ما الذي ستتعلمه في هذا الفصل؟ - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 2

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

الدرس: ما الذي ستتعلمه في هذا الفصل؟

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 2

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

نوع: METADATA

الفصل 6

نوع: METADATA

نظرية الكم

نوع: METADATA

Quantum Theory

ما الذي ستتعلمه في هذا الفصل؟

نوع: محتوى تعليمي

• معرفة أن الضوء يسلك سلوك الجسيمات التي لها زخم وطاقة. • معرفة أن الجسيمات المادية الصغيرة تسلك سلوك الموجات؛ فيحدث لها حيود وتداخل.

الأهمية

نوع: محتوى تعليمي

تزودنا نظرية الكم بمبدأ عمل جهاز مهم، وهو المجهر الأيوني الماسح (STM؛ Sanning Tunneling Microscop) حيث يعد هذا الجهاز ضرورياً جداً للباحثين المهتمين بدراسة الحمض النووي DNA، وميكانيكية التفاعل الكيميائي، ويستخدم أيضاً في تطوير أجهزة الحاسوب الأصغر حجماً والأكبر سرعة. صور على المستوى الذري يمكن مشاهدة نوعين من ذرات السليكون، يظهران باللونين الأحمر والأزرق في صورة السيليكون التي نحصل عليها باستخدام جهاز STM.

فكر

نوع: محتوى تعليمي

استخدم المجهر الأيوني الماسح للحصول على هذه الصورة لسطح السيليكون. وهو يستخدم مقدرة الإلكترونات على القفز عبر حاجز؛ كيف تحدث عملية القفز هذه التي تعد مستحيلة وفق قانون حفظ الطاقة؟

نوع: METADATA

164

🔍 عناصر مرئية

Surface plot of Silicon atoms

A 3D representation of atomic surface structure, likely Silicon, showing distinct peaks (red/yellow) and valleys (blue/green). The surface exhibits a repeating pattern of elevated and depressed regions, suggesting an ordered atomic arrangement. The colors likely represent height or electronic potential.

📄 النص الكامل للصفحة

الفصل 6 نظرية الكم Quantum Theory --- SECTION: ما الذي ستتعلمه في هذا الفصل؟ --- • معرفة أن الضوء يسلك سلوك الجسيمات التي لها زخم وطاقة. • معرفة أن الجسيمات المادية الصغيرة تسلك سلوك الموجات؛ فيحدث لها حيود وتداخل. --- SECTION: الأهمية --- تزودنا نظرية الكم بمبدأ عمل جهاز مهم، وهو المجهر الأيوني الماسح (STM؛ Sanning Tunneling Microscop) حيث يعد هذا الجهاز ضرورياً جداً للباحثين المهتمين بدراسة الحمض النووي DNA، وميكانيكية التفاعل الكيميائي، ويستخدم أيضاً في تطوير أجهزة الحاسوب الأصغر حجماً والأكبر سرعة. صور على المستوى الذري يمكن مشاهدة نوعين من ذرات السليكون، يظهران باللونين الأحمر والأزرق في صورة السيليكون التي نحصل عليها باستخدام جهاز STM. --- SECTION: فكر --- استخدم المجهر الأيوني الماسح للحصول على هذه الصورة لسطح السيليكون. وهو يستخدم مقدرة الإلكترونات على القفز عبر حاجز؛ كيف تحدث عملية القفز هذه التي تعد مستحيلة وفق قانون حفظ الطاقة؟ 164 --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: Surface plot of Silicon atoms Description: A 3D representation of atomic surface structure, likely Silicon, showing distinct peaks (red/yellow) and valleys (blue/green). The surface exhibits a repeating pattern of elevated and depressed regions, suggesting an ordered atomic arrangement. The colors likely represent height or electronic potential. X-axis: Surface position (arbitrary units) Y-axis: Surface height/potential (arbitrary units) Data: The surface shows a repeating pattern of peaks and valleys, indicative of atomic structure. The peaks are colored red/yellow and the valleys are blue/green. Key Values: Peak height approximately 3 units, Valley depth approximately -2 units Context: Visual representation of atomic surface topography obtained via Scanning Tunneling Microscope (STM), illustrating the importance of quantum theory in understanding atomic-level phenomena.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 1

سؤال فكر: استُخدم المجهر الأنبوبي الماسح للحصول على هذه الصورة لسطح السليكون. وهو يستخدم مقدرة الإلكترونات على القفز عبر حاجز؛ كيف تحدث عملية القفز هذه التي تعدّ مستحيلة وفق قانون حفظ الطاقة؟

الإجابة: س: كيف تحدث عملية القفز رغم قانون حفظ الطاقة؟ ج: تحدث بظاهرة النفق الكمومي؛ إذ يُوصف الإلكترون كموجة تمتد داخل الحاجز، فيكون له احتمال للظهور على الجانب الآخر مع بقاء الطاقة محفوظة.

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** في الفيزياء الكلاسيكية، يُعتبر قفز جسيم عبر حاجز طاقة أعلى من طاقته مستحيلاً، وذلك وفقًا لقانون حفظ الطاقة. ولكن على المستوى الكمومي، تختلف القواعد التي تحكم سلوك الجسيمات الدقيقة مثل الإلكترونات.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** في ميكانيكا الكم، لا تُعامل الإلكترونات كجسيمات فقط، بل كأمواج أيضًا (ازدواجية الموجة والجسيم). هذه الموجة لها احتمال وجود داخل الحاجز، وحتى على الجانب الآخر منه، حتى لو كانت طاقة الإلكترون أقل من طاقة الحاجز. هذه الظاهرة تُعرف بـ "النفق الكمومي" (Quantum Tunneling). خلال هذه العملية، لا تُنتهك قوانين حفظ الطاقة؛ فالإلكترون لا يكتسب طاقة إضافية، بل "يمر" عبر الحاجز بسبب طبيعته الموجية واحتمالية وجوده.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، عملية قفز الإلكترونات عبر الحاجز في المجهر الأنبوبي الماسح تحدث بفضل **ظاهرة النفق الكمومي**، حيث يُوصف الإلكترون كموجة تمتد داخل الحاجز، مما يمنحه احتمال الظهور على الجانب الآخر مع بقاء الطاقة محفوظة.