى التي يمكن أن تكون للفوتون ؟ وإذا منحت كمية الطاقة هذه لذرة في حالة الاستقرار ، فما الذي يحدث ؟
الحل :
الطاقة العظمى 13.6 eV وهذه أيضا طاقة التأين لذرة الهيدروجين . حيث يغادر الإلكترون النواة .

41. قارن بين نظرية الكم الميكانيكية للذرة ونموذج بور .
الحل :
لنموذج بور أقطار محددة ثابتة ويسمح بالحسابات فقط لذرات الهيدروجين ، في حين يعطي النموذج الحالي ( نظرية الكم الميكانيكية ) احتمالية وجود إلكترون في موقع ما ، ويمكن أن يستخدم لجميع الذرات .

42. أي الليزرات – الأحمر أو الأخضر أو الأزرق – ينتج فوتونات طاقتها أكبر ؟
الحل :
ليزر الضوء الأزرق .

إتقان حل المسائل

5-1 نموذج بور الذري

43. ينتقل إلكترون ذرة كالسيوم من مستوى طاقة 5.16 eV فوق مستوى الاستقرار إلى مستوى طاقته 2.93 eV فوق مستوى الاستقرار . ما الطول الموجي للفوتون المنبعث ؟
الحل :





44. إذا دخل فوتون ضوء برتقالي طوله الموجي 6.00x102 nm في ذرة كالسيوم مثارة عند مستوى الطاقة E6 فتأينت الذرة ، فما مقدار طاقة حركة الغلكترون المنبعث من الذرة ؟

الحل :




45. ذرة كالسيوم مثارة إلى مستوى طاقة E2 طاقته 2.93 eV فوق مستوى الاستقرار . اصطدام بها فوتون طاقته 1.20 eV فامتصته . إلى أي مستوى طاقة تنتقل ذرة الكالسيوم ؟ ارجع إلى الشكل 5-22 .



الحل :




46. ذرة كالسيوم مثارة عند مستوى طاقة E6 . ما مقدار الطاقة المحررة عندما تسقط الذرة إلى مستوى الطاقة E2 ؟ ارجع إلى الشكل 5-22 .
الحل :



47. احسب الطاقة المرتبطة بمستويات الطاقة E7 و E2 للذرة الهيدروجين .

الحل :




48. احسب الفرق في مستويات الطاقة في المسألة السابقة .


الحل :




ارجع إلى الشكل 5-21 لحل المسألتين 49 و 50 .

49. ذرة زئبق مثارة عند مستوى طاقة E6 .
     a.   ما مقدار الطاقة اللازمة لتأيين الذرة ؟
     b.  ما مقدار الطاقة المتحررة عندما تسقط الذرة إلى مستوى الطاقة  E2؟
الحل :
     a.  
   

     b.     




50. ذرة زئبق مثارة طاقتها -4.95 eV ، امتصت فوتونا فأصبحت في مستوى الطاقة الأعلى التالي . ما مقدار طاقة الفوتون ؟ وما مقدار تردده ؟
الحل :



51. ما الطاقات المرتبطة مع مستويات الطاقة لذرة الهيدروجين E2 ، E3 ، E4 ، E5 ، E6 ؟

الحل :




52. باستخدام القيم المحسوبة في المسألة 51 ، احسب فروق الطاقة بين مستويات الطاقة التالية :
     a.   E6 - E5
     b.  E6 - E3
     c.   E4 - E2
     d.  E5 - E2
     e.   E5 - E3
الحل :
a.  
  

b. 

c.  
  

d. 
 

e.  


53. استخدم القيم في المسألة 52 لحساب تردد الفوتونات المنبعثة عندما ينجز إلكترون ذرة الهيدروجين تغيرات في مستويات الطاقة المذكورة أعلاه .
الحل :
a.     


b. 
            

c.      



d. 
  

e.      






54. احسب الطول الموجي للفوتونات ذات الترددات التي قمت بحسابها في المسألة 53 .
الحل :
a.  
  

b. 
  


c.  
   


d.     





e.  
            


55. تبعث ذرة هيدروجين فوتونا طوله الموجي 94.3 nm عندما تصل إلى حالة الاستقرار . من أي مستوى طاقة انتقال إلكترونها ؟

الحل :




56. ذرة هيدروجين مثارة إلى n=3 . وفق نموذج بور ، أوجد كلا مما يلي :
a.   نصف قطر المستوى .
b.  القوة الكهربائية بين البروتون والإلكترون .
c.   التسارع المركزي للإلكترون .
d.  السرعة الدورانية للإلكترون ( قارن بين هذه السرعة وسرعة الضوء ) .
    الحل :
        a.  
   
       b. 
  


      c.  
  



      d. 
   



5-2 نموذج الذرة الكمي
57. مشغل القرص المدمج CD تستخدم ليزرات زرنيخات الجاليوم كثيرا في مشغلات القرص المدمج . إذا بعث مثل هذا الليزر عند طول موجي 840 nm ، فما مقدار الفرق بوحدة eV بين مستويات الطاقة ؟
الحل :




58. أدخل ليزر GaInNi بين مستويات طاقة مفصولة بطاقة مقدارها 2.90 eV .
    a.   ما الطول الموجي للضوء المنبعث من الليزر ؟
    b.  في أي جزء من الطيف يقع هذا الضوء ؟
الحل :
     a.  
    

     b.  في الجزء الأزرق .

59. يبعث ليزر ثاني أكسيد الكربون بفوتون أشعة تحت حمراء طاقته عالية جدا . ما مقدار فرق الطاقة بوحدة eV بين مستويات الطاقة الليزرية ؟ ارجع إلى الجدول 5-1 .
الحل :



60. طاقة حزمة ليزر تساوي حاصل ضرب طاقة كل فوتون منبعث في عدد الفوتونات لكل ثانية .
       a.   إذا أردت الحصول على ليزر عند طول موجي 840 nm بحيث يكون له القدرة نفسها لليزر طول موجته 427 nm ، فكم مرة يتضاعف عدد الفوتونات في كل ثانية ؟
      b.  أوجد عدد الفوتونات لكل ثانية في ليزر قدرته 5.0 mW وطوله الموجي 840 nm .
الحل :
     a.   بما أن طاقة الفوتون تعطي بالعلاقة E=hf=hc/λ ، فنسبية الطاقة بين الفوتونات في الليزر الثاني إلى الطاقة في الليزر الأول هي 427 / 840 = 0.508 ، لهذا تكون نسبة عدد الفوتونات في الليزر الثاني إلى الأول في كل ثانية 1/0.508 أي 1.97 .
     b.     






61. ليزرات HeNe يمكن صنع الليزرات HeNe المستخدمة بوصفها مؤشرات يستخدمها المحاضرون ، بحيث تنتج ليزرا عند الاطوال الموجية الثلاثة : 1152.3 nm ، 543.4 nm ، 632.8 nm .
      a.   أوجد فرق الطاقة بين كل وضعين متضمنين في حزمة كل طول موجي .
      b.  حدد لون كل طول موجي.
الحل :
      a.  


                   

         
     b.   
أحمر تحت حمراء ، أخضر على الترتيب .


مراجعة عامة
62. يدخل فوتون طاقته 14.0 eV ذرة هيدروجين في حالة الاستقرار فيؤينها. ما مقار الطاقة الحركية للإلكترون المتحرر من الذرة ؟

الحل :




63. احسب نصف قطر المستوى لكل من مستويي الطاقة E5 و E6 لذرة الهيدروجين .

الحل :




64. ذرة هيدروجين في المستوى n=2 :
      a.   إذا اصطدم فوتون طوله الموجي 332 nm بهذه الذرة فهل تتأين ؟ وضح ذلك .
      b.  عندما تتأين الذرة ، افترض أن إلكترونا يكتسب الطاقة الزائدة عن التأين ؟ وضح ذلك .
الحل:
      a.  
      b. 
  


65. وجهت حزمة من الإلكترونات إلى عينة من غاز الهيدروجين الذري . ما اقل طاقة للإلكترونات تلزم لينبعث ضوء أحمر ينتج عندما ينتقل إلكترون ذرة الهيدروجين من مستوى الطاقة n= 3 إلى مستوى الطاقة n=2 ؟
الحل :




66. تستخدم أكثر تجارب المطياف دقة تقنيات ( فةتونين ) ، حيث يوجه فوتونان بأطوال موجية متكافئة على ذرات الهدف من اتجاهين متعاكسين . كل فوتون له نصف الطاقة اللازمة لإثارة الذرات من حالة الاستقرار إلى مستوى الطاقة اللازم . ما طول موجة الليزر الذي يلزم لإنجاز دراسة دقيقة لفرق الطاقة بين n=1 و n=2 في الهيدروجين ؟
الحل :



التفكير الناقد

67. تطبيق المفاهيم يوضح الشكل 5-23 نتيجة إسقاط طيف مصباح غاز الزئبق ذي الضغط العالي على حائط في غرفة مظلمة . ما فروق الطاقة لكل من الخطوط المرئية الثلاثة ؟



الحل :




68. تفسير الرسوم التوضيحية بعد انبعاث الفوتونات المرئية التي تم وصفها في المسألة 67 ، تستمر ذرة الزئبق في بعث فوتونات حتى تصل إلى حالة الاستقرار. من خلال اختبار الشكل 5-22 حدد ما إذا كانت هذه الفوتونات مرئية أم لا . فسر ذلك .
الحل :
 لا ، الخطوط الطيفية الثلاثة الأعلى طاقة تغادر الذرة في حالات لا تقل طاقتها عن 4.64 eV فوق حالة الاستقرار ، والفوتون بهذه الطاقة يكون طوله الموجي 267 nm ويقع في منطقة الاشعة فوق البنفسجية ، والتغير في الطاقة من المستوى E4 إلى المستوى E2 يتضمن تغيرا في الطاقة مقداره 0.79 eV ، فينتج ضوءا بطول موجي 1570 nm يقع في منطقة الأشعة تحت الحمراء .

69. التحليل والاستنتاج : تتكون ذرة البوزوترونيوم من إلكترون وضديد مادتها النسبي ( بوزترون ) يرتبطان معا . وعلى الرغم من أن فترة الحياة لهذه الذرة صغيرة جدا ( معدل فترة حياتها +1/7 µ s  ) فإنه يمكن قياس مستويات طاقتها . يمكن استخدام نموذج بور لحساب الطاقات مع استبدال كتلة الإلكترون بمقدار نصف كتلتها . صف كيف تتأثر أقطار المستويات والطاقة لكل مستوى . كم يكون الطول الموجي عند الانتقال من E2 إلى E1 ؟
الحل :
ستتضاعف أنصاف القطار لأن m تظهر في مقام المعادلة ، في حين الطاقات ستنخفض إلى النصف لأن m تظهر في بسط المعادلة ، أما الأطوال الموجية فستتضاعف لذا فالضوء ينبعث من المستوى E2 إلى المستوى E1 ، أي أن : (2)(121 nm) = 242 nm .

الكتابة في الفيزياء
70. اكتب بحثا عن تاريخ تطور نماذج الذرة . واصفا كل نموذج باختصار ، ومحددا أوجه القوة والضعف فيه .
الحل :
يجب على الطلاب أن يصفوا نموذج ثومبسون " فطيرة البرقوق " والنموذج المداري الكلاسيكي ، ونموذج بور ، والنموذج الكمي ، حيث يفسر النموذج الأول كيف تمتلك الذرات إلكترونات وكتلة ولكن لا يستطيع تفسير كل وجود الإلكترونات وتجارب راذرفورد ، ولكنه نموذج غير مستقر إذ بناءا على هذا النموذج فإن الإلكترونات ستسقط في النواة خلال 1 ns ، أما نموذج بور فسيفسر الأطياف الذرية وينسجم مع نموذج راذرفورد النووي ، ولكنه لم يفسر عدم اليقين ، وكذلك لا يفسر استقرار الذرات عديدة الإلكترونات ، أما النموذج الكمي فيمكن بواسطته تفسير جميع الحقائق المعروفة عن الذرات ، ولكن من الصعب تصوره ، ويتطلب استخدام أجهزة الحاسوب لحل معادلاته .

اقرأ الموضوع التالي النموذج الذري : اقر هنا 


71. بعث مؤشر ليزر أخضر ضوءا طوله الموجي 532 nm . اكتب بحثا في نوع الليزر الذي استخدم في هذا النوع من المؤشرات ، وصف طريقة عمله ، وحدد ما إذا كان الليزر على شكل نبضات أم مستمرا .
الحل :
يستخدم نبضات ليزر Nd عند 164 nm حيث توضح IR داخل بلورة " مضاعف التردد " . وينتج الضوء بنصف ذلك الطول الموجي أو 532 nm .


مراجعة تراكمية

72. فكر في التعديلات التي يحتاج إليها ثومبسون ليجعل أنبوبة يسارع بروتونات بالإضافة إلى الإلكترونات ، ثم أجب عن الأسئلة التالية :
     a.   لتحديد جسيمات لها السرعة نفسها ، هل ستتغير النسبة E/B ؟ فسر ذلك .
     b.  للمحافظة على الانحراف نفسه الذي يسببه المجال المغناطيسي ، هل يجب أن يكون المجال المغناطيسي أكبر أم أقل ؟ فسر ذلك .
الحل :
     a.   لا ، لأن V=E/B ، نسبة ثابتة لجميع قيم v المعطاة .  
     b.     للكتلة الأكبر ، يجب أن تكون B كبيرة لتبقى r ثابتة . 


73. جهد الإيقاف اللازم لاستعادة جميع الإلكترونات المنبعثة للإلكترونات بوحدة الجول ؟ 

الحل :









تم بحمد الله


نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "



بالتوفيق للجميع ...^_^