تعليلات الوحدة الخامسة ( الفيزياء الحديثة )
1- لم تسطع الفيزياء الكلاسيكية تفسير منحنيات بلانك
- لأن الفيزياء الكلاسيكية تعتبر الإشعاع موجات كهرومغناطيسية وعلى ذلك فإن شدة الإشعاع تزيد كلما زاد التردد ولكن المنحنيات توضح أن شدة الإشعاع تقل عند الترددات العالية أى الأطوال الموجية القصيرة جدا
-
2- ظاهرة إشعاع الجسم الأسود إثبات للخاصية الجسيمية للضوء
لآن فروض بلانك والتى وضعها لتفسير هذه الظاهرة أوضحت أن الإشعاع يتكون من كمات أو فوتونات والفوتون له خواص جسيمية لآن له كتلة وله كمية تحرك
3- ظاهرة كومتون توضح الصفة الجسيمية للفوتونات
عند سقوط فوتون ذو تردد عالى وطاقة كبيرة على إلكترون حر نلاحظ بعد التصادم : تردد الفوتون يقل ويغير إتجاهه -
الإلكترون الحر تزيد سرعته ويغير إتجاهه
وبإستخدام فروض بلانك وتطبيق قانون بقاء كمية الحركة على كل من الفوتون والإلكترون الحر وهى توضح أن الفوتون يسلك كجسيم له كمية حركة أى له كتلة وسرعة مثل الإلكترون
4- لايتأثر سطح حائط أو كتاب بسقوط شعاع ضوئى عليه بينما قد يتأثر به الإلكترون الحر
لأن الشعاع الضوئى يؤثر على السطح بقوة 2pw/c = F وحيث أن c مقدار كبير 8 3X10 م/ ث فان مقدار هذه القوة يكون صغير جدا لايؤثر على سطح الحائط . اما الإلكترون الحر فكتلته صغيرة وحجمه صغير لذا يتأثر بهذه القوة بحيث إنها قد تزيد سرعته وقد يغير إتجاه حركته
5- يقل الطول الموجى المصاحب للإلكترون بزيادة سرعته
لأنه يمكن التحكم فى الطول الموجى بزيادة فرق الجهد الكهربى بين الأنود والكاثود فتزيد السرعة ويقل الطول الموجى حسب علاقة دى برولى
6- الضوء طبيعة مزدوجة جسيمية وموجية
طبيعية تتضح عندما ننظر إليه على أنه فوتونات وهى لها كتلة وكمية حركة أى خواص جسيمية
طبيعة موجية تظهر فى خواص الفوتونات المتحركة حيث تنعكس وتنكسر وتتداخل وتحيد
7- يستخدم الميكروسكوب الإلكترونى فى رؤية الأجسام الدقيقة جدا (الفيروسات)( أى له قدرة تحليلية أكبر )
لأن الشعاع الإلكترونى المستخدم يمكن تزويده بطاقة كبيرة جدا فيكون الطول الموجى المصاحب له قصير جدا طبقا لمعادلة دى برولى أى يتحقق شرط التكبير ( وهو أن يقل الطول الموجى جدا بحيث يكون أقل من طول الجسم المراد رؤية تفاصيله )
8- لاتفسر النظرية الكلاسيكية إنبعاث الإلكترونات الكهرضوئية من السطح
لأنها تعتبر أن شدة التيار وإنطلاق الإلكترونات وطاقتها وسرعتها تتوقف على شدة الضوء الساقط وزمن السقوط ليزداد الطاقة اللازمة لإنبعاث الإلكترون 0 ولكن المشاهدات العلمية تختلف حيث إنبعاث الإلكترون يتوقف أساسا على تردد الضوء الساقط وليس شدته
9-يوجد إرتباط بين كل من النموذجين الميكروسكوبى والماكروسكوبى بالنسبة للفوتون
فى النموذج الميكروسكوبى : حزمة الفوتونات تحمل الطاقة التى يحملها الشعاع الضوئ لأنها تعتبره كرة نصف قطرها = الطول الموجى وتردد الموجة المصاحبة
فى النموذج الماكروسكوبى : الخواص الموجية تلاحظ فى سلوك حزمة الفوتونات ككل أى أن الموجة تصف السلوك الجماعى للفوتونات وحجم العائق الذى يعترضه الضوء هو الذى يحدد النموذج المستخدم :
0 إذا كان العائق أكبر من الطول الموجى نطبق النموذج الماكروسكوبى
0 إذا كان العائق قريبا من الطول الموجى أى على مستوى الذرة نطبق النموذج الميكروسكوبى
10- يستخدم التصوير الحرارى فى مجال إكتشاف الأدلة الجنائية
لأن الإشعاع الحرارى للشخص يبقى لفترة زمنية بعد إنصرافه من المكان
11- أشعة إكس لهاقدرة فائقة على النفاذية خلال المواد
لأن المسافات البينية لذرات تلك المواد تكون مقاربة للطول الموجى للأشعة السينية فإن الفوتونات تنفذ من خلال الذرات
12- يتعارض نموذج رذرفورد مع نظرية ماكسويل –هرتز
لآن نظرية ماكسويل – هرتز تفيد أن الإلكترون المتحرك حول النواة فى مدار دائرى تحت تأثير عجلة يجب أن يصدر إشعاع كهرومغناطيسي وبالتالى تقل طاقة حركة الإلكترون وتتغلب قوة جذب النواة على القوة الطاردة المركزية فيقل نصف قطر المدار تدريجيا وتتخذ الإلكترون مسارا حلزونيا حتى تنجذب للنواة فتنهار الذرة وهذا خلاف الواقع