العنوان الحركة على خط مستقيم

العنوان الحركة على خط مستقيم
بسم الله الرحمن الرحيم الذرة الفصل التاسع

الفهرس (1-9) نموذج بور الذري (2-9) نموذج الكمي للذري

الذرة (1-9) نموذج بور الذري

الذرة تجربة استهلالية

تجربة استهلالية أثناء دوران أي من القطع النقدية من فئآت (100,50,25,10,5) هلل على سطح طاولة فمن الخصائص التي نلاحظها الاختلاف في الصوت الصادر والشكل تبعث الذرات المثارة لعنصر ما في أنبوب غاز التفريغ طاقة عن طريق انبعاث الضوء

الذرة مقدمة

مقدمة بنهاية القرن التاسع عشر اتفق معظم العلماء على وجود الذرات أعطى اكتشاف ثومبسون للإلكترونات دليلاً مقنعاً على أن الذرة تتكون من : (1) جسيمات دون ذرية (2) سالبة الشحنة (3) ذات كتلة صغيرة جداً بدأ العلماء بالبحث عن الكتلة المفقودة التي يجب أن تكون جزءاً من كتلة الذرة الكلية ، حيث أن الذرة متعادلة كهربائياً

الذرة النموذج النووي

النموذج النووي اعتقد ثومبسون أن المادة الثقيلة الموجبة الشحنة تملاً الذرة وقد صور الإلكترونات السالبة الشحنة على أنها تتوزع خلال هذه المادة الموجبة الشحنة أجريت تجربة رذرفورد باستخدام مركبات مشعة تصدر أشعة نافذة وقد وجد أن بعض هذه الانبعاثات جسيمات موجبة الشحنة وثقيلة وتتحرك بسرعة عالية هذه الجسيمات سميت فيما بعد جسيمات ألفا ، ويرمز لها بالرمز(α)

النموذج النووي ويمكن الكشف عن هذه الجسيمات بواسطة ومضات ضوئية تنبعث عندما تصطدم الجسيمات مع شاشة مطلية بطبقة من كبريتات الزنك قذف رذرفورد حزمة من جسيمات ألفا على صفيحة رقيقة جداً من الذهب عبر معظم جسيمات ألفا خلال صفيحة الذهب دون انحراف أو مع انحراف قليل عن مسارها ، إلا أن بعضها ارتد بزوايا كبيرة جداً شبه رذرفورد نتائج هذه التجربة بإطلاق قذيفة مدفع 15انشاً على منديل ورقي فارتدت القذيفة إلى الخلف واصطدمت به

النموذج النووي استنتج رذرفورد أن النتائج يمكن تفسيرها فقط إذا كانت جميع شحنة الذرة متمركزة في حيز صغير وثقيل يسمى الآن النواة وقد حدد مجموعة من العلماء أن الشحنة الموجبة للذرة وأكثر من (99.9%) منم كتلة الذرة موجودة في النواة أما الإلكترونات التي لا تساهم بكمية كبيرة من كتلة الذرة فتكون موزعة خارجاً وبعيداً عن النواة إن الفراغ الذي تشغله الإلكترونات يحدد الحجم الكلي أو قطر الذرة لأن قطر الذرة أكبر (10000) مرة تقريباً من قطر النواة فإن معظم حجم الذرة يكون فراغاً

الذرة طيف الانبعاث

طيف الانبعاث تم التوصل إلى توزيع الإلكترونات حول نواة الذرة من خلال دراسة الضوء المنبعث من الذرات إن مجموعة الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية التي تنبعث من الذرة تسمى طيف الانبعاث الذري يمكن استخدام ذرات عينة غاز لتبعث ضوءاً في أنبوب تفريغ الغاز مثل (إشارات النيون الملونة) يحتوي أنبوب تفريغ الغاز على غاز ذي ضغط منخفض محصور في أبوب زجاجي له قطبان فلزيان مثبتان عند طرفيه ويتوهج الغاز عند تطبيق فرق جهد عالٍ عبر الانبوب ، وكل غاز يتوهج بضوء مختلف خاص به

طيف الانبعاث نحصل على طيف الانبعاث للذرة عندما يمر الضوء المنبعث من الغاز خلال منشور أو محزوز حيود ويمكن دراسة طيف الانبعاث بتفصيل أكبر باستخدام جهاز يسمى المطياف إن الطيف المنبعث عن جسم ساخن أو مادة صلبة متوهجة مثل فتيل المصباح الكهربائي هو حزمة متصلة من ألوان الطيف من الأحمر إلى البنفسجي لكن طيف الغاز يكون سلسلة من الخطوط المنفصلة ذات ألوان مختلفة مثل (خطوط طيف الانبعاث لغازي الزئبق والباروم) ويمكن استخدام طيف الانبعاث لتحليل خليط من الغازات كمعرفة نوع العناصر الموجودة والتركيز النسبي لها

الذرة طيف الامتصاص

طيف الامتصاص في عام 1842م لاحظ العالم فرنهوفر وجود بعض الخطوط المعتمة تتخلل طيف ضوء الشمس (خطوط فرنهوفر) علل ذلك بأن ضوء الشمس يعبر خلال الغلاف الغازي المحيط بالشمس تمتص هذه الغازات أطوالاً موجية مميزة محددة الخطوط المعتمة في الطيف المرئي ومجموعة الأطوال الموجية الممتصة بواسطة الغاز تسمى طيف الامتصاص للغاز

طيف الامتصاص وقد أمكن تحديد مكونات الغلاف الشمسي بمقارنة الخطوط المفقودة في الطيف المرئي وكذلك فقد تم تحديد مكونات العديد من النجوم باستخدام هذه التقنية وأيضاً يمكن تحديد مكونات غاز ما بتمرير ضوء أبيض خلال عينة الغاز والمطياف من تحديد الأطوال الموجية للخطوط المعتمة في طيف الامتصاص

الذرة التحليل الطيفي

التحليل الطيفي يعد كل من طيف الانبعاث والامتصاص وسائل علمية مفيدة استطاع العلماء تحليل وتحديد وحساب كمية المواد المجهولة والاطياف الانبعاث والامتصاص أهمية بالغة في الصناعة كما في البحوث العلمية فمثلاً تقوم مصانع الحديد بإعادة معالجة كميات كبيرة من حديد الخردة كما يمكن تعديل تركيب الحديد ليتناسب مع المواصفات التجارية

التحليل الطيفي وتقوم محطات معالجة الفلزات ومنها الألومنيوم والزنك ومعادن أخرى بتطبيق الطريقة نفسها إن دراسة الأطياف تعد فرعاً من العلم المعروف باسم التحليل الطيفي وهو الأداة المتوافرة الوحيدة حالياً لدراسة مكونات النجوم على مدى الفضاء المتسع

الذرة نموذج بور للذرة

نموذج بور للذرة في القرن التاسع عشر حاول بعض العلماء استخدام الأطياف الذري لتحديد مكونات الذرة مثل عنصر الهيدروجين (الأخف وله أبسط طيف) به أربع خطوط : الأحمر ، الأخضر ، الأزرق ، البنفسجي إن النموذج النووي لرذرفورد لم يخل من السلبيات فقد افترض أن الإلكترونات تدور حول النواة تماماً كما تدور الكواكب حول الشمس

الذرة سلبيات نموذج الكواكب

سلبيات يتسارع الإلكترون في مستواه مع استمرار دورانه حول النواة وكما درست سابقاً فإن الإلكترونات المتسارعة تشع طاقة عن طريق انبعاث موجات كهرومغناطيسية وسرعة معدل فقد الإلكترون الدائر حول النواة لطاقته يجعل مساره لولبياً حتى يسقط في النواة خلال (10-9 s)

سلبيات إضافة إلى ذلك يتوقع نموذج الكواكب أن الإلكترونات المتسارعة سوف تشع طاقتها عند كل الأطوال الموجية حيث أن الضوء المنبعث من الذرات يشع عند أطوال موجية محددة فقط حاول الفيزيائي الدنماركي نيلز بور توحيد النموذج النووي مع مستويات الطاقة المكماة لبلانك ونظرية أينشتاين في الضوء

الذرة تكمية الطاقة لبور

تكمية الطاقة بدأ بور بالتركيب الكواكبي للإلكترونات وقدم نظرية بأن قوانين الكهرومغناطيسية لا تنطبق على داخل الذرة فافترض أن الإلكترونات في المدار المستقر لا تشع طاقة رغم أنها تتسارع واعتبر أن هذا هو شرط استقرار الذرة وافترض أن حالة الاستقرار للذرات تكون فقط عندما تكون كميات الطاقة فيها محددة أي أن مستويات الطاقة في الذرة مكماة

تكمية الطاقة تكمية الطاقة في الذرات يمكن تشبيهها بدرجات سلم بحيث يتناقص البعد بين كل درجتين كلما صعدنا إلى أعلى وحتى تصعد إلى درجات أعلى للسلم يجب أن تنتقل من درجة الأدنى إلى الدرجة الأعلى من المستحيل الوقوف عند نقطة تقع بين درجتين ، والذرات لها كميات مكماة من الطاقة كل منها يسمى مستوى طاقة

تكمية الطاقة وعند ما تكون طاقة الذرة عند أقل مقدار مسموح به يقال أنها في حالة استقرار وعندما تمتص الذرة كمية محددة من الطاقة فإنها تنتقل إلى مستوى طاقة أعلى أي مستوى أعلى من مستوى الاستقرار (حالة الإثارة)

الذرة طاقة الذرة

طاقة الذرة طاقة الذرة تساوي مجموع طاقة حركة الإلكترونات وطاقة الوضع الناتجة عن قوة التجاذب بين الإلكترونات والنواة وطاقة الألكترون في المستويات القريبة من النواة أقل من طاقة الإلكترون في المستويات البعيدة عنها لأنه يجب أن يبذل شغل لنقل الإلكترونات بعيداً عن النواة ولأن الطاقة مكماة وترتبط برقم المستوى فإن طاقة المستوى مكماة أيضاً

طاقة الذرة اقترح بور أن طاقة كهرومغناطيسية تنبعث عندما تتغير حالة الذرة من حالة الاستقرار إلى حالة استقرار أخرى (E = hf) ثم افترض أنه عندما تمتص الذرة فوتوناً فإنها تصبح مثارة وتزداد طاقتها بمقدار يساوي طاقة ذلك الفوتون ثم تنتقل هذه الذرة المثارة إلى مستوى طاقة أقل عندما تشع فوتون E = ∆E = Ef-Ei فوتون للذرة

الذرة تنبؤات نموذج بور

التنبؤات استخدم بور نظريته لحساب الأطوال الموجية للضوء المنبعث من ذرة الهيدروجين فقط ولم يكن باستطاعته توقع طيف الهيليوم الذي يمثل العنصر البسيط التالي بعد الهيدروجين ولم يفسر بور لماذا يمكن تطبيق قوانين الكهرومغناطيسية في كل ماكن إلا داخل الذرة

الذرة تطور نموذج بور

تطور نموذج بور طور بور نموذجه بتطبيق قانون نيوتن الثاني في الحركة (F = ma) على الأكرتون والقوة المحصلة المحسوبة بواسطة قانون كولوم للتفاعل بين الإلكترون (-q) والبروتون (+q) على بعد (r) (F = -k q2/r2) إن تسارع الإلكترون في مدار دائري حول البروتون الذي كتلته أكبر كثيراً من كتلة الالكترون يعطى بالمعادلة (a = -v2/r)

تطور نموذج بور تشير الإشارة السالبة إلى إن اتجاهه نحو الداخل ثابت كولوم (9x109 N.m2/c2) ___ = ___ Kq2 r2 mv2 r

تطور نموذج بور فتوصل إلى أن الزخم الزاوي للإلكترون يعطى بالعلاقة (mvr) ثم افترض أن الزخم الزاوي للإلكترون له قيمة محددة مضروبة في المقدار (h/2π) وباستخدام (n) لتمثل عدد صحيح (mvr = nh/2π) مستوى (n) للألكترون h2n2 4π2mq2 rn = _______

تطور نموذج بور إن الطاقة الكلية للذرة يعبر عنها بحاصل جمع طاقة حركة الإلكترون وطاقة وضعه يعطى بالمعادلة (-kq2/2r) 2πk2mq4h2 1/n2 طاقة ذرة الهيدروجين En = -__________ (j) (eV) En = -2.17x10-18X__ En = X__ 1 n2 1 n2 إن كلاً من نصف قطر المستوى للإلكترون وطاقة الذرة مكماة ويسمى العدد الصحيح (n) عدد الكم الرئيسي

الذرة الطاقة وانتقال الالكترونات

انتقال الإلكترون طاقة مستوى اللانهاية يمكن اعتبارها صفراً وتسمى الطاقة الصفرية وتعرّف بأنها طاقة الذرة عندما يكون الإلكترون بعيداً جداً عن الذرة وليس له طاقة حركة وتحدث هذه الحالة عندما تصبح الذرة متأينة أي عندما ينزع إلكترون من الذرة ولأنه يجب بذل شغل لتأيين الذرة فإن طاقة الذرة مع الإلكترون الدائر فيها يجب أن يكون أقل من الصفر لذلك فإن طاقة الذرة ذات قيمة سالبة

انتقال الإلكترون إن ذرة الهيدروجين المثارة يمكنها أن تبعث مدى واسعاً من الطاقة الكهرومغناطيسية كالأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية حسب حالات الانتقال التي تحدث يعد نموذج بور الأساس الذي مكن العلماء من فهم تركيب الذرة بالإضافة إلى حساب طيف الانبعاث وحساب طاقة التأين لذرة الهيدروجين وطاقة تأين الذرة هي الطاقة اللازمة لتحرير إلكترون بصورة كاملة من الذرة تتفق مع قيمة التأين التي تم حسابها بصورة كبيرة مع النتائج العملية (جائزة نوبل عام 1922م)

الذرة (2-9) النموذج الكمي للذرة

الذرة مقدمة

مقدمة لا يمكن تفسير الفرضيات التي قدمها بور فمثلاً تتطلب النظرية الكهرومغناطيسية أن تبعث الجسيمات المتسارعة طاقة مما يؤدي إلى انهيار سريع للذرة وأن الألكترون الدائر له مستوى محدد بنصف قطر معين تتعارض مع مبدأ عدم التحديد لهيزنبرج

الذرة من مستويات الطاقة إلى السحابة الإلكترونية

السحابة الإلكترونية اقترح لويس دي برولي أن للجسيمات خصائص موجية تماماً كما للضوء خصائص جسيمية طول موجة دي برولي (λ=h/mv) والزخم الزاوي (mvr=hr/λ) والزخم الزاوي الكمي (mvr=nh/2π) : hr/λ=nh/2π nλ=2πr

السحابة الإلكترونية استخدم العالم النمساوي إيرن شرودنجر عام 1926م نموذج موجة دي برولي للوصول إلى نظرية الكم للذرة اعتماداً على الموجات من مبدأ عدم التحديد لهيزنبرج يتوقع النموذج الكمي احتمالية وجود الإلكترون في منطقة محددة فقط والنموذج الكمي للذرة تنبأ بأن المسافة الأكثر احتمالية بين الإلكترون والنواة لذرة الهيدروجين هي نصف القطر نفسع الذي تم توقعه من خلال نموذج بور إن احتمالية وجود الإلكترون عند نصف قطر محدد يمكن حسابه ، ويمكن تكوين نموذج ثلاثي الأبعاد لتوضيح مناطق الأحتمالات المتساوية والمنطقة ذات الاحتمالية العالية لوجود الإلكترون فيها تسمى سحابة إلكترونية (ذرة الهيدروجين)

السحابة الإلكترونية إن ميكانيكا الكم : هي دراسة خصائص مادة باستخدام خصائصها الموجية قد تحقق نجاحاً هائلاً في توقع الكثير من المعلومات التفصيلية لتركيب الذرة فقد كان من الصعب جداً حساب تلك التفاصيل بدقة إلا للذرات البسيطة وكانت الحسابات التقريبية عالية الدقة للذرات الثقيلة تتم من خلال الحواسيب المتطورة فقط

السحابة الإلكترونية لكن ميكانيكا الكم تمكنت من جعل تراكيب بعض الجزيئات قابلة للحساب (1) تحديد ترتيب الذرات في الجزيئات (2) تحضير جزيئات جديدة ومفيدة (3) تحليل تفاصيل امتصاص وانبعاث الضوء من الذرات (4) تطوير مصدر جديد للضوء (الليزر)

الذرة الليزرات

الليزر إن الضوء المنبعث من مصدر متوهج أو غاز ينتقل في جميع الاتجاهات وليس من الضرورة أن تنتقل الموجات الضوئية المنبعثة من الذرات بالطور نفسه أو أن تتزامن الموجات مع موجات الطرف الآخر إن الموجات التي تنتقل بالطور نفسع وتتوافق عند الحدود الدنيا والحدود القصوى تكون مترابطة (ضوء مترابط)

الليزر بينما تنتج موجات الضوء المختلفة في الطور (ضوء غير مترابط) ينبعث الضوء من الذرات المثارة بالتطرق التالية : (1) الإثارة الحرارية (2) تصادم الإلكترون (3) تصادم فوتون ذات طاقة محددة

الذرة الانبعاث التلقائي والانبعاث المحفز

(1) (1) الانبعاث التلقائي : بعد أن تصبح الذرة في حالة إثارة تعود الذرة بعد وقت قصير عادة إلى حالتها المستقرة باعثة فوتونا ً له الطاقة نفساها التي كان قد امتصها (الانبعاث التلقائي)

(2) (2) الانبعاث المحفز : فكر اينشتاين عام 1917م فيما يحدث لذرة مثارة أصلاً واسطدمت بفوتون طاقته تساوي فرق الطاقة بين حالة الإثارة وحالة مستقرة (الانبعاث المحفز) ثم يغادر الفوتونان الذرة معاً ليس بالتردد نفسه فقط بل ويكون لهما الطور نفسه ويكونان مترابطان كذلك وقد يصطدم أي من هذين الفوتونين بذرات أخرى مثارة تستمر هذه العملية منتجة سيلاً من الفوتونات التي لها نفس الطول الموجي

الانبعاث المحفز وهذه العملية محددة بالشروط التالية : (1) يجب أن تكون هناك ذرات أخرى مثارة (2) يجب أن تبقى الذرات مثارة لفترة زمنية كافية حتى يحدث التصادم (3) يجب السيطرة على الفوتونات وتوجيهها لتكون قادرة على احداث تصادم مع الذرات المثارة

الانبعاث المحفز فمثلاً عام 1959م تم ابتكار أداة تسمى ليزر وكلمة ليزر هي اختصار للعبارة (تضخيم الضوء بواسطة الانبعاث المحرض للإشعاع) والذرة التي تبعث الضوء عندما تكون مثارة في الليزر تسمى ذرة ليزرية

الذرة إثارة الذرة

إثارة الذرة يمكن لومضة كثيفة من الضوء ذات طول موجي أقصر من الليزر أن تستخدم لضخ الذرات وتُنتِج الفوتونات ذات الطول الموجي الأقصر والطاقة الأكبر بواسطة الومضة التي تصطدم بذرات الليزر لتصبح مثارة وعندما تنقل إحدى الذرات المثارة إلى مستوى الطاقة الأدنى بانبعاث فوتون ببدأ انبعاث سيل من الفوتونات كما يمكن للذرات الليزرية أن تثار نتيجة التصادم مع ذرات أخرى مثارة بالتفرغ الكهربائي (أجهزة ليزر هيليوم – نيون)

الذرة إنتاج الليزر

انتاج الليزر الفوتونات المنبعثة من الذرات الليزرية تبقى محتواة عن طريق حصر تلك الذرات في أنبوب زجاجي على طرفيه المتقابلين مرايا مستوية متوازية وسطوحها العاكسة متقابلة احدى هذه المرايا عاكسة بمقدار يزيد على (99.9%) تعكس كل الضوء الساقط تقريباً بينما المرآة الأخرى عاكسة جزئياً وتسمح لـِ (0.1%) من الضوء الساقط عليها بالمرور من خلالها إن ضوء الليزر له الطول الموجي نفسه (أحادي اللون) بسبب النتقال الإلكترونات بين زوج واحد فقط من مستويات الطاقة وفي نوع واحد من الذرات

إنتاج الليزر وإن ضوء الليزر لا ينحرف مهما ابتعد عن مصدره وشعاع الليزر التقليدية صغيرة جداً لا يتجاوز قطر شعاعه (2 mm) فإن الضوء يكون عالي الكثافة ويمكن تصنيع بعض المواد الصلبة والسائلة والغازية لتصبح ليزرية ويمكن إعادة ضبط الضوء الصادر من بعض مصادر الليزر على مدى معين من الأطوال الموجية (مستمر ونبضي)

الذرة تطبيقات الليزر

تطبيقات الليزر (1) جهاز تشغيل القرص المدمج (CD أو DVD) : تشبه مؤشرات الليزر ومصنوعة من مواد صلبة شبه موصلة وتبلغ سمك الطبقة الليزرية (200 nm) فقط وطول كل جانب من البلور (1-2 mm) فقط وتثار بواسطة تيار كهربائي حيث لا تزيد الطاقة الكهربائية المتحولة إلى طاقة ضوئية في غاز الليزر على (1%) على الرغم من أن الليزر البلوري له فعالية (20%)تقريباً

تطبيقات الليزر (2) اختبار استقامة الأنفاق والأنابيب : حزمة أشعة الليزر ضيقة وموجهة بدقة كبيرة ولا تتتت على مدى المسافات الكبيرة

تطبيقات الليزر (3) الحسابات الفلكية : عند هبوط رواد الفضاء على سطح القمر قامو بتثبيت مرايا على سطحه وبذلك أمكن حساب المسافة بين القمر والأرض بدقة عالية ويمكن تتبع مواقع القمر وقياس حركة الصفائح التكتونية الأرضية

تطبيقات الليزر (4) الاتصالات والألياف البصرية : الانعكاس الكلي الداخلي يعمل على طول موجي ( nm) يتصل وينفصل بتتابع سريع جداً فينقل المعلومات كسلسلة من النبضات خلال الليف وقد حلت الألياف البصرية على مستوى العالم محل الأسلاك النحاسية لنقل المكالمات التلفيزنية وبيانات الحاسوب أو حتى الصور التليفزيونية

تطبيقات الليزر (5) أجهزة المطياف : ضوء الليزر له طول موجي أحادي لذلك يستخدم لإثارة ذرات أخرى ثم تعود الذرات بعد ذلك إلى حالة الاستقرار وتنبعث طيفاً مميزاً وقد تم تثبيت عينات ذات عدد الذري الصغير

تطبيقات الليزر (6) في الطب : يستخدم في إعادة تشكيل قرنية العين ويمكن استخدامه في الجراحة بدلاً من السكين لقطع اللحم بفقدان اليسير من الدم

تطبيقات الليزر (7) في الصناعة : قطع المعادن مثل الفولاذ وتلحيم المواد معاً لدراسة اهتزازات المعدات الحساسة ومكوناتها

تطبيقات الليزر (8) جهاز الهولوجرام : عبارة عن مسجل فوتوجرافي لكل من كثافة وطور الضوء ، لتكوين صورة ثلاثية الأبعاد

الذرة في المستقبل

في المستقبل من المحتمل في المستقبل أن يستخدم الليزر لإنتاج إندماج نووي لإيجاد مصدر للطاقة لا ينضب تقريباً

تم بحمد الله أ. رائد علي بابنجي

العنوان الحركة على خط مستقيم

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "العنوان الحركة على خط مستقيم"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια

Είσοδος

Σύνδεση μέσω των κοινωνικών δικτύων:

العنوان الحركة على خط مستقيم

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "العنوان الحركة على خط مستقيم"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια