صفحة 180 - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

مختبر الفيزياء

نمذجة التأثير الكهرومغناطيسي

تعرف عملية انبعاث الإلكترونات من جسم عندما يسقط إشعاع كهرومغناطيسي عليه بالتأثير الكهرومغناطيسي. وتتحرر الإلكترونات من الجسم فقط عندما يكون تردد الإشعاع أكبر من قيمة تـردد طاقة محددة، تسمى تردد العتبة. سوف تـمـتـدح في هذا الاستقصاء التأثير الكهرومغناطيسي باستعمال كرات فولاذية. وسوف تختبر أنواع محددة فقط من الإشعاع الكهرومغناطيسي إلكترونات ضوئية.

سؤال التجربة

كيف يمكن استعمال كرات فولاذية لنمذجة التأثير الكهرومغناطيسي؟

الأهداف

تصمم نموذجًا لاستقصاء التأثير الكهرومغناطيسي. تصنف كيف ترتبط طاقة الفوتون مع تردده. تستخدم التفسيرات العلمية لتفسير لماذا لا تستطيع الظواهر الجاهرية (الماكروسكوبية) تفسير السلوك الكمي للذرة.

المواد والأدوات

ثلاث كرات فولاذية، مجرى أو مسار فيه أحدود (قناة على شكل حرف U، أو داعم رف)، كتب، أقلام تخطيط حمراء، وبرتقالية، وصفراء، وخضراء، وزرقاء، وبنفسجية (أو لاصقات ملونة)، مسطرة مترية، كحول أيزوبروبيلي.

الخطوات

شكل المجرى أو القناة كما هو موضح في الصورة، واستعمل عدة كتب لدعمها، كما هو موضح. تأكد أن الكتب لا تغلق نهايتي المجرى.

اكتب الحرف R باستعمال قلم التخطيط الأحمر على القناة ارتفاع 4 cm فوق الطاولة كما هو موضح. تمثل R الأحر.

اكتب الحرف V باستعمال قلم التخطيط البنفسجي على القناة على ارتفاع 14 cm فوق الطاولة كما هو موضح. الرمز V يمثل اللون البنفسجي. استعمل أقلام التخطيط الملونة الأخرى لوضع علامات للأزرق B، وللأخضر G، وللأصفر Y، وللبرتقالي O على مسافات متساوية بين العلامتين R و V، كما هو موضح في الصورة.

ضع كرتين فولاذيتين، وضعها عند الموقع O على القناة. تمثل هاتان الكرتان إلكتروني التكافؤ. نقطة على القناة.

أمسك كرة فولاذية، وضعها عند الموقع R على القناة. تمثل هذه الكرة الفوتون الساقط للضوء الأحمر. لاحظ أن طاقة فوتون الضوء الأحمر أقل من طاقة ألوان الضوء الأخرى التي تم تمذجتها.

أفلت الكرة الفولاذية (فوتون)، ولاحظ ما إذا كان لها طاقة كافية لتحرير إلكترون تكافؤ من الذرة؟ راقب ما إذا أفلت أياً من الكرتين من الكترون. سجل مشاهداتك في جدول البيانات.

احتياطات السلامة

احفظ الكحول الأيزوبروبيلي بعيداً عن اللهب المشتعل. لا تبتلع الكحول الأيزوبروبيلي. يسبب الكحول الأيزوبروبيلي جفاف الجلد.

مختبر الفيزياء نمذجة التأثير الكهرومغناطيسي تعرف عملية انبعاث الإلكترونات من جسم عندما يسقط إشعاع كهرومغناطيسي عليه بالتأثير الكهرومغناطيسي. وتتحرر الإلكترونات من الجسم فقط عندما يكون تردد الإشعاع أكبر من قيمة تـردد طاقة محددة، تسمى تردد العتبة. سوف تـمـتـدح في هذا الاستقصاء التأثير الكهرومغناطيسي باستعمال كرات فولاذية. وسوف تختبر أنواع محددة فقط من الإشعاع الكهرومغناطيسي إلكترونات ضوئية. سؤال التجربة كيف يمكن استعمال كرات فولاذية لنمذجة التأثير الكهرومغناطيسي؟ الأهداف تصمم نموذجًا لاستقصاء التأثير الكهرومغناطيسي. تصنف كيف ترتبط طاقة الفوتون مع تردده. تستخدم التفسيرات العلمية لتفسير لماذا لا تستطيع الظواهر الجاهرية (الماكروسكوبية) تفسير السلوك الكمي للذرة. المواد والأدوات ثلاث كرات فولاذية، مجرى أو مسار فيه أحدود (قناة على شكل حرف U، أو داعم رف)، كتب، أقلام تخطيط حمراء، وبرتقالية، وصفراء، وخضراء، وزرقاء، وبنفسجية (أو لاصقات ملونة)، مسطرة مترية، كحول أيزوبروبيلي. الخطوات --- SECTION: 1 --- شكل المجرى أو القناة كما هو موضح في الصورة، واستعمل عدة كتب لدعمها، كما هو موضح. تأكد أن الكتب لا تغلق نهايتي المجرى. --- SECTION: 2 --- اكتب الحرف R باستعمال قلم التخطيط الأحمر على القناة ارتفاع 4 cm فوق الطاولة كما هو موضح. تمثل R الأحر. --- SECTION: 3 --- اكتب الحرف V باستعمال قلم التخطيط البنفسجي على القناة على ارتفاع 14 cm فوق الطاولة كما هو موضح. الرمز V يمثل اللون البنفسجي. استعمل أقلام التخطيط الملونة الأخرى لوضع علامات للأزرق B، وللأخضر G، وللأصفر Y، وللبرتقالي O على مسافات متساوية بين العلامتين R و V، كما هو موضح في الصورة. --- SECTION: 4 --- ضع كرتين فولاذيتين، وضعها عند الموقع O على القناة. تمثل هاتان الكرتان إلكتروني التكافؤ. نقطة على القناة. --- SECTION: 5 --- أمسك كرة فولاذية، وضعها عند الموقع R على القناة. تمثل هذه الكرة الفوتون الساقط للضوء الأحمر. لاحظ أن طاقة فوتون الضوء الأحمر أقل من طاقة ألوان الضوء الأخرى التي تم تمذجتها. --- SECTION: 6 --- أفلت الكرة الفولاذية (فوتون)، ولاحظ ما إذا كان لها طاقة كافية لتحرير إلكترون تكافؤ من الذرة؟ راقب ما إذا أفلت أياً من الكرتين من الكترون. سجل مشاهداتك في جدول البيانات. احتياطات السلامة احفظ الكحول الأيزوبروبيلي بعيداً عن اللهب المشتعل. لا تبتلع الكحول الأيزوبروبيلي. يسبب الكحول الأيزوبروبيلي جفاف الجلد. --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: Experiment setup showing a ramp made of books and a channel with markers R, V, B, G, Y, O, and balls representing electrons and photons. Description: A photograph showing a physics experiment setup. A ramp is constructed using several books, supporting a channel or track. The track has markers labeled R, V, B, G, Y, and O at specific intervals. Balls are placed on the track, with two balls at position O and one ball at position R. The setup appears to demonstrate concepts related to energy, motion, and possibly the photoelectric effect. Context: This figure illustrates the experimental setup for modeling the photoelectric effect using balls on a ramp, where different colored markers and balls represent different physical concepts like photons and electrons.