الوحدة الثانية — مقدمة في الفيزياء الحديثة · الفيزياء. دي 10 أسئلة من بنك منصة مجموع على الدرس ده، من السهل للصعب. اضغط «اعرف الإجابة والشرح» تحت كل سؤال بعد ما تحله. على مجموع فيه 64 سؤال على الدرس ده بالشرح.
ما المقصود بظاهرة التأثير الكهروضوئي؟
الإجابة الصحيحة: (أ) انبعاث إلكترونات من سطح فلز عند سقوط ضوء مناسب عليه
الشرح: يعني التأثير الكهروضوئي أنه عند سقوط ضوء ترددُه مناسب على سطح فلز تنبعث منه إلكترونات تُسمى الإلكترونات الضوئية.
دالة الشغل للفلز تُعرّف بأنها:
الإجابة الصحيحة: (ب) أقل طاقة لازمة لتحرير إلكترون من سطح الفلز
الشرح: دالة الشغل φ هي أقل طاقة يلزم بذلها لتحرير أضعف الإلكترونات ارتباطًا من سطح الفلز، وتساوي hν₀.
جهد الإيقاف (Vₛ) في تجربة التأثير الكهروضوئي هو:
الإجابة الصحيحة: (ج) الجهد العكسي اللازم لإيقاف أسرع إلكترون منبعث
الشرح: جهد الإيقاف هو أقل جهد عكسي يوقف حتى الإلكترون الأكبر طاقة، وعنده تكون KEmax = e × Vₛ.
فلز دالة شغله ٣٫٢×١٠⁻¹⁹ جول. احسب تردد العتبة له. (h = ٦٫٦٣×١٠⁻³⁴ J.s)
الإجابة الصحيحة: (د) ٤٫٨٣×١٠¹⁴ هرتز تقريباً
الشرح: تردد العتبة f₀ = φ ÷ h = ٣٫٢×١٠⁻¹⁹ ÷ ٦٫٦٣×١٠⁻³⁴ ≈ ٤٫٨٣×١٠¹⁴ هرتز.
سقط ضوء تردده 8×10¹⁴ Hz على فلز دالة شغله 3.3×10⁻¹⁹ J. احسب طاقة الحركة العظمى للإلكترونات المنبعثة (h = 6.63×10⁻³⁴ J·s).
الإجابة الصحيحة: (د) 2.0×10⁻¹⁹ J
الشرح: طاقة الفوتون hν = 6.63×10⁻³⁴ × 8×10¹⁴ = 5.3×10⁻¹⁹ J، وطاقة الحركة العظمى = hν − φ = 5.3×10⁻¹⁹ − 3.3×10⁻¹⁹ = 2.0×10⁻¹⁹ J.
سقط ضوء تردده ١٫٢×١٠¹⁵ هرتز على فلز دالة شغله ٢ eV. أكبر طاقة حركة للإلكترون بالـ eV تساوي: (h = ٦٫٦٣×١٠⁻³⁴، e = ١٫٦×١٠⁻¹⁹)
الإجابة الصحيحة: (د) ٢٫٩٧ eV تقريباً
الشرح: hf = ٦٫٦٣×١٠⁻³⁴×١٫٢×١٠¹⁵ = ٧٫٩٦×١٠⁻¹⁹ جول = ٤٫٩٧ eV. KEmax = ٤٫٩٧ − ٢ ≈ ٢٫٩٧ eV.
إلكترون منبعث طاقة حركته العظمى ٢ eV. احسب جهد الإيقاف اللازم لإيقافه.
الإجابة الصحيحة: (ج) ٢ فولت
الشرح: عند جهد الإيقاف KEmax = e×Vₛ، يعني Vₛ = KEmax ÷ e. لو KEmax = ٢ eV يبقى Vₛ = ٢ فولت (لأن الطاقة بالـ eV بتساوي الجهد بالفولت عددياً).
إذا سقط ضوء تردده أقل من تردد العتبة على فلز، فمهما زادت شدة الإضاءة فإن:
الإجابة الصحيحة: (د) لا تنبعث إلكترونات إطلاقًا
الشرح: إذا كان التردد أقل من تردد العتبة فإن طاقة الفوتون أقل من دالة الشغل، فلا يتحرر أي إلكترون مهما زادت الشدة، لأن الطاقة تعتمد على التردد لا على الشدة.
فوتون طاقته 4.5 eV سقط على فلز دالة شغله 2.25 eV. ما أقصى سرعة للإلكترونات المنبعثة تقريبًا؟ (كتلة الإلكترون 9.1 × 10⁻³¹ kg، 1 eV = 1.6 × 10⁻¹⁹ J)
الإجابة الصحيحة: (د) 8.9 × 10⁵ m/s
الشرح: KE = 4.5 − 2.25 = 2.25 eV = 3.6 × 10⁻¹⁹ J، و v = √(2KE/m) = √(2 × 3.6 × 10⁻¹⁹ / 9.1 × 10⁻³¹) ≈ 8.9 × 10⁵ m/s. القيمة 1.26 × 10⁶ تنتج من استخدام طاقة الفوتون كلها، و 7.9 × 10¹¹ هي v² قبل أخذ الجذر.
سقط ضوء تردده 6 × 10¹⁴ Hz على فلز فكانت أقصى طاقة حركة للإلكترونات 0.66 × 10⁻¹⁹ J، وعند استخدام ضوء تردده 10 × 10¹⁴ Hz أصبحت 3.3 × 10⁻¹⁹ J. ما تردد العتبة (التردد الحرج) لهذا الفلز؟
الإجابة الصحيحة: (د) 5 × 10¹⁴ Hz
الشرح: من معادلة أينشتاين KE = hν − hνc: الميل h = (3.3 − 0.66) × 10⁻¹⁹ / (4 × 10¹⁴) = 6.6 × 10⁻³⁴ J·s. ثم νc = ν − KE/h = 6 × 10¹⁴ − 1 × 10¹⁴ = 5 × 10¹⁴ Hz.
أول ١٠ أسئلة في كل مادة مجانية، وكل سؤال معاه شرح.