فيديو السؤال: تحديد الجزء الناقص لتوضيح الانبعاث المستحث بشكل صحيح | نجوى فيديو السؤال: تحديد الجزء الناقص لتوضيح الانبعاث المستحث بشكل صحيح | نجوى

فيديو السؤال: تحديد الجزء الناقص لتوضيح الانبعاث المستحث بشكل صحيح الفيزياء • الصف الثالث الثانوي

يوضح الشكل الآتي انبعاثًا مستحثًّا لضوء من ذرة. ما الجزء الناقص في الشكل لتوضيح الانبعاث المستحث بشكل صحيح؟ (أ) يجب أن يكون الإلكترون في حالة مثارة. (ب) يجب توضيح فوتونين. (ج) الانبعاث موضح توضيحًا صحيحًا.

٠٤:٢٧

نسخة الفيديو النصية

يوضح الشكل الآتي انبعاثًا مستحثًّا لضوء من ذرة. ما الجزء الناقص في الشكل لتوضيح الانبعاث المستحث بشكل صحيح؟ (أ) يجب أن يكون الإلكترون في حالة مثارة. (ب) يجب توضيح فوتونين. (ج) الانبعاث موضح توضيحًا صحيحًا.

لتحديد أي من هذه الخيارات الثلاثة صحيح، دعونا نستعرض جميع خطوات الانبعاث المستحث المثالي، بداية من ذرة بها إلكترون واحد مستقر في الحالة الأرضية. لكي يحدث أي نوع من الانبعاث، يجب أن يصبح هذا الإلكترون الموجود في الحالة الأرضية مثارًا. عادة ما تحدث هذه الإثارة عندما يتفاعل فوتون ما مع الإلكترون. إذا كانت طاقة هذا الفوتون تساوي الفرق في الطاقة بين مستويي طاقة الإلكترون، والذي لحسن الحظ في هذه الحالة سيوضح بوصفه الفرق بين مستويي الطاقة الأول والثاني، فسيتمكن الإلكترون من امتصاص الفوتون، ما يؤدي إلى انتقال الإلكترون صعودًا إلى مستوى طاقة أعلى.

عندما يكون الإلكترون في مستوى الطاقة الأعلى هذا، نقول إنه في حالة مثارة. وأثناء وجوده في هذا المستوى، ثمة نوعان من الانبعاث يمكن أن يحدثا: الانبعاث المستحث والتلقائي. يحدث الانبعاث التلقائي عند هبوط الإلكترون تلقائيًّا. يحدث هذا الهبوط التلقائي؛ لأن الإلكترونات المثارة غير مستقرة. ومن ثم لا يمكنها أن توجد في الحالة المثارة فترة طويلة، حيث يبلغ متوسط فترة عمرها نحو 10 أس سالب ثمانية ثانية. الآن، عندما يحدث هذا الهبوط التلقائي، ينتقل الإلكترون المثار هبوطًا إلى مستوى الطاقة الأدنى، مطلقًا فوتونًا أثناء هذه العملية، ويكون لهذا الفوتون نفس طاقة الفوتون الابتدائي الذي امتص، ومن ثم له نفس الطاقة التي تساوي الفرق في الطاقة بين مستويي طاقة الإلكترون. هذا هو الانبعاث التلقائي.

لكن هذا ليس ما نبحث عنه. نحن نرغب في رؤية الانبعاث المستحث، وهو يبدأ بنفس طريقة بدء الانبعاث التلقائي، أي بوجود إلكترون في الحالة المثارة. الفرق بين الانبعاث المستحث والانبعاث التلقائي هو أنه في الانبعاث المستحث، لا يحدث هبوط تلقائي. ما يحدث بدلًا من ذلك هو أن فوتونًا آخر يأتي ويتفاعل مع الإلكترون وهو في حالته المثارة بالفعل. لكن بدلًا من أن يمتص الفوتون، فإنه يحث الإلكترون ما يجعله ينتقل إلى مستوى طاقة أقل ويطلق فوتونًا له نفس طاقة الفوتون الذي تسبب في الحث ونفس الطور والاتجاه.

لكي يحدث هذا الانبعاث المستحث، لا بد أن يحدث في مدة أقل من 10 أس سالب ثمانية ثانية، وإلا فسيكون هناك هبوط تلقائي مسبب حدوث انبعاث تلقائي. على الرغم من أن هذين الانبعاثين يبدآن بالشرط نفسه المتمثل في الحاجة إلى وجود إلكترون مثار، فإن الانبعاث المستحث يتطلب أن يكون الإلكترون مستحثًّا عن طريق فوتون، في حين أنه في الانبعاث التلقائي، علينا فقط أن ننتظر هبوط الإلكترون المثار تلقائيًّا. هذا يعني أنه في الانبعاث المستحث، يجب أن نتوقع رؤية فوتونين على الشكل: أحدهما تسبب في حدوث الحث والآخر انبعث من الإلكترون عند انتقاله لأسفل. لكن في الانبعاث التلقائي، يجب أن نتوقع رؤية فوتون واحد فقط؛ لأن الهبوط التلقائي لا يحتاج إلى فوتون آخر لحثه.

بالنظر إلى الخيارات نعلم أن الخيار (أ) لا يمكن أن يكون صحيحًا؛ لأن الانبعاث المستحث يتطلب هبوط الإلكترون إلى حالة غير مثارة. هذا الانبعاث المستحث لم يوضح بشكل صحيح؛ لأننا يجب أن نتوقع رؤية فوتونين كاملين بعد عملية الانبعاث المستحث، لكننا نرى فوتونًا واحدًا فقط. ومن ثم فالجزء الناقص في الشكل لتوضيح الانبعاث المستحث بشكل صحيح في هذا الشكل هو الخيار (ب). يجب توضيح فوتونين.

انضم إلى نجوى كلاسيز

شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!

  • حصص تفاعلية
  • دردشة ورسائل
  • أسئلة امتحانات واقعية

تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن سياسة الخصوصية