شرح تجربة مليكان لدراسة الظاهرة الكهروضوئية
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 تجربة مليكان لدراسة الظاهرة الكهروضوئية
فيزياء 3 ثانوي
الإجابة هي
ملخص تجربة مليكان لدراسة الظاهرة الكهروضوئية:فيزياء 3 ثانوي
حيث قام بدراسة العلاقة بين كلا من
(1) العلاقة بين شدة تيار الخلية وشدة الضوء الساقط:
حيث وجد أن :
تزداد شدة تيار الخلية كلما اقترب مصدر الضوء من مهبط الخلية.
الاستنتــاج:
شدة تيار الخلية الكهروضوئية تتناسب طردياً مع شدة الضوء الساقط على الخلية.
(2) العلاقة بين شدة تيار الخلية وفرق الجهد بين المصعد والمهبط.
الاستنتــاج:
1) العلاقة البيانية ليست خط مستقيم وإنما يمثلها منحنى.
2) عندما يكون فرق الجهد بين المصعد والمهبط = صفر: يمر تيار في دائرة الخلية.
وتفسير ذلك: أن الضوء الساقط على المهبط ينتزع الإلكترونات من سطح المهبط ثم يكسبها طاقة حركية تمكنها من الوصول إلى المصعد فيمر تيار كهربي.
3) عندما يكون جهد المصعد موجباً بالنسبة لجهد المهبط:
1) تنجذب الإلكترونات المنبعثة نحو المصعد الموجب فيمر تيار كهربي وبزيادة فرق الجهد تزداد قدرة المصعد على جذب الإلكترونات فتزداد شدة تيار الخلية.
2) عند فرق جهد معين تثبت شدة تيار المصعد مهما زاد جهد المصعد.
تفسير ذلك: أن جهد المصعد الموجب يكون قادر على جذب جميع الإلكترونات المنبعثة كل ثانية فيصل إليه عدد ثابت من الإلكترونات وتثبت شدة التيار ويسمى بتيار التشبع.
تيار التشبع: هو شدة التيار الثابت الذي نحصل عليه عند جهد معين للمصعد يكون قادر عنده على جذب جميع الإلكترونات المنبعثة.
4) عندما يكون جهد المصعد سالباً وجهد المهبط موجب:
تقل شدة تيار الخلية بزيادة سالبية المصعد حتى جهد معين تنعدم عنده شدة التيار.
تفسير ذلك: سالبيه المصعد تعمل على رد الكثير من الإلكترونات المنبعثة من المهبط لحدوث التنافر ولا تصل إليه إلا الإلكترونات التي لها أكبر طاقة حركة (طاع=كe) وعند جهد سالب معين للمصعد فإنه يوقف أسرع الإلكترونات فلا تصل إليه وينعدم مرور التيار ويسمى جهد المصعد في هذه الحالة بجهد الإيقاف (ج5).
حيث:
شe × حـ5= كe(طاع)
جهد الإيقاف (حـ 5): هو الجهد السالب للمصعد اللازم لإيقاف أسرع الإلكترونات وأكبرها طاقة وعنده ينعدم مرور التيار في دائرة الخلية.
ملاحظات:
1) فرق الجهد السالب لا يمنع انبعاث الإلكترونات من المهبط بتأثير الضوء.
2) تنبعث الإلكترونات من سطح المهبط بسرعات مختلفة حسب مكان الإلكترون المنبعث من المهبط فإذا كان في سطح الفلز فإن الضوء ينتزعه بطاقة أقل ثم يكسبه طاقة حركية كبيرة أما إذا كان بعيداً عن سطح الفلز (في المستوى الأقل مثلاً) فإن الضوء ينتزعه في خطوتين الأولى إثارته إلى السطح ثم الثانية انتزاعه ولذلك فهو يكتسب طاقة حركة أقل.
(3) العلاقة بين جهد الإيقاف وشدة الضوء الساقط:
حيث وجد أن :
1) لا يتغير جهد الإيقاف عند زيادة شدة الضوء.
2) نحصل على تيارات تشبع مختلفة في كل حالة .
الاستنتاج:
جهد الإيقاف وبالتالي طاقة حركة الإلكترونات المنبعثة لا تتعلق بشدة الضوء الساقط.
تيار التشبع يتوقف على شدة الضوء الساقط ولذلك يتغير حسب تغير شدة الضوء.
(4) العلاقة بين جهد الإيقاف وتردد الضوء الساقط:
حيث وجد أن :
1) يتغير جهد الإيقاف باختلاف تردد الضوء الساقط.
2) نحصل على تيار تشبع واحد في كل الحالات.
الاستنتـاج:
جهد الإيقاف وبالتالي طاقة حركة الإلكترونات المنبعثة تزداد بزيادة تردد الضوء الساقط.
تيار التشبع لا يتوقف على التردد ولكن على شدة الضوء.
(5) التــردد الحــرج:
وجـــــــد أن:
1) انبعاث الإلكترونات من سطح المهبط لا يحدث إلا إذا كان تردد الضوء الساقط (f) على السطح يصل إلى حد معين يسمى بالتردد الحرج ( fo ) ويستمر انبعاثها بزيادة التردد.
2) لكل فلز تردد حرج ينبغي ألا يقل عنه تردد الضوء الساقط عليه حتى يمكن أن يبعث بالإلكترونات مهما كانت شدة الضوء الساقط.
التردد الحرج ( fo ):هو أقل تردد للضوء الساقط يلزم لتحرير الإلكترون من سطح الفلز دون إعطائه طاقة حركة.
الطول الموجي الحرج: هو أكبر طول موجي للضوء الساقط يلزم لتحرير الإلكترون من سطح الفلز دون إعطائه طاقة حركة
(6) الانبعاث اللحظي للإلكترونات:
وجد أن الإلكترونات تنبعث من سطح الفلز بعد سقوط الضوء عليه خلال زمن 10-9 ثانية وهو فاصل زمني صغير جداً يمكن إهماله ولذلك تنبعث الإلكترونات لحظياً عند سقوط الضوء.
(7) العلاقة بين طاقة حركة الإلكترونات وتردد الضوء الساقط:
وجد أن هناك علاقة خطية بين طاقة الحركة العظمى للإلكترون المنبعث (طاع) وتردد الضوء الساقط حيث تزداد بزيادة التردد.
ويعبر رياضياً بالعلاقة:
كe (طاع) = hf-Wo
حيث wo مقدار ثابت للفلز يقطع الجزء السالب لمحور الطاقة ويسمى دالة الشغل hثابت بلانك ويساوي ميل الخط المستقيم وهو ثابت للسطوح الثلاثة.
دالة الشغل (Wo):
هي أقل طاقة تلزم لتحرير الإلكترون من سطح الفلز دون إعطائه طاقة حركة.
تفسير اينشتين لطبيعة الضوء:
تبنى اينشتين مبدأ التكميم (الكم) لبلانك ونظرية جسيمات الم
