أهم 100 سؤال فى مراجعة مادة الفيزياء الجزء الثامن ثالث يثانوي

الدرس في شكل نص مقروء



أهم 100 سؤال فى مادة الفيزياء - الجزء الثامن



السؤال الأول: علل ما يأتي


1- فى الترددات العالية تقل شدة الإشعاع في منحنيات بلانك .

جـ1- لأنه بزيادة التردد يؤدى إلى ازدياد الطاقة التي ينبغي أن
تمتلكها الذرة حتى تشع أطوال موجية قصيرة وهذا لا يتسنى إلا لعدد صغير
نسبيا من الذرات أن تشع أطوال موجية قصيرة ولذلك تقل شدة الإشعاع نظرا لنقص
عدد الذرات المتذبذبة التي تعطى هذا الكم من الطاقة العالية .


2- اتخاذ الجسم الأسود أساسا فى تفسير ظاهرة الإشعاع الحراري لمنحيات بلانك

جـ2: لأن الجسم الأسود ماص مثالي يمتص جميع الإشعاعات الساقطة عليه
كما أنه باعث مثالي يصدر جميع الإشعاعات التي امتصها وبذلك يمكن دراسة أي
إشعاع يصدر من أي جسم وتحليل هذه الأشعة المنبعثة ومعرفة توزيعها عن طريق
الجسم الأسود .


3- ظاهرة كومتون مثالا لتوضيح الطبيعة الجسيمية للضوء .

جـ3- لأنه عندما يصطدم فوتون ذو طاقة عالية مع إلكترون فانه يحدث
تشتت للإلكترون وتزداد كمية الحركة له وتقل كمية الحركة للفوتون – وهذا
يوضح انه مثل تصادم الجسيمات بحيث أن طاقة الإلكترون والفوتون معا قبل
التصادم = طاقة الإلكترون والفوتون بعد التصادم وكذلك كمية الحركة لهما قبل
التصادم = كمية الحركة لهما بعد التصادم.


4- الإشعاع الكهرومغناطيسي للأرض قمته عند طول موجي تقربيا .

جـ4- لأن درجة حرارة الأرض منخفضة.

 

السؤال الثانى: ناقش بالتفصيل


1- المشكلة التي واجهت الفيزياء
الكلاسيكية في تفسير منحنيات شدة الإشعاع مع الطول الموجى للأجسام المتوهجة
في درجات الحرارة المختلفة.

جـ1- بوصف أن الإشعاع موجات كهرومغناطيسية فإن شدة الإشعاع تزداد
كلما زاد التردد وهذا واضح فى الجزء الأول من المنحى ومعنى ذلك أن شدة
الإشعاع ليس لها حد أقصى ولكن تزداد بزيادة التردد وهذا واضح في التوقع
الكلاسيكي .


ولكن المشكلة التي واجهت الفيزياء الكلاسيكية :

هي نقص شدة الإشعاع بعد أن وصلت إلى نهاية عظمى كلما زاد التردد.
ولم تستطع الفيزياء الكلاسيكية تفسير الجزء الثاني من المنحنى كما هو مبين
بالرسم المقابل .


أي أن المشكلة محصورة في نقص شدة الإشعاع في حالة الترددات العالية بعد أن وصل المنحنى إلي قمته – كما هو مبين بالشكل .



2- كيف استطاع بلانك أن يفسر ظاهرة إشعاع الجسم الأسود ؟

جـ2: الجسم الأسود ماص مثالي للإشعاع – وباعث مثالي للإشعاع .

أجريت قياسات دقيقة لمعرفة توزيع الطاقات بين مختلف الموجات في طيف
إشعاع جسم أسود مثالي صمم لهذا الغرض وحللت الأشعة إلى مكوناتها الموجية
وقيست الطاقة عند كل موجة . ثم رسم علاقة بين الطول الموجى وشدة الإشعاع .


* تفسير بلانك كالأتي :


1- افترض أن الإشعاع يتألف من وحدات صغيرة سماها الكوانتم (الكم) أو فوتون

2- الفوتونات تصدرعن تذبذب الذرات وطاقة هذه الذرات المتذبذبة ليست متصلة وإنما مكماه (غير متصلة أي منفصلة ).

3- مستويات الطاقة تأخذ قيما حيث (n) تمثل القيم …3,2,1(h) ثابت بلانك , (υ) التردد .

4- لا تشع الذرة طاقة طالما بقيت فى مستوى واحد .

5- عند انتقال الذرة المتذبذبة من مستوى طاقة عال إلى مستوى طاقة أقل فإنها تصدر فوتونات طاقة كل فوتون .

6- يفسر نقص شدة الإشعاع الذي يظهر كهبوط فى المنحنى بعد أن وصل
قمته كالأتي عندما يقصر الطول الموجى – يزداد التردد – وتزداد الطاقة التي
ينبغي أن تمتلكها الذرة التي تشع منها الطول الموجى ونظر لكبر الطاقة فإن
هذا لا يتسنى إلا لعدد صغير نسبيا من الذرات أن تشع أطوال موجية قصيرة
ولذلك تقل شدة الإشعاع نظرا لنقص عدد الذرات المتذبذبة التي تعطى هذا الكم
من الطاقة العالية.

 

السؤال الثالث: قارن بين


1. الإشعاع الكهرومغناطيسي للأرض - والإشعاع الكهرومغناطيسي للشمس.

جـ:

الإشعاع الكهرومغناطيسي للأرض الإشعاع الكهرومغناطيسي للشمس

الأرض جسم غير متوهج تمتص

إشعاع الشمس ثم تشعه . الشمس جسم متوهج تصدر إشعاعا

قمة المنحى عند طول موجي

وهو فى نطاق الأشعة

تحت الحمراء درجة الحرارة لها منخفضة قمة المنحى عند طول موجي

وهو فى نطاق الضوء

المرئي درجة الحرارة لها عالية جدا



2. الفوتونات – والإلكترونات من حيث كتلة كل منهما .

جـ:

وجه المقارنة الفوتون الإلكترون

الكتلة مقدارها عند تحريك الفوتون وليس له كتلة سكون مقدارها ثابت سواء كان متحركا أو ساكنا


3. النموذج الماكروسكوبي والميكروسكوبي للفوتونات.

جـ:

وجه المقارنة النموذج الماكروسكوبي النموذج الميكروسكوبي


أ- مجال التطبيق

1- إذا كان عدد كبير من الفوتونات

2- إذا كان العائق له إبعاد اكبر بكثير من طول الموجة

إذا كان فوتون أو عدد قليل جدا من الفوتونات إذا كان العائق علي مستوي الذرة أو الإلكترون أي في حدود طول الموجة



ب- الطاقة حزمة الفوتونات تحمل الطاقة التي يحملها شعاع الضوء يحمل طاقة( )


جـ- سلوك الحركة

الموجية تيار الفوتونات بأعداد كبيرة له سلوك الحركة الموجية – الانعكاس – الانكسار التداخل – الحيود لا تظهر لأنها عدد محدد


د- شدة المجال الكهربي أو شدة المجال المغناطيسي تظهر لتوفر عدد كبير منها لا تظهر لأنها عدد محدد


هـ- تصور الفوتون يصور علي انه كرة نصف قطرها يساوي الطول الموجي ويتذبذب بمعدل التردد


و- الشكل الموجي مجموع هذه الفوتونات لها مجال كهربي ومجال


مغناطيسي متعامدان

علي بعضهما وعلي

اتجاه سريان الفوتونات لا تظهر


4. الصفات الوراثية للفوتون - والصفات الوراثية للالكترون

جـ:

وجه المقارنة الصفات الوراثية للفوتون الصفات الوراثية للإلكترون

الوحدة الفوتون كوحدة يحمل

الصفات الوراثية للموجة من حيث التردد والطول الموجي والسرعة الإلكترون كوحدة يحمل الصفات الوراثية للجسيم من حيث الشحنة

– الكتلة – الدوران حول نفسه ( اللف المغزلي)

مجموعة كبيرة المجموعة الهائلة من الفوتونات هذا السلوك الجماعي
يوضح الانتشار – انعكاس –انكسار – تداخل – حيود المجموعة الهائلة من
الالكترونات هذا السلوك الجماعي لها موجة مصاحبة توضح خصائص الأمواج –
الانتشار والتداخل – الحيود – الانعكاس الانكسار كما أن تركيز

الالكترونات يصف شدة الموجة


5. الفوتونات والالكترونات في جدول من حيث : الطاقة – كمية الحركة – طول الموجة المصاحبة

جـ:

وجه المقارنة الفوتونات الالكترونات

الطاقة تتوقف الطاقة علي التردد



تتوقف طاقة حركتها علي سرعتها


كمية الحركة تتوقف علي التردد

تتوقف علي سرعتها


طول الموجة المصاحبة تتوقف علي التردد

أو من العلاقة

تتوقف علي السرعة


السؤال الرابع: عرف الفوتون مع ذكر خواصه؟

جـ: هو كم من الطاقة مقدارهhυ حيث h ثابت بلانك υ التردد – وله
كتلة طبقا لمعادلة اينشتاين وله كمية حركة والإشعاع الحراري " الإشعاع
الكهرومغناطيسي " عبارة عن فوتونات .


خواص الفوتون:

1. الفوتون كم من الطاقة مركز في حيز صغير جدا.

2. الفوتون له طاقة ( حيث h ثابت بلانك التردد).

3. الفوتون يتحرك بسرعة الضوء مهما كان تردده.

4. الفوتون له كتلة وذلك من خلال إثبات أينشتين أن الطاقة والكتلة تربطهما علاقة واحدة

5. الفوتون له كمية حركة

6. الفوتون له قوة تعين من العلاقة

7. الفوتون تربطه علاقة مع الطول الموجي له وكمية الحركة الخطية هي


السؤال الخامس: أشرح مع الرسم

1. تركيب أنبوبة شعاع الكاثود وكيف يمكن إظهار الصورة

جـ1:



وهى عبارة عن :

1- أنبوبة زجاجية مفرغة من الهواء تحت ضغط 0.0mm Hg

2- فتيلة (F) وهى مصدر حراري .

3- كاثود (K) مصدر للالكترونات التي تصدر عند تسخينه بواسطة الفتيلة .

4- شبكة (G) تتحكم في تيار الالكترونات المار من خلالها حسب الإشارة الكهربية المرسل إليها من جهاز الاستقبال .

5- أنود (A) : لتعجيل الالكترونات المرسلة إلى الشاشة الفلوريسية
حتى يحدث إظهار الصورة وتسمى الأجزاء الثلاثة (A,G,K) باسم المدفع
الالكتروني .

6- ألواح (Y) تعمل على تحريك الشعاع الالكتروني رأسيا بواسطة المجالات الكهربية أو المغناطيسية .

7- ألواح (X) تعمل على تحريك الشعاع الالكتروني أفقيا بواسطة
المجالات الكهربية أو المغناطيسية وكلاهما يعملان سويا حتى يتم مسح الشاشة
نقطة (Raster) حتى تكتمل الصورة .

8- شاشة تغطى بمادة فلوريسية تحدث إضاءة فتظهر الصورة على هذه الشاشة ويتوقف ذلك على شدة الالكترونات التي تسقط على الشاشة .


2.أ- العلاقة بين شدة الضوء والتيار الكهروضوئى عندما تسقط الأشعة بتردد أكبر من التردد الحرج.

ب- مع ذكر ماذا يحدث لـ : التيار الكهروضوئي إذا زادت شدة الشعاع
الضوئي الساقط على سطح الفلز علما بأن تردد هذا الشعاع أكبر من التردد
الحرج.


جـ2:

أ-الرسم كما بالشكل المقابل

ب- كما بالرسم المقابل يزداد .

 

3. الخلية الكهروضوئية موضحا البيانات عليه مع شرح كيف تعمل.

جـ3: الخلية الكهروضوئية : كما بالشكل - فعند سقوط أشعة ضوئية على
الكاثود بحيث يكون تردده أكبر من التردد الحرج يحدث انطلاق للالكترونات .

- تنجذب نحو الانود (+) وينحرف مؤشر الأميتر .

- أما إذا كان الضوء الساقط تردده أقل من التردد الحرج فلا يحدث انحراف لمؤشر الأميتر دليل على عدم انطلاق الالكترونات .



4. ظاهرة كومتون مع الرسم وبين كيف أنها دليل على الخاصية الجسيمية للضوء.

جـ4: * ظاهرة كومتون :Compton Effect

عند سقوط فوتون طاقته كبيرة - من أشعة اكس أو من أشعة جاما )


كما بالشكل على إلكترون : لوحظ الآتي :-

1- الفوتون يقل تردده ويغير اتجاهه.

2- الإلكترون تزداد سرعته ويغير اتجاهه .


* التفسير فى ضوء فرض بلانك:

1- الإشعاع الكهرومغناطيسي مكون من فوتونات .

2- الفوتونات اصطدمت مثل اصطدام كرات البلياردو .

3- عند تطبيق قانون بقاء كمية الحركة وجد أنه ينطبق على تصادم الفوتون

مع الإلكترون الذي ينص على أن كمية الحركة للفوتون والإلكترون قبل التصادم = كمية الحركة لهما بعد التصادم .

4-عند تطبيق قانون بقاء الطاقة وجد ينطبق على تصادم الفوتون مع
الإلكترون الذي ينص على أن (طاقة الفوتون + طاقة الإلكترون ) قبل التصادم=
(طاقة الفوتون + طاقة الإلكترون) بعد التصادم .


* من خلال هذه التجربة نجد أن :

الفوتون جسيم له كمية حركة أي سرعة وكتلة مثل الإلكترون له سرعة وكتلة وهذه التجربة أثبت أن الفوتون جسيم .


5. بين بالرسم علاقة الطول الموجى وشدة الإشعاع التى حصل عليها العالم بلانك عند درجات حرارة مختلفة

جـ5: – الرسم كما بالشكل المقابل – حرة .

 

6. ناقش بالتفصيل المشكلة التى
واجهت الفيزياء الكلاسيكية فى تفسير منحنيات شدة الإشعاع مع الطول الموجى
للأجسام المتوهجة فى درجات الحرارة المختلفة.

جـ6: بوصف أن الإشعاع موجات كهرومغناطيسية فإن

شدة الإشعاع تزداد كلما زاد التردد وهذا واضح فى الجزء

الأول من المنحى ومعنى ذلك أن شدة الإشعاع ليس لها حد أقصى ولكن تزداد بزيادة التردد وهذا واضح فى التوقع الكلاسيكي .

ولكن المشكلة التى واجهت الفيزياء الكلاسيكية هى نقص شدة الإشعاع بعد أن وصلت إلى نهاية عظمى كلما زاد التردد.

ولم تسطع الفيزياء الكلاسيكية تفسير الجزء الثانى من المنحنى

كما هو مبين بالرسم المقابل .

أى أن المشكلة محصورة فى نقص شدة الإشعاع فى حالة الترددات العالية بعد أن وصل المنحنى الي قمته – كما هو مبين بالشكل .

 

السؤال السادس: ما المقصود مع التفسير


1. الظاهرة الكهروضوئية – وتفسيرها في ضوء النظرية الكمية للإشعاع ؟

جـ1: الظاهرة الكهروضوئية : هي ظاهرة انبعاث الكترونات من سطوح المعادن عند سقوط أشعة ضوئية مناسبة عليها.

تفسير النظرية الكمية للإشعاع

وهو يعتبر تفسير أينشتين حيث أنه اعتبر أن الفوتونات كمات من الطاقة وأن الضوء فيض من هذه الفوتونات المكماة .

1-إذا سقط ضوء طاقة فوتوناته hυ على سطح معدن – وكانت طاقته أقل من
دالة الشغل فإن الإلكترون لا يتحرر مهما كانت شدة الضوء الساقط أو زمن
التعرض للضوء الساقط .

2-إذا سقط ضوء طاقة فوتوناته hυ على سطح معدن – إذا سقط ضوء طاقة
فوتوناته hυ على سطح معدن – تساوى دالة الشغل فإن الإلكترون يكاد يتحرر من
سطح المعدن .

3- إذا سقط ضوء طاقة فوتوناته hυ على سطح معدن – وكانت طاقته
أكبر من دالة الشغل فإن الإلكترون يتحرر ويكتسب طاقة حركة تساوى الفرق
بين الطاقتين .

(طاقة الحركة المكتسبة ) K.E + (دالة الشغل) (طاقة الفوتون الساقط ) وكلما زادت شدة الضوء الساقط يزداد التيار الكهروضوئى .


2- لا يتوقف جهد الإيقاف في الخلية الكهروضوئية على شدة الضوء الساقط.

جـ2: لان انبعاث الالكترونات لا يتوقف على شدة الضوء فمهما زادت
الشدة الضوئية وكانت أقل من التردد الحرج لا يحدث انبعاث ولا يوجد فرق في
الجهد للإيقاف لأنه لا توجد الكترونات منبعثة – أما إذا كانت شدة الضوء
الساقط تردد فوتوناته أكبر من التردد الحرج فإنه يحدث انبعاث يتوقف على
التردد للضوء الساقط وعند زيادة شدته فإن زيادة الانبعاث للالكترونات لا
يحدث نتيجة عدم تغير التردد وطبقا للعلاقة

فزيادة التردد يزيد جهد الإيقاف – وليس للشدة أي تأثير للضوء الساقط .


3- ماذا تتوقع أن يحدث مع التفسير عند.....؟ سقوط فوتون من أشعة جاما ( ) على إلكترون حر .


جـ3: يقل تردد الفوتون وتغير اتجاهه وتزداد سرعة الإلكترون ويغير اتجاهه

ويفسر ذلك:

من خلال نظرية بلانك حسب قانون بقاء كمية الحركة وقانون بقاء الطاقة

أي أن كمية الحركة لهما قبل التصادم = كمية الحركة لهما بعد التصادم
(طاقة الفوتون + طاقة الإلكترون) قبل التصادم = (طاقة الفوتون + طاقة
الإلكترون) بعد التصادم.

 

السؤال السابع: اكتب شرط حدوث

1. انعكاس حزمة من الفوتونات عندما تقابل أي سطح.

جـ1- الشرط :- أن يكون طول الموجة اكبر من المسافات البينية لذرات السطح فان الفوتونات تتعامل مع هذا السطح كسطح متصل.

2. نفاذ لحزمة من الفوتونات عندما تقابل أي سطح.

جـ 2- الشرط :- إذا كان طول الموجة أقل أو يساوي المسافات البينية
بينما الذرات كما في حالة الأشعة السينية في أن لها قدرة علي النفاذ لصغر
طول موجتها.

 

السؤال الثامن:اذكر المجالات التي يستخدم فيها التصوير الحراري (الاستشعار عن بعد)

جـ:

1- مجال الطب :

أ- تحديد مواضع الأورام .

ب- دراسة الأجنة .


2- مجال اكتشاف الأدلة الجنائية حيث أن الإشعاع الحراري للشخص يبقى فترة بعد انصرافه.


3- المجالات العسكرية :

أجهزة الرؤية الليلية لرؤية الأجسام المتحركة بفعل ما تشعه من إشعاع حراري .


4- مجال دراسة الأرض :

حيث تستخدم الأقمار الصناعية وأجهزة قياس محمولة جوا أو أجهزة أرضية
- وباستخدام مناطق الطيف المختلفة – ثم يقوم العلماء بتحليل هذه الصور-
لتحديد مصادر الثروة الطبيعية وتحديد أماكنها .