شرح نظرية تكميم الطاقة نظرية بوهر لذرة الهيدروجين فيزياء 3 ثانوي
فيزياء 3 ثانوي
مرحباً بكم متابعينا الأعزاء طلاب وطالبات العلم في موقعنا النورس العربي منبع المعلومات والحلول الذي يقدم لكم شرح ملخصات وحل واجبات المناهج الدراسية الجديدة 2023 2024 وأفضل الأسئله بإجابتها الصحيحه من شتى المجالات التعلمية من مقرر المناهج التعليمية والثقافية ويسعدنا أن نقدم لكم من كتاب الطالب ما يأتي ..شرح نظرية تكميم الطاقة نظرية بوهر لذرة الهيدروجين فيزياء 3 ثانوي
الإجابة هي
نظرية تكميم الطاقة
واعتماداً على نظرية الكم (لبلانك) استطاع(اينشتاين)تفسير الظاهرة الكهروضوئية وأيضاً (بوهر) في وضع
نظريته لذرة الهيدروجين.
نظرية بوهر لذرة الهيدروجين:
في عام 1913م استعان العالم بوهربور بنظرية الكم لبلانك لإزالة الاعتراضات على نموذج (رذرفورد) النووي للحصول على نموذج ذري جديد يفسر الأطياف الخطية ويربطها ببناء الذرة الالكتروني. وتعتبر نظريته خليط من الفيزياء التقليدية.
وفكرة تكميم الطاقة ولذلك سميت بنظرية الكم القديمة (النظرية الشبة تقليدية) وتركزت جهود بوهر على طيف ذرة الهيدروجين لأنه أبسط الذرات تركيباً، وكذلك الأيونات الشبيهة بالهيدروجين التي لها إلكترون واحد مثل أيون الهيليوم الأحادي (He+) وأيون الليثيوم الثنائي (Li++).
وتتلخص نظريته في الفروض التالية:
فروض نظرية بوهـر:
1) يتحرك الإلكترون حول النواة في مدارات دائرية دون أن تشع الذرة طاقة وتسمى المدارات بمستويات الطاقة المستقرة المكممة.
2) هذه المدارات المستقرة أو المكممة تجعل كمية التحرك الزاوي للإلكترون (ك عن نقن) لا يأخذ إلا قيم محددة هي مضاعفات صحيحة للمقدار الثابت ولذلك لايوجد الإلكترون إلا في مدارات محددة.
∴ ك عن نقن = ن = ن- كجم.م2/ث
حيث ن عدد صحيح موجب = 1، 2 ، 3، .....
h ثابت بلانك.
3) لا تشع الذرة طاقة طالما بقى الإلكترون في مداره ولكنها تشع كمية محددة من الطاقة عندما ينتقل الإلكترون من مستوى طاقة (مدار) عالي إلى مستوى طاقة منخفض وتمتص نفس الطاقة إذا انتقل الإلكترون من مستوى طاقة منخفض إلى مستوى طاقة عالي.
حيث كمية الطاقة الممتصة أو المشعة = الفرق بين طاقة المستويين.
∴ طا = طاi – طاf= hf
حيث طاi طاقة المستوى الابتدائي الذي انتقل منه الإلكترون.
طاf طاقة المستوى النهائي الذي انتقل إليه الإلكتـــرون.
f تردد الضوء المنبعث أو الممتص.
1) حسب النظرية تدور الإلكترونات في مدارات محددة تبعد عن النواة بأنصاف أقطار ثابتة أما بقية الفراغ المحيط بالنواة والموجود بين المدارات فيعتبر منطقة محرمة لحركة الإلكترونات.
2) تشع الإلكترونات الطاقة على شكل كمات عندما تقفز إلى مدارات أدنى (منخفضة في الطاقة) فيتولد طيف إشعاع خطي كما تمتصها بنفس الكيفية عندما تقفز إلى مدارات أعلى ويتولد عندئذ طيف امتصاص خطي. أي أن الالكترونات تمتص الطاقة وتشعها بطريقة متقطعة وليس بطريقة متصلة (مستمرة) كما افترضت النظرية الكهرومغناطيسية الكلاسيكية.
مبررات فرضيات بوهر:
1) مبرر الفرضية الأولى: منطقي من الواقع لأن ذرة الهيدروجين مستقرة لا ينبعث منها إشعاع طالما لم تثار الذرة بطاقة خارجية.
2) مبرر الفرضية الثانية: ظهر لاحقاً على يد العالم (دي برولي 1926م) باكتشافه الطبيعة الموجية للإلكترون (الإلكترون جسيم تصاحبه حركة موجية عند حركته مثل الضوء).
3) مبرر الفرضية الثالثة: يأتي من فكرة التكميم (لبلانك) وهي تعبر أيضاً عن مبدأ حفظ الطاقة.
عمليتي الامتصاص والإشعاع طبقاً لنظرية بوهر:
1) لذرة الهيدروجين مستويات طاقة أصغرها يسمى المستوى الأرضي (طا1) وهو الذي توجد فيه الذرة في حالتها العادية فتكون مستقرة أما المستويات التالية له (طا2 ، طا3 ،...) فتسمى بمستويات إثارة الذرة.
2) إذا سقط على ذرة الهيدروجين وهي في حالتها العادية كم من الطاقة الضوئية (يسمى فوتون) طاقته (hf) يساوي الفرق بين طاقتي المستويين طا1، طا2.
∴ hf = طا2 – طا1
فإن الذرة تمتصه فينتقل إلكترونها من المستوى طا1 إلى المستوى طا2 وتسمى العملية بإثارة الذرة إلى المستوى طا2.
3) سرعان ما تتخلص الذرة من طاقة الإثارة ( hf ) التي امتصتها فيعود الإلكترون تلقائياً إلى مستواه الأصلي طا1 باعثاً بالطاقة التي امتصها على شكل إشعاع تلقائي له نفس التردد ( f).
