الحلقة رقم 2 تجارب علمية لها اثرها في تطور الفيزياء الجزء الأول [الأرشيف]

مشاهدة النسخة كاملة : الحلقة رقم 2 تجارب علمية لها اثرها في تطور الفيزياء الجزء الأول

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-03-2007, 03:05 PM

http://i167.photobucket.com/albums/u139/faten_go/flroseline.gif

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

نفتتح اليوم الحلقة الثانية من الحلقات العلمية المخصصة للنقاش والحوار العلمي الهادف لترسيخ المعلومات من خلال عمل جماعي يشترك فيه اعضاء المنتدى.

سوف نخصص هذه الحلقة لمناقشة مجموعة من التجارب العلمية التي قام بها علماء مشهورين تناقلتها الكتب والمراجع ودرست للطلبة في مستويات مختلفة وعرفت هذه التجارب باسماء من قام باجراءها، هذه التجارب كان لها من الاهمية البالغة في اكتشاف ما كان مجهولاً أو ابطال ما كنا نعتقد انه صحيحاً ومسلما به.

ولأهمية هذه التجارب سوف نقوم بشرح فكرة كل تجربة وطريقة عملها ومن قام بها ومتى واثرها على العلم والنتائج التي ظهرت واثرها على تطور الفيزياء، وحيث ان هذه التجارب كثيرة جداً لذلك سوف نخصص هذه الحلقة لتركز على 3 تجارب فقط وهي

http://img180.imageshack.us/img180/8215/1jw7.gif

(1) تجربة فرانك هيرتز Franck-Hertz Experiment
(2) تجربة دافيسون-جيرمر Davisson-Germer Experiment
(3) تجربة ستيرن-جارلتش Stern-Gerlach Experiment

http://img180.imageshack.us/img180/8215/1jw7.gif

من خلال هذه التجارب سوف نفتح باب النقاش لاسئلتكم واستفساركاتكم عن كل تجربة من هذه التجارب والفيزياء المتعلقة بها وحتى يتم ذلك نرجو ممن لديه المعلومات والوقت ان يرسل لي برسالة خاصة حول استعداده لشرح اي تجربة من هذه التجارب، ويفضل ان يتم التنسيق بين اكثر من عضو لتناول شرح تجربة من التجارب.

حيث سنقوم بنشر المواضيع يوم السبت الموافق 12-5-2007

ونفتح باب النقاش لمدة اسبوع من تاريخ النشر

نأمل مشــــ:18: ــــاركتم الفعالة

http://i167.photobucket.com/albums/u139/faten_go/flroseline.gif

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-10-2007, 11:22 PM

http://i106.photobucket.com/albums/m258/hany_3h/fwasel/3h022.gif
http://i104.photobucket.com/albums/m182/h_xlans1/allah.gif

اعزائي اعضاء المنتدى الكرام

http://img376.imageshack.us/img376/1139/f900fcom060829063059125921ws2.gif

اهلا بكم معنا في الحلقة الثانية من الحوار العلمي الهادف
بعنوان
تحارب علمية لها اثرها في تطور الفيزياء

اختصت هذه الحلقة بثلاثة تجارب فيزيائية لها من الاهمية الكبيرة في علم الفيزياء وقد ساهمت هذه التجارب في التحقق من الفرضيات النظرية التي وضعها علماء الفيزياء فنموذج بور لذرة الهيدروجين اسس على فرضية تكميم مستويات الطاقة وتجربة فرانك وهيرتز اكدت عملياً ان مستويات الطاقة مكممة، اما الفرضية الجرئية التي تقدم بها العالم ديبرولي بان لكل جسيم موجة مصاحبة اثتبتها النتائج العملية لتجربة دافيسون وجيرمير، كذلك النتائج النظرية التي توصل اليه العلماء بتطبيق نظرية شرودنجر على ذرة الهيدروجين كانت بحاجة إلى تجربة عملية لتثبت صحة النظرية او فشلها او نقصانها وكانت تجربة ستيرن جارلتش هي التجربة العلمية التي وضعت النظرية تحت الفحص

من خلال هذه التجارب اعزائي نتعلم الكثير من اسرار الفيزياء، واهم ما نتعلمه هو التناغم بين علماء الفيزياء النظرية وعلماء الفيزياء العملية.
شارك في اعداد هذه الندوة

سعاد الغامدي في تجربة فرانك وهيرتز
كوارك في تجربة دافيسون وجيرمر
د.حازم سكيك في ستيرن وجارلتش

نرجو من الجميع قراءة هذه المواضيع والمشاركة والمساهمة والتفاعل بالاسئلة والاستفسارات والاضافة والتوضيح لاثراء الموضوع ولتعم الفائدة على الجميع

باب النقاش مفتوح للجميع محبي الفيزياء ودارسيه من اعضاء ومشرفين وذلك حتى يوم السبت الموافق 19-5-2007

s.alghamdi

05-10-2007, 11:41 PM

بسم الله الرحمن الرحيم

تجربة فرانك هيرتز Franck-Hertz Experiment

نموذج بور للذرة The Bohr Model of the Atom

أن الصوره المقترحة للذره من قبل رذر فورد كافيه لتوضيح إستقرارية الذرة ولكنها تخالف بعض الفرضيات الأساسية للنظرية الكهرومغناطيسية والإلكترون الذي يدور في مدار دائري ... يكوّن شحنة معجلة وعليه فإنه يجب أن يشع طاقة بصورة مستمرة مما يؤدي إلى فقدان طاقته و سقوطه حلزونيا على النواة.

وعلى هذا الأساس فإن الحسابات تبين أن الإلكترون يجب أن ينطبق على النواة خلال أجزاء قليلة جدا من الثانية وهذا لا يتم حتما كما أن الهبوط المستمر في الطاقة يجب أن ينتج عنه طيف مستمر من الإشعاع بجميع الأطوال الموجيه وهذا يناقض الملاحظات التجربية في طيف الهيدروجين و الذي يبين خطوط طبقيه مميزة ... والحقيقة أن المباديء الكلاسيكية التي تصح عيانا لا تنطبق مجهريا في عالم الذرة.

ففي عام 1911م و صل الفيزيائي الدنماركي نيلز بور إلى مانشستر و التقى بالعلامة رذرفورد الذي طلب إليه العودة إلى الوجهة النظرية للموضوع ..

ذرة بور – المفهوم الكمي ...The Bohr Atom-Quantum Concept:
عندما وضع رذرفور نموذجه للذرة كان هناك تناقضا بين النظريه الكهرومغناطسية الكلاسيكية ... فإما أن يكون نموذج رذرفور خاطئا و أما أن تكون قوانين النظرية الكهرومغناطسية خاطئة ...
لكن و حتى عام 1913م لم يكن هناك تفسير مرض لظهور الخطوط الطيفية الحادة ... وفي ذلك العام قدم بور تمديدا ثوريا للنظرية الكمية لتفسير الأطياف الذرية.
فهو يقبل نموذج رذرفورد للذرة الذي يقترح دوران الإلكترونات حول النواة و لتفسير الخطوط الحادة في الطيف الذي أبتعد عن مبادئ الفيزياء الكلاسيكية وقال أنه في حالة حركة الإلكترونات في الذرة فإن الفرضيات التاليه لا بد ان تتوفر:

1- يدور الإلكترون حول النواة في مدار دائري تحت تأثير قوة كولوم التي تجذبه نحو النواة .
( أي ينطبق على الإلكترون والنواة جميع قوانين الفيزياء التقليدية, مثل تعريف كمية التحرك وطاقة الحركة..)

2- يدور الإلكترون في مدارات معينة بحيث تكون كمية التحرك الزاوية لها قيمة L تساوي حاصل ضرب عدد صحيح في ثابت بلانك حيث.n=1,2,3….
أي أن قيمة كمية الحركة الزاوية مكممة وكنتيجة مباشرة لتطبيق هذا الفرض سيكون للإلكرتونات مدارات مسموحة و أخرى غير مسموحة

ملاحظة:
لابد ان نلاحظ أن هناك فرق بين تكميم بور لقيمة كمية الحركة الزاوية

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=277 (http://www.upload2world.com)

لأكترون يتحرك في مدار دائري تحت تأثير قوة التربيع العكسي لكولوم و تكميم بلانك للطاقة E=nh حيث n=0,1,2…. لجسيم مثل الإلكترون له حركة توافقيه بسيطة تحت تأثير قوة مرجعية توافقية
ووسوف نجد أن تكميم L لإلكترون مرتبط بالذرة يؤدي أيضا إلى تكميم طاقته E و لكن بشكل مختلف عن الصورة السابقة ..

3- الإلكترون الذي يدور في مدار مسموح لا تنبعث منه موجات كهرومغناطيسية وذلك مع الرغم أن له تسارعا قيمته ثابته.
أي انه بالإضافة إلى ثبات قيمة كمية التحرك الزاوية L فإن طاقته الكلية E ثابتة في المدار المسموح لذلك سمى بور هذه المدارات بالمستويات او الحالات المستقرة

4- الانبعاث او الامتصاص الكهرومغناطيسي يحدث فقط عندما ينتقل الإلكترون فجأة من مستوى مستقر معين له طاقة Ei إلى مستوى آخر له طاقة Ef ...
أي أن:

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=278 (http://www.upload2world.com)

نلاحظ من المعادلتين ... أنه في حالة إنتقال الإلكترون من مدار ذو طاقة عاليه إلى مدار ذو طاقة أقل فأنه يحدث إنبعاث للفوتونات حيث طاقة الفوتون تساوي الفرق بين المستويين في الطاقة ويمكن حساب تردد كذلك بقسمة فرق الطاقة بين المدارين على ثابت بلانك..

أما في الحاله الثانيه عندما يحدث إمتصاص عندما ينتقل الإلكترون من مدار ذو طاقة أقل إلى مدار ذو طاقة أعلى وهو سبب ظهور خطوط الطيف الداكنة.

وعلى ذلك فإنا نرى ان فرض بور الأول يسّلم بمبدأ وجود نواه للذرة حسب نموذج رذرفورد و يطبق القوانين التقليدية على حركة الإلكترون حول النواة.

كما أن الفرض الثاني يكمم كمية الحركة الزاوية للأكترون وهي فكره تشابه فرض بلانك لتكميم الطاقة.

والفرض الثالث يلغي تطبيق احدى مبادئ النظرية الكهرومغناطيسية التقليدية (والخاص بالاشعاع الكهرومغناطيسي للشحنات المتسارعة) في حالة الالكترونات المرتبطة بالذرة.

اما الفرض الرابع فما هو إلا فرض آنشتاين الخاص بتعريف تردد فوتون الاشعة الكهرومغناطيسية على انه يساوي الطاقة اليتي يحملها الفوتون مقسوما على ثابت بلانك

ومما سبق نلاحظ ان فروض بور تخلط سمات تقليدية مع أخرى كمية. كما أنها تقر أحدى السمات للنظرية الكهرومغناطيسية وهو قانون كولوم وتلغي سمه أخرى وهي الإنبعاث الكهرومغناطيسي من الشحنات المتسارعه.

نظرية بور لطيف الهيدروجين Bohr’s Theory of Hydrogen Spectrum

سأكتب هنا و بدون دخول في التفاصيل المعادلة التي تم إستنتاجها ...
طاقة الإلكترون في مداره يحسب من العلاقة...

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=279 (http://www.upload2world.com)

فلو حسبنا طاقة المدار الأول لذرة الهيدروجين أي عندما n=1
نجد أن

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=281 (http://www.upload2world.com)
وفي المدار الثاني عندما n=2
نجد أن ....

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=282 (http://www.upload2world.com)

فالسؤال الآن ...
ماذا تعني الإشاره السالبة ؟؟
الاشارة السالبه في علاقة التكميم تعني ان الإلكترون والنواة يكوّنان نظاما ذريا مقيدا وأن الطاقة تصبح أقل, أي أكثر سالبيه كلما صغرت قيمة n فعندما تكون n=1 فإن الذره تكون في أقل طاقة ممكنه لها و التي تسمى بالحالة الأساسية أو بالحالة الأرضية و عند زياده n فإن الطاقة En تزداد وتصبح الذره في حالة إثارة وعندما تؤل n إلى مالا نهاية فإن En تؤل للصفر ويصبح الإلكترون حرا أو غير مرتبط بالنواة.

وسوف أدخل الآن بعد هذه المقدمة في شرح التجربة وهي تجربه تتعلق بدراسة الاطياف الذرية.

تجربة فرانك – هيرتز(The Frank-Hertz Experiment)
حصل فرانك (1882-1914) James Frank وهيرتز (1887-1975) Gustav Hertz على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1925 تقديرا لهما لاجراء هذه التجربة الهامة.

لقد بينت نظرية بور ان الإلكترونات الذريه تتواجد في مستويات محددة أو مكممة من الطاقة و كان بلانك قد أفترض هذا في بداية هذا القرن ان الإلكترونات المهتزه في التجويف تسلك سلوكا يدل على أن لها مستويات محدده من الطاقة و لقد أستطاع فرانك وهيرتزعام 1914م - أي بعد عام واحد من نشر نظرية بور- تأكيد وجود المستويات المكماه للذرة بصوره تجريبية

إذن الهدف من التجربة
تأكيد فرض بور بأن مستويات الطاقة في الذرة مكممة.

فكرة التجربة ....
تهدف التجربة لدراسة تفاعل الإلكترونات مع ذرات الغاز.

أدوات التجربة :

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=283 (http://www.upload2world.com)
شكل 1

1- انبوبه مفرغه بها غاز من الزئبق Hg وبداخلها فتيلة F وثلاثة أقطاب وهي:
أ‌- الكاثود C
ب‌- الانود .A الذي به عدة ثقوب وجهد V موجب بالنسبة للكاثود
جـ - اللوح P الذي يكون جهده Vr صغيرا وسالبا بالنسبة للأنود A وثابتا طوال التجربة.

شرح التجربة :
عندما نبدأ بتشغيل الجهد عند قيمة معينه نلاحظ ما يلي:
تنبعث إلكترونات حرارية نتيجه لتسخين الكاثود C بواسطة الفتيلة F وتتسارع نحو الأنود A

وسأضع الآن المنحنى الذي يوضح العلاقه بين فرق الجهد و التيار الذي توصلا العالمان له بعد التجربة.

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=284 (http://www.upload2world.com)
شكل 2

نلاحظ في الرسم البياني قياس التيار كداله في الجهد و الشكل العام للمنحنى هو زيادة التيار مع زيادة الجهد و عند القيمه Volt V=4.9 ومضاعفاتها يلاحظ ان التيار يقل بحده

و كذلك هذه بعض الصور ...

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=285 (http://www.upload2world.com)

شكل 3

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=287 (http://www.upload2world.com)
شكل 4

هذه صوره للتجربه بإستخدام غاز الزئبق
لاحظ جهد الفتيلة 5volt الذي يتم تثبيته قبل تغيير جهد الشبكه V"G"
حيث يتم تغيير جهد الشبكه تدريجيا ... والنتائج تظهر كما في الرسم البياني ..
وكذلك لاحظ اللون البنفسجي للطيف.

وهذه صوره توضيحيه أخرى لغاز النيون

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=288 (http://www.upload2world.com)
شكل 5

لاحظ لون الطيف البرتقالي.

و السؤال الذي يطرح نفسه الآن .....
لماذا في الرسم البياني نلاحظ أن التيار يأخذ قيما عاليه وأخرى منخفظه
ما التفسير العلمي لهذه النتائج؟

إذن لتوضيح ما ذكر بصوره اعمق...
إذا حدث للإلكترونات تصادمات مرنه مع ذرات الزئبق فسوف تصل الإلكترونات إلى الانود A بطاقة حركه تساوي eV ثم تمر بعض الإلكترونات من ثقوب A و تتجه نحو اللوح P بعدها يحدث أي من الآتي ...
أ‌- لا تصل الإلكترونات إلى اللوح P إذا كانت طاقة حركتها عند Aغير كافيه للتغلب على الجهد المعوق
حيث ان الجهد المعوق Vr جهد اللوح P
ب‌- تصل الإلكترونات إلى اللوح P إذا كانت طاقة حركتها عند A كافيه للتغلب على الجهد المعوق " جهد اللوح"

وعند قيمه معينه للجهد V يتم حساب عدد الإلكترونات التي تصل إلى P عن طريق قياس التيار الإلكتروني I بواسطة الأميتر الموجود في دائرة الانود A واللوح P .

الشكل 2 يوضح النتائج التي حصلا عليها فراك وهيرتز لتغيير التيار I ضد الجهد V ... ويلاحظ في هذا الشكل انه عندما نبدأ بزيادة الجهد من الصفر يزداد معه التيار أيضا في بداية الأمر ولكن عندما يصبح الجهد يساوي 4.9volt يقل التيار بحده كلما زاد الجهد حتى لو كان بمقادير طفيفه وبعد حوالي 5 فولت تقريبا يبدأ التيار في الزياده مره أخرى ...

تفسير ذلك
انه عندما أكتسبت الإلكترونات طاقة حركة قدرها 4.9eV حدث تفاعل بين الالكترونات وذرات الزئبق وهذا التفاعل لم يحدث عندما كانت الطاقة اقل من ذلك.

ويعني انه عند هذه الطاقه اصبح احتمال تفاعل الالكترون مع ذرة الزئبق كبير جدا وان الإلكترون المتفاعل يفقد كل طاقة حركته في إثارة الذرة ولا يستطيع الوصول إلى اللوح P.

إذا كان الجهد V اكبر قليلا من 4.9V فإن الإلكترونات التي لها طاقة 4.9 V تكون قد اقتربت كثيرا من الانود A وفقد عدد كبير من هذه الالكترونات كل طاقتها في عمليات الاثاره بالقرب منه.

ثم تتسارع هذه الإلكترونات مره أخرى نحو الانود A و تصل لثقوبه بطاقه غير كافيه للتغلب على الجهد المعوّق Vr جهد اللوح P وبالتالي لن تصل للوح P أي سيقل التيار بحده

إذا كان الجهد أكبر نسبيا من 4.9V ستحدث عمليات الإثارة قبل إقتراب الإلكترونات من الانود A وبعيدا عنه سيكون وتكون هناك فرصه أكبر للإلكترونات التي فقدت 4.9eV ثم وصلت بعد ذلك لثقب الانود تكون قد اكتسبت طاقة كافيه للتغلب على الجهد المعوّق Vr وبالتالي تصل إلى اللوح P ويزيد التيار I مره أخرى.... أي بمعنى ان للإلكترون طاقه فائضه بعد حدوث التصادم المرن بين الإلكترونات والذرات بحيث تمكنها هذه الطاقة من الوصول إلى المصعد.

والتفسيرات السابقه تتفق مع وجود مستويات متقطعه للطاقة في ذرة الزئبق وذلك على غرار ذرة الهيدروجين. وبفرض ان الفرق بين مستوى الإثارة الاول والمستوى الارضي لذرة الزئبق هو4.9eV فإن الذرة لا تقبل من الإلكترونات أي طاقة تقل عن 4.9V و هو ما يسمى "بالجهد الحرج او جهد التهيج"

وإن كان ذلك صحيحا فإن الذرة المثاره بمقدار 4.9eV من الطاقه يجب ان تعود تلقائيا من مستوى الاثاره الاول على المستوى الارضي عن طريق إنبعاث فوتون له طول موجي قدره..

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=289 (http://www.upload2world.com)

ولقد تحقق فرانك وهيرتز تجريبيا من وجود خط موجي له طول موجي 253.7nm ينبعث من غاز الزئبق عند V=4.9V والطول الموجي لهذا الخط يناظر فرقا في الطاقه قدره 4.9eV وايضا تم التحقق بعد إنبعاث أي خط من خطوط الطيف عندما تكون طاقة الإلكترونات اقل من 4.9eV.

ما سبق كان شرح لسبب حدوث القمه الاولى http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=290 (http://www.upload2world.com) من الشكل رقم 2.

و الآن سوف آتي على شرح القمه الثانية http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=291 (http://www.upload2world.com) من نفس الشكل.

عند زيادة V لتصبح اكبر بقيمه كافيه من 4.9V سيزداد التيار حتى نحصل على قمة ثانية عند V=9.8 ولو لاحظت ان هذا الرقم هو ضعف الجهد 4.9V ... ثم بعدها يقل التيار بحده مره أخرى ويفسر ذلك على ان الإلكترونات قد اكتسبت طاقه كافيه لإثارة ذرتين لمستوى الاثارة الاول. وبزيادة الجهد تتكرر عمليات الإثارة لمضاعفات المقدار 4.9eV

عموما تمثل القمه الثانية احد إحتمالين :
1- إثارة الذرة من المستوى الارضي إلى مستوى اعلى من مستويات الإثارة و يفقد الالكترون طاقة تساوي http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=292 (http://www.upload2world.com) فرق الطاقه بين مدار الإستقرار و المدار الذي استقر فيه الإلكترون و تكون V لهذه القمه أكبر من V للقمه الأولى ...
2- إثارة ذرتين او أكثر لنفس مستوى إثارة الأول حيث يفقد الإلكترون طاقه قدرها http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=293 (http://www.upload2world.com) في كل إثارة وتكون V لهذه القمم مساوية لمضاعفات V للقمة الاولى والاحتمال الثاني هو الغالب على منحنى الشكل 2.
و بقياسات مباشره لقراءتي فولتميتر و أميتر الدائرة الكهربية تؤكد تجربة فرانك-هيرتز على ان مستويات الطاقه في الذرة مكممة , وان خطوط الطيف المنبعثه من الذرة المثارة تعتبر نتيجه لهذا التكميم.
وتتفق نتائج فرانك هيرتز مع التجارب الاخرى التي تعين فرق الطاقة بين المستويات في الذرة.
وكمثال لهذه التجارب هو قياس خطوط الطيف الذري تجريبيا ثم تكوين مجموعه من المستويات التي تحقق هذا الطيف بطريقة وضعية. و لذرة الزئبق يبين الشكل المبسط 6 نتائج تعيين الفرق بين المستوى الارضي و مستوى الإثارة الأول و الثاني بواسطة تجربة فرانك –هيرتز وتعيين القيمة 10.4eV كفرق بين المستوى الارضي و مستوى التأين. و يتم تحديد هذه المستويات من نتائج قياس الطول الموجي لخطوط طيف الإنتقالات المناظره.

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=294
شكل 6

يبين الشكل رسم تخطيطي لمستويات الطاقة في ذرة زئبق مبينا فيه المستويات السالبة المتقطعه و المستويات الموجبة المتصلة .

و حسب الشكل 6 يمكن الحصول على ذرة زئبق وحيدة التأين .

إذن خلاصة التجربة ...
لقد تحقق وجود مستويات الطاقة المتقطعة تجريبيا بسلسلة من التجارب بدأها فرانك و هيرتز وقد برهنت بصور مباشرة عن وجود مستويات الطاقه وان هذه المستويات هي فعلا تلك التي اقترحت خلال مشاهدة الأطياف الخطية.

وهذا نموذج لمحاكاة التجربة التي قام بها العالمان فرانك و هيرتز حيث قمت باخذت الصورتين 4 و 5 منها
تجربة فرانك و هيرتز (http://phys.educ.ksu.edu/vqm/html/FranckHertz.html)

و أخيرا أحمد الله الذي أعانني على كتابة هذا الجزء من الحلقه واسأل الله بأن يكون الموضوع واضحا وسهلا
و صلي اللهم و بارك على نبيك محمد عليه أفضل الصلاة و أتم التسليم

QuarK

05-11-2007, 12:06 AM

تجربة دافيسون وجيرمر

حقيقة نعرفها الآن تماما، وهي أن الجسيمات المادية تملك خواص موجية. هذه الحقيقة معروفة في وقتنا الراهن كما يعرف الجميع أن أرضنا الطيبة تدور حول الشمس وليس العكس..

ومع ذلك، يجب أن نتذكر أن الطبيعة الموجية للجسيمات المادية مثل الإليكترون كانت في وقت ما شيئا يدعو للدهشة والعجب. ويرجع السبب إلى ذلك ببساطة إلى أن الفيزيائيين كانوا قد اعتادوا على التفكير في الإليكترون كجسيم كلاسيكي، كما تتحدث أنت عن كرة تنس أو بيسبول.

حتى كل التجارب التي أجريت قبل عام 1927 كانت تدل على مثل هذا النمط من التفكير، لقد تم اكتشاف الخواص الموجية أولا بالنسبة للفوتونات، ثم تم اكتشاف خواصها الجسيمية لها فيما بعد. أما بالنسبة للإلكترون فقد انعكس هذا الترتيب. وبسبب التتابع التاريخي للأحداث، يميل عامة الناس إلى الاعتقاد بأن الضوء مكون من موجات، وبان الاليكترونات عبارة عن جسيمات.

هذه الصورة غير كاملة وبلا شك، وقد أصبح معروفا بشكل أكثر انتشارا بأن الفوتونات، والإليكترونات، وفي الواقع كل الجسيمات، متشابهة جدا: بمعنى أن لها جميعا بعض الخواص الجسيمية وبعض الخواص الموجية.

مقدمة
كانت البداية فكرة جرئيه طرحها الأمير الفرنسي دي برولي ( وقصة ميله إلى الفيزياء غريبة نوعا ما).

وتتلخص فيما يلي:
إذا كان الفوتون، ذو الطبيعة الموجية، يملك خواصا جسيمية، فما الذي يمنع أن تملك الجسميات المادية الأخرى، خواصا موجية؟؟

ونحن هنا نبدي مزيدا من الاحترام للشجاعة العلمية التي أبداها دي برولي بفرضه الجرئ هذا، والذي لم يدعمه بأي إثبات علمي عملي!

في البداية سنبدأ بمناقشة بسيطة لفرض دي برولي:

نعرف العلاقة بين الطاقة والزخم الخطي للفوتون، الذي يملك rest energy تساوي صفرا، وهي p=E/c ، ونعرف أيضا أن طاقة الفوتون يمكن إيجادها بالعلاقة E=hf ، ولهذا يمكننا أيضا التعبير عن زخم الفوتون كما يلي:

P=E/c =hc/c λ =h/ λ

من هذه المعادلة، نرى أن الطول الموجي، وهو خاصية للموجات، يمكن التعبير عنه بالزخم الخطي، وهو خاصية للجسيمات.

اقترح دي برولي أن الجسيمات المادية يمكن الحديث عنها بنفس الطريقة، فلو تحدثنا عن جسيم له كتلة m وزخم mv ، فإن طول الموجة المصاحبة للجسيم المادي هذا هي:

λ =h/p = h/mv

حيث λ = الطول الموجي،
h = ثابت بلانك،
m = الكتلة،
v = السرعة،
E = الطاقة.

ولو كان ما يفترضه ديبرولي صحيحا، فإنه تحت شروط مخبرية ملائمة، يجب أن تتصرف الإليكترونات، وهي جسيمات، كما تتصرف الموجات، بمعنى أنها ستعاني من حيود وتداخل..
أول من نبه لهذه الفكرة البسيطة هو العالم إلساسر Elsasse عام 1925، عندما قال الفكرة السابقة، وهي انه لو عانت الإليكترونات من حيود وتداخل فإن هذا أكبر دليل على صحة فرض دي برولي وهو أن الجسيمات المادية تملك خواصا موجية.

بناء على هذه الأفكار أجريت تجارب في أول الأمر بواسطة س.ج. دافيسون (C.J.Davisson ) بالاشتراك مع ل. هـ. جيرمر (L.H.Germer ) ، ومستقلا عنهما ج. ب. طومسون (G.P.Thomson ) ...

دافيسون: حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1937 مع طومسون جورج باجت لإكتشافهما ظاهرة حيود الإليكترونات

http://www15.wind.ne.jp/~Glauben_leben/Buturi/Gensi/CJ%20Davisson2.jpg

إلساسر: أول من نبه إلى أن إثبات فرضية دي برولي هو الكشف عن حيود الإليكترونات في عام 1925.

http://books.nap.edu/html/biomems/photo/welsasser.GIF

في التجربة التي أجراها دافيسون جيرمر تمت دراسة انعكاس الإلكترونات من سطح البلورة، في حين تمت دراسة نفاذ الإليكترون خلال شريحة بلورية رقيقة في تجربة طومسون.

بدأ العمل في تجربة دافيسون - جيرمر في اليوم التالي لوصول أطروحة دي برولي إلى أمريكا.والقصة الحقيقية تحوي الكثير من الحظ وقليل من الفطنة. دعونا معا نتابع القصة:

كانت تجربة دافيسون في الأساس لدراسة طاقة الإليكترونات المتشتتة عن سطح معدن ما (النيكل)، حيث يتم قذف بلورة المعدن بإلكترونات مسرّعة وقياس طاقة وزاوية تشتت هذه الاليكترونات بعد اصطدامها بالبلورة.

وعلى هذا، فتجربة نيويورك لم تكن في بدايتها اختبارا للنظرية الموجية للجسيمات المادية، ولكنها بدأت تأخذ هذا الاتجاه فقط في صيف عام 1926 بعدما نوقشت النتائج التي حصل عليها دافيسون في انجلترا مع مجموعة من علماء الفيزياء الإنجليز.

http://online.cctt.org/physicslab/content/PhyAPB/lessonnotes/dualnature/davissongermer.gif

لنتبع معا بخطوات وئيدة ونشرح الخطوط الرئيسية لتجربة دافيسون، ولنرى الحظ، والصدفة، اللذين بدآ أول خطوة عملاقة نحو ميكانيكا الكم:

1. وضعت عينة من بلورة النيكل في جهاز مفرغ من الهواء (وهنا سؤال بسيط لكم: لماذا توضع العينة عند قذفها بالإليكترونات في جهاز مفرغ من الهواء، بينما لو أردنا قذفها بأشعة سينية مثلا، بالإمكان وضعها في الهواء الطلق؟)، وكانت العينة موضوعة على قاعدة قابلة للدوران.

2. تنتج حزمة الإليكترونات – في التجربة – من مدفع اليكترونات، حيث يتم تعجيل الإليكترونات إلى الطاقة المرغوبة في حدود 50 فولت.

3. كاشف الإليكترونات، أو ما يسمى بصندوق فارادي Faraday’s Box، كان متحركا على شكل قوسي حول العينة لقياس زوايا التشتت ورصد الإليكترونات المتطايرة.

4. لاحظ دافيسون، بالصدفة، أن هناك قيما عظمى لكثافة الإلكترونات المتشتتة تتغير حسب زاوية العينة، من هنا فقط، بدأ بدراسة التوزيع الزاوي لكثافة الإلكترونات المتطايرة.

"هذه القمم تشير إلى الخاصية الموجية للإلكترونات، ويمكن معالجتها بقانون براغ وحساب الأطوال الموجية المصاحبة للإلكترونات المادية"

وحتى يمكننا فهم هذه العبارة جيدا، ومعرفة كيف دلت هذه التجربة البسيطة، ودراسة منحنيات التوزيع إلى إثبات الخاصية الموجية للجسيمات المادية، دعونا نربط مجموعة من المعلومات والتجارب معا:

هل تذكرون تجربة التداخل التي قام بها يونج ؟ Young’s Double Slip Experiment...
قام يونج بتسليط شعاع ضوئي أحادي اللون على شقين الفاصل بينهما صغير جدا..وقام برصد الأشعة الخارجة من الشقين على شاشة راصد.

ولأن الموجات تلك مكونة من قمم وقيعان فإن التقاء قمة مع قمة أعطاه خطا مضيئا ( قمة + قمة =هدب مضيء، تداخل بناء)..بينما تداخل قمة مع قاع يعطي خطا معتما ( قمة + قاع = هدب معتم، تداخل هدام)..
الشكل التالي يوضح فكرة التداخل بين الموجات (لاحظ أن كل هذا في بعد واحد)..

http://psi.phys.wits.ac.za/teaching/Connell/phys284/2005/lecture-02/lecture_02/img21.png

دعونا لا ننس، أن الموجات لو بقيت تتحرك في اتجاه انطلاقها ذاته، لما حصل لنا تداخل وتكوّن أهداب كما رأينا، ولكن، لأن مبدأ هويغنز يقول أن الموجة تتحرك وتنتشر في كل الاتجاهات، هذا معناه أن الموجة بعدما عبرت الشق تحركت وانتشرت في جميع الاتجاهات، هذا الميل هو ما يسمى بالحيود.

http://www.astrophys-assist.com/educate/solarobs/images/diffraction.gif

يحدث الحيود عادة عندما تمر موجة من خلال ثقب صغير جدا. .بمعنى، انك لو أردت قياس حيود موجة ذات طول موجي ما، عليك أن تمررها خلال ثقب يتناسب اتساعه مع طول الموجة، وكلما كان الطول الموجي أقل، احتجنا إلى فتحة أصغر للكشف عن حيودها.

هذا ما قام به براغ، ابقوا معي:
اكتشف رو نتجن أشعة اكس عام 1895، وهي أشعة كهرومغناطيسية طولها الموجي قصير جدا، تقريبا 0.1 نانومتر (10^-9)..ويبدو، كما لك أن تتخيل، أنه من المستحيل الكشف عن حيود أشعة اكس بصناعة شق اتساعه أقل من عشر نانومتر!.

في ذلك الوقت، كان من المعروف أن المسافة الفاصلة بين الذرات في الشبكات البلورية هي في حدود النانومتر..وهنا اقترح Max Von Laue (1879 – 1960) أن منظومة من ذرات بلورة تصلح لأن تكوّن حيودا لموجات اكس في ثلاثة أبعاد.

http://osulibrary.oregonstate.edu/specialcollections/coll/pauling/bond/pictures/people/people-portrait-vonlaue.jpgMax Von Laue (1879 – 1960)

بدأ براغ دراسة هذا الاقتراح.
نظرا لأن دراسة الحيود في ثلاثة أبعاد معقدة للغاية، سنتحدث عن النتيجة النهائية التي توصل إليها براغ:

وليام هنري براغ ( 1862 ـ 1942) وابنه وليام لورانس براغ (1890 ـ 1971) كانا أول من درس بنية البلورات بالأشعة السينية ( أشعة اكس). وقد نالا جائزة نوبل للفيزياء عام 1915 لعملهما هذا. حيث قاما بإمرار حزمة من أشعة اكس عبر بلورة تسقط نمطا متسقا على صفيحة فوتوغرافية، يدعى المخطط البلوري، ولكل بلورة مخطط خاص بها وهذا المخطط يكشف بنية الذرة الداخلية ونسق ذراتها.

http://th.physik.uni-frankfurt.de/~jr/gif/phys/whbragg.jpghttp://www.bhak-bludenz.ac.at/physik/geschichte/physiker/bilder/bragg_l.jpg

قـــانون براغ:
عندما تتشتت أشعة اكس عن شبكة كريستالية، فإن القمم الناتجة عن التشتت والتي يمكن ملاحظتها تتبع القوانين التالية:

1. زاوية السقوط = زاوية التشتت.

2. فرق المسار يساوي عددا صحيحا من الموجات ( موجة، موجتان، ثلاث موجات، يعني لا يصح أن يحصل تداخل بناء يعطي قمة مضيئة من ثلاث موجات وربع مثلا)...

يمكن التعبير عن التداخل البناء بقانون براغ( التداخل البناء هو الذي يعطي أهدابا مضيئة كما في تجربة يونج) وهو:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/bragglaw.gif

حيث λ = الطول الموجي،
d = المسافة بين الذرات في الشبكة البلورية،
Ө = زاوية التشتت،
n = عدد صحيح.

سمي القانون بهذا الاسم لأن براغ هو أول من اشتق العلاقة، ولو أمكننا تحديد الزاوية، وحيث أننا نعرف الطول الموجي للأشعة المستخدمة (أشعة اكس) لأمكننا تحديد المسافة الفاصلة بين ذرات البلورة.

الآن، ما الرابط بين ما وجده دافيسون وقانون براغ؟
كما قلنا من قبل، قام دافيسون بتوجيه حزمة من الإلكترونات إلى بلورة النيكل. لاحظ أن هناك قيم عظمى لكثافة الإليكترونات المتطايرة تتناسب مع الزاوية. قام بتثبيت الزاوية (50 درجة) وغيّر طاقة الإليكترونات المنبعثة من المدفع تحت فرق جهد 54 فولت، ولاحظ التوزيع البياني الناتج (لاحظوا، القيم العظمى لكثافة الإليكترونات تشابه الهدب المضيئة في تجربة الحيود).

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/davgermer.gif

كانت فرضية دي برولي قد وصلت أمريكا كما قلنا، فبدأ دافيسون بالربط:

قانون براغ ( الذي يطبق على الموجات) يقول:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/braggeq.gif

فرضية دي برولي ( التي تتحدث عن السلوك الموجي للإلكترونات)

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/imgmod/debrog4.gif

بتعويض المعادلتين:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/dgeq.gif

وعلى اعتبار معرفة كل القيم، حيث الطاقة محددة مسبقا، وتم تثبيت الزاوية، ومعرفة الفواصل بين الذرات في التركيب البلوري، تم التوصل إلى أن القيم العظمى التي تمكن دافيسون من الحصول عليها، تناظر أطوالا موجية يمكن حسابها من فرضية ديبرولي..

http://online.cctt.org/physicslab/content/PhyAPB/lessonnotes/dualnature/electron2.jpghttp://online.cctt.org/physicslab/content/PhyAPB/lessonnotes/dualnature/x-ray2.jpg

حيود الإليكترونات بواسطة القصدير الأبيض (إلى اليمين)، وحيود الأشعة السينية عن نفس العينة (إلى اليسار).

وعلى هذا، تبين تجارب دافيسون وجيرمر، وتجارب طومسون بما لا يدع مجالا للشك بان موجات المادة موجودة بالفعل، وأن أطوالها الموجية "على الأقل للإلكترونات" تحدد بعلاقة دي برولي.

في عام 1929 استطاع استرمان Estermann و شتيرن Stern أن يوضحا بان ذرات الهليوم وجزيئات لهيدروجين تحيد أيضا بشكل يتفق مع نظرية دي برولي.

" تجربة كومبتون أثبتت الخاصية الجسيمية للفوتونات، بينما أثبتت تجربة دافيسون – جيرمر الخصائص الموجية للإلكترونات"

وقد عززت تجاربهما بقوة اعتقادنا بالتحقق العام لموجات المادة حيث أن هذه الجسيمات تتضمن جسيمين جديدين مختلفين تماما عن الإليكترون. وبصرف النظر عن الاختلاف في الكتلة فإن ذرات الهليوم وجزيئات الهيدروجين تختلفان تماما عن الإليكترون في أنهما أنظمة مركبة في حين أن الإليكترون (ربما) يعتبر جسيما أوليا. وعلى هذا توضح التجارب بأن الذرة ككل وأن الجزئ ككل هما موجات، وقد نكون على استعداد الآن لكي نصدق بأنه تحت شروط تجريبية مناسبة سوف يسلك جسم كبير مثل البيانو سلوك الموجة.

وبهذا تكون تجربة دافيسون – جيرمر تجربة فيزيائية اثرت في تطور الفيزياء لان بدون هذه التجربة لبقيت فرضية دبرولي مجرد فكرة قد تكون صحيحة وقد تكون خاطئة، ولكن التجربة اكدت فرضية دبرولي واصبح معروفاً لنا الآن انه كما للإشعاع الكهرومغناطيسي (الفوتونات) خواص موجية وخواص جسيمية فإن للجسيمات (الالكترونات) خواص جسيمية وخواص موجية.

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-12-2007, 01:57 AM

تجربة ستيرن جارلتش The Stern-Gerlach Experiment

تجربة ستيرن جارلتش أجريت في العام 1922 وحصلت على نتائج أكدت معلومة ولكن أضافت لغزاً للعلماء اخذ منهم خمس سنوات لحله. التجربة بسيطة في معداتها فهي تتكون من مغناطيس كبير ينتج مجالاً مغناطيسياً متغيراً من خلال شكل قطبيه، ويمرر في هذا المجال المغناطيسي حزمة من ذرات الفضة، ونتيجة للمجال المغناطيسي فان الذرات سوف تنفصل إلى مجموعات محددة. لماذا سوف تنفصل هذه الذرات إلى مجموعات؟ وكم عدد المجموعات المتوقع؟ وكم مجموعة من الذرات نتجت من التجربة؟ وماذا أثبتت؟ وماذا اكتشفت؟ وماذا قدمت لعلم الفيزياء من تطور؟ هذا ما ستعرفه عزيزي القارئ من خلال قراءتك لموضوع هذه الحلقة.

تجربة ستيرن جارلتش من التجارب الفيزيائية التي كان لنتائجها أثراً كبيراً في تطوير لعلم الفيزياء، فقد صممت التجربة لإثبات نتائج النظرية الكمية التي أفادت بان كمية الحركة المدارية لحركة الإلكترون حول النواة مكممة، وهذه النتيجة تم التوصل إليها بعد أن وضع العالم بور فرضياته الأربعة لنموذجه لذرة الهيدروجين في العام 1913 حيث أن العالم بور افترض أن

المدار الذي يسلكه الإلكترون حول النواة هو المدار الذي يكون فيه العزم الزاوي المداري orbital angular momentum L يساوي عدد صحيح من ثابت بلانك مقسوم على 2 باي أي

http://psi.phys.wits.ac.za/teaching/Connell/phys284/2005/lecture-03/lecture_03/img104.png where n = 1,2,3,

وباستخدام مبدأ التكميم هذا على نموذج ذرة الهيدروجين أدى إلى احتساب نصف قطر مدار الإلكترون المسموح أن يشغله الإلكترون حول النواة وكذلك حساب السرعات التي يمتلكها الإلكترون حول النواة وكذلك حساب الطاقة الكلية للإلكترون.

وكانت المفاجأة أن كل الحسابات التي قام بها بور تتوافق تماماً مع نتائج التجارب العلمية التي اعتمدت على دراسة طيف ذرة الهيدروجين وكان نموذج بور النموذج الأول الذي استطاع أن يفسر هذا الطيف في حين فشلت كل النماذج السابقة مثل نموذج تومسون ونموذج راذرفورد في تفسيره.

وفي العام 1933 وضع العالم الاسترالي أرين شرودنجر معادلة شرودنجر التي حصل بموجبها على جائزة نوبل في ذلك العام، وكانت هذه المعادلة الرياضية التفاضلية التي تربط الخصائص الموجية للجسيمات من خلال الدالة الموجية ابساي مع الخصائص الجسيمة للجسيمات والتي تأخذ في الحسبان مبدأ الكم ومبدأ الشك في صورة معادلة تفاضلية يمكن حلها رياضيا بعد تطبيق الشروط الحدية للمسألة المطروحة عليها، وكان الاختبار الأقوى لمعادلة شرودنجر هو تطبيقها على ذرة الهيدروجين وإيجاد النتائج الصحيحة التي حصل عليها العالم بور والمثبتة بالتجربة العلمية. فما كان إلا انه تم حل معادلة شرودنجر لذرة الهيدروجين في الأبعاد الثلاثة حيث إن كل بعد من الأبعاد الثلاثة تم تمثيله بمتغير في الأبعاد القطبية ومن حل معادلة شرودنجر تم الحصول على ثلاثة معادلات وكل معادلة أوجدت عدداً كمياً هو العدد الكمي الرئيسي n والعدد الكمي المداري l والعدد الكمي المغناطيسي http://psi.phys.wits.ac.za/teaching/Connell/phys284/2005/lecture-03/lecture_03/img4.png . وكانت المعالجة الرياضية بلا شك معقدة بعض الشيء ولكن المفاجأة الكبرى أن الحلول التي نتجت متوافقة تماماً مع نموذج بور بالنسبة لمستويات الطاقة وقيمها.

معادلة شرودنجر تعطي نتائج أكثر بكثير من حساب مستويات الطاقة فهي تعطي أيضا احتمالية لموقع الإلكترون في كل مدار حول النواة بالإضافة إلى إن معادلة شرودنجر حسبت العزم الزاوي المداري والعزم المغناطيسي وأثبتت أنهم يخضعون لمبدأ التكميم وكل كمية محددة بعدد كمي خاص هو orbital quantum number والذي يرمز له بالرمز l والذي وجدت قيمته سابقاً.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/angm4.gif

حيث وجد من الحل الرياضي لمعادلة شرودنجر وكما تلاحظ عزيزي القارئ انه يختلف عن ما افترضه العالم بور. وتبين فيما بعد إن ما تم حسابه من معادلة شرودنجر اشمل واعم واعتبر l العدد الكمي المداري للإلكترون.

كما انه من حل معادلة شرودنجر أوجدت العدد الكمي الثالث وهو العدد الكمي المغناطيسي وهو الذي يحدد مركبة العزم الزاوي المداري بالنسبة لمحور محدد في الفراغ والذي يكون في اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي ونفترض انه المحور z

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/angm3.gif

لتوضيح ذلك بالرسم سوف نستعين بمتجه العزم المداري L والذي يكون عمودياً على مستوى مدار الإلكترون حول النواة وهو ممثل في الشكل التالي

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/vecL.gif

الزاوية التي يتخذها متجه العزم المداري مكممة وتحدد بالعدد الكمي المغناطيسي والشكل التالي يوضح المواقع التي سوف يتخذها في الفراغ حول محور z

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/vecL2.gif

وهذا يحدد مستوى المدار الذي يتخذه الإلكترون حول النواة وكما تلاحظ فهو مكمم.

مقدمة نظرية لتجربة ستيرن جارلتش
كل ما سبق هو استنتاجات للحل الرياضي لمعادلة شرودنجر وبالطبع كان التوافق بين احتساب مستويات الطاقة باستخدام نموذج بور ونتائج معادلة شرودنجر كافية للتأكد من صحة المعالجة الرياضية ولكن التحقق العملي من تكميم العزم المداري يتطلب إجراء تجربة لذلك وكان هذا ما قام به العالمان ستيرن وجارلتش.
ولترتيب التجربة تم ربط العزم المداري بالعزم المغناطيسي للإلكترون حول النواة وبحسابات بسيطة يمكن إثبات أن

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/z2.gif

حيث الطرف الأيسر للمعادلة يمثل العزم المغناطيسي المداري للإلكترون والطرف الأيمن يمثل العزم المداري للإلكترون والعلاقة بينهما تفيد أنهما في اتجاهين مختلفين وذلك لان شحنة الإلكترون سالبة. والشكل التالي يوضح الفكرة.

http://www.physics.sjsu.edu/becker/physics51/images/29_22_Magnetic_dipole_moment.JPG

وبما أن العزم المداري مكمم من خلال العدد الكمي l فان العزم المغناطيسي المداري مكمم أيضا من خلال العدد الكمي المغناطيسي

وبهذا فكر العالمان ستيرن جارلتش انه بتسليط مجال مغناطيسي خارجي منتظم على الذرة فان عزمها المغناطيسي سوف يتعرض إلى عزم ازدواج يسبب في دوران متجه العزم المغناطيسي حول المجال المغناطيسي مشكلا مخروطاً كما في الشكل التالي:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/imgmag/larmor.gif

وبالمثل فان العزم المداري L سوف يتخذ نفس الحركة لأنهما مرتبطان بالمعادلة السابقة وبهذا فان المجال المغناطيسي الخارجي سوف يؤثر على العزم المداري من خلال وسيط وهو العزم المغناطيسي للإلكترون.

أما إذا ما تم تسليط مجال مغناطيسي خارجي غير منتظم فانه بالإضافة إلى عزم الازدواج الذي سوف يتعرض إليه العزم المغناطيسي للإلكترون حول النواة فان الإلكترون سوف يتعرض لقوة انتقالية إضافية تعطى بالمعادلة التالية:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/stern2.gif

وهذه القوة الانتقالية سوف تسبب إزاحة الذرات بالإضافة إلى قوة الازدواج التي تسبب دوران متجه العزم المغناطيسي حول المجال المغناطيسي الخارجي.

التجربة العملية
في العام 1922 قام العالمان ستيرن وجارلتش بعمل تجربة لإيجاد القيم الممكنة المسموح بها لمتجه العزم المغناطيسي للإلكترون حول النواة. وكانت التجربة تتلخص في تسخين عينة من الفضة في فرن كهربي فتنطلق حزمة من ذرات الفضة في اتجاه مجال مغناطيسي غير منتظم نحصل عليه من مغناطيس دائم كما في الشكل الموضح حيث يكون القطب الشمالي للمغناطيس مدبباً حيث تكون شدة المجال المغناطيسي كبيرة بينما القطب الجنوبي ذو مساحة اكبر حيث تكون شدة المجال المغناطيسي اقل لإنتاج مجال مغناطيسي متغير.

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=755

وفي نهاية المسار يوجد حاجز لاستقبال ذرات الفضة التي عبرت المجال المغناطيسي المتغير، وحسب المعلومات النظرية فان العزم المغناطيسي لالكترونات ذرات الفضة مكمم ويتخذ عدة اتجاهات في الفراغ حول محور المجال المغناطيسي وسوف يتعرض إلى قوة مغناطيسية تعمل على إزاحته حسب مقدار العدد الكمي المغناطيسي وبهذا توقع العالمان إن يحصلا على مجموعات مختلفة من ذرات الفضة على الحاجز.
وبإجراء التجربة تم بالفعل الحصول على مجموعتين لذرات الفضة مجموعة فوق أي في اتجاه محور z الموجب ومجموعة أخرى تحت أي في اتجاه محور z السالب.

مع تكرار التجربة مرات ومرات على ذرات مواد مختلفة إلا أن النتائج لم تعرض سوى مجموعتين فقط من الذرات، وهذه النتيجة اعتبرت مرضية حيث أثبتت وجود التكميم للعزم المغناطيسي للذرة وكذلك للعزم المداري. وبهذا أثبتت التجربة وجود اتجاهات مفضلة للعزم المغناطيسي في الفراغ.

ولكن نتائج تجربة ستيرن جارلتش أكدت إن هناك نقصاً في نظرية شرودنجر للذرة حيث بالرغم من إنها صحيحة إلا إنها غير كافية واستمرت هذه النتائج بدون تفسير إلى أن تمكن العالمان فيبس وتيلور Phipps and Taylor في العام 1927 من إجراء نفس التجربة على ذرات الهيدروجين وحصلوا أيضا على نفس النتيجة السابقة مما أكد لهم إن السبب في هذا الانفصال في المجموعات يعود إلى حركة إضافية لم يكن قد أخذت في الحسبان، وبحساب المجال العزم المغناطيسي المسئول عن إزاحة ذرات الهيدروجين وجد إن هذه العزم المغناطيسي اكبر بكثير من العزم المغناطيسي الناتج عن حركة الإلكترون حول النواة ولهذا فان المسئول عن الإزاحة عزم مغناطيسي أخر واكبر قيمة من العزم المغناطيسي المداري وكان هذا العزم هو العزم المغناطيسي المغزلي الناتج عن حركة الإلكترون حول نفسه (الحركة المغزلية). وهناك حالتان لهذه الحركة هي أما مع عقارب الساعة أو مع عكس عقارب الساعة ولهذا تم الحصول على مجموعتين من الذرات على شريحة التجربة.

http://www.ktf-split.hr/glossary/image/spin_en.gif

وبإتباع نفس المعالجة الرياضية تم احتساب مقدار العزم المغزلي S ووجد انه يعطى بالمعادلة التالية

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/imgmod2/spin3.gif

ومركبة العزم المغزلي في اتجاه المحور z مكممة بالعدد الكمي ms والذي يسمى العدد الكمي المغزلي وله قيمتان هما +1/2 و -1/2

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/spinvec.gif

والعزم المغزلي المغناطيسي للإلكترون يعطى بالمعادلة

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/imgmod2/spin5.gif

وهذه هي المسئولة عن نتائج تجربة ستيرن جارلتش

نلاحظ من خلال هذه التجربة العلمية البسيطة في أجهزتها والمبنية على تفكير عميق وتحليل وربط لكل المتغيرات للحصول على تصميم لتجربة تخضع للتوقعات التي نتجت عن نظرية شرودنجر للفحص فإذا بالتجربة تثبت شيئاً مهماً وهو صحة مبدأ التكميم إلا أن النتائج أيضا تؤكد أن هناك حلقة مفقودة وان هناك حركة أساسية لم يكن احد قد تنبأ بها وهي حركة الإلكترون حول نفسه.

صورة للعالم ستيرن
http://th.physik.uni-frankfurt.de/~jr/gif/phys/stern.jpg

صورة للعالم جارلتش
http://th.physik.uni-frankfurt.de/~jr/gif/phys/gerlach.jpg

برنامج جافا سكريبت للتجربة
http://mutuslab.cs.uwindsor.ca/schurko/nmrcourse/animations/stern-gerlach/sgpeng.htm

تحياتي

دناي بن موسى

05-14-2007, 08:49 PM

السلام عليكم

شكرا الإخوة على هذه المواضيع الرائعة والموضوعة بطريقة مفهومة

أما سؤالي هو اني وقبل مايكتب الدكتور حازم موضوع تجربة ستيرن جارلتش وأنا ابحت عنها وجدت في أحد الكتب هذه التجربة وفي أسفلها موجودة هذه الفقرة

عند وصع ذرة في حقل قوى خارجي يزول انطباق المستويات وتنشطر(قد يحدت الإنشطار نتيجة الحقول الداخلية الإلكترونية أو التفاعل بين الإلكترونات) كل مستوى الى(2l+l) ستوى فرعي مختلف عن بعضه في الطاقة ولكن تأتير الحقول الخارجية على المدرات المختلفة مختلفا.فالمدرات الداخلية المرتبطة بشدة مع النواة (الحاوية على الكترونات مقيدة) تتأتر بالحقول الخارجية بشكل ضعيف وتنشطر (يزول الإنطباق) بشكيل بسيط يمكن اهماله أما الكترونات التكافؤ الخارجية المرتبطة بضعف مع نواتها فتنشطر مستوياتها بشكل كبير نسبي والحقل الخارجي هنا قد يكون هو نفسه الحقل البلوري

بصراحة انا لم أفهم الى حد كبير العلاقة بين التجربة والفقرة هذه

تحياتي اليكم وبارك الله فيكم

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-15-2007, 04:17 AM

مرحبا عزيزي دناي بن موسى

في الحقيقة تجربة ستيرن جارلتش هدفها التحقق من صحة ما نتج عن تطبيق نظرية شرودنجر على ذرة الهيدروجين والتحقق من تحلل مستويات الطاقة الى 2l+1 عند تعرض الذرة لمجال مغناطيسي خارجي وانت سميته كما جاء في الكتاب يزول الانطباق وتنشطر حيث l هو العدد الكمي المداري والذي بموجبه يحدد قيمة كمية الحركة المدارية للالكترون في كل مدار. وهذه المدارات تأخذ ترتيب محدد في الفراغ اذا ما وضعت في مجال مغناطيسي خارجي.

عند وصع ذرة في حقل قوى خارجي يزول انطباق المستويات وتنشطر (قد يحدت الإنشطار نتيجة الحقول الداخلية الإلكترونية أو التفاعل بين الإلكترونات) كل مستوى الى (2l+l) مستوى فرعي مختلف عن بعضه في الطاقة

العبارة هذه في دمج بين حالتين وهي حالة الذرة في مجال مغناطيسي خارجي وحالة الذرة في عدم وجود مجال مغناطيسي خارجي وللتوضيح فان مستويات الطاقة تحدد بالعدد الكمي الرئيسي n والذي يأخذ القيم 1 و 2 و 3 و ..... ولكل مستوي من مستويات الطاقة عدد 2l+1 من المدارات التي تختلف فيها كمية الحركة المدارية ولكنها كلها لنفس طاقة مستوى الطاقة المحدد بالعدد n وهذا ما نسميه degenerate فمثلا لو كانت n=2 يكون لدينا قيم مسموحة للعدد الكمي المداري l تساوي 1 او 0

اما في حالة المجال المغناطيسي الخارجي فان المدار l=0 لايتأثر بالمجال والمدار l=1 ينفصل إلى ثلاثة مدارات حسب العدد الكمي المغناطيسي ml والذي يأخذ القيم +1 و 0 و-1.

اما بخصوص الجملة الثانية

فالمدرات الداخلية المرتبطة بشدة مع النواة (الحاوية على الكترونات مقيدة) تتأتر بالحقول الخارجية بشكل ضعيف وتنشطر (يزول الإنطباق) بشكيل بسيط يمكن اهماله أما الكترونات التكافؤ الخارجية المرتبطة بضعف مع نواتها فتنشطر مستوياتها بشكل كبير نسبي والحقل الخارجي هنا قد يكون هو نفسه الحقل البلوري

بداية كلمة (بشكل كبير نسبي) استوقفتني كثيرا فلايوجد في الفيزياء وخصوصا مع الفيزياء الذرية مثل هذه المصطلحات حيث توجب التوضيح بدقة اكثر والسبب في ذلك كما ان كما ان الحقل الخارجي هنا (قد يكون) هو نفسه الحقل البلوري!! لا ادري مصدر هذا ارجو التوضيح اكثر ولكن ما فهمته من الجملة ككل هو الحديث

عن تأثير زيمان zeeman effect وبالطبع لان الانفصال يتناسب مع العدد الكمي المغناطيسي ml وتاثير زيمان موضوع مهم في الفيزياء الذرية وربما قمنا بشرحة بشكل موسع.

ارجو ان اكون قد اجبتك على استفسارك ومرحبا باي ملاحظات اخرى

تحياتي

s.alghamdi

05-15-2007, 06:53 PM

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته

لقد قمت سابقا بقراءة سريعه للتجارب و الآن قد انهيت للتو قراءة التجربة الثانية قراءة فاحصة و دقيقه

و لي عوده بعد قراءة تجربة الدكتور حازم

أولا : اشكر الأستاذ محمد (كوارك) على جهده الرائع في الإعداد ...:)

و لي بعض المناقشات :

إقتباس:
كانت تجربة دافيسون في الأساس لدراسة طاقة الإليكترونات المتشتتة عن سطح معدن ما (النيكل)، حيث يتم قذف بلورة المعدن بإلكترونات مسرّعة وقياس طاقة وزاوية تشتت هذه الاليكترونات بعد اصطدامها بالبلورة

لماذا ورد مصطلح بلورة المعدن ... هل لأن العيوب البلوريه قليله ..بمعنى ترتيب الذرات منتظم و مثالي في المعدن المستخدم في التجربه ؟

إقتباس:
يحدث الحيود عادة عندما تمر موجة من خلال ثقب صغير جدا. .بمعنى، انك لو أردت قياس حيود موجة ذات طول موجي ما، عليك أن تمررها خلال ثقب يتناسب اتساعه مع طول الموجة، وكلما كان الطول الموجي أقل، احتجنا إلى فتحة أصغر للكشف عن حيودها.

عبارة جميله جدا أعجبتني كثيرا...
إذن نستطيع القول بأنه كلما كان تردد الموجه عالي احتجنا لفتحه أصغر و كلما كان ترددها منخفض إحتجنا لفتحة أكبر ....
و هذا يدل على سهولة مرور الموجه ذات الطول الموجي القصير " التردد العالي" في الفتحه ..

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=756 (http://www.upload2world.com)

لي وقفه صغيره مع القانون الرياضي ...
بالنسبه للزخم P وجد انه يساوي الجذر التربيعي لـ 2mE كيف تم إستنتاج ذلك ...
حاولت ان أثبت ذلك بطريقه أخرى لكني فشلت :eh_s (2):
و هذي محاولتي ..
http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=759 (http://www.upload2world.com)
.
.
.
.

شـكـر الله سعيكم

QuarK

05-15-2007, 09:17 PM

أهلا بالغالية سعاد...

حسنا،،لنبقى معا،،

إقتباس:
إقتباس:

كانت تجربة دافيسون في الأساس لدراسة طاقة الإليكترونات المتشتتة عن سطح معدن ما (النيكل)، حيث يتم قذف بلورة المعدن بإلكترونات مسرّعة وقياس طاقة وزاوية تشتت هذه الاليكترونات بعد اصطدامها بالبلورة

لماذا ورد مصطلح بلورة المعدن ... هل لأن العيوب البلوريه قليله ..بمعنى ترتيب الذرات منتظم و مثالي في المعدن المستخدم في التجربه ؟

بصراحة لست افهم ما تريدين،،
دافيسون اراد في البداية كما قلنا ان يدرس طيف طاقة الإليكترونات المتشتتة، بعد اصطدامها بمعدن ما..
والمعدن يا عزيزتي يترتب على شكل بلورات!!crystal ،،هذا كل مافي الأمر..
أعني ان ذراته تكون على شكل شبكات بلورية..لذا قلت بلورة المعدن،،فقط..

أيضا

إقتباس:

إقتباس:
يحدث الحيود عادة عندما تمر موجة من خلال ثقب صغير جدا. .بمعنى، انك لو أردت قياس حيود موجة ذات طول موجي ما، عليك أن تمررها خلال ثقب يتناسب اتساعه مع طول الموجة، وكلما كان الطول الموجي أقل، احتجنا إلى فتحة أصغر للكشف عن حيودها.

عبارة جميله جدا أعجبتني كثيرا...
إذن نستطيع القول بأنه كلما كان تردد الموجه عالي احتجنا لفتحه أصغر و كلما كان ترددها منخفض إحتجنا لفتحة أكبر ....
و هذا يدل على سهولة مرور الموجه ذات الطول الموجي القصير " التردد العالي" في الفتحه ..

هذا ما قلته،،لكنك تعيدين الرواية بالتحدث عن التردد، والعلاقة بينمها كما نعلم عكسية..
وهذا اظنه مفهوم،، اعني ببساطة
الموجة مكونة من قمة وقاع، اليس كذلك؟
لو أردنا ان نرى جسما بحجم ما،يجب ان يكون حجمه متناسب مع حجم "الفتحة" الخاصة بالموجة!!، يعني متناسب مع بعدي الموجة والقاع...
ولو لم يكن هناك تناسب في الطول والبعد لما أمكننا الرؤية،،لذا يمكننا أن نرى الاشياء الكبيرة بالضوء المرئي
بينما نفشل في رصد الاليكترونات بالضوء المرئي أيضا..واضحة الآن؟؟
اعرف انك تفهمين لكن اخبريني انها واضحة :)...

الآن،،المعادلة،،
بسيطة جدا يا عزيزتي،،

إقتباس:
فرضية دي برولي ( التي تتحدث عن السلوك الموجي للإلكترونات)

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/imgmod/debrog4.gif

بتعويض المعادلتين:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/dgeq.gif

الآن ابقي معي،،
نحن نتحدث عن الطاقة الحركية للإليكترون،،اذن:

http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=758 (http://www.saudifree.com/up)

كل مافي الأمر انك نسيت التربيع :)

s.alghamdi

05-15-2007, 11:15 PM

شكرا لك على التوضيح بارك الله فيك

بالنسبه للمناقشة الأخيره في ما طرحته في مشاركتي..

http://www.upload2world.com/pic16/upload2world_0214c.jpg

و ما كتبته مشكورا

http://www.saudifree.com/up/pic1/saudifree_33b8b.jpg

الفرق هو ..
في حلّك اوجدت قيمة v من قانون " الطاقة الحركية للإلكترون"
ثم بعد ذلك أدخلت قيمة v في قانون الزخم P=mv

أما في حلّي ...
فقد قمت بإيجاد الزخم من نفس القانون أي لم أضف حد جديد كما قمت به في حلك و أدخلت قيمة v في قانون الزخم .

هذا الفرق ...

لكن السؤال الآن ...
لماذا حلّي خاطئا مع أنه رياضيا صحيح ...لكنه لا يوصل لنفس النتيجه ... اي بمعنى
لو قمت بحل الإثبات بإيجاد قيمة m بدلا من v دعونا نرى كيف يكون الحـل :

http://www.upload2world.com/pic16/upload2world_35df9.jpg (http://www.upload2world.com)

كيف أختلف الحل ؟؟؟
و لماذا أختلف الحل ؟؟
و هل هناك قاعدة معينه تسير عليها الإثباتات الرياضية..

شكرا لكم و بارك الله فيكم

و أطلب العذر منكم إن أثقلت عليكم باسألتي لكني جدا سعيده بهذا النقاش

دناي بن موسى

05-15-2007, 11:15 PM

السلام عليكم

شكرا دكتور حازم على الشرح في الحقيقة انا كنت فاهم كدا تقريبا وانت وضحتيلي أكتر

عندي سؤالين

1-هل degenerate في هذه الحالة تعني منطبقة

2-
وكانت المفاجأة أن كل الحسابات التي قام بها بور تتوافق تماماً مع نتائج التجارب العلمية التي اعتمدت على دراسة طيف ذرة الهيدروجين وكان نموذج بور النموذج الأول الذي استطاع أن يفسر هذا الطيف في حين فشلت كل النماذج السابقة

أرجو من شرح نمودج بور (هي موجودة في الكتب حقيقة ولكن دائما أفضل طريقة شرح مشرفينا الأفاضل) وحتى تكتمل فكرة التجربة التالتة

شكرا مرة أخرى عزيزي الدكتور حازم

s.alghamdi

05-15-2007, 11:27 PM

حياك الله أستاذ دناي

اسعدنا تواجدك بارك الله فيك

بالنسبه لسؤالك ... فهذا ما ورد في التجربه الأولى حيث ورد شرح عن نموذج بور
اسأل الله العلي القدير بأن يكون واضحا لك ...
و إن رغبت بالمزيد بالمعلومات فلا تردد ابدا فنحن هنا لنفيد و نستفيد :)

بسم الله الرحمن الرحيم

تجربة فرانك هيرتز Franck-Hertz Experiment

نموذج بور للذرة The Bohr Model of the Atom

أن الصوره المقترحة للذره من قبل رذر فورد كافيه لتوضيح إستقرارية الذرة ولكنها تخالف بعض الفرضيات الأساسية للنظرية الكهرومغناطيسية والإلكترون الذي يدور في مدار دائري ... يكوّن شحنة معجلة وعليه فإنه يجب أن يشع طاقة بصورة مستمرة مما يؤدي إلى فقدان طاقته و سقوطه حلزونيا على النواة.

وعلى هذا الأساس فإن الحسابات تبين أن الإلكترون يجب أن ينطبق على النواة خلال أجزاء قليلة جدا من الثانية وهذا لا يتم حتما كما أن الهبوط المستمر في الطاقة يجب أن ينتج عنه طيف مستمر من الإشعاع بجميع الأطوال الموجيه وهذا يناقض الملاحظات التجربية في طيف الهيدروجين و الذي يبين خطوط طبقيه مميزة ... والحقيقة أن المباديء الكلاسيكية التي تصح عيانا لا تنطبق مجهريا في عالم الذرة.

ففي عام 1911م و صل الفيزيائي الدنماركي نيلز بور إلى مانشستر و التقى بالعلامة رذرفورد الذي طلب إليه العودة إلى الوجهة النظرية للموضوع ..

ذرة بور – المفهوم الكمي ...The Bohr Atom-Quantum Concept:
عندما وضع رذرفور نموذجه للذرة كان هناك تناقضا بين النظريه الكهرومغناطسية الكلاسيكية ... فإما أن يكون نموذج رذرفور خاطئا و أما أن تكون قوانين النظرية الكهرومغناطسية خاطئة ...
لكن و حتى عام 1913م لم يكن هناك تفسير مرض لظهور الخطوط الطيفية الحادة ... وفي ذلك العام قدم بور تمديدا ثوريا للنظرية الكمية لتفسير الأطياف الذرية.
فهو يقبل نموذج رذرفورد للذرة الذي يقترح دوران الإلكترونات حول النواة و لتفسير الخطوط الحادة في الطيف الذي أبتعد عن مبادئ الفيزياء الكلاسيكية وقال أنه في حالة حركة الإلكترونات في الذرة فإن الفرضيات التاليه لا بد ان تتوفر:

1- يدور الإلكترون حول النواة في مدار دائري تحت تأثير قوة كولوم التي تجذبه نحو النواة .
( أي ينطبق على الإلكترون والنواة جميع قوانين الفيزياء التقليدية, مثل تعريف كمية التحرك وطاقة الحركة..)

2- يدور الإلكترون في مدارات معينة بحيث تكون كمية التحرك الزاوية لها قيمة L تساوي حاصل ضرب عدد صحيح في ثابت بلانك حيث.n=1,2,3….
أي أن قيمة كمية الحركة الزاوية مكممة وكنتيجة مباشرة لتطبيق هذا الفرض سيكون للإلكرتونات مدارات مسموحة و أخرى غير مسموحة

ملاحظة:
لابد ان نلاحظ أن هناك فرق بين تكميم بور لقيمة كمية الحركة الزاوية

http://www.upload2world.com/pic14/upload2world_f3f28.jpg (http://www.upload2world.com)

لأكترون يتحرك في مدار دائري تحت تأثير قوة التربيع العكسي لكولوم و تكميم بلانك للطاقة E=nh حيث n=0,1,2…. لجسيم مثل الإلكترون له حركة توافقيه بسيطة تحت تأثير قوة مرجعية توافقية
ووسوف نجد أن تكميم L لإلكترون مرتبط بالذرة يؤدي أيضا إلى تكميم طاقته E و لكن بشكل مختلف عن الصورة السابقة ..

3- الإلكترون الذي يدور في مدار مسموح لا تنبعث منه موجات كهرومغناطيسية وذلك مع الرغم أن له تسارعا قيمته ثابته.
أي انه بالإضافة إلى ثبات قيمة كمية التحرك الزاوية L فإن طاقته الكلية E ثابتة في المدار المسموح لذلك سمى بور هذه المدارات بالمستويات او الحالات المستقرة

4- الانبعاث او الامتصاص الكهرومغناطيسي يحدث فقط عندما ينتقل الإلكترون فجأة من مستوى مستقر معين له طاقة Ei إلى مستوى آخر له طاقة Ef ...
أي أن:

http://www.upload2world.com/pic14/upload2world_901a3.jpg (http://www.upload2world.com)

نلاحظ من المعادلتين ... أنه في حالة إنتقال الإلكترون من مدار ذو طاقة عاليه إلى مدار ذو طاقة أقل فأنه يحدث إنبعاث للفوتونات حيث طاقة الفوتون تساوي الفرق بين المستويين في الطاقة ويمكن حساب تردد كذلك بقسمة فرق الطاقة بين المدارين على ثابت بلانك..

أما في الحاله الثانيه عندما يحدث إمتصاص عندما ينتقل الإلكترون من مدار ذو طاقة أقل إلى مدار ذو طاقة أعلى وهو سبب ظهور خطوط الطيف الداكنة.

وعلى ذلك فإنا نرى ان فرض بور الأول يسّلم بمبدأ وجود نواه للذرة حسب نموذج رذرفورد و يطبق القوانين التقليدية على حركة الإلكترون حول النواة.

كما أن الفرض الثاني يكمم كمية الحركة الزاوية للأكترون وهي فكره تشابه فرض بلانك لتكميم الطاقة.

والفرض الثالث يلغي تطبيق احدى مبادئ النظرية الكهرومغناطيسية التقليدية (والخاص بالاشعاع الكهرومغناطيسي للشحنات المتسارعة) في حالة الالكترونات المرتبطة بالذرة.

اما الفرض الرابع فما هو إلا فرض آنشتاين الخاص بتعريف تردد فوتون الاشعة الكهرومغناطيسية على انه يساوي الطاقة اليتي يحملها الفوتون مقسوما على ثابت بلانك

ومما سبق نلاحظ ان فروض بور تخلط سمات تقليدية مع أخرى كمية. كما أنها تقر أحدى السمات للنظرية الكهرومغناطيسية وهو قانون كولوم وتلغي سمه أخرى وهي الإنبعاث الكهرومغناطيسي من الشحنات المتسارعه.

نظرية بور لطيف الهيدروجين Bohr’s Theory of Hydrogen Spectrum

سأكتب هنا و بدون دخول في التفاصيل المعادلة التي تم إستنتاجها ...
طاقة الإلكترون في مداره يحسب من العلاقة...

http://www.upload2world.com/pic14/upload2world_e66b1.jpg (http://www.upload2world.com)

فلو حسبنا طاقة المدار الأول لذرة الهيدروجين أي عندما n=1
نجد أن

http://www.upload2world.com/pic14/upload2world_3668b.jpg (http://www.upload2world.com)
وفي المدار الثاني عندما n=2
نجد أن ....

http://www.upload2world.com/pic14/upload2world_480d5.jpg (http://www.upload2world.com)

فالسؤال الآن ...
ماذا تعني الإشاره السالبة ؟؟
الاشارة السالبه في علاقة التكميم تعني ان الإلكترون والنواة يكوّنان نظاما ذريا مقيدا وأن الطاقة تصبح أقل, أي أكثر سالبيه كلما صغرت قيمة n فعندما تكون n=1 فإن الذره تكون في أقل طاقة ممكنه لها و التي تسمى بالحالة الأساسية أو بالحالة الأرضية و عند زياده n فإن الطاقة En تزداد وتصبح الذره في حالة إثارة وعندما تؤل n إلى مالا نهاية فإن En تؤل للصفر ويصبح الإلكترون حرا أو غير مرتبط بالنواة.

[/color]

دناي بن موسى

05-15-2007, 11:34 PM

s.alghamdi

05-15-2007, 11:58 PM

بارك الله فيك استاذ دناي و شكرا لك على التوضيح

و قد قمت بالتعويض حتى اتأكد :)

http://www.upload2world.com/pic16/upload2world_d5f41.jpg (http://www.upload2world.com)

جميل ...

أشعر و كأني العب مع الرموز ...

فبطريقتين مختلفتين وصلت لنفس النتيجه :eh_s (10)

حيث كانت الطريقه الأولى بإستخدام قانون الطاقة الحركية حيث اوجدت الزخم من نفس القانون.
و الطريقة الثانيه كانت بإيجاد قيمة m من القانون ثم التعويض بها في قانون الزخم .

و كلا الناتجين عند ضربهما في mv توصل لنفس الإستنتاج الذي تفضل به الأستاذ محمد (كوارك) مشكورا

أشعر بعلامات إستفهام كثيره تدور حول رأسي !!!!

فسبحان القائل " وَ مَا أُوتِيتُمْ مِنَ العِلْمِ إِلاَّ قَلِيلاً "

شكرا لك أستاذ دناي ...

و ارحب بمزيد من المداخلات

QuarK

05-16-2007, 01:18 PM

السلام عليكم،،اهلا بالجميع

شكرا دناي على اهتمامك وحياكم الله...

يا جماعة،،انت تدورون في دائرة،، لذا افهم ما معنى علامات الاستفهام الكثيرة التي تدور حول رأسك...
دناي وسعاد، ابقوا معي
القانون الخاص بالزخم هو :P=m v ،،ماشي؟،،
m = كتلة الاليكترون،،انا اعرفها،،والذي لا اعرفه هو السرعة التي تحرك بها بعد اصطدامه بالمعدن..
لكنني اعرف الطاقة،،وهذا هو كل ما كان دافيسون يعرفه، حيث انه كان يقيس طاقة الالكيترونات المتشتتة..
أنا اريد حساب السرعة، لذا أريد أن أتخلص منها بوضع شيء اعرفه،
هنا يظهر خطأ سعاد، سعاد تضع المعطيات بدلالة الكتلة،،لكنني اعرف الكتلة وما ينقصني هو السرعة..
هو ليس خطأ رياضيا بالطبع،،لكن لا فائدة منه!!، الم تري انك تدورين في دائرة؟
وهنا ما قمت به، استعملت قانون الطاقة الحركية، ووضعته بدلالة ما اريده، وهو السرعة
وعوضت بها وتوصلت الى ما اريد

هذا لا يعني ان حساباتكم خطأ، لا ابدا،، لكنني اريد السرعة فقط والطريق اليها سهل للغاية
هذا كل الموضوع..لكم مني تحية

s.alghamdi

05-16-2007, 07:52 PM

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته

شكرا لك استاذ محمد(كوارك) على التوضيح ...

فهذه الحلقه المفقوده التي كنت اريد إستيضاحها منكم

بارك الله فيكم

شكرا لك :)

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-17-2007, 06:32 PM

مرحبا اعزائي واشكركم على هذا النقاش العلمي الرائع الذي يشير إلى تحقق الهدف من هذا القسم في الموقع وهو الحوار والنقاش لنتعمق في فهم المواضيع المطروحة للنقاش وان شاء الله نستمر على هذا النحو لشرح كل مواضيع الفيزياء من خلال هذه الحلقات المتواصلة

في البداية لي اضافة بسيطة على استفسار سعاد في مشاركتها #8

كانت تجربة دافيسون في الأساس لدراسة طاقة الإليكترونات المتشتتة عن سطح معدن ما (النيكل)، حيث يتم قذف بلورة المعدن بإلكترونات مسرّعة وقياس طاقة وزاوية تشتت هذه الاليكترونات بعد اصطدامها بالبلورة

بالاضافة إلى الاجابة الصحيحة التي تقدم بها كوارك في مشاركته # 9 وهي ان دور البلورة هو دور محزوزة الحيود Diffraction Grating واستخدمت البلورة لوجود مستويات مرتبة بانتظام والمسافات الفاصلة بينها في حدود 1 انجستروم او 2 انجستروم وهذا مناسب لحيود اشعة اكس وكذلك لحيود الالكترونات لانه لا يمكن ان نصنح محزوزة حيود بمسافات تصل في دقتها الى الدقة الربانية (الموجودة في البلورة)

http://www.teachnet.ie/dkeenahan/fireworks/jen%201.png

لاحظ وجود اكثر من مجموعة من المستويات يمكن ان تساهم في حيود الالكترونات.
تحياتي

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-17-2007, 06:39 PM

في استفسارك دناي في المشاركة #11

هل degenerate في هذه الحالة تعني منطبقة

كلمة degenrate تعني تحلل اما كلمة منطبقة فهذه تشير الى ان كل المستويات واحدة وتعني كلمة degenrate ان هناك عدة مستويات في حالات مختلفة وكلها لها نفس الطاقة.

تحياتي

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-17-2007, 06:47 PM

اشكرك سعاد على موضوعك الخاص بتجربة فرانك هيرتز وقد قمتي بشرحها بطريقة واضحة وسلسة وكذلك الرابط الذي وضعتيه للتجربة مفيد جداً وان شاء الله ساستخدمه لطلبتي عندما اقوم بتدريس هذا المقرر لانها تغني بعض الشيء عن اجراء التجربة في المختبر

هل لكي ان توضحي لنا اكثر وباختصار كيف ان نتائج التجربة (شكل 2) اكدت ان مستويات الطاقة في ذرة الزئبق المستخدمة في التجربة مكممة؟

تحياتي

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-17-2007, 07:02 PM

اشكرك كوارك على شرحك لتجربة دافيسون وجيرمر والتي وضحت فيها كيف ان حيود الالكترونات مشابه ليحود اشعة اكس مما اكد السلوك الموجي للالكترونات وان فرضية دبرولي صحيحة وفي الشكل التالي نجد على اليمين نتائج حيود الالكترونات وفي اليسار حيود اشعة اكس على نفس البلورة.

http://online.cctt.org/physicslab/content/PhyAPB/lessonnotes/dualnature/electron2.jpghttp://online.cctt.org/physicslab/content/PhyAPB/lessonnotes/dualnature/x-ray2.jpg

استفساري هو لما كانت هناك بقعة مضيئة في حالة حيود الالكترونات وكذلك ما تفسير وجود اكثر من دائرة للحيود؟

تحياتي

s.alghamdi

05-17-2007, 09:12 PM

شكرا لك الف شكر دكتور حازم

لي عودة للإجابه بعد أن انتهي من كتابة موضوع فيزيائي

انتظروني :18:

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-18-2007, 01:08 AM

مرحبا اعزائي

في هذا الرابط فيلم وثائقي له علاقة كبيرة بموضوع النقاش وهو على موقع جوجل ومدته 30 دقيقة بلغة انجليزية واضحة جداً

http://video.google.com/videoplay?docid=2024508618956650528&q=caltech+physics&hl=en

ستضح من خلاله الكثير من الامور فقط خلال نصف ساعة من المشاهدة والتركيز.

تحياتي

s.alghamdi

05-18-2007, 05:18 PM

هل لكي ان توضحي لنا اكثر وباختصار كيف ان نتائج التجربة (شكل 2) اكدت ان مستويات الطاقة في ذرة الزئبق المستخدمة في التجربة مكممة؟

http://www.upload2world.com/pic17/upload2world_efb75.gif (http://www.upload2world.com)

لي عوده

لي عوده

ارجوكم لا أحد يكتب الحل ...:big 20grin:

دناي بن موسى

05-18-2007, 10:00 PM

السلام عليكم

أولا أشكر الدكتور حازم انه مدد فترة المناقشة

الأخت سعاد انا لن أكتب الحل ولكن أضيف سؤال

طاقة Ei إلى مستوى آخر له طاقة Ef ...
أي أن:

نلاحظ من المعادلتين ... أنه في حالة إنتقال الإلكترون من مدار ذو طاقة عاليه إلى مدار ذو طاقة أقل فأنه يحدث إنبعاث للفوتونات حيث طاقة الفوتون تساوي الفرق بين المستويين في الطاقة ويمكن حساب تردد كذلك بقسمة فرق الطاقة بين المدارين على ثابت بلانك..

أما في الحاله الثانيه عندما يحدث إمتصاص عندما ينتقل الإلكترون من مدار ذو طاقة أقل إلى مدار ذو طاقة أعلى وهو سبب ظهور خطوط الطيف الداكنة.

سؤالي هو اذا كان كل ما زادت n فالطاقة Enتزيد لماذا في المعادلة الأولى Ef<Ei وفي المعادلة التانية Ei<Ef

ولا هو خطأ مطبعي

تحياتي للجميع

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-18-2007, 10:52 PM

ساجاوبك دناي على سؤالك طبعا بعد اذنك ياسعاد لاني شايف ان الاسئلة كثرت على موضوعك ..

حسنا دناي بداية دعني اسجل اعجابي في دقة ملاحظتك وطرحك لهذا الموضوع وقد عدت للموضوع الاصلي الذي وردت فيه المعادلة وهو

http://www.upload2world.com/pic14/upload2world_901a3.jpg

وهي معادلة صحيحة ولا اخطاء مطبعية ان شاء الله وتفسيرها هو ما يلي:

Ei يعبر عن مستوى الطاقة الابتدائي
Ff يعبر عن مستوى الطاقة النهائي

في الانبعاث ينتقل الالكترون من مستوى الطاقة الاعلى ويكون هنا Ei الى مستوى الطاقة الارضي ويكون Ef.

اما في حالة الامتصاص ينتقل الالكترون من مستوى الطاقة الارضي ويكون هنا Ei إلى مستوى الطاقة الاعلى Ef.

والشكل التالي يشرح الفكرة

http://www.fmt.if.usp.br/~goya/nivel1.gif

حيث تمثل الكرة البيضاء الالكترون في حالة البداية لكلا من الانبعاث على اليسار والامتصاص على اليمين

حرصت على ان تكون الصورة معلق عليها بالفرنسية (ارجو ان اكون وفقت في ذلك) :10:

تحياتي

دناي بن موسى

05-19-2007, 12:03 AM

السلام عليكم

شكرا الدكتور حازم على الإجابة وشكرا على الرسم التوضيحي مع ان الكتابة على ما اطن اسبانية وبارك الله فيك

أما سؤالي اليك

وبإتباع نفس المعالجة الرياضية تم احتساب مقدار العزم المغزلي S ووجد انه يعطى بالمعادلة التالية

ومركبة العزم المغزلي في اتجاه المحور z مكممة بالعدد الكمي ms والذي يسمى العدد الكمي المغزلي وله قيمتان هما +1/2 و -1/2

أرجو توضيح أكتر لمقدار العزم المغزلي

اسمحولي ان اكترت الأسئلة

s.alghamdi

05-19-2007, 12:34 AM

شكرا لك دكتور حازم على التوضيح :)

فأنا كما تعلمون http://www.upload2world.com/pic17/upload2world_f32ef.gif (http://www.upload2world.com) http://www.upload2world.com/pic17/upload2world_f32ef.gif (http://www.upload2world.com)

سأكتب حلا من رأسي ...

إن كان صحيحا كان بها و إن كان خاطئا فلا مانع من أن أتعلم

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-19-2007, 01:19 AM

حسنا دناي ولابأس بكثرة الاسئلة فهذه الندوة مخصصة لهذه الغرض كما هو حال المنتدى وبالنسبة لمقدار العزم المغزلي هو موضوع كبير ويطول شرحه ولكن باختصار عندما تم اكتشاف ان للالكترون حركة مغزلية فهذا يعني ان لهذه الحركة Spin angular momentum اي كمية الحركة المغزلية والتي يزمز لها بالرمز S وكذلك Spin magnetic dipole momentum اي عزم القطب المغناطيس المغزلي وكمية الحركة المغزلية مكممة بالعدد الكمي s والذي له القيمة 1/2 كذلك فان عزم القطب المغناطيسي المغزلي مكمم بالعدد الكمي ms والذي له القيمتين 1/2 و -1/2

وكما ان كمية الحركة المدارية ترتبط مع العزم المغناطيسي المداري فإن كمية الحركة المغزلية ترتبط مع العزم المغناطيسي المغزلي.

وستجد شرحا مفصلا على هذا الموقع والذي اعتبره الاسهل والاوضح لهذا الموضوع
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html

لا يقتصر الامر عند هذا الحد فالموضوع يمتد إلى الترابط بين L و S لينتج عنه J والذي يعرف باسم كمية الحركة الكلية Total angular momentum وهذا خارج نطاق التجربة ولكن موضوع ايضا مهم لمن يدرس الفيزياء الذرية وميكانيكا الكم.

تحياتي

QuarK

05-19-2007, 05:29 PM

أهلا دكتوري العزيز،،ومرحبا بالجميع..

استفساري هو لما كانت هناك بقعة مضيئة في حالة حيود الالكترونات وكذلك ما تفسير وجود اكثر من دائرة للحيود؟

حسنا،،
بالنسبة للنقطة الأولى، وهو لماذا توجد بقعة مضيئة في منتصف الـ pattern في حالة حيود الإليكترونات ولا توجد تلك البفعة بالنسبة للموجات(وكنا نتحدث عن حيود أشعة أكس)..

حسنا، الجواب ببساطة وهو أن الإليكترونات لا تحيد جميعها، وهذا سببه العشوائية..
حيث تحيد( معظم) الإليكترونات بينما يفلت بعضها الآخر ويكمل مساره دون أي اعتراض أو حيود.. لذا يسبب بقعة مضيئة في منتصف الـ pattern..

بالنسبة للسؤال الثاني، وهو لماذا يوجد أكثر من دائرة...
هذا بسيط، وهو أن الحيود في حالة البلورة يحصل على أكثر من مستوى،، ويمكن ملاحظة الشكل التالي

http://physics.ucsd.edu/was-sdphul/labs/2dl/exp6/exp63.gif

http://physics.ucsd.edu/was-sdphul/labs/2dl/exp6/exp64.gif

لاحظ أنه يوجد أكثر من d ، ولأن البلورة مستويات فإننا نحصل على أكثر من دائرة...

لاحظ المستويات
http://physics.ucsd.edu/was-sdphul/labs/2dl/exp6/exp610.gif

الملف المرفق يحوي الكثير من المعلومات

وبالتوفيق للجميع

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-19-2007, 10:15 PM

اشكرك كوارك واجابة مقنعة والصور توضح الفكرة جيداً بارك الله فيك على شرحك الوافي والمفيد....

تحياتي

الدي جي

05-20-2007, 10:40 PM

السلام عليكم

الاخوة الاعضاء

لقد تابعت معكم الحلقة العلمية 1

والان اتابع الحلقة العلمية الثانية ولا اخفيكم سرا انن اشعر باني في بحر من العلم

اشياء كثيرة فهمتها وعرفتها وتعلمتها . ونقاط كثيرة اريد من يترجمها لي . او اتمهل حتى اتمكن منها تماما لانه لا يوجد عندي خلفية علمية عنها .

وتمنيت لو كنت شاعرا لاستطيع ان امدحكم على ما تقومون به من جهد عظيم . ولا اجد كلمات تصف لكم مدى تقديري واحترامي لهذا العمل الكبير

كما واحب ان اشير الى ان عملكم هذا يخلق عندي حب البحث ومحاولة جديه في فهم كل ما تكتبون وتتناقشون به

استمروا على بركة الله . فلو علمتم مدى النفع لنا مما تقومون به . وانت تعلمون . فلن تفكروا ابدا بالتوقف

تحياتي لكم جميعا و اسأل الله ان اتمكن في يوم ان اشارك معكم بدون تردد كما يحصل معي الان

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-20-2007, 11:22 PM

حياك الله اخي دي جي ويسرنا ما ذكرت

لا تتردد في طرح كل ما يجول في خاطرك فهذا هو الهدف من الحلقات العلمية

وباذن الله سوف نستمر حتى نغطي كل افرع الفيزياء

بارك الله فيك

QuarK

05-21-2007, 12:18 PM

بوركتم عزيزي والحمد لله أن احدا سوانا يتابع الحلقة ويتحدث عما بخاطره...

بالفعل ننتظر أسئلتك واستفساراتك..
ولعلمك،،نحن أيضا لم نكن نملك أي خلفية عن الموضوع،،
يعني تجربتي، دافيسون جيرمر، صدقني أسبوع كامل من البحث والتنقيب، كانت مغامرة أن اكتب عن شيء لا اعرف عنه إلا اقل القليل إن لم يكن لا شيء...

كلنا ننتظر اسئلتك واسهامك

واهلا بك معنا عزيزي

الدي جي

05-22-2007, 07:01 PM

السلام عليكم

في تجربة فرانك وهيرتز والتي قامت الاستاذة سعاد بشرحها

اولا لقد كان الشرح رائع جدا والرسومات شئ ممتاز

وعندما حاولت معرفة استنتاج قانون طاقة المستوى . وجدت علاقة بدلالة ثابت كولوم ونصف قطر بور

ارجو من الاستاذة سعاد ترجمة الرموز في القانون المذكور خلال شرحها . كل رمز على ماذا يدل

وتوضيح الجملة التالية

عندما تؤول ن الى ما لا نهاية فان ط ن تؤول الى الصفر

وان كان هناك توضيح ابسط لمعنى اشارة السالب في القانون .

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-22-2007, 09:42 PM

مرحبا دي جي وسأجاوبك على استفساراتك بعد اذن سعاد

اعتقد انك تقصد المعادلة التالية

http://www.upload2world.com/pic14/upload2world_e66b1.jpg

وهنا E هي طاقة المستوى n وهي بوحدة الجول وعادة نحولها إلى الوحدة المناسبة وهي الـ e.v
m هي كتلة الالكترون
e هي شحنة الالكترون
Z العدد الذري للذرة
الرمز ابسلون هو ثابت النفاذية في الفراغ
h هو ثابت بلانك
n هو العدد الكمي والذي يأخذ القيم 1 و 2 و 3 و 4 و .........ز

وتوضيح الجملة التالية

عندما تؤول ن الى ما لا نهاية فان ط ن تؤول الى الصفر

وان كان هناك توضيح ابسط لمعنى اشارة السالب في القانون .

عندما n تزداد قيمتها فان الالكترون يكون في مدارات بعيدة عن النواة وعندما تصبح n تؤول إلى المالانهاية فهذا يعني ان الالكترون يفقد ارتباطه بالنواة ويكون حراً وتصبح طاقة ارتباطه بالنواة تساوي صفر

والاشارة السالبة لطاقة الربط بين الالكترون والنواة في المعادلة دلالة على اننا بحاجة الى بذل شغل سالب للحفاظ على الالكترون في مداره بدون ان ينجذب نحو النواة وحيث ان الشغل سالب فهذا دلالة على ان القوة التي تربط الالكترون مع النواة هي قوة تجاذبية لذلك نجد دائما ان طاقة ربط الالكترون بالنواة في الذرة هي طاقة سالبة وكذلك الحال اذا درسنا طاقة الارض والقمر سنجدها سالبة ايضا.

تحياتي

s.alghamdi

05-23-2007, 01:52 AM

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته

شكرا لك دكتور حازم على التوضيح بارك الله فيك ...

هل لكي ان توضحي لنا اكثر وباختصار كيف ان نتائج التجربة (شكل 2) اكدت ان مستويات الطاقة في ذرة الزئبق المستخدمة في التجربة مكممة؟

لقد اوضحت التفسيرات السابقه وجود مستويات متقطعه في ذرة الزئبق و ذلك على غرار ذرة الهيدروجين ... و بفرض ان الفرق بين مستوى الإثارة الاول و المستوى الارضي لذرة الزئبق هو 4.9eV فإن الذرة لا تقبل من الإلكترونات اي طاقة تقل عن 4.9eV
و إذا كان ذلك صحيحا فإن الذرة المثاره بمقدار 4.9eV من الطاقة يجب ان تعود تلقائيا من مستوى الاثارة الاول إلى مستوى الإثارة الارضي عن طريق إنبعاث فوتون له طول موجي قدرة 253.1nm و يمكن حسابه من العلاقه hc\E
و لقد تحقق فرانك و هيرتز تجريبيا من وجود خط له طول موجي 253.7nm ينبعث من غاز الزئبق عند V=4.9V و الطول الموجي لهذا الخط يناظر فرقا في الطاقة قدرة E=4.89eV و ايضا تم التحقق بعد إنبعاث اي خط من خطوط الطيف عندما تكون طاقة الإإلكترونات اقل من 4.9eV

اتمنى ان اكون قد وفقت في الاجابة :eh_s (18)

الدي جي

05-23-2007, 04:22 PM

كل الاحترام والتقدير للدكتور حازم

لقد وصلت المعلومة تماما . ووجدت ان الجواب كبير

اي يستحق ان اسأل . وقد كنت اعتقد ان لا اهمية لما سألت . لذلك اشكرك دكتور

واضيف انه عندما حاولت معرفة استنتاج قانون طاقة المستوى . وجدت علاقة بدلالة ثابت كولوم ونصف قطر بور

وكانت علاقة سهلة وربما ساخذ بها

اما عند سؤالي عن اشارة السالب . اجابني احد مدرسي الكيمياء انها تدل على ان الالكترون دائما في حاجة الى طاقة لينبعث من مستواه . فما مدى تطابق هذه الجملة بما كتبتم ؟؟؟؟؟؟؟؟

اما (عندما تؤول ن الى ما لا نهاية فان ط ن تؤول الى الصفر )

كيف استطيع الربط بين الجملتين

كلما ابتعد المدار عن النواة تزداد طاقته ----- عندما تؤول ن الى ما لا نهاية فان ط ن تؤول الى الصفر

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-23-2007, 07:04 PM

اشكرك سعاد على اجابتك الوافية حول علاقة الشكل الثاني باثبات مستويات الطاقة في ذرة الزئبق.

مرحبا دي جي بك مجددا ومرحبا باستفساراتك العلمية القيمة.

اما عند سؤالي عن اشارة السالب . اجابني احد مدرسي الكيمياء انها تدل على ان الالكترون دائما في حاجة الى طاقة لينبعث من مستواه . فما مدى تطابق هذه الجملة بما كتبتم ؟؟؟؟؟؟؟؟

كلا التفسيرين صحيح حيث انه من علاقة الالكترون والنواة هناك قوة تجاذب وللحفاظ على الالكترون في مداره دون ان ينجذب للنواة يجب بذل شغل سالب اي طاقة سالبة، ومن وجهة نظر اخرى للموضوع فإن الالكترون لكي يتحرر من ارتباطه بالنواة (مداره حول النواة) يحتاج الى طاقة خارجية للتغلب على قوة التجاذب تلك. لاحظ الفرق بين طريقة التفكير الفيزيائي وطريقة التفكير الكيميائية لنفس الموضوع وكلاهما على حق

اما (عندما تؤول ن الى ما لا نهاية فان ط ن تؤول الى الصفر )
كيف استطيع الربط بين الجملتين
كلما ابتعد المدار عن النواة تزداد طاقته ----- عندما تؤول ن الى ما لا نهاية فان ط ن تؤول الى الصفر

لدينا هنا امرين الاول هو طاقة المستوى والتي تحدد من خلال المعادلة السابقة والتي تتناسب عكسيا مع مربع العدد الكمي n والامر الثاني هو طاقة الالكترون الذي ينتقل من مدار إلى الاخر وهذا الالكترون يجب ان يزود بالطاقة ليستطيع التخلص من قوة ارتباطة في المدار الذي هو فيه ليصبح في مدار ذو طاقة اقل وقوة ارتباط اقل ولكن هذا الالكترون حصل على طاقة اضافية من الخارج (اثارة) سواء بالتصادم او بالحرارة ولذلك تكون الذرة مثارة من هذه الطاقة الاضافية التي يمتلكه الالكترون والتي يجب التخلص منها والعودة الى مداره الاصلي بعد ان يطلق الطاقة تلك في صورة فوتون.

اذا الجملة يجب ان تكون كلما ابتعد الالكترون عن النواة ازدادت طاقته (والله اعلم)

تحياتي

c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3

05-23-2007, 07:20 PM

http://img245.imageshack.us/img245/7537/16519074526rp9.gif

اعزائي نختتم الان فعاليات الندوة العلمية الثانية والتي تم فيها مناقشة ثلاثة تجارب من التجارب العلمية التي كان لها اثرها في تطوير علم الفيزياء من خلال الاكتشافات التي حققتها هذه التجارب وقد ركزت هذه الحلقة على التجارب التالية:

(1) تجربة فرانك هيرتز Franck-Hertz Experiment
(2) تجربة دافيسون-جيرمر Davisson-Germer Experiment
(3) تجربة ستيرن-جارلتش Stern-Gerlach Experiment

وقد شارك في اعداد هذه الندوة كلا من

http://i148.photobucket.com/albums/s18/fatona2007/fawa4.gif

سعاد الغامدي
QuarK
د.حازم سكيك

http://i148.photobucket.com/albums/s18/fatona2007/fawa4.gif

تتقدم ادارة المنتدى لهم بالشكر والتقدير والعرفان على ما بذلوه من جهد ووقت في الاعداد لهذه الندوة والتنسيق لها، كما ونشكر كل من شارك في النقاش والحوار والاستفسار

وحتى نلتقي مجدد في الندوة الثالثة باذن الله

http://abeermahmoud.jeeran.com/330-Thanks.gif