الدرس 2-5: النموذج الكمي للذرة

16. أجهزة الليزر. أي أجهزة الليزر في الجدول 1–9 تبعث ضوء أكثر احمراراً (ضوء مرئياً ذا طول موجي كبير) وأيها تبعث ضوءاً أزرق وأيها يبعث حزم ضوئية لا يمكن رؤيتها بالعين؟

• GaALAs.
• ⁺Ar و InGaN.
• KrF و GaAs و₂ N و Co و 2 Nd.

17. ضخ الذرات. وضح ما إذا كان يمكن استخدام الضوء الأخضر لضخ ضوء ليزر أحمر لماذا لا يستخدم الضوء الأحمر لضخ الضوء الأخضر؟

نعم، للفوتونات الحمراء طاقة أقل من طاقة الفوتونات الخضراء، ليس للفوتونات الحمراء طاقة كافية حتى تنبعث من الذرات.

18. محددات نموذج بور. ما أوجه القصور في نموذج بور على الرغم من توقعه سلوك ذرة الهيدروجين بدقة؟

لأنه يستطيع فقط أن يتوقع سلوك ذرات الهيدروجين، لكن لا يستطيع أن يفسر لماذا لا تطبق القوانين الكهرومغناطيسية.

19. النموذج الكمي. وضح لماذا تعارض نموذج بور للذرة مع مبدأ عدم التحديد لهيزنبرج، بينما لم يتعارض النموذج الكمي معه.

وفق مبدأ عدم التحديد لا يمكن أن تحدد موضع الجسيم وزخمه بدقة في الوقت نفسه، مثل مدار بور. النموذج الكمي يتنبأ فقط باحتمالية أن نصف قطر مستوى الإلكترون سوف يكون له قيمة ما معطاة.

20. أجهزة الليزر. وضح كيف يعمل ليزر الانبعاث المحفز على إنتاج ضوء مترابط.

يستطيع الفوتون أن يحفز ذرة مثارة لبعث فوتون بالطاقة نفسها بالتزامن مع الفوتون المسبب، ويبقي الفوتون المسبب دون تغير. وهكذا تنتج حزمة ضوء مترابط وتزداد أكثر فأكثر في الخطوة نفسها.

21. ضوء الليزر. ما الخصائص الأربعة لضوء الليزر التي تجعله مفيداً؟

ضوء مركز ذو طاقة كبيرة، وموجه، وذو طول موجي موحد، ومترابط.

22. التفكير الناقد. افترض أنه تم الحصول على سحابة صغيرة جداً من الالكترونات، بحيث تكون الذرة بحجم النواة تقريباً استخدم مبدأ عدم التحديد لهيزنبرج لتوضيح لماذا تستهلك كمية هائلة من الطاقة في هذه الحالة.

السحابة الأصغر تعني معرفتنا بدقة أكبر لموقع الإلكترون. إذا كان موقع الجسيم محدداً بدقة فإن زخمه الخطي يكون غير محدد بدقة. قد يكون عدم تحديد الزخم الخطي كبيراً فقط إذا كان الزخم الخطي كبيراً، لذلك فإن الطاقة الحركية للإلكترون يجب أن تكون كبيرة أيضاً، مما يتطلب طاقة كبيرة.