تنويه حول الاجابات لهذا السؤال احسب تردد العتبة للزنك بوحدة hz ، هي من مصادر وموسوعات عربية حرة متداولة دائما، نحن نقوم بجلب الاجابات لجميع التساؤلات بحوالي متواصل من هذه المصادر، لذلك تابعونا لتجدو كل جديد من اجابات لاسئلة المداراس والجامعات والاسفهام حول اي سؤال ثقافي او اي كان نوعه لديكم.

احسب تردد العتبة للزنك بالهرتز ماذا عن دالة الشغل في الوحدة إذا كانت عتبة الطول الموجي للزنك 310 نانومتر؟ ، حيث أن الإجابة على هذا السؤال تعتمد على حسابات وقوانين الظاهرة الكهروضوئية ، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الظاهرة الكهروضوئية ، وسوف نشرح آلية حساب تردد العتبة للمعادن.

ما هي الظاهرة الكهروضوئية

الظاهرة الكهروضوئية (بالإنجليزية: photoelectric effect) ، هي ظاهرة فيزيائية تحدث عندما تنبعث الإلكترونات عندما يصطدم الإشعاع الكهرومغناطيسي ، مثل الضوء ، بمادة وتسمى الإلكترونات المنبعثة من المواد بهذه الطريقة بالإلكترونات الضوئية ويمكن أن تكون الطاقة المشعة يمكن أن تكون الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة المرئية أو الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية أو حتى أشعة جاما والمواد التي تحدث فيها هذه الظاهرة صلبة أو سائلة أو غازية ويمكن أن تكون الجسيمات المنبعثة أيونات على شكل ذرات أو جسيمات مشحونة كهربائيًا ، أو يمكن أن تكون أن تكون إلكترونات ، وقد جرى كَشْف التأثير. الكهروضوئية في كُلّي 1887 م ، عن طريق الفيزيائي الألماني هاينريش رودولف هيرتز ، عند دراسة موجات الراديو ، حيث لاحظ هيرتز أنه عندما يضيء الضوء فوق البنفسجي على قطبين معدنيين بجهد مطبق عليهما ، يبدل الضوء المجهود الذي تحدث عنده شرارة ، لذلك هذا جرى شرح العلاقة بين الضوء والكهرباء من خلال الخلايا الكهروضوئية.

وبالفعل تعتبر هذه الظاهرة ذات أهمية قصوى في تطور الفيزياء الحديثة بسبب الأسئلة المحيرة التي أثارتها حول طبيعة الضوء ، حيث جرى ستعمال الضوء لإظهار تصَرُف الجسيمات وسلوك الموجات في تجارب متعددة ، وهذه الظاهرة فسرها الفيزيائي ألبرت أينشتاين في كُلّي 1905 م وفي الزمن الحاضر تقول النظرية العلمية الحالية أن للضوء طبيعة مزدوجة كجسيم وكموجة.[1]

انظر أيضًا: الضوء عبارة عن جسيم أو موجة

ما هو تردد العتبة ووظيفة العمل

تردد الوقف ، هو أقل تردد للضوء الساقط الذي يمكن أن يطلق الإلكترونات من سطح المعدن ، كما افترض أينشتاين أن الضوء ينتشر على شكل كميات من الطاقة تُدعى الفوتونات ، وعندما تقع الفوتونات على سطح المعدن ، فإنها تمنح كل طاقتها لإلكترون واحد وتتنوع الإلكترونات ، فعلى سبيل المثال ، تتحلى الإلكترونات المنبعثة من سطح المعدن بطاقة حركية أزيد من الإلكترونات المنبعثة من عمق المعدن لأنها ترتطم بذرات المعدن نفسه. ، وافترض أينشتاين أيضًا أن الإلكترونات لن تحرر ذاتها من سطح المعدن ما لم تكن طاقة الفوتون الساقط مساوية لقيمة معينة من الطاقة ، والتي تُدعى وظيفة العمل أو اقتران العمل ، حيث أن وظيفة العمل هي الوقف الأقل من الطاقة الضرورية لإطلاق إلكترون من سطح المعدن من غير إعطائه طاقة حركية. يمكن حساب دالة الشغل بضرب ثابت بلانك بتردد بداية المعدن. في حين يلي شرح للقوانين الرياضية المستخدمة في حساب عتبة التردد ودالة العمل ، على النحو الاتي:[2]

قانون حساب تردد العتبة

في حين يلي القانون الفيزيائي المستعمل لحساب تردد الوقف الأقصى للمعادن. إنه كالتالي:

تردد الوقف = إعجال الضوء ÷ عتبة الطول الموجي
ƒ = ج ÷ λ

في حين:

  • ƒ ← يتم قياس تردد العتبة بوحدة هرتز.
  • ج ← إعجال الضوء ، مقاسة بالمتر / ثانية ، هي 3.00 x810 متر / ثانية
  • λ ← يقاس الطول الموجي للعتبة بالأمتار.

قانون حساب دالة الشغل

في حين يلي القانون الفيزيائي المستعمل في حساب دالة الشغل للمعادن ، وهو كالتالي:

وظيفة العمل = ثابت بلانك تردد عتبة x
ω = hx ƒ

في حين:

  • ω ← تقاس دالة الشغل بالجول.
  • ƒ ← تردد الوقف ، مُقاسًا بالهرتز.
  • ح → ثابت بلانك ، المُقاس بالجول / هرتز ، هو 6.63 ×3410–جول / هيرتز.

أنظر أيضا: ابحث عن الضوء والطاقة الكمومية

احسب تردد العتبة للزنك بالهرتز

يمكن حساب تردد الوقف الأقصى للزنك بالهرتز ودالة العمل في إلكترون فولت إذا كان الطول الموجي العتبة للزنك هو 310 نانومتر من خلال إجراءات الحساب الفيزيائي التالية:[2]

إعجال الضوء = 3.00 س 810 متر / ثانية
الطول الموجي للعتبة = 310 x 910– متر / ثانية
ثابت بلانك = 6.63 س 3410–جول / هيرتز

تردد الوقف = إعجال الضوء ÷ عتبة الطول الموجي
تردد العتبة = 3.00 x 810،310 × 910–
تردد العتبة = 9.7 x 1410 هيرتز

وظيفة العمل = ثابت بلانك تردد عتبة x
وظيفة العمل = 6.63 س 3410–X 9.7 س 1410
وظيفة العمل = 6.4311 س 1910– جول

1 إلكترون فولت = 1.6 س 1910–جول
6.4311 × 1910– جول ≈ 4 إلكترون فولت

أنظر أيضا: ما هي طاقة الإلكترون بالجول

أمثلة على حساب تردد العتبة ووظيفة العمل

في حين يلي عدد من الأمثلة العملية لكيفية حساب التردد الحدي ودالة العمل:

  • المثال الأول: احسب تردد عتبة النحاس بالهرتز ودالة العمل في إلكترون فولت إذا كان طول موجة عتبة النحاس 120 نانومتر.
    طريقة الحل:
    إعجال الضوء = 3.00 س 810 متر / ثانية.
    الطول الموجي للعتبة = 120 × 910– متر / ثانية.
    ثابت بلانك = 6.63 س 3410–جول / هيرتز.
    تردد الوقف = إعجال الضوء ÷ عتبة الطول الموجي.
    تردد العتبة = 3.00 x 810 × 120 × 910-.
    تردد العتبة = 2.5 x 15 درجة10 هيرتز.
    وظيفة العمل = ثابت بلانك تردد عتبة x.
    وظيفة العمل = 6.63 س 3410–X 2.5 س 15 درجة10.
    وظيفة العمل = 1.65 س 1810– جول.
    1 إلكترون فولت = 1.6 س 1910–جول.
    1.65 مرة1810– جول ≈ 1.03 إلكترون فولت.
  • المثال الثاني: احسب تردد عتبة الحديد بالهرتز ودالة العمل في الإلكترون فولت إذا كان الطول الموجي العتبة للحديد هو 473 نانومتر.
    طريقة الحل:
    إعجال الضوء = 3.00 س 810 متر / ثانية.
    الطول الموجي للعتبة = 473 x 910– متر / ثانية.
    ثابت بلانك = 6.63 س 3410–جول / هيرتز.
    تردد الوقف = إعجال الضوء ÷ عتبة الطول الموجي.
    تردد العتبة = 3.00 x 810.473 × 910-.
    تردد العتبة = 6.3 x 1410 هيرتز.
    وظيفة العمل = ثابت بلانك تردد عتبة x.
    وظيفة العمل = 6.63 س 3410–X 6.3 x 1410.
    وظيفة العمل = 4.1769 x 1910– جول.
    1 إلكترون فولت = 1.6 س 1910–جول.
    4.1769 × 1910– جول ≈ 2.610 إلكترون فولت.
  • المثال الثالث: احسب تردد العتبة لمعدن بالهرتز ودالة العمل في إلكترون فولت إذا كان الطول الموجي العتبة للمعدن 960 نانومتر.
    طريقة الحل:
    إعجال الضوء = 3.00 س 810 متر / ثانية.
    الطول الموجي للعتبة = 960 x 910– متر / ثانية.
    ثابت بلانك = 6.63 س 3410–جول / هيرتز.
    تردد الوقف = إعجال الضوء ÷ عتبة الطول الموجي.
    تردد العتبة = 3.00 x 810960 × 910-.
    تردد العتبة = 3.1 x 1410 هيرتز.
    وظيفة العمل = ثابت بلانك تردد عتبة x.
    وظيفة العمل = 6.63 س 3410–X 3.1 x 1410.
    وظيفة العمل = 2.0553 س 1910– جول.
    1 إلكترون فولت = 1.6 س 1910–جول.
    2.0553 × 1910– جول ≈ 1.28 ميغا إلكترون فولت.
  • المثال الرابع: احسب تردد عتبة معدن بالهرتز ودالة العمل في إلكترون فولت إذا كان الطول الموجي العتبة للمعدن 30 نانومتر.
    طريقة الحل:
    إعجال الضوء = 3.00 س 810 متر / ثانية.
    الطول الموجي للعتبة = 30 x910– متر / ثانية.
    ثابت بلانك = 6.63 س 3410–جول / هيرتز.
    تردد الوقف = إعجال الضوء ÷ عتبة الطول الموجي.
    تردد العتبة = 3.00 x 810 × 30 × 910-.
    تردد العتبة = 1 × 1610 هيرتز.
    وظيفة العمل = ثابت بلانك تردد عتبة x.
    وظيفة العمل = 6.63 س 3410–× 1 × 1610.
    وظيفة العمل = 6.63 س 1810– جول.
    1 إلكترون فولت = 1.6 س 1910–جول.
    6.63 مرة 1810– جول ≈ 4.143 إلكترون فولت.

في آخِر هذا المقال سنكون قد عرفنا إجابة سؤال ، احسب تردد العتبة للزنك بالهرتز ودالة الشغل في وحدة الكترون فولت اذا كانت عتبة الطول الموجي للزنك هي 310 نانومتر وقد شرحنا بالتفصيل ما هي الظاهرة الكهروضوئية وما هو تردد العتبة ودالة الشغل وقد ذكرنا الإجراءات التفصيلية آلية حساب تردد العتبة ووظيفة العمل لأي معدن.

مراجع

  1. ^

    britannica.com ، التأثير الكهروضوئي ، 03/15/2021

  2. ^

    toppr.com ، عتبة التردد ، 15/3/2021

اجابة السؤال المتناقل حاليا احسب تردد العتبة للزنك بوحدة hz، يقوم مرتادي مواقع التراسل حاليا ببث استفهامات حول السؤال المطروح حاليا ونحن في شبكة اخر حاجة ننشر لكم الاجابات عن هذا الاستفسار من خلال مصادر اخبارية وثقافية رائدة.