حلول مراجعة عامة والتفكير الناقد والكتابة في الفيزياء

مراجعة عامة:

62. يدخل فوتون طاقتة 14 ev ذرة الهيدروجين في حال الاستقرار فيؤينها ما مقدار الطاقة الحركية للإلكترون المتحرر من الذرة؟

0.4 eV

63. احسب نصف القطر المستوي لكل من مستوى الطاقة E₅وE₆ لذرة الهيدروجين؟

$m$ ^9-r₅ = 1.33 × 10

$m$ ^9-r₆ = 1.91 × 10

64. ذرة هيدروجين في المستوى n=2.

a. إذا اصطدم فوتون طوله الموجي 332 nm بهذه الذرة فهل تتأين؟ وضح ذلك.

3.4 eV اللازم

b. عندما تتأين الذرة افترض أن إلكتروناً يكتسب الطاقة الزائدة عن التأين؟ فكم تكون الطاقة الحركية للإلكترون بواحدة الجول؟

E = 3.74 eV

لذا فهي تتأين.

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

12.1 eV

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

243 nm

التفكير الناقد:

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

436 nm :E إلى ₃ E₆ من

2.84 eV

546 nm :E إلى ₄ E من ₆
2.27 eV
579 nm :E إلى ₅ E من ₈
2.14 eV

68. تفسير الرسوم التوضيحية. بعد انبعاث الفوتونات المرئية التي تم وصفها في المسألة رقم 67 تستمر ذرة الزئبق في بعث فوتونات حتى تصل إلى حالة الاستقرار من خلال اختبار الشكل 22-5 حدد ما إذا كانت الفوتونات مرئية أم لا فسر ذلك.

لا، الخطوط الطيفية الثلاثة الأعلى طاقة تغادر الذرة في الحالات فوق حالة الاستقرار (فوق البنفسجية). التغير من E₄ الى E₂ تنتج فوتوناً تحت أحمر.

69. التحليل والاستنتاج. تتكون ذرة البوزترونيوم من إلكترون وضد مادتها النسبي (بوزترون) يرتبطان معاً على الرغم من أن فترة الحياة لهذه الذرة قصير جداً (معدل فترة حياتها $\frac{1}{7}\mu s$ ) فإنه يمكن قياس مستويات طاقتها يمكن استخدام نموذج بور لحساب الطاقات مع استبدال كتلة الإلكترون بمقدار نصف كتلتها صف كيف تتأثر أقطار نصف المستويات والطاقة لكل مستوى كم يكون الطول الموجي عند الانتقال من E₂ الى E₁؟

الأقطار: ضعف الأكبر، الطاقات: نصف الكبيرة، الأطوال الموجية. مثلي النصف، الضوء المنبعث من E₂ الى E₁ الى سوف يكون 242.

الكتابة في الفيزياء:

70. اكتب بحثاً عن تاريخ تطور نماذج الذرة واصفاً كل نموذج باختصار ومحدداً أوجه القوة والضعف فيه؟

يجب أن يتضمن البحث نموذج تومسون (فطيرة البرقوق) والنموذج المداري الكلاسيكي نموذج بور والنموذج الكمي.

71. بعث مؤشر ليزر أخضر ضوء طوله الموجي 532 nm اكتب بحثاً في نوع الليزر الذي استخدم في هذا النوع من المؤشرات وصف طريقة عمله وحدد ما إذا كان الليزر على شكل نبضات أم مستمر؟

يستخدم نبضات ليزر Nd عند 1064nm توضع IR داخل بلورة مضاعف التردد، ينتج الضوء بنصف ذلك الطول الموجي أو 532 nm.

مراجعة تراكمية:

72. فكر في التعديلات التي يحتاج إليها تومسون ليجعل أنبوبه يسارع بروتوناً بالإضافة إلى الإلكترون ثم أجب عن الأسئلة التالية:

a. لتحديد جسيمات لها السرعة نفسها هل ستتغير النسبة E/B؟ فسر ذلك.

لا، $V=\frac{E}{B}$ لذلك فإن النسبة هي نفسها القيمة v المعطاة.

b. للمحافظة على الانحراف نفسه الذي يسببه المجال المغناطيسي هل سيكون المجال أكبر أم أقل؟ فسر ذلك.

للكتلة الأكبر، يجب أن تكون B كبيرة لتبقى r ثابتة.

73. جهد الايقاف اللازم لاستعادة جميع الإلكترونات المنبعثة من فلز 7.3v ما مقدار الطاقة الحركية القصوى للإلكترونات بواحدة الجول؟

1.2 × 10^-18 J