صفحة 174 - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 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

📄 النص الكامل للصفحة

{
  "language": "ar",
  "direction": "rtl",
  "page_context": {
    "page_title": "مثال 2: دالة الشغل والطاقة",
    "page_type": "lesson_content",
    "main_topics": [
      "دالة الشغل",
      "الطاقة الفوتونية",
      "التأثير الكهروضوئي"
    ],
    "headers": [
      "مثال 2",
      "دالة الشغل والطاقة",
      "تحليل المسألة ورسمها",
      "المجهول",
      "المعلوم",
      "إيجاد الكمية المجهولة",
      "تقويم الجواب",
      "مسائل تدريبية",
      "دليل الرياضيات",
      "إجراء العمليات الحسابية باستخدام الأرقام المعنوية"
    ],
    "has_questions": true,
    "has_formulas": true,
    "has_examples": true,
    "has_visual_elements": true
  },
  "sections": [
    {
      "order": 1,
      "type": "header",
      "title": "مثال 2",
      "content": "دالة الشغل والطاقة",
      "content_classification": "EDUCATIONAL_CONTENT"
    }

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 4

سؤال 6: 6. احسب تردد العتبة للزنك بوحدة Hz ودالة الشغل بوحدة eV إذا كان طول موجة العتبة للزنك 310 nm.

الإجابة: $f_0 = \frac{c}{\lambda_0} \approx 9.68 \times 10^{14} \text{ Hz :س:6 تردد العتبة}$ $W = \frac{hc}{\lambda_0} = 4.00 \text{ eV :دالة الشغل}$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - طول موجة العتبة للزنك ($\lambda_0$) = 310 nm = $310 \times 10^{-9}$ m - سرعة الضوء (c) = $3 \times 10^8$ m/s - ثابت بلانك (h) = $6.626 \times 10^{-34}$ J·s - ثابت بلانك مضروبًا في سرعة الضوء (hc) $\approx 1240 \text{ eV} \cdot \text{nm}$ (للسهولة في الحسابات)
**الخطوة 2 (القانون):** نستخدم القوانين التالية: - لحساب تردد العتبة ($f_0$): $$f_0 = \frac{c}{\lambda_0}$$ - لحساب دالة الشغل (W): $$W = h f_0$$ أو $$W = \frac{hc}{\lambda_0}$$
**الخطوة 3 (الحل):** **أولاً: حساب تردد العتبة ($f_0$) بوحدة Hz:** بالتعويض في قانون تردد العتبة: $$f_0 = \frac{3 \times 10^8 \text{ m/s}}{310 \times 10^{-9} \text{ m}}$$ $$f_0 \approx 9.677 \times 10^{14} \text{ Hz}$$ **ثانياً: حساب دالة الشغل (W) بوحدة eV:** باستخدام العلاقة المبسطة $hc \approx 1240 \text{ eV} \cdot \text{nm}$: $$W = \frac{1240 \text{ eV} \cdot \text{nm}}{310 \text{ nm}}$$ $$W = 4.00 \text{ eV}$$
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، تردد العتبة للزنك هو **$9.68 \times 10^{14} \text{ Hz}$** ودالة الشغل هي **$4.00 \text{ eV}$**.

سؤال 7: 7. ما مقدار الطاقة الحركية بوحدة eV للإلكترونات المتحررة من السيزيوم عندما يسقط عليه ضوء بنفسجي طوله الموجي 425 nm إذا كانت دالة الشغل له 1.96 eV؟

الإجابة: $E = \frac{1240}{425} \approx 2.92 \text{ eV :س:7}$ $KE = E - W \approx 0.96 \text{ eV}$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - طول موجة الضوء الساقط ($\lambda$) = 425 nm - دالة الشغل للسيزيوم (W) = 1.96 eV - ثابت بلانك مضروبًا في سرعة الضوء (hc) $\approx 1240 \text{ eV} \cdot \text{nm}$
**الخطوة 2 (القانون):** نستخدم القوانين التالية: - طاقة الفوتون الساقط (E): $$E = \frac{hc}{\lambda}$$ - الطاقة الحركية القصوى للإلكترونات المتحررة (KE) من المعادلة الكهروضوئية لأينشتاين: $$KE = E - W$$
**الخطوة 3 (الحل):** **أولاً: حساب طاقة الفوتون الساقط (E) بوحدة eV:** بالتعويض في قانون طاقة الفوتون: $$E = \frac{1240 \text{ eV} \cdot \text{nm}}{425 \text{ nm}}$$ $$E \approx 2.9176 \text{ eV}$$ **ثانياً: حساب الطاقة الحركية (KE) بوحدة eV:** بالتعويض في المعادلة الكهروضوئية: $$KE = E - W$$ $$KE = 2.9176 \text{ eV} - 1.96 \text{ eV}$$ $$KE \approx 0.9576 \text{ eV}$$
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، مقدار الطاقة الحركية للإلكترونات المتحررة هو **$0.96 \text{ eV}$**.

سؤال 8: 8. تتحرر من فلز إلكترونات بطاقات 3.5 eV عندما يضاء بإشعاع فوق بنفسجي طوله الموجي 193 nm. ما مقدار دالة الشغل لهذا الفلز؟

الإجابة: $E = \frac{1240}{193} \approx 6.43 \text{ eV :س:8}$ $W = E - KE \approx 2.93 \text{ eV}$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - الطاقة الحركية القصوى للإلكترونات المتحررة (KE) = 3.5 eV - طول موجة الإشعاع الساقط ($\lambda$) = 193 nm - ثابت بلانك مضروبًا في سرعة الضوء (hc) $\approx 1240 \text{ eV} \cdot \text{nm}$
**الخطوة 2 (القانون):** نستخدم القوانين التالية: - طاقة الفوتون الساقط (E): $$E = \frac{hc}{\lambda}$$ - دالة الشغل (W) من المعادلة الكهروضوئية: $$W = E - KE$$
**الخطوة 3 (الحل):** **أولاً: حساب طاقة الفوتون الساقط (E) بوحدة eV:** بالتعويض في قانون طاقة الفوتون: $$E = \frac{1240 \text{ eV} \cdot \text{nm}}{193 \text{ nm}}$$ $$E \approx 6.4248 \text{ eV}$$ **ثانياً: حساب دالة الشغل (W) بوحدة eV:** بالتعويض في المعادلة الكهروضوئية: $$W = E - KE$$ $$W = 6.4248 \text{ eV} - 3.5 \text{ eV}$$ $$W \approx 2.9248 \text{ eV}$$
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، مقدار دالة الشغل لهذا الفلز هو **$2.93 \text{ eV}$**.

سؤال 9: 9. إذا كانت دالة الشغل لفلز 4.50 eV فما مقدار أكبر طول موجي للإشعاع الساقط عليه، بحيث يكون قادرًا على تحرير إلكترونات منه؟

الإجابة: $\lambda_{max} = \frac{1240}{4.50} \approx 276 \text{ nm :س:9}$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - دالة الشغل للفلز (W) = 4.50 eV - ثابت بلانك مضروبًا في سرعة الضوء (hc) $\approx 1240 \text{ eV} \cdot \text{nm}$
**الخطوة 2 (القانون):** أكبر طول موجي للإشعاع الساقط القادر على تحرير إلكترونات هو طول موجة العتبة ($\lambda_0$). عند هذه النقطة، تكون طاقة الفوتون الساقط مساوية لدالة الشغل. $$W = E$$ وبما أن $$E = \frac{hc}{\lambda_0}$$ إذن: $$W = \frac{hc}{\lambda_0}$$ ولحساب طول موجة العتبة ($\lambda_0$): $$\lambda_0 = \frac{hc}{W}$$
**الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض في قانون طول موجة العتبة: $$\lambda_0 = \frac{1240 \text{ eV} \cdot \text{nm}}{4.50 \text{ eV}}$$ $$\lambda_0 \approx 275.55 \text{ nm}$$
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، أكبر طول موجي للإشعاع الساقط القادر على تحرير إلكترونات من هذا الفلز هو **$276 \text{ nm}$**.