✓ درس 6.1 · كتاب الوزارة
نموذج بور لذرة الهيدروجين وطيف ذرة الهيدروجين
الصف الثالث الثانوي
المدة 45 د
محتوى كامل
Bohr, H spectrum, spectrometer, تجربة H+مطياف.
اضغط أي أداة — لتوليد اختبارات وفلاش كارد وملخصات وتجارب من الدرس تفاعلياً
Bohr, H spectrum, spectrometer, تجربة H+مطياف.
⚛️ فيزياء · الفصل · الأطياف الذرية
نموذج بور لذرة الهيدروجين وطيف ذرة الهيدروجين
Bohr · · · Spectrometer · Balmer
📖 الدرس
⏱ ~٤٥$ د
🔬 22 رسمًا
🧪 H + مطياف
🎯
سوف تتعلم
- ✓يشرح نموذج بور ومستويات طاقة الذرة
- ✓يفسر الأطياف الذرية (انبعاث وامتصاص)
- ✓يحسب طاقة الفوتون والانتقالات
- ✓يفهم عمل المطياف ويجري تجربة طيف الهيدروجين
📐
معادلات بور والطيف
eV
n → رقم مدارE → eVν → Hzλ → nmh → J·s
⚛️
الأطياف الذرية — مقدمة كتاب الوزارة
كلمة الذرة Atom تعود إلى اللغة الإغريقية وتعنى الوحدة التي لا تتقسم. ووضع العلماء تصورات مختلفة لتركيب الذرة من خلال التجارب العملية.
درس بور الصعوبات التي واجهت نموذج رذرفورد وتوصل إلى نموذج لذرة الهيدروجين: (1) نواة موجبة في المركز. (2) إلكترونات في مدارات محددة (Shells) بمستويات طاقة — لا إشعاع طالما في مستواه. (3) الذرة متعادلة كهربيًا.
فروض بور: انتقال E₂→E₁ ينبعث فوتون hν=E₂−E₁ · قوانين كولوم ونيوتن سارية · 2πr=nλ (موجة موقوفة).
🎮
استكشف — مدارات بور والطيف الخطي
🔬
تجربة الدرس — إثارة غاز الهيدروجين والمطياف
أثِر أنبوبة تفريغ فيها غاز H (جهد عالٍ). راقب خطوط انبعاث H. حلّل الضوء بمطياف (منشور + تلسكوب). سجّل λ لخط Balmer (مثلاً 656nm أحمر). احسب ΔE=13.6(1/n_t²−1/n_f²) eV وقارن hν=ΔE.
1أشعل تفريغ H — خطوط ملونة
2وجّه الضوء على منشور المطياف
3قِس λ لكل خط (Balmer مرئي)
4احسب ΔE — تحقق hν=ΔE
🌈
إثارة الهيدروجين ومتسلسلات الطيف
عند إثارة ذرات H تنتقل e⁻ من n=1 إلى n=2,3,4… ثم تهبط خلال ~10⁻⁸ s فينبعث hν=E₂−E₁.
متسلسلات H: ليمان (→n=1 UV) · بالمر (→n=2 مرئي) · باشن (→n=3 IR) · براكت (→n=4) · فوند (→n=5 أطول λ).
بالمر في الضوء المنظور — باشن/براكت/فوند في IR.
🔭
المطياف Spectrometer — طيف نقي
المطياف: (1) مصدر + شق ضيق في بؤرة عدسة. (2) منضدة دوّارة + منشور. (3) تلسكوب (عدسة شيئية + عينية).
كل لون يُجمع في بؤرة — طيف نقي. يُستخدم لتقدير حرارة النجوم وغازاتها.
طيف مستمر: كل λ · طيف خطي: ترددات متقطعة · انبعاث: هبوط e⁻ · امتصاص: خطوط داكنة على خلفية مستمرة.
خطوط Fraunhofer في الشمس = امتصاص H و He في جو الشمس.
🔬
الرسوم — 22 شكلًا
🔬explainer_fig1_420148959535
- قُدِّم نموذج الذرَّة المكعبة في عام 1902، وهو نموذج يصف الذرَّات بأنها مكعبات من مادة موجبة الشحنة مع وجود إلكترونات سالبة الشحنة عند رءوس المكعب.
🔬explainer_fig2_420148959535
- قُدِّم نموذج طومسون (نموذج حلوى البرقوق) في عام 1904، وهو نموذج يصف الذرَّات بأنها كرات من مادة موجبة الشحنة تتوزع الإلكترونات بداخلها. وقد حسَّن هذا النموذجُ تنبؤاتِ نموذج الذرَّ
🔬explainer_fig3_420148959535
- في عام 1913، قَدَّم الفيزيائيان نيلز بور وإرنست رذرفورد نموذج رذرفورد-بور، الذي يُعرَف الآن باسم نموذج بور. يصف النموذج الإلكترونات بأنها جسيمات صغيرة سالبة الشحنة تدور حول نواة
🔬explainer_fig4_420148959535
- يَستخدم علماء الفيزياء اليوم نموذج ميكانيكا الكم، وهو نموذج يصف مواضع الإلكترونات بدلالة الاحتمالات. تُمكننا ميكانيكا الكم من وصف سلوك الذرَّات والإلكترونات بدقَّة كبيرة. ومع ذلك،
🔬explainer_fig5_420148959535
- في نموذج بور، توصَف الإلكترونات بأنها جسيمات سالبة الشحنة تدور حول نواة موجبة الشحنة. ولأن الإلكترونات سالبة الشحنة، فإنها تتعرض لتجاذب كهروسكوني باتجاه النواة، مما يجعلها تدور حول
🔬انضم إلى نجوى كلاسيز
- الضوء طيف. وبالنسبة إلى الضوء المرئي، فإن لونه يعتمد على طوله الموجي؛ أي 𝜆، كما هو موضَّح في الشكل الآتي.
🔬انضم إلى نجوى كلاسيز
- ينشأ هذا الطيف عند تسليط ضوء أبيض نقي، يتكوَّن من جميع الأطوال الموجية المرئية، عبر منشور. ويُعَد ضوء الشمس قريبًا جدًّا من أن يكون ضوءًا أبيض نقيًّا، وهو يُنتج طيفًا كهذا. وهذا ال
🔬انضم إلى نجوى كلاسيز
- لا ينبعث ضوء أبيض نقي من كل مصادر الضوء. مثلًا، ينبعث من مصابيح الهالوجين المتوهِّجة ضوء أحمر وأصفر بقدر أكبر من أي ضوء ذي أطوال موجية أخرى؛ ومن ثَمَّ يشع منها ضوء ذو ألوان دافئة أ
🔬انضم إلى نجوى كلاسيز
- يمكن أيضًا أن ينبعث ضوء من الغازات الساخنة النقية؛ مثل الغازات الموجودة في مصابيح النيون. وعلى عكس إشعاع الجسم الأسود، فإن الضوء في هذه المصابيح لا يكون طيفًا متصلًا. فهذه الغازات
🔬انضم إلى نجوى كلاسيز
- ترتبط هذه الطاقة بالفرق في مستويات طاقة الإلكترون. فعندما ينتقل إلكترون لأسفل، ينبعث منه فوتون له طاقة تساوي تقريبًا فرق الطاقة بين مستويَي طاقة في الإلكترون. يوضِّح الشكل الآتي ان
🔬انضم إلى نجوى كلاسيز
- وبما أن كل عنصر له مستويات طاقة فريدة لإلكتروناته، إذن يعني هذا أن كل عنصر له أطياف انبعاث فريدة خاصة به، كما هو موضَّح في الأشكال الآتية.
🔬مثال ١: التعرُّف على غاز مجهول باستخدام أطياف الانبعاث
- لدى عالِم عيِّنة من غاز مجهول. لكي يتعرَّف العالِم على الغاز، لاحَظ طيف الضوء المرئي المنبعث من الغاز عند تسخينه. يُظهِر الشكل هذا الطيف. ويُظهِر أيضًا الأطياف المنبعثة لخمسة عناصر
🔬الحل
- أطياف الانبعاث ليست هي النوع الوحيد من الأطياف الذي يفيدنا في تحديد الغازات. تُوجَد أيضًا أطياف الامتصاص، وهي عكس أطياف الانبعاث. فبدلًا من تمثيل الفوتونات المنبعثة من إلكترونات غا
🔬الحل
- تُشير الخطوط السوداء في أطياف الامتصاص إلى المناطق التي لا يُوجَد فيها ضوء بهذا الطول الموجي المحدَّد. وتنشأ أطياف الامتصاص عندما يمر ضوء من خلال غاز ما في طريقه للمرور عبر منشور،
🔬الحل
- ترتبط طاقة الفوتون هذه بالفروق بين مستويات طاقة الإلكترون. فلكي يتحرَّك إلكترون لأعلى، يجب أن يمتص فوتونًا له طاقة تساوي تقريبًا الفرق بين مستويَي طاقة. ويوضِّح الشكل الآتي الإلكتر
🔬الحل
- تكون لكل عنصر أطياف امتصاص فريدة، تمامًا مثلما تكون له أطياف انبعاث فريدة. وهذا يعني أنه يمكن استخدام هذه الأطياف لتحديد الغازات المجهولة. توضِّح الأشكال الآتية بعض الأمثلة على أطي
🔬مثال ٢: التعرُّف على غاز مجهول باستخدام أطياف الامتصاص
- لدى عالِمة عيِّنة من غاز مجهول. لكي تتعرَّف العالِمة على الغاز، سلَّطت طيفًا متصلًا من الضوء الأبيض على الغاز، ولاحظت أطوال الضوء الموجية التي امتصها الغاز. يوضِّح الشكل ذلك، ويوضّ
🔬مثال ٣: تحديد عرض خط امتصاص الزينون
- يوضِّح الشكل طيف امتصاص الزينون بين 400 nm و 420 nm. أيٌّ من خطوط الامتصاص المبيَّنة على الشكل أعرض؟
🔬الحل
- يفيد استخدام أطياف الانبعاث والامتصاص في تحديد الغازات المجهولة، لكن نادرًا ما تتكوَّن الغازات المجهولة من عنصر واحد. وعند النظر إلى مزيج من الغازات، تظهر خطوط الطيف لجميع مكوِّنات
🔬الحل
- وبالمثل، تكون جميع خطوط الامتصاص لطيف امتصاص ما في خليط غازي موجودة في الطيف، كما هو موضَّح في الشكل الآتي.
🔬مثال ٤: تحديد مكوِّنات الغاز باستخدام أطياف الامتصاص
- رَصَد عالم فلك طيف الضوء المرئي المنبعث من نجم بعيد. تُوجَد بين الأرض والنجم سحابة ضخمة من الغبار والغاز. يبعث النجم طيفًا متصلًا من الضوء الأبيض، لكن بعضًا من الضوء تم امتصاصه بوا
🔬مثال ٥: تحديد مكوِّنات الغاز باستخدام أطياف الانبعاث
- لدى عالِمة أنبوبة غاز تحتوي على خليط من الغازات المجهولة. من أجل تحديد الغازات في الخليط، فحصت العالِمة طيف الضوء المرئي المنبعث من الخليط عند تسخينه. يوضِّح الشكل هذه العملية. يوض
🃏
المراجعة — بطاقات تذكّر (12)
اقلب البطاقة ثلاثية الأبعاد — وجه السؤال ثم الإجابة:
🏅
قائمة الإنجازات
📝
اختبر نفسك — ٦ أسئلة
أسئلة الفهم
٠ / ٦٠١
E₁ for H:
٠٢
Photon on drop:
٠٣
Balmer ends at:
٠٤
Sun absorption lines:
٠٥
Line spectrum:
٠٦
λ(nm)≈1240/?
➡️
الدرس التالي
🩻
التالي: الأشعة السينية · أنبوبة كولدج