• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
انجمن ها > انجمن دانش آموزی > صفحه اول بحث
لطفا در سایت شناسائی شوید!
دانش آموزی (بازدید: 1378)
پنج شنبه 5/5/1391 - 0:5 -0 تشکر 480425
*آشنایی با فیزیک اتمی*

بسم الله الرحمن الرحیم

با سلام و آرزوی قبولی طاعات و عبادات دانش آموزان گرامی انجمن

در این بحث می خواهیم شما عزیزان را با فیزیک اتمی آشنا کنیم.

این بحث نیز یکی از مباحث با اهمیت فیزیک پیش دانشگاهی می باشد و همان طور که می دانید دو تست به طور مستقیم در 

کنکور سراسری از این بحث سوال خواهیم داشت.

پس با ما همراه باشید.

یا حق.

پنج شنبه 5/5/1391 - 0:7 - 0 تشکر 480428

نظریه کوانتومی

در سالهای پایانی سده ی نوزدهم میلادی دانشمندان پدیده هایی را مشاهده کردند که دیگر با فیزیک کلاسیک قابل توجیه نبودند. امروزه به مجموعه ی نظریه ها و قانون هایی که به توجیه این پدیده ها می پردازد. فیزیک جدید (یا نوین) می گویند. شالوده ی فیزیک جدید را نظریه های «نسبیت» و «کوانتوامی» تشکیل می دهد. نظریه ی نسبیت مربوط به مطالعه ی پدیده ها در سرعتهای بسیار زیاد و نزدیک به سرعت نور است و نظریه کوانتومی به مطالعه ی پدیده ها در مقیاس های بسیار کوچک مانند مولکوها ، اتم ها و ذره های زیر - اتمی می پردازد.

نظریه ی نسبیت را برای اولین بار انیشتین عرضه کرد. نظریه کوانتوامی نتیجه پژوهش های فیزیکدانان بسیاری از جمله پلانک، انیشتین، بور، شرودینگر و .... بوده است.

پنج شنبه 5/5/1391 - 0:8 - 0 تشکر 480432

تابش از سطح اجسام :

اجسام در دماهای بالا از سطح خود نور مرئی گسیل می کنند. از سطح همه ی اجسام در هر دمایی موج های الکترو مغناطیسی گسیل می شوند. گسیل موج های الکترومغناطیسی از سطح اجسام را تابش گرمایی می نامند. این تابش را می توان به رنگ های مختلف تجزیه کرد و طیف آن را به دست آورد. اگر بین طول موج هایی که در یک طیف وجود دارد فاصله ای نباشد آن طیف را طیف پیوسته می گوییم.

آزمایش نشان می دهد که تابش گسیل شده از هر جسم به دمای آن و برخی خصوصیات سطح آن بستگی دارد و در آن همه ی طول موج ها از فروسرخ، مرئی و فرابنفش به صورت یک طیف پیوسته وجود دارد.

اجسام در دمای معمولی مثل دمای اتاق یا کمی بالاتر موج هایی در ناحیه فروسرخ گسیل می کنند. اما وقتی دمای جسم به اندازه کافی بالا رود از آن نور قرمز رنگ و در دمای بالاتر حتی نور سفید رنگ گسیل می شود.

پنج شنبه 5/5/1391 - 0:8 - 0 تشکر 480434

ضریب جذب

نسبت مقدار انرژی تابشی جذب شده توسط هر جسم به انرژی تابش فرودی را جذب کند، جسم سیاه نام دارد یعنی برای جسم سیاه می باشد. (برای همه طول موج ها)

شدت تابشی

شدت تابشی یک جسم برابر است با مقدار کل انرژی موج های الکترومغناطیسی که درباره زمانی یک ثانیه از واحد سطح آن جسم گسیل می شود.

هر چه ضریب جذب جسم بالاتر باشد، شدت تابشی آن نیز بالاتر خواهد بود پس جسم سیاه دارای بالاترین شدت تابش در هر دمایی است جسم سیاه بهترین گسیلنده ی موج های الکترومغناطیسی و بهترین جذب کننده ی این موج هاست.

پنج شنبه 5/5/1391 - 0:9 - 0 تشکر 480435

تابندگی

مقدار تابش گسیل شده را با کمیتی به نام تابندگی مشخص می کنند. تابندگی یک جسم در هر طول موج برابر است با مقدار انرژی موج های الکترومغناطیسی با طول مج های بین و که در واحد زمان از واحد سطح جسم گسیل می شود.

هر چه دمای جسم سیاه بیشتر باشد، تابندگی جسم سیاه بیشتر خواهد بود. هر چه بسامد موج گسیل شده بشتر باشد، تابندگی بیشتر خواهد بود. هر چه طول موج موج گسیل شده بیشتر باشد تابندگی کمتر خواهد بود.

پنج شنبه 5/5/1391 - 0:12 - 0 تشکر 480439


بنابر نظریه ی پلانک مقدار انرژی که جسم به صورت موج های الکترومغناطیسی گسیل می کند. همواره مضرب درستی از یک مقدار پایه است و این مقدار پایه به بسامد موج الکترومغناطیسی بستگی دارد.


n یک عدد صحیح مثبت ، h ثابت پلانک و بسامد موج و E انرژی موج الکترومغناطیسی است. مقدار  و یا می باشد.


مقدار کوانتوم انرژی تابشی گسیل شده با بسامد  است و n تعداد کوانتوم ها (عدد کوانتوامی) است.

پنج شنبه 5/5/1391 - 0:12 - 0 تشکر 480441

فوتون 



وقتی نوری با طول موج بسیار کوتاه - مانند نور فرابنفش - به کلاهک فلزی یک برق نمای باردار منفی می تابد، باعث تخلیه ی برق نما می شود. این تخلیه ی الکتریکی، به دلیل جدا شدن الکترون ها از سطح کلاهک فلزی روی می دهد. این پدیده یعنی جداشدن الکترون ها از سطح یک فلز توسط تاباندن نور به آن را پدیده ی فوتو الکتریک و الکترون های گسیل شده از سطح فلز را فوتو الکترون می نامند.


در دستگاه زیر دو الکترود فلزی  Aو B در یک محفظه ای خلاء قرار دارند و از بیرون به یک منبع ولتاژ قابل تنظیم متصل شده اند. الکترود  A در مقابل یک چشمه ی  نور تکفام (تک بسامد) قرار دارد.





هر گاه پرتوی تک بسامدی را (فرابنفش) به الکترود A بتابانیم، در مدار جریان الکتریکی مشاهده می شود.


وجود این جریان را به این صورت تفسیر می کنیم که تاباندن نور باعث جدا شدن فوتو الکترون ها از سطح A و گسیل آنها شده است. اگر این الکترون ها انرژی جنبشی کافی داشته باشند، به الکترود B می رسند و جریان برقرار می شود.


با تغییر دادن ولتاژ V می توان منحنی تغییرات جریان I بر حسب V را به دست آورد.





این نمودار نشان می دهد که با افزایش ولتاژ V تعداد بیشتری از فوتو الکترون ها به سمت B کشیده می شوند و جریان زیاد می شود، تا جائیکه الکترود B تمام فوتو الکترود B تمام فوتو الکترون ها را می گیرد و مقدار Vدیگر زیاد نمی شود.


برای مقدارهای منفی V ( یعنی وقتی الکترود B به پایانه ی منفی منبع ولتاژ متصل شده است) جهت جریان عوض نمی شود، با کاهش V جریان کاهش می یابد تا اینکه به ازای یک ولتاژ V.-  جریان صفر می شود که به آن ولتاژ متوقف کننده می گویند و به ازای مقادیر کمتر از -v. هیچ فوتوالکترونی به B نمی رسد.


مقدار ولتاژ متوقف کننده به شدت پرتوی ورودی بستگی ندارد و به بسامد نور فرودی و جنس الکترود A بستگی دارد.


پنج شنبه 5/5/1391 - 0:13 - 0 تشکر 480444

ناتوانی فیزیک کلاسیک در تفسیر پدیده ی فوتوالکتریک

فیزیک کلاسیک در تفسیر نتیجه های تجربی مربوط به پدیده ی فوتوالکتریک با دو شکل رو به رو شد.

1- بنابراین قانون های فیزیک کلاسیک ، با افزایش شدت نور فرودی با الکترود A، و در نتیجه افزایش میدان الکتریکی مربوط به موج الکترو مغناطیسی ، می توانیم Kmax (بیشینه انرژی جنبشی الکترون) را افزایش دهیم. در حالی که در منحنی ها دیدیم که V. و در نتیجه Kmax مستقل از شدت نوری است که بر الکترود می تابد.

2- اگر شدت نور برای گسیل فوتو الکترون ها از الکترود A کافی باشد، اثر فوتوالکتریک باید در هر بسامدی رخ دهد. در حالی که دیدیم اگر بسامد نوری که بر A فرود می آید کمتر از بسامد قطع باشد، اثر فوتوالکتریک رخ نمی دهد.

پنج شنبه 5/5/1391 - 0:14 - 0 تشکر 480446

انیشتین در سال 1905 میلادی برای تفسیر پدیده فوتوالکتریک، با استفاده از فرضیه ی پلانک فرض کرد که هر موج الکترو مغناطیسی با بسامد  از بسته های متمرکز یا کوانتوام های انرژی تشکیل شده است که آنها را فوتون می نامند.



فوتون های موج الکترو مغناطیسی با طول موج های مختلف، انرژی های یکسان ندارند. اگر بسامد یک موج الکترو مغناطیسی  باشد، انرژی فوتون آن برابر خواهد بود با



براساس پیشنهاد انیشتین انرژی یک موج الکترو مغناطیسی با بسامد  تنها می تواند مضرب درستی از انرژی یک فوتون باشد، در این صورت انرژی موج الکترو مغناطیسی که ازn فوتوت تشکیل شده است برابر خواهد بود با



انیشتین همچنین فرض کرد که در اثر فوتو الکتریک ، یک فوتون با انرژی h.n به طور کامل توسط الکترون جذب می شود و انرژی خود را به الکترون می دهد. در نتیجه انرژی جنبشی الکترون هنگام خروج از سطح فلز برابر است با :


K=hv-w


W برابر است با کار لازم برای غلبه بر نیروهای داخلی وارد بر الکترون در فلز. برخی از الکترون ها در فلز کمتر مقیداند، انرژی سریعترین فوتوالکترون های گسیل شده از آن برابر است با



w0حداقل کار لازم برای خارج کردن یک الکترون از فلز است.  W0  را تابع کار فلز می نامند و بسامد قطع را می توان از رابطه ی زیر به دست آورد.

پنج شنبه 5/5/1391 - 0:16 - 0 تشکر 480447

طیف اتمی



اگر نور سفید را از منشور عبور دهیم، می توانیم طیف نور سفید را روی پرده مشاهده کنیم. این طیف یک طیف پیوسته است که از طول موج های مختلف از بنفش تا قرمز تشکیل شده است. به همین ترتیب می توان طیف هر نوری را که از رنگ های مختلف تشکیل شده است، توسط پاشیدگی در منشور مشاهده کرد.


 اکنون به بررسی تابش توسط لامپ های حاوی بخار بسیار رقیق عنصرها می پردازیم. این لامپ ها به صورت لوله های باریک شیشه ای هستند که درون آنها گاز رقیق در فشار کم وجود دارد. در لوله دو الکترود کاتد و آند قرار دارند که اگر بین آنها ولتاژ بالایی برقرار شود، اتم های گاز رقیق شروع به گسیل نور می کنند. نور گسیل شده از بخار عنصرهای متفاوت با یکدیگر تفاوت دارد. برای مثال نور حاصل از بخار جیوه به رنگ نیلی - آبی است.




اگر این نور را از منشور بگذرانیم، طیف آن را مشاهده می کنیم. این طیف پیوسته نیست و تنها از چند خط رنگی جدا از هم با طول موج های معین تشکیل شده است.


طیف نور گسیل شده از بخار هر عنصر را طیف اتمی آن عنصر می نامند. طیف اتمی حاصل از نور گسیل شده از بخار عنصرها را طیف گسیلی (یا نشری) آن اتم می نامند.




پنج شنبه 5/5/1391 - 0:18 - 0 تشکر 480448

طیف جذبی



اگر نور سفید را از بخار یک عنصر عبور دهیم و سپس نور خروجی را توسط منشور تجزیه کنیم، روی پرده طیف پیوسته ای با خط های تاریک مشاهده می کنیم. خط های تاریک مربوط به طول موج هایی است که توسط بخار عنصر جذب شده است. به این طیف، طیف جذبی می گویند.


با مطالعه ی طیف گسیلی و طیف جذبی عنصرهای مختلف می توان نتیجه گیری کرد که :


1- در طیف گسیلی و طیف جذبی هر عنصر طول موج های معینی وجود دارد که از ویژگی مشخصه های آن عنصر است. یعنی طیف های گسیلی و جذبی هیچ دو عنصری مثل هم نیست. طیف های گسیلی و جذبی هر عنصر مانند اثر انگشت افراد می تواند برای شناسایی اتم ها از یکدیگر به کار رود.


2- اتم هر عنصر دقیقاً همان طول موج هایی را از نور سفید جذب می کند که اگر دمای آن به اندازه کافی بالا رود و یا به هر صورت دیگر برانگیخته شود، آن ها را تابش می کند.


اما چرا اتم های همه عناصر موج های الکترود مغناطیسی با طول موج های یکسان گسیل نمی کنند. چرا هر عنصر طول موج های خاص خود را دارد؟


رابطه ی ریدبرگ - بالر


اتم هیدروژن ساده ترین اتم هاست و طیف آن اولین طیفی بود که به طور کامل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. آنگستروم طول موج چهار خط از طیف اتم هیدروژن را با دقت زیاد اندازه گرفت. بالمر معلم سوئیسی این اندازه گیری ها را مطالعه کرد و نشان داد که طول موج خط های این طیف را می توان از رابطه ی زیر را به دست آورد.




که در آن طول موج خط های طیف بر حسب نانومتر و n یکی از عددهای صحیح زیر است:


N= 3,4,5,6



کار عمده در زمینه جستجو برای طیف کامل اتم هیدروژن توسط ریدبرگ حدود سال 1890 میلادی انجام شد. ریدبرگ کارکردن با عکس طول موج را مناسب تر تشخیص داد، لذا رابطه ی بالمر را به صورت زیر نوشت:



که در آن ثابت ریدبرگ برای اتم هیدروژن و مقدار آن برابر است با  رابطه ریدبرگ را برای خطوط دیگر طیف هیدروژن می توان به صورت زیر نوشت :



برو به انجمن
انجمن فعال در هفته گذشته
مدیر فعال در هفته گذشته
آخرین مطالب
  • آلبوم تصاویر بازدید از کلیسای جلفای...
    آلبوم تصاویر بازدید اعضای انجمن نصف جهان از کلیسای جلفای اصفهان.
  • بازدید از زیباترین کلیسای جلفای اصفهان
    جمعی از کاربران انجمن نصف جهان، در روز 27 مردادماه با همکاری دفتر تبیان اصفهان، بازدیدی را از کلیسای وانک، به عمل آورده‌اند. این کلیسا، یکی از کلیساهای تاریخی اصفهان به شمار می‌رود.
  • اعضای انجمن در خانه شهید بهشتی
    خانه پدری آیت الله دکتر بهشتی در اصفهان، امروزه به نام موزه و خانه فرهنگ شهید نام‌گذاری شده است. اعضای انجمن نصف جهان، در بازدید دیگر خود، قدم به خانه شهید بهشتی گذاشته‌اند.
  • اطلاعیه برندگان جشنواره انجمن‌ها
    پس از دو ماه رقابت فشرده بین کاربران فعال انجمن‌ها، جشنواره تابستان 92 با برگزاری 5 مسابقه متنوع در تاریخ 15 مهرماه به پایان رسید و هم‌اینک، زمان اعلام برندگان نهایی این مسابقات فرارسیده است.
  • نصف جهانی‌ها در مقبره علامه مجلسی
    اعضای انجمن نصف جهان، در یك گردهمایی دیگر، از آرامگاه علامه مجلسی و میدان احیا شده‌ی امام علی (ع) اصفهان، بازدیدی را به عمل آوردند.