Question

تلخيص الدرس الثاني ( نظرية الكم والذرة )

مرحباً اعزائي الزوار في موقع النورس العربي alnwrsraby.net يسرنا بزيارتكم أن نقدم لكم أصدق المعلومات والاجابات الصحيحة على أسالتكم التي تقدمونها ولكم الأن إجابة السؤال ألذي يقول تلخيص الدرس الثاني ( نظرية الكم والذرة

 نموذج بور للذرة : 

أن الإلكترونات تدور حول نواه في مسارت دائرية 

لذرة الهيدروجين حالات طاقة معينة مسموح بها 

يسلك الكترون سلوك الجسميات 

- حالة الاستقرار : عندما تكون إلكترونات الذرة في أدنى طاقة .

- العدد الكمي : العدد المخصص لوصف الإلكترون في مستويات الطاقة الرئيسة .

- حالة الاثارة : عندما تكتسب إلكترنات الذرة الطاقة .

طيف الهيدروجين الخطي 

-سلاسل الضوء المرئي (بالمر)

٤ ترددات ادنى مستوى n=2

- سلاسل تحت الحمراء (باشن)

٤ ترددات ادنى مستوى n=3

- سلاسل فوق البنفسجية (ليمان)

٦ ترددات ادنى مستوى n=1

 حدود نموذج بور

فسر نموذج بور الطيف المرئي للهيدروجين 

ولكن لم يستطيع تفسير اي عنصر آخر .

النموذج الميكانيكي الكمي للذرة 

لوي دي برولي : اعتقد ان للجسيمات المتحركة خواص الموجات .

مبدأ هايزنبرج للشك : ينص على أنه من المستحيل معرفة سرعة جسيم 

ومكانه في الوقت نفسه بدقة .

معادلة شرودنجر الموجية 

اقتراح شرودنجر : الكترون ذرة الهيدروجين عبارة عن موجة .

النموذج الميكانيكي الكمي للذرة : يعامل الإلكترونات على أنها موجات .

مقارنة بين نموذج بور و النموذج الكمي للذرة :

•التشابه : يحددان طاقة الإلكترون بقيم معينة

•الإختلاف : نموذج بور لا يحاول وصف مسار الإلكترون حول النواة 

موقع الإلكترون المحتمل : 

•توجد بمنطقة ثلاثية الأبعاد للإلكترون حول النواة تسمى المستوى 

وهو يصف الموقع المحتمل لوجود إلكترون 

مستويات ذرة الهيدروجين :

المستويات الرئيسية (n)

تتراوح بين 1 و 7

المستويات الثانوية 

(f-d -p-s)

مستويات فرعية 

s ---> 1

p ---> 3

d ---> 5 

f ---> 7

العلاقة بين مستويات الطاقة الرئيسة والثانوية ؟

•تحتوي مستويات الطاقة الرئيسية على مستويات ثانوية 

Answer 1

تلخيص الدرس الثاني ( نظرية الكم والذرة

Comments

نظرية الكم والذرة
نموذج بور للذرة :
فسر نموذج الطبيعة الموجية - الجسيمية للضوء العديد من الظواهر المتخصصة، ولكن بقي العلماء غير قادرين على فهم العلاقات بين البناء الذري، والإلكترونات، وطيف الانبعاث الذري. تذكر مما سبق أن طيف الانبعاث الذري للهيدروجين منفصل؛ أي يتكون من ترددات محددة من الضوء. لماذا يكون طيف الانبعاث الذري للعناصر منفصلا ً وليس متصلا ؟

طاقة ذرة الهيدروجين
استفاد العالم نيلز بور من أفكار العالمين بلانك وأينشتاين، واقترح أن لذرة الهيدروجين مستويات طاقة معينة يسمح للإلكترونات أن توجد فيها. وتسمى الحالة التيٍ  تكون إلكترونات الذرة فيها أدنى طاقة حالة الاستقرار أما عندما تكتسب إلكترونات الذرة الطاقة فتصبح في حالة إثارة.
ً كما ربط بور أيضا بين مستويات الطاقة لذرة الهيدروجين والإلكترون داخلها. واقترح أن الإلكترون في ذرة الهيدروجين يتحرك حول النواة في مدارات دائرية مسموح بها فقط. وكلما  صغر مدار الإلكترون قلت طاقته أو قل مستوى الطاقة. وعلى العكس من ذلك، كلما كبر مدار الإلكترون زادت طاقة الذرة أو زاد مستوى الطاقة. وبناء على ذلك، فإن لذرة الهيدروجين حالات إثارة كثيرة، رغم أنها تحتوي على إلكترون واحد.
خصص بور لكل مدار عدد ً ا صحيحا ) ،(nأطلق عليه اسم العدد الكمي من أجل استكمال حساباته. كما قام بحساب أنصاف أقطار المدارات. وكان نصف قطر المدار الأول n=1ً مساويا ، 0.0529 nmونصف قطر المدار الثاني n=2ً مساويا ،0.212 .
طيف الهيدروجين الخطي
اقترح بور أن ذرة الهيدروجين تكون في الحالة المستقرة - وتسمى أيضا مستوى الطاقة الأول - عندما يكون الإلكترون الوحيد في مستوى الطاقة .n=1ولا تشع الذرة الطاقة عند هذه الحالة. وعندما تضاف طاقة من مصدر خارجي إلى الذرة ينتقل الإلكترون إلى مستوى طاقة أعلى مثل مستوى الطاقة n=2 ومثل هذا الانتقال للإلكترون يجعل الذرة في حالة الإثارة. وعندما تكون الذرة في حالة الإثارة )وضع غير مستقر للذرة( يمكن أن ينتقل الإلكترون من مستوى الطاقة الأعلى إلى مستوى الطاقة
ً الأقل. ونتيجة لهذا الانتقال، ترسل الذرة فوتونا له طاقة تساوي الفرق بين طاقة المستويين.
فرق الطاقة = طاقة المستوى الأعلى - طاقة المستوى الأدنى = طاقة الفوتون = h
يمكنك مقارنة مستويات الطاقة لذرة الهيدروجين بدرجات السلم. حيث يمكن للشخص أن يصعد أو يهبط من درجة إلى أخرى وكذلك حال إلكترون ذرة الهيدروجين؛ حيث يمكنه الانتقال فقط من مستوى مسموح به إلى آخر. ولذا يمكن أن تنبعث أو تمتص كميات معينة من الطاقة تساوي فرق الطاقة بين المستويين.
  يوضح الشكل  أن مستويات الطاقة في ذرة الهيدروجين لا يبعد بعضها عن بعض مسافات متساوية، وذلك بخلاف درجات السلم. كما يوضح هذا الشكل أيضا تنقلات الإلكترون الأربعة التي تنتج الخطوط المرئية في طيف الانبعاث الذري لذرة  الهيدروجين، وينتج انتقال الإلكترون من مستويات الطاقة العليا إلى المستوى الثاني n=2خطوط الهيدروجين المرئية كلها، والتي تشكل سلسلة بالمر. وكما قيست طاقة انتقال الإلكترون في المنطقة غير المرئية، مثل سلسلة ليمان )فوق البنفسجية( التي ينتقل فيها الإلكترون إلى المستو ،n=1وكذلك سلسلة باشن )تحت الحمراء،( التي تنتج عن انتقال الإلكترون إلى المستوى  .n =3
حدود نموذج بور
 فسر نموذج بور الطيف المرئي للهيدروجين الا أنه لم يستطع تفسير طيف أي عنصر آخر، كما أنه لم يفسر السلوك الكيميائي للذرات. وعلى الرغم من أن فكرة بور عن ذرة الهيدروجين وضعت الأساس للنماذج الذرية اللاحقة، إلا أن التجارب اللاحقة أوضحت خطأ نموذج بور بشكل أساسي؛ إذ لم تفهم حركة الإلكترونات في الذرات بصورة تامة حتى الآن، وهناك أدلة تؤكد أن الإلكترونات لا تتحرك حول النواة في مدارات دائرية .
النموذج الميكانيكي الكمي للذرة
اقتنع العلماء في منتصف القرن العشرين أن نموذج بور للذرة غير صحيح، فوضعوا تصورات جديدة ومبتكرة تبين كيف تتوزع الإلكترونات في الذرات. ففي عام 1924م اقترح أحد طلاب الدراسات العليا في الفيزياء - اسمه لوي دي برولي 1987- 1982) De Brooglieم-( فكرة أدت إلى تفسير مستويات الطاقة الثابتة في نموذج بور.
الإلكترونات موجات : اعتقد دي برولي أن للجسيمات المتحركة خواص الموجات. وقد عرف دي برولي أنه إذا كان للإلكترون حركة الموجة وكان مقيدا بمدارات دائرية أنصاف أقطارها ثابتة، فإنه يستطيع إشعاع موجات ذات أطوال موجية وترددات وطاقات معينة فقط.

مبدأ هايزنبرج للشك : كشف العلماء - ومنهم رذرفورد Rutherfordوبور ودي برولي - خفايا الذرة بالتدريج. إلا أن الاستنتاج الذي توصل إليه عالم الفيزياء النظرية هايزنبرج 1976 -1901) Heisenbergم( كان له آثاره الكبيرة في النماذج الذرية.
أوضح هايزنبرج أنه من المستحيل أن تأخذ أي قياسات لجسم ما دون التأثير فيه. فعلى سبيل المثال، تصور محاولة إيجاد موقع بالون متنقل مليء بغاز الهيليوم في غرفة مظلمة، فإذا حركت يدك تستطيع أن تحدد موقع البالون عندما تلمسه، إلا أنك عندما تلمس البالون تنقل إليه طاقة وتغير مكانه. وتستطيع أيضا أن تحدد مكان البالون بإضاءة مصباح يدوي. وباستخدام هذه الطريقة تنعكس فوتونات الضوء من البالون وتصل إلى عينيك محددة مكان البالون.
ًّ ولأن البالون جسم كبير نسبيا، لذا يكون تأثير الفوتونات المنعكس عنه على موقعه  صغيرا جدا وغير ملاحظ. ولكن تصور محاولة تحديد مكان الإلكترون باصطدامه مع فوتون عالي الطاقة. ولأن للفوتون طاقة مماثلة لطاقة الإلكترون نفسه، لذا فإن التصادم بين الجسمين يغير كلا من الطول الموجي للفوتون وموقع الإلكترون وسرعته المتجهة، أي أنه يحدث تغير لا يمكن تجاهله في مكان الإلكترون وحركته.
لقد أدى تحليل هايزنبرج لمثل تلك التصادمات بين الفوتونات والإلكترونات إلى استنتاجه التاريخي، وهو "مبدأ هايزنبرج للشك" الذي ينص على أنه من المستحيل معرفة سرعة جسيم ومكانه في الوقت نفسه بدقة .
وعلى الرغم من أن العلماء قد وجدوا مبدأ هايزنبرج في تلك الحقبة صعب القبول إلا أنه أثبت أنه يصف المحددات الأساسية لما يمكن ملاحظته؛ فتأثير تصادم الفوتون بالجسم الكبير - مثل البالون المليء بالهيليوم - قليل، بحيث إن الشك في موقعه أصغر من أن يقاس. ولكن هذه الحالة لا تشبه إلكترونا يتحرك بسرعة 6 ×106 m/s قرب النواة. فعدم التحديد أو الشك في مكان الإلكترون هو على الأقل ،10-9m وهذا أكبر 10ً مرات تقريبا من قطر الذرة .
 ويعني مبدأ هايزنبرج للشك أيضا أنه من المستحيل تحديد مسارات ثابتة للإلكترونات مثل المدارات الدائرية في نموذج بور، وأن الكمية الوحيدة التي يمكن معرفتها هي المكان الذي يحتمل أن يوجد فيه إلكترون حول النواة
معادلة شرودنجر :
في عام 1926م تابع الفيزيائي النمساوي إيروين شرودنجر 1961 - 1887) Schrodingerم( نظرية الموجة – الجسيم التي اقترحهادي برولي، واشتق شرودنجر معادلة على اعتبار أن إلكترون ذرة الهيدروجين موجة. وظهر أن نموذج شرودنجر لذرة الهيدروجين ينطبق جيدا على ذرات العناصر الأخرى،  وهو ما فشل نموذج بور في تحقيقه. ويسمى النموذج الذري الذي يعامل الإلكترونات على أنها موجات بالنموذج الموجي الميكانيكي للذرة أو النموذج الميكانيكي الكمي للذرة. وكما هو الحال في نموذج بور، يحدد النموذج الميكانيكي الكمي طاقة الإلكترون بقيم معينة، إلا أنه - بخلاف نموذج بور - لا يحاول وصف مسار الإلكترون حول النواة.
موقع الالكترون المحتمل :
 أعتبر كل حل لمعادلة شرودنجر يمثل دالة موجية، ترتبط مع احتمال وجود الإلكترون ضمن حجم معين من الفراغ حول النواة. تذكر من خلال دراستك للرياضيات أن حادثة ما ذات احتمال عال تكون أكثر قابلية للحدوث من الحادثة ذات الاحتمال المنخفض.
تتنبأ دالة الموجة بمنطقة ثلاثية الأبعاد للإلكترون حول النواة تسمى المستوى، وهو يصف الموقع المحتمل لوجود إلكترون. يشبه المستوى الفرعي سحابة تتناسب كثافتها عند نقطة معينة مع احتمال وجود الإلكترون عند تلك النقطة. ويوضح الشكل 1-14aخريطة الكثافة الإلكترونية )السحابة الإلكترونية( التي تصف الإلكترون في مستوى الطاقة الأدنى، كما أنها تعد صورة لحظية لحركة الإلكترون حول النواة، حيث تمثل كل نقطة فيها موقع الإلكترون عند لحظة معينة من الوقت. وتمثل الكثافة العالية للنقاط قرب النواة احتمالا كبيرا لوجود الإلكترون في هذا الموقع. إلا أنه - بسبب عدم وجود حدود ثابتة للسحابة - من الممكن أيضا أن يوجد الإلكترون على مسافة أبعد من النواة .
مستويات ذرة الهيدروجين
لأن حدود المستوى غير واضحة فليس للمستوى حجم ثابت ودقيق. وللتغلب على عدم التحديد المؤكد في موقع الإلكترون يرسم الكيميائيون سطحا للمستوى يحتوي على %90 من الاحتمال الكلي لوجود الإلكترون. وهذا يعني أن احتمال وجود الإلكترون ضمن هذه الحدود هو ،0.9واحتمال وجوده خارجها هو .0.1وبعبارة أخرى فإن احتمال وجود الإلكترون قريبا من النواة وضمن الحجم المعرف بالحدود أكثر من احتمال وجوده خارج ذلك الحجم. والدائرة في الشكل 1-14bتمثل % 90من مستوى الهيدروجين الأقل طاقة.
عدد الكم الرئيس :  تذكر أن نموذج بور قد عين أعداد الكم لمدارات الإلكترون. وعين النموذج الكمي بصورة مشابهة أربعة أعداد كم للمستويات الذرية. يعد العدد الأول هو عدد الكم الرئيس ) ،(nالذي يشير إلى الحجم النسبي وطاقة المستويات؛ إذ كلما ازدادت قيمة nً زاد حجم المستو،ى لذا يقضي الإلكترون وقت ً ا أكبر بعيدا عن النواة، وتزداد طاقة الذرة.
لذا تحدد nُ مستويات الطاقة الرئيسة للذرة، ويسمى كل منها بمستوى الطاقة الرئيس. وقد أعطي مستوى الطاقة الأدنى للذرة عدد كم رئيسي يساوي ) .(1وعندما يحتل إلكترون ذرة الهيدروجين الوحيد المستوى n=1تكون الذرة في الحالة المستقرة. وقد تم تحديد 7مستوياتُ  طاقة لذرة الهيدروجين،  عطيت أعدادا ) (nتتراوح بين 1و .7
مستويات الطاقة الثانوية : تحتوي مستويات الطاقة الرئيسة على مستويات ثانوية. ويتألف مستوى الطاقة الرئيس 1من مستوى ثانوي واحد، ومستوى الطاقة الرئيس 2من مستويين ثانويين للطاقة، ومستوى الطاقة الرئيس 3من ثلاثة مستويات ثانوية، وهكذا. ولمعرفة العلاقة بين مستويات الطاقة الرئيسة والمستويات الثانوية بطريقة أفضل، انظر إلى الشكل .1-15فكلما ارتفعت إلى أعلى تحتوي الصفوف على مقاعد أكثر. وكذلك يتزايد عدد المستويات الثانوية للطاقة في مستوى الطاقة الرئيس عندما تزداد قيمة

Answer 2

ملخص-درس نضرية الكم والذرة للصف التاسع

حل درس نظرية الكم والذرة علوم تاسع

نظرية الكم والذرة

نموذج بور للذرة

فسر النموذج المزدوج موجة - جسيم الخاص بالضوء عدة ظواهر لم يكن من الممكن تفسيرها من قبل، ولكن لا يزال العلماء لا يفهمون العلاقات بين البنية الذرية والإلكترونات وطيف الأنبعاث الذري. تذكر أن طيف انبعاث الهيدروجين منفصل، أي أنه يتكون فقط من ترددات ضوئية محددة. ما السبب الذي يجعل طيف الأنبعاث الذري للعناصر منفصًالا بدًالا من أن يكون متصًلا ؟ اقترح عالم الفيزياء الدنماركي لذرة الهيدروجين يبدو أنه كمي نيلز بور، الذي كان يعمل في مختبر رذرفورد عام 1913 ،نموذج يجيب على هذا السؤال. كما تنبأ نموذج بور أيضا بشكل صحيح بترددات الخطوط الموجودة في طيف الأنبعاث الذري للهيدروجين.

حالات الطاقة لذرة لهيدروجين:حالات الطاقة لذرة الهيدروجين: بناء على تصورات بالنك

وأينشتاين للطاقة الكمية أن ذرة الهيدروجين لها حالات طاقة محددة مسموح بها. أقل حالة طاقة مسموح بها للذرة تسمى الحالة الأرضية حين تكتسب الذرة الطاقة، يقال أنها في حالة مستثارة. ربط بور أيضا حالات الطاقة لذرة الهيدروجين باالألكترون داخل الذرة وقد اقترح أن الإلكترون في ذرة الهيدروجين يتحرك حول النواة في مدارات دائرية محددة مسموح بها فقط. كلما صغر مدار الإلكترون كلما كانت حالة الطاقة للذرة أو مستوى الطاقة أقل. وعلى العكس، كلما ازداد حجم مدار الإلكترون كلما كانت حالة الطاقة للذرة أو مستوى الطاقة أعلى. ومن ثم، يمكن أن يكون لذرة الهيدروجين عدد حالات مستثارة على الرغم من أنها تحتوي على الكترون واحد فقط .وحتى يكمل حساباته،حدد بور عدد n ،يسمى رقم الكم لكل مدار. كما قام أيضا بحساب نصف قطر كل مدار. بالنسبة للمدار الأول، أقرب المدارات للنواة ، 1 = n وقطر المدار 0.0529mn بالنسبة للمدار الثاني 2 = n ونصف قطر المدار المدار هو 0.121mn وما إلى ذلك.

طيف الانبعاث الخطي لذرة الهيدروجين : قترح بور أن ذرة الهيدروجين توجد في الحالة الأرضية وتسمى أيضا مستوى الطاقة الأول، حين يكون الإلكترون الوحيد لها في مستوى الطاقة 1 = n في الحالة الدنيا لا تنبعث أي طاقة من الذرة حين تضاف الطاقة من مصدر خارجي ينتقل الإلكترون لمستوى طاقة أعلى مثل مستوى الطاقة 2 = n انتقال الإلكترونات هذا يجعل الذرة في حالة مستثارة حين تكون الذرة مستثارة.مكن أن يسقط الإلكترون من المستوى ذو الطاقة الأعلى إلى مستوى طاقة أقل نتيجة لهذا الانتقال، ينبعث من الذرة فوتون يتطابق مع الفرق في الطاقة بين المستويين .

قصور نموذج بور: شرح نموذج بور الخطوط الطيفية الملحوظة للهيدروجين. ومع ذلك فقد فشل النموذج في شرح طيف أي عنصر آخر. كما أن نموذج بور لم يفسر السلوك الكيميائي للذرات. في الواقع، على الرغم من أن فكرة بور بشأن مستويات الطاقة الكمية قد مهدت طرح فكرة النماذج الذرية فيما بعد فقد أوضحت التجارب الأخيرة أن نموذج بور لم يكن صحيحا في الأساس فحركات الإلكترونات في الذرات غير مفهومة بشكل تام حتى الأن، ومع ذلك يشير الدليل الجوهري إلى أن الإلكترونات لا تتحرك حول النواة في مدارات دائرية .

النموذج الميكانيكي الكمي للذرة :صاغ العلماء في منتصف عشرينيات القرن العشرين الذين كانوا مقتنعين حينها بأن نموذج بور الذري كان خاطئا تفسيرات جديدة ومبتكرة حول كيفية ترتيب افلكترونات في الذرات. عام1924 اقترح طالب جامعي فرنسي تخرج في الفيزياء يدعى لويس دي بروغلي فكرة استطاعت فيما بعد أن تفسيرات مستويات الطاقة الثابتة لنموذج بور .

الإلكترونيات كموجات :ظل دي بروغلي يفكر في أن مدارات الإلكترون الكمية لبور لها مواصفات شبيهة بمواصفات الموجات. على سبيل المثال كما يتضح من الشكلين 13أ و13ب فإن مضاعفات نصف الأطوال الموجية فقط هي المطلوبة من أجل وتر قيثارة تم اقتلاعه لأن الوتر مثبت من كلا الطرفين. وبالمثل فقد رأى دي بروغلي أن الأعداد الفردية فقط لأطوال الموجية هي المسموح بها في مدار دائري ذو نصف قطر ثابت، كما يتضح من الشكل 13ج. كما أشار أيضا إلى حقيقة أن الضوء الذي كان ُيعتقد بكل قوة في فترة ما أنه ظاهرة موجبة يمتلك مواصفات كلا من الموجه والجسيم هذه الأفكار قادت دي بروغلي لطرح سؤال جديد إذا كان يمكن لألمواج أن تسلك سلوك الجسيمات هل يمكن أن يكون العكس صحيحا هل يمكن لجسيمات المادة، بما في ذلك إلإلكترونات أن تتصرف كالموجات .

معادلة دي بروغلي :تتنبأ معادلة دي بروغلي بأن جميع الجسيمات المتحركة تتمتع بمواصفات موجبة. كما أنها تشرح أيضا سبب استحالة ملاحظة الطول الموجي لسيارة تتحرك بسرعة. فالسيارة التي تتحرك بسرعة 25 m/s، وتبلغ كتلتها 910kg يكون طول موجي× 10-38 m وهو طول الموجي صغير للغاية بحيث لا يمكن رؤيته أو الكشف عنه. على النقيض، فإن الألكترون الذي يتحرك بنفس السرعة يكون له طول موجي يسهل حسابهوقد أوضحت التجارب الاحقة أن الإلكترونات والجسيمات المتحركة الأخرى لها في الواقع مواصفات موجبة بالفعل. عرف دي بروغلي أنه إذا كان لإللكترون حركة تشبه الموجة، وأنه ينحصر في مدارات دائرية أو ذات نصفُ قطر ثابت فانه يحتمل وجود أطوال موجبة وترددات وطاقات محددة. وبتطوير فكرته، استنتج دي بروغلي المعادلة العلاقة بين الجسيم والموجة الكهرومغناطيسية λ =h/mv .

مبدأ الشك لهايزنبرج :خطوة بخطوة استطاع علماء مثل ردرفورد وبور ودي بروغلي فك غموض الذرة ومع ذلك، فالنتيجة التي توصل عالم الفيزياء النظرية الألماني ورنر هايزنبرج أثبتت أن لها ثلاث نماذج عميقة على نماذج الذرة قد أوضح هايزنبرج أنه من المستحيل أخذ قياسات أي جسم دون إحداث اضطراب فيه تخيل بأ|نك تحاول تحديد موضع بالون متأرجح مملوء بالهيليوم في غرفة مظلمة إذ لوحت بيدك يمكنك أن تدد موقع البالون حين تلمسه ومع ذلك حين تلمس البالون فـنك تنقل إليه الطاقة وتنقل موضعه يمكنك أيضا التنبؤ بموقع البالون عن طريق إضاءة كشاف باستخدام هذه الطريقة تصل فوتونات الضوء المنعكسة من البالون إلى عينيك وتكشف عن موقع البالون ونظرا لأن البالون كبير الحجم يمكن رؤيته بالعين المجردة فأن تأثير الفوتونات المرتدة على موقعه يكون صغير جدا وغير ملحوظ.

معادلة شرودنجر للموجات: توسع الفيزيائي النمساوي إيروين شرودنجر (1887-1961 )في عام1926 في نظرية الموجة-الجسيم التي اقترحها دي بروغلي. اشتق شرودنجر معادلة تتعامل مع الكترون ذرة الهيدروجين كموجة. وقد بدا النموذج الجديد لشرودنجر بالنسبة لذرة الهيدروجين مناسب للتطبيق بشكل جيد على ذرات عناصر أخرى- وهو ما فشل فيه بور. النموذج الذري الذي يتم فيه التعامل مع اإلإلكترونات كموجات يسمى النموذج الميكانيكي الموجي للذرة أو النموذج الميكانيكي الكمي للذرة. وكنموذج بور، يضع نموذج ميكانيكية الكم حدا لطاقة الألكترون بقيم محددة ومع ذلك، على عكس نموذج بور لا يحاول نماذج ميكانيكية الكم أن يصف مسار الالكترون حول النواة .

الموقع المحتمل لإلكترون: تتنبأ دالة الموجة بمنطقة ثلاثية الأبعاد حول النواة تسمى الفلك الذري وهو الذي يصف الموقع المحتمل لإلكترون. يمكن تشبيه الفلك الذري بسحابة ضبابية تتناسب فيها الكثافة في نقطة محددة مع احتمالية العثور على الإلكترون في هذه المنطقة يوضح الشكل 15أ خريطة الكثافة الإلكترونية التي تصف الإلكترون في حالة الطاقة المنخفضة للذرة يمكن اعتبارا خريطة الكثافة الإلكترونية صورة لحظية لإلكترون الذي يتحرك حول النواة، والذي تمثل فيه كل نقطة موقع الألكترون في لحظة زمنية. تشير الكثافة العالية للنقاط بالقرب من النواة إلى أكثر موقع محتمل للألكترون ومع ذلك ونظرا لأن السحابة ليس لها حد معين، فمن الممكن أيضا العثورعلى الألكترون على مسافة هائلة من النواة

Answer 3

ملخص حل وشرح درس النموذج الكمي للذرة فيزياء ثالث ثانوي بدون تحميل ملخص الدرس 2-5 النموذج الكمي للذرة

النموذج الكمي لشرودنجر :

تنبأ بأن المسافة الأكثر احتمالية بين الإلكترون ونواة ذرة الهيدروجين هي نصف القطر نفسه الذي توقعه نموذج بور

      السحابة الإلكترونية : المنطقة ذات الاحتمالية العالية لوجود الإلكترون فيها .

     ما هي مكنيكا الكم : دراسة خصائص المادة باستخدام خصائص الموجية .

      ما استخدام ميكنيكا الكم :

 استرشادا بمكنيكا الكم استطاع الكيميائيون تحضير جزيئات جديدة ومفيدة لم تكن موجودة في الطبيعة .

 ميكانيكا الكم تستخدم لتحليل تفاصيل امتصاص وانبعاث الضوء من الذرات .

 نتيجة لميكانيكا الكم تم تطوير مصدر جديد للضوء وهو الليزر .

     - الضوء المترابط والضوء غير المترابط :

تعريف الضوء المترابط : ضوء من مصدرين أو أكثر يولد موجة ذات مقدمات منتظمة أو موجات ضوء تكون متطابقة عند القمم والقيعان .

      تعريف الضوء غير المترابط : ضوء بمقدمات موجية غير متزامنة تضيء الأجسام بضوء أبيض منتظم .

    - إثاراة الذرات :

 طرقها :

      الغثارة الحرارية

 تصادم الغلكترون

تصادم الذرات مع فوتونات ذات طاقة محددة .

 ينتج عنها

انبعاث الضوء من الذرات المثارة عند عودتها من حالة الغثارة إلى حالة الاستقرار

   أنواع الانبعاث

 الانبعاث التلقائي : انتقال الإلكترون من حالة الإثارة إلى حالة الاستقرار فينبعث تلقائيا فوتون طاقته تساوي الفرق بين طاقتي المستويين .

الانبعاث المحفز : عملية تحدث عندما تصطدم ذرة مثارة بفوتون محفز طاقته تساوي الفرق بين طاقتي مستوى الاستقرار فتعود الذرة إلى حالة الاستقرار و ينبعث فوتون طاقته تساوي الفرق بين طاقتي المستويين .

الفوتون المحفز والفوتون المنبعث :

إذا اصطدم أي منهما بذرات أخرى مثارة ينتج فوتونات أخرى مماثلة وتستمر العملية منتجة سيلا من الفوتونات المتماثلة التي تكون

لها التردد نفسه

لها الطور نفسه

 لها الطول الموجي نفسه

مترابطة

    - ما هي شروط حدوث سلسلة الانبعاثات المحفزة :

1- وجود ذرات مثارة .

 2-بقاء الذرات مثارة فترة زمنية كافية حتى يحدث التصادم .

3- السيطرة على الفوتونات وتوجيهها لتكون قادرة على إحداث تصادم مع الذرات المثارة .

    - الليزر : تضخيم الضوء بواسطة الانبعاث المحرض للإشعاع .

ما هي خصائص الليزر

خصائصه وهي كالتالي :

1-· مترابط .

2-· أحادي اللون .

3-· موجه بدقة عالية .

4-· مركز ، عالي الكثافة .

     #-تعريف الذرة الليزرية : الذرة التي تبعث الضوء عندما تكون مثارة في الليزر .

    عل سؤال علل : ضوء الليزر يكون مترابطا .

الحل هو

لأن جميع فوتونات الغثارة تنبعث في الطور نفسه مع الفوتونات التي تصطدم بالذرات .    

    حل سؤال علل : ضوء الليزر له الطول الموجي نفسه أي أحادي اللون

الحل هو

بسبب انتقال الإلكترونات بين زوج واحد فقط من مستويات الطاقة وفي نوع واحد من الذرات .

    حل سؤال علل : ضوء الليزر لا ينحرف مهما ابتعد عن مصدره

الحل هو

لأن ضوء الليزر عالي الكثافة

  # -ما هي إثارة أو ضخ الذرات الليزرية :

 من طرقها :

· باستخدام ومضة كثيفة من الضوء ذات طول موجي أقصر من الليزر .

· تصادم الذرات المثارة مع ذرات مستقرة أخرى .

من أمثلتها : في أجهزة ليزر هيليوم – نيون ، ذرات الهيليوم المثارة بالتفريغ الكهربائي تصطدم مع ذرات النيون فتصبح مثارة وتتحول إلى ذرات ليزرية .

    - ضوء الليزر الناتج في أجهزة ليزر هيليوم – نيون يكون مستمرا وليس على شكل نبضات .

    - تطبيقات الليزر في مجال الطب :

 جراحة العين بالليزر :

· الليزر المثار يستخدم في جراحة العين لأن طاقة الفوتونات التي تبعثها قادرة على تدمير النسيج غير الطبيعي دون احداث أذى بالأنسجة السليمة المحيطة .

· إعاد تشكيل قرنية العين .

في الجراحة :

فوتونات الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من جهاز الليزر قادرة على نزع إلكترونات من ذرات أنسجة الهدف فتحطم الفوتونات الروابط وتبخر الأنسجة .

   #- تطلبقات الليزر في مجال الحاسب الآلي :

 جهاز تشغيل القرص المدمج : مصدر الليزر المستخدم فيه مصنوع من طبقات من مواد صلبة شبه موصلة منها زرنيخات الجاليوم GaAs وجاليوم ألمنيوم وزرنيخات GaAlAs .

    - أمثلة تطبقات الليزر في مجال الصناعة :

 من أمثلتها :

· قطع المعادن وتلحيم المواد .

· دراسة اهتزازات المعدات الحساسة ومكوناتها ؟

الحل هو

لأن حزمة أشعة الليزر ضيقة وموجهة بدقة كبيرة ولا تتشتت على مدى المسافات الكبيرة .

    - تطبيقات الليزر في مجال الفضاء :

المرايا التي ثبتها الفضاء على سطح القمر استخدمت لعكس حزم الليزر التي ترسل من الأرض وبذلك أمكن ..

 حساب المسافة بين الأرض والقمر .

 تتبع مواقع القمر من على سطح الأرض .

قياس حركة الصفائح التكتونية الأرضية .

   - تطبيقات الليزر في مجال اتصالات الألياف البصرية :

 مبدأ عمل الألياف البصرية : يعتمد على ظاهرة الانعكاس الكلي الداخلي لنقل الضوء داخل الليف .

 أهمية الألياف البصرية : تنقل الضوء عدة كيلو مترات بخسارة بسيطة لطاقة الغشارة .

 من استخدامات الألياف البصرية : الألياف البصرية حلت محل الاسلاك النحاسية لنقل المكالمات التلفونية وبيانات الحاسوب والصور التلفزيونية .

   - تطبيقات الليزر في جهاز المطياف :

 يستخدم ضوء الليزر لإثارة ذرات أخرى ثم تعود الذرات المثارة إلى حالة الاستقرار وتبعث طيفا مميزا .

 الكشف عن ذرات مفردة وتثبيتها بلا حراك عن طريق الإثارة بالليزر .

   حل سؤال علل : استخدام الضوء الصادر عن أجهزة الليزر في مطياف الكتلة؟

الحل هو

بسبب الطول الموجي الأحادي للضوء الصادر عن أجهزة الليزر .

   - ماهو جهاز الهولوجرام : عبارة عن مسجل فوتوجرافي لكل من كثافة وطور الضوء .

 استخدام جهاز الهولوجرام

 يستخدم جهاز الهولوجرام لتكوين الصور ثلاثية الأبعاد