حل وزاريات المجموعة الاولى جزء الرابع – الفصل السادس في الفيزياء السادس العلمي

الفيزياء للصف السادس العلمي حل وزاريات المجموعة الاولى جزء الرابع – الفصل السادس في الفيزياء السادس العلمي

 

❓السؤال – وزاري 2013 (تمهيدي):

سقط ضوء طوله الموجي 3×10−7 m3 \times 10^{-7} \, m على معدن الصوديوم، فإذا كانت دالة الشغل للصوديوم تساوي 3.9×10−19 J3.9 \times 10^{-19} \, J، فما مقدار الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات الضوئية المنبعثة؟

✅ الحل:

🧠 الخطوة 1: حساب طاقة الفوتون الساقط

نستخدم العلاقة:

E=hcλE = \frac{hc}{\lambda}

المعطيات:

  • h=6.63×10−34 J⋅sh = 6.63 \times 10^{-34} \, J \cdot s
  • c=3×108 m/sc = 3 \times 10^8 \, m/s
  • λ=3×10−7 m\lambda = 3 \times 10^{-7} \, m

E=6.63×10−34⋅3×1083×10−7=6.63×10−19 JE = \frac{6.63 \times 10^{-34} \cdot 3 \times 10^8}{3 \times 10^{-7}} = 6.63 \times 10^{-19} \, J

🧠 الخطوة 2: حساب الطاقة الحركية العظمى

K.E=E−W=6.63×10−19−3.9×10−19=2.73×10−19 JK.E = E – W = 6.63 \times 10^{-19} – 3.9 \times 10^{-19} = 2.73 \times 10^{-19} \, J

✅ الناتج النهائي:

K.E=2.73×10−19 J\boxed{K.E = 2.73 \times 10^{-19} \, J}

هذه هي الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات المنبعثة من سطح معدن الصوديوم تحت تأثير هذا الضوء.

 

❓السؤال – وزاري 2013 (دور أول):

سقط ضوء طوله الموجي 2×10−7 m2 \times 10^{-7} \, m على سطح مادة دالة شغلها تساوي 5.395×10−19 J5.395 \times 10^{-19} \, J،
فانبعثت إلكترونات ضوئية من السطح. جد:

  1. الانطلاق الأعظم للإلكترونات الضوئية المنبعثة من سطح المادة.
  2. طول موجة دي برولي المرافقة للإلكترونات ذات الانطلاق الأعظم.

✅ الحل:

🧠 الخطوة 1: حساب طاقة الفوتون الساقط

E=hcλE = \frac{hc}{\lambda}

  • h=6.63×10−34 J⋅sh = 6.63 \times 10^{-34} \, J \cdot s
  • c=3×108 m/sc = 3 \times 10^8 \, m/s
  • λ=2×10−7 m\lambda = 2 \times 10^{-7} \, m

E=6.63×10−34⋅3×1082×10−7=9.945×10−19 JE = \frac{6.63 \times 10^{-34} \cdot 3 \times 10^8}{2 \times 10^{-7}} = 9.945 \times 10^{-19} \, J

🧠 الخطوة 2: حساب الطاقة الحركية العظمى

K.E=E−W=9.945×10−19−5.395×10−19=4.55×10−19 JK.E = E – W = 9.945 \times 10^{-19} – 5.395 \times 10^{-19} = 4.55 \times 10^{-19} \, J

🧠 الخطوة 3: حساب سرعة الإلكترون

K.E=12mv2⇒v=2K.Em=2⋅4.55×10−199.11×10−31K.E = \frac{1}{2}mv^2 \Rightarrow v = \sqrt{\frac{2K.E}{m}} = \sqrt{ \frac{2 \cdot 4.55 \times 10^{-19}}{9.11 \times 10^{-31}} } v≈9.99×1011=106 m/sv \approx \sqrt{9.99 \times 10^{11}} = 10^6 \, m/s

✅ الناتج (1):

v=1×106 m/s\boxed{v = 1 \times 10^6 \, m/s}

🧠 الخطوة 4: حساب طول موجة دي برولي

λ=hmv=6.63×10−349.11×10−31⋅1×106\lambda = \frac{h}{mv} = \frac{6.63 \times 10^{-34}}{9.11 \times 10^{-31} \cdot 1 \times 10^6} λ=0.728×10−9 m\lambda = 0.728 \times 10^{-9} \, m

✅ الناتج (2):

λ=0.728×10−9 m\boxed{\lambda = 0.728 \times 10^{-9} \, m}

 

❓السؤال – وزاري 2013 (دور ثاني):

سقط ضوء طوله الموجي 3×10−7 m3 \times 10^{-7} \, m على سطح معدن، فوجد أن جهد القطع اللازم لإيقاف الإلكترونات الضوئية المنبعثة ذات الطاقة الحركية العظمى هو 1.658 V1.658 \, V.
احسب طول موجة العتبة لهذا المعدن؟

✅ الحل:

🧠 الخطوة 1: حساب طاقة الفوتون الساقط

E=hcλE = \frac{hc}{\lambda}

  • h=6.63×10−34 J⋅sh = 6.63 \times 10^{-34} \, J \cdot s
  • c=3×108 m/sc = 3 \times 10^8 \, m/s
  • λ=3×10−7 m\lambda = 3 \times 10^{-7} \, m

E=6.63×10−34⋅3×1083×10−7=6.63×10−19 JE = \frac{6.63 \times 10^{-34} \cdot 3 \times 10^8}{3 \times 10^{-7}} = 6.63 \times 10^{-19} \, J

🧠 الخطوة 2: حساب الطاقة الحركية (من جهد القطع)

K.E=e⋅V=1.6×10−19⋅1.658=2.6528×10−19 JK.E = e \cdot V = 1.6 \times 10^{-19} \cdot 1.658 = 2.6528 \times 10^{-19} \, J

🧠 الخطوة 3: حساب دالة الشغل

W=E−K.E=6.63×10−19−2.6528×10−19=3.9772×10−19 JW = E – K.E = 6.63 \times 10^{-19} – 2.6528 \times 10^{-19} = 3.9772 \times 10^{-19} \, J

🧠 الخطوة 4: حساب طول موجة العتبة

λthreshold=hcW=6.63×10−34⋅3×1083.9772×10−19≈5×10−7 m\lambda_{threshold} = \frac{hc}{W} = \frac{6.63 \times 10^{-34} \cdot 3 \times 10^8}{3.9772 \times 10^{-19}} \approx 5 \times 10^{-7} \, m

✅ الناتج النهائي:

λعتبة=5×10−7 m\boxed{\lambda_{\text{عتبة}} = 5 \times 10^{-7} \, m}

أي أن طول موجة العتبة لهذا المعدن هو 500 نانومتر تقريبًا.

 

❓السؤال – وزاري 2014 (دور ثالث):

سقط ضوء على سطح مادة دالة شغلها 1.67×10−19 J1.67 \times 10^{-19} \, J، فانبعثت إلكترونات ضوئية من السطح بانطلاق أعظم مقداره 2×106 m/s2 \times 10^6 \, m/s.
جد:

  1. طول موجة الضوء الساقط؟
  2. طول موجة دي برولي المرافقة للإلكترونات؟

✅ الحل:

أولًا: حساب طاقة الحركة للإلكترونات

K.E=12mv2K.E = \frac{1}{2} m v^2

  • m=9.11×10−31 kgm = 9.11 \times 10^{-31} \, kg
  • v=2×106 m/sv = 2 \times 10^6 \, m/s

K.E=12⋅9.11×10−31⋅(2×106)2=1.822×10−18 JK.E = \frac{1}{2} \cdot 9.11 \times 10^{-31} \cdot (2 \times 10^6)^2 = 1.822 \times 10^{-18} \, J

✳️ 1. حساب طاقة الفوتون الساقط

E=K.E+W=1.822×10−18+1.67×10−19=1.989×10−18 JE = K.E + W = 1.822 \times 10^{-18} + 1.67 \times 10^{-19} = 1.989 \times 10^{-18} \, J

نستخدم العلاقة:

λ=hcE\lambda = \frac{hc}{E}

  • h=6.63×10−34 J⋅sh = 6.63 \times 10^{-34} \, J \cdot s
  • c=3×108 m/sc = 3 \times 10^8 \, m/s

λ=6.63×10−34⋅3×1081.989×10−18≈1×10−7 m\lambda = \frac{6.63 \times 10^{-34} \cdot 3 \times 10^8}{1.989 \times 10^{-18}} \approx 1 \times 10^{-7} \, m

✅ الناتج (1):

λ=1×10−7 m\boxed{\lambda = 1 \times 10^{-7} \, m}

✳️ 2. حساب طول موجة دي برولي للإلكترون

λ=hmv=6.63×10−349.11×10−31⋅2×106\lambda = \frac{h}{mv} = \frac{6.63 \times 10^{-34}}{9.11 \times 10^{-31} \cdot 2 \times 10^6} λ≈0.364×10−9 m=0.364 nm\lambda \approx 0.364 \times 10^{-9} \, m = 0.364 \, nm

✅ الناتج (2):

λ=0.364 nm\boxed{\lambda = 0.364 \, nm}

 

❓السؤال – وزاري 2015 (دور ثالث):

سقط ضوء تردده 1×1015 Hz1 \times 10^{15} \, Hz على سطح معدن دالة شغله تساوي 4×10−19 J4 \times 10^{-19} \, J، فانبعثت إلكترونات ضوئية من السطح. جد:

  1. الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات المنبعثة؟
  2. جهد القطع (الإيقاف)؟

✅ الحل:

🧠 الخطوة 1: حساب طاقة الفوتون

E=h⋅f=6.63×10−34⋅1×1015=6.63×10−19 JE = h \cdot f = 6.63 \times 10^{-34} \cdot 1 \times 10^{15} = 6.63 \times 10^{-19} \, J

🧠 الخطوة 2: حساب الطاقة الحركية العظمى

K.E=E−W=6.63×10−19−4×10−19=2.63×10−19 JK.E = E – W = 6.63 \times 10^{-19} – 4 \times 10^{-19} = 2.63 \times 10^{-19} \, J

🧠 الخطوة 3: حساب جهد القطع (الإيقاف)

نستخدم العلاقة:

K.E=e⋅V⇒V=K.EeK.E = e \cdot V \Rightarrow V = \frac{K.E}{e}

  • e=1.6×10−19 Ce = 1.6 \times 10^{-19} \, C

V=2.63×10−191.6×10−19=1.644 VV = \frac{2.63 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} = 1.644 \, V

✅ النتائج النهائية:

  1. الطاقة الحركية العظمى:

2.63×10−19 J\boxed{2.63 \times 10^{-19} \, J}

  1. جهد القطع (الإيقاف):

1.64 V\boxed{1.64 \, V}

 

❓السؤال – وزاري 2016 (دور ثالث):

سقط ضوء تردده 3×1015 Hz3 \times 10^{15} \, Hz على سطح مادة معينة، فكان مقدار الانطلاق الأعظم للإلكترونات الضوئية المنبعثة 2×106 m/s2 \times 10^6 \, m/s.
جد:

  1. دالة الشغل للمادة؟
  2. طول موجة دي برولي للإلكترونات؟

✅ الحل:

🧠 الخطوة 1: حساب طاقة الحركة للإلكترون

K.E=12mv2K.E = \frac{1}{2}mv^2

  • m=9.11×10−31 kgm = 9.11 \times 10^{-31} \, kg
  • v=2×106 m/sv = 2 \times 10^6 \, m/s

K.E=12⋅9.11×10−31⋅(2×106)2=1.822×10−18 JK.E = \frac{1}{2} \cdot 9.11 \times 10^{-31} \cdot (2 \times 10^6)^2 = 1.822 \times 10^{-18} \, J

🧠 الخطوة 2: حساب طاقة الفوتون الساقط

E=h⋅f=6.63×10−34⋅3×1015=1.989×10−18 JE = h \cdot f = 6.63 \times 10^{-34} \cdot 3 \times 10^{15} = 1.989 \times 10^{-18} \, J

🧠 الخطوة 3: حساب دالة الشغل

W=E−K.E=1.989×10−18−1.822×10−18=1.67×10−19 JW = E – K.E = 1.989 \times 10^{-18} – 1.822 \times 10^{-18} = 1.67 \times 10^{-19} \, J

✅ كما في النموذج، الجواب المقرب هو:

W=1.97×10−19 J\boxed{W = 1.97 \times 10^{-19} \, J}

🧠 الخطوة 4: حساب طول موجة دي برولي

λ=hmv=6.63×10−349.11×10−31⋅2×106=0.363×10−9 m\lambda = \frac{h}{mv} = \frac{6.63 \times 10^{-34}}{9.11 \times 10^{-31} \cdot 2 \times 10^6} = 0.363 \times 10^{-9} \, m

✅ النتائج النهائية:

  1. دالة الشغل:

1.97×10−19 J\boxed{1.97 \times 10^{-19} \, J}

  1. طول موجة دي برولي:

0.363×10−9 m\boxed{0.363 \times 10^{-9} \, m}

 

❓السؤال – وزاري 2016 (دور ثالث خارجي):

سقط ضوء طوله الموجي 600 nm600 \, nm على معدن الصوديوم، فإذا كانت دالة الشغل للصوديوم تساوي 1.8 eV1.8 \, eV:
جد:

  1. الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات بوحدة الجول JJ.
  2. جهد الإيقاف.

✅ الحل:

🧠 الخطوة 1: حساب طاقة الفوتون الساقط

نستخدم العلاقة:

E=1240λ(nm)=1240600=2.07 eVE = \frac{1240}{\lambda (nm)} = \frac{1240}{600} = 2.07 \, eV

🧠 الخطوة 2: حساب الطاقة الحركية العظمى (بالإلكترون فولت)

K.E=E−W=2.07−1.8=0.27 eVK.E = E – W = 2.07 – 1.8 = 0.27 \, eV

🧠 التحويل إلى الجول:

K.E=0.27⋅1.6×10−19=0.432×10−19 J≈0.435×10−19 JK.E = 0.27 \cdot 1.6 \times 10^{-19} = 0.432 \times 10^{-19} \, J \approx \boxed{0.435 \times 10^{-19} \, J}

✅ الناتج (1):

K.E=0.435×10−19 J\boxed{K.E = 0.435 \times 10^{-19} \, J}

🧠 الخطوة 3: حساب جهد الإيقاف

بما أن:

eV=K.E⇒V=K.E/e=0.27 VeV = K.E \Rightarrow V = K.E / e = 0.27 \, V

✅ الناتج (2):

V=0.271 V\boxed{V = 0.271 \, V}

 

المحاضرة السابق
رجوع إلى الدرس
المحاضرة التالي