انتقال الالكترون من مدار لآخر

[عزام أبوصبحة]

السلام عليكم
نحن نعلم ان الالكترون مرتبط مع النواه بطاقة وضع ويمتلك طاقة حركة ايضاً ويدور حول النواه
ولكن عند سقوط ضوء مناسب على الالكترون فانه ينتقل من مدار لآخر الكثير من التفسيرات تقول ان الالكترون اذا اعطي طاقة فانه يتخلص من طاقة الوضع اي طاقة وضعه تقل فيرتفع الى مدار اعلى.
السؤال هو ما الذي يحصل (بالتفصيل) والذي يؤدي الى انتقال الالكترون

[أبو فيصل]

أنا أتوقع ... أن ما يحدث .. هو ..



أن الالكترون يكتسب طاقة من الفوتون ...




فتؤثر على سرعته ...وهذا طبيعي لأن .. الطاقة الحركية = 0.5 × ك × ( مربع السرعة )




والعلاقة بين الطاقة ومربع السرعة ... علاقة طردية



وعندما تزداد سرعة الالكترون ... يصبح قادر على أن يبتعد عن النواة ... أكثر .. ويتجه إلى مستوى أعلى ....





هذا والله أعلم ...

[عزام أبوصبحة]

ولكن العلاقة بين سرعة الالكترون ورقم المدار عكسية وحسب هذا التعليل سوف تزداد سرعة الالكترون كلما ارتفع الى مدار اعلى!!

[أبو فيصل]

لاحظ معي أخي ......




دعنا نترك الالكترونات لحظه .. ونتجه للكواكب ...




الآن لكي يدور قمر صناعي حول الأرض ....



يحتاج إلى أن يبقى على سرعة ثابته ... وهذه السرعة تعتمد على المسافة التي بينه وبين الأرض ...




لو فرضنا أن هنالك قمران صناعيان ...


أحدهما على بعد 100 كيلومتر .. والآخر على بعد 500 كيلومتر ..



طبعا القريب يحتاج إلى سرعة أكبر كي يحافظ على مساره ... فهو قريب من الجاذبية ...




بعكس البعيد ...




طيب لو أردنا أن نجعل القمر الصناعي القريب .. يبتعد ويصبح على مسافة 300 كيلو متر ...



ماذا سنفعل ؟؟؟



بالطبع .. سوف نزيد من سرعة القمر ... حتى يفلت من مساره الحالي .. ويبدأ في الابتعاد شيئا فشيئا ...


حتى يصل إلى مادره الجديد .. لكن في هذه الحالة ...يجب علينا أن نخفض من سرعته ... حتى يحافظ على مسارة .


وإن لم نفعل ... فسوف يبتعد عن الكرة الأرضية ..... أكثر واكثر حتى يفلت من جاذبيتها ...





×××××××××××


دعنا نرجع إلى الألكترون ...



عندما يكتسب طاقة .. أظن أنه تزداد سرعته ..فيبدأ في الابتعاد عن النواة إلى أن يصل إلى المستوى الأبعد ...






لكن .. كيف يفقد سرعته .. في تلك اللحظه ؟؟؟



هذا ما يجب علينا أن نسأل عنه ....






هذا والله أعلم ...

[عزام أبوصبحة]

اخي ابو ولدي لقد وصلت النقطة الحساسة؟؟؟؟

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

بالفعل نقاش فيزيائي راقي ومفيد ومقارنة حركة الكواكب بحركة الالكترونات حول النواة في محلها تماماً ولكن اوضح نقطة وهي ان طاقة الوضع هي ناتجة عن طاقة الربط بين الالكترون والنواة في الذرة وعندما يكتسب الالكترون طاقة مناسبة من فوتون فإن ذلك يساعد الالكترون على الافلات من النواة إلى مدار اعلى واذا كانت طاقة الفوتون كبيرة فإن الالكترون يتحرر من النواة.
ولكن لماذا تقل السرعة فإن هذا بسبب ان الطاقة الكلية للالكترون حول النواة هي عبارة عن طاقة الوضع وطاقة الحركة وكلما ابتعدنا عن النواة فإن الطاقة الكلية تقل حسب فرضية واستنتاجات نموذج بور ولذلك كما ان طاقة الوضع تقل فإن طاقة الحركة تقل ايضا مما بفسر نقصان السرعة

وهذه المحاضرة من الموقع التعليمي للفيزياء تشرح ذلك بالمعادلات في الجزء الخاص بعنوان ايجاد الطاقة الكلية للالكترون في مداره حول النواة
http://www.hazemsakeek.com/Physics_Lectures/AtomicPhysics/atomiclecture_5.htm

[أبو فيصل]

بارك الله فيك يا دكتورنا العزيز .......




فعلا .. هذا هو الجواب المقنع ..



اسمح لي بأن اختصر الجواب ...


يكتسب الالكترون طاقة فتزداد سرعته ... ويبتعد عن النواة إلى مدار آخر ... وحالما يصل .. فإنه يفقد من الطاقة الكلية ..



والتي تؤثر بدورها على الطاقة الحركية للالكترون ... فتجعل سرعته تنقص .......







هذا والله أعلم ...

[عزام أبوصبحة]

السلام عليكم
سوف اطرح السؤال بشيء من التفصيل
((1))
الالكترون في المدار الاول يمتلك طاقة= 13.6- الكترون فولت
طاقة وضعه= -27.2 - الكترون فولت
طاقة حركته =13.6 الكترون فولت
--------------------------------------------------------------------
((2))
الالكترون في المدار الثاني يمتلك طاقة =3.4- الكترون فولت
طاقة وضعه = 6.8- الكترون فولت
طاقة حركته = 3.4 الكترون فولت
-----------------------------------------------------------------------------------------------
اللآن على فرض انه سقط ضوء على الاكترون في المدار الاول وكانت طاقة الضوء الساقط = 10.2 الكترون فولت
لذلك سوف يرتفع الالكترون الى المدار الثاني
لو قلنا ان هذه الطاقة سوف يكتسبها الالكترون على شكل طاقة حركة اذاً سوف تصبح
طاقته الحركية =13.6 + 10.2 = 23.8 الكترون فولت فتزداد سرعته وينتقل الى المدار الثاني
الآن وصل الالكترون المدار الثاني كيف يتم الانتقال من هذا الوضع الى الوضع ((2))

[أبو فيصل]

في السؤال فرضت أن طاقة الوضع للالكترون الثاني الذي في المستوى الثاني أكبر من طاقة الوضع للالكترون الأول في المستوي الأول ........



لماذا ؟

[عزام أبوصبحة]

لانه كلما انتقل الالكترون الى مدار اعلى تزداد طاقة وضعه ( اي تقترب من الصفر)

[أبو فيصل]

شف أخوي .. أنا لم أدرس طاقة الوضع للالكترونات ...ولم أدرس مقياس الطاقة (( الكترون فولت ))


لكن هل لي بسؤال ... ؟



كيف أصبحت طاقة الوضع بالسالب ؟؟؟


إذا كنا نستخدم القانون العادي ..... طاقة الوضع = ك × جـ × ف ....... فإننا نستنتج أن التسارع هنا بالسالب لكي تكون طاقة وضع الالكترون بالسالب ...



لكن هل حقا .. تسارع الجاذبية للنواة ... بالسالب ؟؟؟

[عزام أبوصبحة]

اخي ابو فيصل
هذه طاقة وضع ناشئة عن قوة التجاذب الكهربائية وليس عن الجاذبية

[أبو فيصل]

مممممممممممممم...



صحيح .. كلامك في محله ...




لا تلمني ...


فأنا لم أدرس كما قلت لك الكهرباء ...


على العموم ... سؤالك يجب أن نجيب عليه ..



لكن ليست لدي أدنى فكرة ...



.......


ننتظر من يجيب على السؤال ....

[أحمد الجابري]

كنت اود ان اشرح طاقة الوضع الكهربائية وطاقة الوضع التثاقلية والمقارنة بينهما و لماذا هي سالبة
و الطاقة الحركية و الحالات الخاصة لقانون الطاقة الحركية وفكرة عن وحدة الالكترون فولت ،،

لكن هذا اللي كنت خايف منه ان الاخ عزام يسبقني ،،

الاحظ ان الاخ عــزام يحب دائما ان يعطي المفيد المختصر ,,

على العموم سوف اضيف المعلومات لاحقا لاني دائما ما افكر فيه ان تكون هذه المناقشات مرجع لنا ولغيرنا ..

بالنسبة للسؤال بالفعل ســؤال عــزام في محله ودقيق جدا ..فنحن دائما نقرأ ان الكترون لو اكتسب طاقة كافية فأنه سوف يصعد الى المدار الثاني ولكن كيف ؟؟ وكيف تتم عملية امتصاص الطاقة ؟

كما ان هناك ملاحظات يجب اعتبارها وعدم التغافل عنها وهي ان الالكترون لا يتحرك حول النواة في مدارات ثابتة ذات انصاف اقطار محددة . كما افترض بور ولذا المقارنة بين حركة الالكترونات والكواكب قد لا تكون دقيقة تماما فهنا ليس المدار ثابت اصلا .و يمكن للالكترون تجاوز المدار الثابت فهناك طبيعة موجية للالكترونات.

والفوتون عبارة عن موجه كهرومغناطيسية .
والالكترون طبقا لفرض دي برولي يمكن ان نتصوره ان يتحرك في مداره ليس على شكل جسيم وانما ضمن سلسلة موجات وبالتالي كيف يكون هنا امتصاص الطاقة على اساس هاتين المعلومتين ..

[أحمد الجابري]

هذا عرض فلاشي حول انتقال الالكترون من مدار الى اخر حسب طاقة الفوتون ،،

http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=528

[أبو فيصل]

بارك الله فيك ...




لكن لم تخبرنا كيف تمتص الطاقة من الالكترون ؟؟؟؟

[أحمد الجابري]

اخي العزيز ابو فيصل لقد قمت بكتابة هذا الموضوع حول طاقة الوضع التثاقلية وطاقة الوضع الكهربائية محاولا تقريب المفاهيم والربط بينها وهناك معلومات اخرى مثل وحدة الالكترون فولت والحالات الخاصة لطاقة الحركة. اتمنى ان تستفيد منه :

طاقة وضع الجاذبية تختلف عن طاقة الوضع الكهربائية اما طاقة الحركة فانها لا تتغير سواء اكنا ندرس طاقة حركة جسم مشحون او غير مشحون .

وسأوضح لك من خلال الربط بين الطاقتين

انت تعلم ان
طاقة وضع الجاذبية m .g.h =
الكتلة × عجلة الجاذبية الارضيه × الارتفاع = طاقة الوضع
وتعلم ان الشغل = القوة . المسافة

لو تأملت قليلا في القانونين لوجدت ان طاقة الوضع = شغل.
لاحظ ان الكتلة× عجلة الجاذبية = قوة الوزن
الارتفاع يمثل المسافة
اذن طاقة الوضع = الشغل الذي تقوم به قوة الوزن لتحريك الجسم خلال مسافة قدرها الارتفاع عن سطح الارض ( طبعا اتجاه القوة نحو الأسفل ).
او طاقة الوضع : هي مقدار الشغل الذي يستطيع الجسم بذله بسبب موضعه .

الان لو كان لدينا سطحين احاداهما مشحون بشحنة سالبة والاخر مشحون بشحنة موجبة .
نعتبر ان هناك مجال كهربائي ثابت .
من السطح الموجب الى السالب .
لو وضعت شحنه أختبار ( موجبة ) عند السطح الأعلى في الجهد وهو طبعا السطح الموجب . فسوف تتجه هذه الشحنة من الجهد الأعلى ( الموجب ) الى الجهد المنخفض ( السالب )

و هذه الحالة تشبه حالة سقوط جسم من مكان عالي الى مكان منخفض .

فرق الجهد بين نقطتين Bالموجبة و A سالبة
VB - VA = هو :الشغل المبذول لنقل وحدة الشحنات الموجبة من النقطة A الى النقطة B.

بصورة عامة لو كان لدينا شحنة مقدارها q .

الشغل الكهربائي ( بالجول ) : الشغل المبذول لنقل وحدة الشحنة q من النقطة A الى النقطة B .
أو
هو الشغل الازم لنقل شحنة q (بالكولوم ) خلال فرق جهد
( بالفولت ) .
وتعطى بالعلاقة :
VB - VA = W/q
وبالتالي فأن
q ( VB - VA) = W
V q = W
ويختزن هذا الشغل على هيئة طاقة وضع كهربائية PE .

عندما تنقل شحنة q خلال فرق جهد V فان كمية شغل V q يجب بذلها على الشحنة هذا الشغل يؤدي الى تحول مقداره
q V في طاقة الجهد الكهربية للشحنة . في حالة زيادة الجهد تكون V موجبة وتزداد طاقة الجهد الكهربائي اذا كانت q موجبة . ولكن في حالة انخفاض الجهد تكون V سالبة وتنقص طاقة الجهد الكهربية اذا كانت q سالبة .

الجهد المطلق : الجهد المطلق عند نقط هو الشغل اللازم بذله ضد القوى الكهربية للمجال لنقل وحدة شحنة الأختبار الموجبة من مالانهاية حتى تلك النقطة وبذلك يكون الجهد المطلق عند نقطة B هو الفرق في الجهد من مالانهاية الى B .
وحدة طاقة الالكترون فولت : الشغل المبذول لنقل شحنة +e ( كولوم) خلال فرق جهد 1 فولت تماما يعرف بأسم 1 الكترون فولت e v اي ان
1ev = 1.602 x 10 `-19 J

بقى ان نشير ان الطاقة الحركية سواء كان الجسم مشحون او غير مشحون فاننا نستخدم نفس القانون .
KE = ½ m v2
ولكن في السرعات القريبة من سرعة الضوء طاقة الحركة للجسم لم تعد هي ½ m v2 و ½ m0 v2 ولقد وجد بدلا من هذا انها تعطى بالمعادلة :
KE = ( m – m0 ) c2
لذا فأن القانون KE = ½ m v2
صحيح دقيق جدا للسرعات المنخفضة بحيث يكون مؤكدا ان m = m0 اما حين تؤول السرعة الى سرعة الضوء فان المقدار KE = ( m – m0 ) c2 هو الذي يعبر عن طاقة الحركة .

اتمنى ان تكون المعلومات واضحة اما بخصوص السؤال فأنا انتظر الدكتور وعزام وبقية الأخوة الى الرجوع الى طاولة المناقشات ..

[أبو فيصل]

أشكرك جدا أخي على هذا الشرح ...





بارك الله فيك ....

[أحمد الجابري]

العفو اخي العزيز

تحياتي ،،

[khalid_khaboor]

اود ان انوه الى الاخوه بموضوع الانتقال للالكترونات ان الالكترون احتمال تواجده بين المدارين هو صفر ولكن الالكترون يختفي فجاة ويظهر في المدار الاخر فجاة لكن هناك تفسير منطقي للغايه ان الالكترون يرحل الى عالم اخر باستخدام البعد الرابع الذي يحلم الانسان بانجازه الى عالم اخر ليعود ويستقر في المدار لا استطيع الاطاله بهذا الموضوع اخي العزيز لانه موضوع يطول شرحه وانا لا املك الوقت الكافي لاشرحه لكم اخواني ولكن موضوع انتقال الالكترونات هو علم بحد ذاته