حلول أسئلة اتقان حل المسائل

اتقان حل المسائل:

4-1 النموذج الجسيمي للموجات:

46. اعتماداً على نظرية بلانك، كيف يتغير تردد اهتزاز ذرة إذا بعثت طاقة مقدارها 44.5x10^-19J عندما تغيرت طاقة مستو الذرة بمقدار 1=n؟

8.21 × 10¹⁴ Hz

47. ما مقدار فرق الجهد اللازم لإيقاف إلكترونات طاقتها الحركية العظمى 4.8x10^-19J؟

3 V.

48. ما زخم فوتون الضوء البنفسجي الذي طوله الموجي 4.0x10²nm؟

1.7 × 10^-27 kg.$\frac{m}{s}$

49. جهد الإيقاف لإلكترونات فلز معين موضح في الشكل 11-4، ما مقدار الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات الضوئية بدلالة الوحدات التالية؟

a. الإلكترون فولت.

5 eV

b. الجول.

8×10 ^-19 J

50. تردد العتبة لفلز معين 3x10¹⁴Hz، ما مقدار الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات المتحررة إذا أضيء الفلز بضوء طوله الموجي 6.5x10²nm؟

1.07 × 10^-19 J

51. ما مقدار الشغل اللازم لتحرير إلكترون من سطح الصوديوم إذا كان تردد العتبة له 4.4x1014Hz؟

2.9× 10^-19 J

52. إذا سقط ضوء تردده 1x10¹⁵Hz على الصوديوم في المسألة السابقة، فما مقدار الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات الضوئية؟

3.7 × 10^-19 J

53. مقياس الضوء. يستعمل مقياس الضوء الفوتوغرافي خلية ضوئية لقياس الضوء الساقط على الجسم المراد تصويره، كم يجب أن تكون دالة الشغل لمادة المهبط حتى تكون الخلية الضوئية حساسة للضوء الأحمر (680nm= λ) كحساسيتها للألوان الأخرى للضوء؟

1.8 eV

54. الطاقة الشمسية. يستهلك 4x10¹¹J من الطاقة كل عام في الاستخدامات المنزلية في دولة ما، إذا كانت أشعة الشمس تسقط على بعض أجزاء هذه الدولة لمدة 3000 h كل عام، فأجب عما يلي:

a. ما مقدار الطاقة الشمسية التي تسقط على المتر المربع الواحد كل عام؟

10¹³ $\frac{J}{m^2}$

b. إذا كان من الممكن تحويل هذه الطاقة الشمسية إلى طاقة مفيدة بكفاءة %20، فما مقدار المساحة التي يجب استخدامها لإنتاج طاقة مساوية لتلك التي تستهلك في المنازل؟

2 × 10² m²

2-4 موجات المادة:

55. ما مقدار طول موجة برولي المصاحبة لإلكترون يتحرك بسرعة 3x10⁶m؟

0.24 nm

56. ما مقدار السرعة التي يجب أن يتحرك بها إلكترون لتكون طول موجة ديبرولي المصاحبة له 3.0x10^-10m؟

2.4 × 10 ⁶ $\frac{m}{s}$

57. يتسارع إلكترون في أنبوب أشعة مهبطية من السكون خلال فرق جهد 5x10³V، ما مقدار:

a. سرعة الالكترون؟

4.2 × 10 ⁷ $\frac{m}{s}$

b. الطول الموجي المصاحب للإلكترون؟

0.017 nm

58. احتجز نيوترون طاقته الحركية 0.02 ev فقط.

a. ما سرعة النيوترون؟

2.2 × 10³ $\frac{m}{s}$

b. أوجد طول موجة دي برولي المصاحبة للنيوترون.

1.8 × 10 ^-10 m

59. إذا كانت الطاقة الحركية للإلكترون في ذرة الهيدروجين 13.65 ev: فاحسب:

a. مقدار سرعة الالكترون.

2.19 × 10⁶ $\frac{m}{s}$

b. مقدار طول موجة دي برولي المصاحبة للإلكترون.

0.332 nm.

c. محيط ذرة الهيدروجين ثم قارنه بطول موجة دي برولي المصاحبة لإلكترون الذرة، علماً بأن نصف قطر ذرة الهيدروجين 0.519 nm.

3.26 nm.

المحيط يساوي تقريباً 10 أطوال موجية مكتملة.

60. إذا كان طول موجة دي برولي المصاحبة للإلكترون 0.18 nm:

a. فما مقدار فرق الجهد الذي تحرك خلاله إذا بدأ الحركة من السكون؟

47 V

b. إذا كان طول موجة دي برولي المصاحبة لبروتون 0.18 nm، فما مقدار فرق الجهد الذي تحرك خلاله إذا بدأ الحركة من السكون؟

0.025 V