✓ درس 5.2 · كتاب الوزارة
ظاهرة كومتون، الطبيعة الموجية للجسيم، والميكروسكوب الإلكتروني
الصف الثالث الثانوي
المدة 45 د
محتوى كامل
Compton, F=2P/c, de Broglie, photon calc, تجربة ضغط إشعاع.
اضغط أي أداة — لتوليد اختبارات وفلاش كارد وملخصات وتجارب من الدرس تفاعلياً
Compton, F=2P/c, de Broglie, photon calc, تجربة ضغط إشعاع.
💥 فيزياء · الفصل · كومتون ودي برولي
ظاهرة كومتون، الطبيعة الموجية للجسيم، والميكروسكوب الإلكتروني
Compton · · · de Broglie · e-microscope
📖 الدرس
⏱ ~٤٥$ د
🔬 15 رسمًا
🧪 F=2P/c
🎯
سوف تتعلم
- ✓يفسر ظاهرة كومتون وحفظ p و E
- ✓يحسب E, m, p للفوتون و F=2P/c
- ✓يطبق λ=h/p (de Broglie) والميكroscope
📐
معادلات الفوتون والجسيم
(de Broglie)
h → J·sp → kg·m/sF → NP → Wλ → m/nm
💥
ظاهرة كومتون — كتاب الوزارة
عند سقوط فوتون (X أو γ) على e⁻ حر: ν الفوتون يقل ويتغير اتجاهه · e⁻ يزداد سرعة.
لا تفسير موجي — فوتونات تصطدم كالبلياردو · حفظ كمية الحركة + حفظ الطاقة.
الفوتون له كتلة hν/c² وكمية حركة hν/c.
✨
خواص الفوتون — E=mc² وضغط الإشعاع
الفوتون: كم طاقة · hν · سرعة c · m=hν/c² · p=hν/c.
φ<sub>L</sub> photons/s · Δp=2hν/c للانعكاس · F=2mcφ<sub>L</sub>=2P<sub>w</sub>/c.
F صغيرة على الحائط · كبيرة على e⁻ — تفسير Compton.
ماكرو vs ميكرو: حزمة → موجة · ذرة/e⁻ → فوتون.
🎮
استكشف — حاسبة الفوتون
🔬
تجربة الدرس — ضغط الإشعاع F=2P/c
مصدر ضوء P=1W على عاكس/ورق حساس. احسب F=2P/c≈6.7×10⁻⁹ N. (اختياري: رقاقة حساسة جداً أو محاكاة Compton: X على e⁻ — ν'<ν).
1P=1W → F=2/(3×10⁸)≈6.7nN
2λ=380nm → p=h/λ · m=hν/c²
3قارن F بالوزن — لماذا لا يتحرك الحائط؟
4Compton: ν↓ بعد تصادم — p محفوظ
مثال P=1WF=2P/c=0.67×10⁻⁸ N
λ=380nmν=7.89×10¹⁴ Hz · m=5.81×10⁻³⁶ kg
pp=h/λ=1.74×10⁻²⁷ kg·m/s
🌊
de Broglie — الطبيعة الموجية للجسيم
ازدواجية: موجة↔جسيم · de Broglie 1923:
شعاع e⁻ → موجة مصاحبة · حيود e⁻ في شق مزدوج → ميكroscope إلكتروني.
λ=e⁻ صغير → دقة أعلى من الضوء · Spin · تركيز e⁻ = شدة الموجة.
🔬
الرسوم — 15 شكلًا
🔬التأثير الكهروضوئي هو عملية تحرُّر الإلكترونات من سطح فلز بعد امتصاصه إشعاعًا كه
- التأثير الكهروضوئي هو عملية تحرُّر الإلكترونات من سطح فلز بعد امتصاصه إشعاعًا كهرومغناطيسيًّا. يوضِّح الشكل بالأسفل الجهاز التجريبي المُستخدَم لرصد التأثير الكهروضوئي.
🔬explainer_fig2_645198395980
- ينقل كل فوتون ساقط الطاقة إلى إلكترون واحد على سطح الفلز. ويغادر الإلكترون السطح إذا كانت طاقة الفوتون كافية. وبما أن طاقة الفوتون يُحدِّدها التردُّد فلا تهمُّ سعة الموجة الضوئية؛
🔬الحل
- من المفيد عادة تمثيل معادلة طاقة الحركة القصوى للإلكترون الضوئي بيانيًّا. يوضِّح التمثيل البياني الآتي طاقة حركة الإلكترونات الضوئية مقابل تردُّد الفوتون الساقط:
🔬الحل
- يمكننا تحديد خصائص معينة للجهاز عن طريق تحليل التمثيل البياني للجهاز الذي يوضِّح 𝐸 m a x مقابل 𝑓. على وجه التحديد ما يعنينا هو النقطة التي يتحوَّل فيها المنحنى عن المحور الأفقي كم
🔬مثال ٢: تحديد دالة الشغل باستخدام التمثيل البياني لطاقة الإلكترون مقابل طاقة الفوتون
- يُستخدَم ليزر قابل للتوليف لإضاءة سطح فلز باستخدام تردُّدات مختلفة من الضوء. عند تجاوز تردُّد معين للضوء تتحرَّر إلكترونات من سطح الفلز. يوضِّح التمثيل البياني طاقة الحركة القصوى ل
🔬مثال ٣: تحديد دالة الشغل باستخدام التمثيل البياني لطاقة الإلكترون مقابل طاقة الفوتون
- يوضِّح التمثيل البياني طاقة الحركة القصوى للإلكترونات الضوئية عندما تُضاء فلزات مختلفة بضوء له تردُّدات مختلفة.
🔬تعريف: طاقة الحركة القصوى للإلكترون الضوئي بدلالة الطول الموجي
- لاحظ أن المعادلة المكتوبة بدلالة التردُّد يظهر فيها 𝑓 في البسط؛ وهو ما يسمح بوجود علاقة خطية بين 𝑓 و 𝐸 m a x. في حين أن المعادلة المكتوبة بدلالة الطول الموجي يظهر فيها 𝜆 في المقام
🔬مثال ٤: تحديد دالة الشغل باستخدام التمثيل البياني لطاقة الإلكترون مقابل الطول الموجي للفوتون
- يُستخدَم ليزر قابل للتوليف لإضاءة سطح فلز بأطوال موجية مختلفة من الضوء. عندما يكون الطول الموجي للضوء أقصر من قيمة معينة تتحرَّر إلكترونات من سطح الفلز. يوضِّح التمثيل البياني طاقة
🔬مثال ٥: حساب خصائص جهاز التأثير الكهروضوئي التجريبي
- يوضِّح الشكل دائرة كهربية. تحتوي الدائرة على مصعد ومهبط في غرفة تفريغ. وُصِّل المصعد والمهبط بأميتر وبطارية على التوالي. المهبط مصنوع من النيكل.
🔬يوضِّح الشكل دائرة كهربية. تحتوي الدائرة على مصعد ومهبط في غرفة تفريغ. وُصِّل ال
- يوضِّح الشكل دائرة كهربية. تحتوي الدائرة على مصعد ومهبط في غرفة تفريغ. وُصِّل المصعد والمهبط بأميتر وبطارية على التوالي. المهبط مصنوع من النيكل.
🔬worksheet_fig1_953184597893
- يوضِّح الرسم البياني طاقة الحركة القصوى للفوتوإلكترونات عندما تُضاء عدة معادن بواسطة ضوء له أطوال موجية مختلفة.
🔬worksheet_fig1_108108358496
- يُستخدَم ليزر قابل للتوليف لإضاءة سطح فلز بأطوال موجية مختلفة من الضوء. عندما يكون الطول الموجي للضوء أقصر من قيمة مُعيَّنة، تتحرَّر إلكترونات من سطح الفلز. يوضِّح التمثيل البياني
🔬worksheet_fig1_852148457326
- يوضِّح التمثيل البياني طاقة الحركة القصوى للإلكترونات الضوئية عندما تُضاء فلزات مختلفة بضوء له تردُّدات مختلفة.
🔬worksheet_fig1_262103905275
- يُستخدَم ليزر قابل للتوليف لإضاءة سطح فلز باستخدام تردُّدات مختلفة من الضوء. عند تجاوز تردُّد معين للضوء، تتحرَّر إلكترونات من سطح الفلز. يوضِّح التمثيل البياني طاقة الحركة القصوى
🔬الكرة لها كتلة وسرعة في اتجاه الجدار. وهذا يعني أن لها كمية حركة، سنسمِّيها 𝑝
- الكرة لها كتلة وسرعة في اتجاه الجدار. وهذا يعني أن لها كمية حركة، سنسمِّيها 𝑝 ، تتَّجِه نحو الجدار. وهذا موضَّح في الشكل الآتي:
🃏
المراجعة — بطاقات تذكّر (12)
اقلب البطاقة ثلاثية الأبعاد — وجه السؤال ثم الإجابة:
🏅
قائمة الإنجازات
📝
اختبر نفسك — ٦ أسئلة
أسئلة الفهم
٠ / ٦٠١
Compton: photon ν
٠٢
F radiation:
٠٣
de Broglie λ=
٠٤
photon p=
٠٥
1W → F≈
٠٦
m photon = hν/?
➡️
الدرس القادم
⚛
التالي: بور وطيف الهيدروجين