1. دورة الفيزياء لمدرسي الثانوية
من 6 الى 10 /6/ 1422 هـ
25-29/8/2001
د. ن ثابت
قسم الفيزياء، جامعة الملك فهد للبترول و المعادن
Tel /4105

2. د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و المعادن ، 1421هـ
الفيزياء الحديثة
مبدأ الأزدواجية ونشأة النظرية الكمية
طاقة الألكترونات فى الذرات
الأشعة السينية
أ شعة الليزر
د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و المعادن ، 1421هـ

3. مبدأ الأزدواجية ونشأة النظرية الكمية
الجزء الأول
مبدأ الأزدواجية ونشأة النظرية الكمية

4. تنبيه لا بد منه
الفيزياء الحديثة لا ترتكز على المعلوم بالتجربة اليومية
2. أي نظرية تبقى صالحة ما دامت قادرة على تفسير الملاحظات التجريبية
              Il

5. د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و المعادن ، 1421
جدل حول طبيعة الضوء
تجربتان و جوابان
التداخل الضوئي
التأثير الكهروضوئي
د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و المعادن ، 1421

6. التداخل الضوئي

7. تفسير التداخل الضوئي م=م1+م2 شاشة l 2 l م1- م2 = ن 1 3ف1 l م2 2 ف2 1
l م1- م2 = ن
شاشة 3
l/2 + l م1- م2 = ن

8. (Hertz التأثير الكهروضوئي (هرتز
ضوء ساقط
قطعة معدنية
الكترونات منبعثة

9. التأثير الكهروضوئي (التجربة)
ضوء ساقط
قطعة معدنية
قطعة معدنية
فراغ
الكترونات متجهة الىالقطب الموجب
بطارية
د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و المعادن ، 1421

10. خواص التأثير الكهروضوئي
تيار
خواص التأثير الكهروضوئي
شدة الضوء 1
الجهد الموقف للتيار
شدة الضوء 2
الجهد
-Vs
د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و العادن ، 1421

11. خواص التأثير الكهروضوئي
أمثلة
الجهد الموقف
خواص التأثير الكهروضوئي
Cu: fc= Hz
lc=0.264mm (UV),
معدن 3
معدن 2
Pt: fc= Hz
lc= 0.195mm (UV)
معدن 1 f3 f2 f1
ترد د
ترد دا ت ا لعتبة
د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و العادن ، 1421

12. فرضية آينشتين طاقة الضوء مكماة الفوتون د  طا = هـ التردد ثابت بلانك
طاقة الضوء مكماة
د  طا = هـ
التردد
ثابت بلانك
6.626 x J. s = هـ
الفوتون

13. د  طا = هـ 1.24/ l(mm) = (eV) طا المجال المرئي أحمر بنفسجي
د  طا = هـ
Eph= h c/ l
1.24/ l(mm) = (eV) طا
c = m/s ~ x108 m/s
h = x J. s, 1eV= J
المجال المرئي
أحمر
بنفسجي
400 nm
760 nm
0. 40 mm < l < mm
3.2 eV > طا > eV
7.5 x1014 Hz > د > x1014 Hz

14. تفسير التأثير الكهروضوئي
طاقة الألكترون
ضوء ساقط
مستوى الفراغ f
الكترونات منبعثة
قطعة معدنية -
معدن
سطح المعدن
Ee = Eph - f = hf - f
د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و العادن ، 1421

15. د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و العادن ، 1421
eVs = Eph - f = hf - f
أمثلة
الجهد الموقف
eVs = 0 , hfc = f
Cu: f=4.7eV, fc= Hz
lc=0.264mm (UV),
معدن 3
معدن 2
معدن 1
Pt: f=6.35eV fc= Hz
lc= 0.195mm (UV) f3 f2 f1
ترد د
ترد دا ت ا لعتبة
د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و العادن ، 1421

16. والخلاصة : ما هي حقيقة الضوء ؟
أمواج ؟ أو
نبضات طاقية ؟

17. مشكلة ”الهوية“ عند الفوتون
هل أنا فوتون سيني أو مرئي
أو راديوفوتون ؟
تبا ! و مالفأئدة ؟
وأنا لا أدري حقيقة هويتي.
هل أنا جسيم أو موجة !

18. De Broglie فرضية دي بروجلي (1923)
l = h / p
السلوك الموجي للجسيمات المتحركة
l = A ، v = 10m/s سرعتها m = 10 غرا م رصاصة كتلتها
مثال# 1
l = 0.12A, v = (2 e U/m)1/2 ، U= 10kV ألكترون متسارع تحت جهد
مثال# 2
د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و العادن ، 1421

19. من“ أو“ الأقصاء ألى ” واو المعية“

20. تجارب و تقنيات تكشف ”موجية“ الألكترون
تجارب و تقنيات تكشف ”موجية“ الألكترون

21. التداخل الإلكتروني

22. الحيود الألكتروني في البلورات
جهاز التقاط
أشعة سينية أو ألكترونات
شدة الأشعة الملتقطة q d q
2 d sin q= n l
زاوية الحيود
د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و العادن ، 1421

23. المجهر الألكتروني النافذ

24. مستويات ذرية في بلورة فائقة الناقلية

25. (STM) المجهر النفقي الماسح

26. تفاعل الأبرة مع السطح

27. (STM) أبرة المجهر النفقي الماسح

28. (STM) المجهرا لنفقي الماسح

29. الطبيعة الموجية للأاكترونات في الجوامد
48 ذرة حديد فوق سطح نحاسي

30. ذرات حديد فوق سطح نحاسي

31. ثم أنشاناه خلقا آخر …
النظرة الكلية
النظرة التجزيئية

32. النظرة من زاوية واحدة قد لا تكفي لكشف حقيقة الأشياء.....
النظرة من زاوية واحدة قد لا تكفي لكشف حقيقة الأشياء.....
د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و العادن ، 1421

33. ؟ هل يمكن تداخل الرصاص

34. الجزء الثاني
Bohr (1913) نموذج بورللذرة

35. د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و العادن ، 1421
النموذج الكلا سيكي v - F +
E = ½ m v2 - ke2/r
طاقة الألكترون
E= -ke2/2r
د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و العادن ، 1421

36. فشل النموذج الكلاسيكي
E= -ke2/2r

37. كمية الحركة الزاوية مكماة =
النموذج الكلا سيكي
فرضية بور
كمية الحركة الزاوية مكماة = v - F +
n = 1, 2, 3,…
K=1/4pe0
r n= n2 e0(h2/pme2)
E = ½ m v2- ke2/r
En= -me4/(8 e0 h2 n2 )
E= -ke2/2r

38. Bohr ر للذرة (1920) نموذج بو نواة مدارات الكترونية الكترون الطاقة
المسافة عن النواة

39. تأويل فرضية بور كمية الحركة الزاوية = r l = h/mv n l = 2pr = م
طول موجة دي بروجلي r
l = h/mv
محيط المدار الألكتروني
n l = 2pr = م
د. ن ثابت. جامعة الملك فهد للبترول و العادن ، 1421

40. فرضية بور (2) تأويل

41. أضغط هنا لترى كيف يفنى الفوتون
امتصاص الضوء
فوتون - +
أضغط هنا لترى كيف يفنى الفوتون
Absorption

42. الطيف الخطي للهيدروجين
-13.6 (1/ن12-1/ن22 = ( (eV) طا D
656nm
486 nm
434 nm
                      
                 
سلسلة بالمير
ن 1 = 3, 4, 5, …
ن2 = 2

43. طيف الهيدروجين
434 nm
486 nm
656 nm

44. طيف الأشعاع الذري Hg He Li Th Cd Sr Ba Ca H Na

45. (X-rays) الأشعة السينية
الجزء الثالث
(X-rays) الأشعة السينية

46. كيف تولد الأشعة السينية ؟

47. المسارات الألكترونية في عينة الجرمانيوم E0 = 30 KeV تحت جهد

48. مصدر الأشعاع السيني شدة الأشعاع الأشعاع المميز الطيف المتصل
                                  
شدة الأشعاع
الطيف المتصل
(n mطول الموجة (
الطول الأدنى

49. مصدر الأشعاع السيني (اللخطوط المميزة)
الأشعاع المميز (الطيف الخطي)
Al-Ka: eV
Mg- Ka: eV

50. نفاذ الأشعة السينية
             

51. نفاذ الأشعة السينية صورة يد برته رانتجن بالأشعة السينية، 1895
X-ray image of Bertha Roentgen's hand, 1895

52. الجزء الرابع (L a s e r) أشعة الليزر Light ٍRadiation Amplification
ٍEmission
ٍStimulated

53. تضخيم الضوء ( أشعاع الليزر)
تضخيم الضوء ( أشعاع الليزر)
                                             
      
ضوء ساقط علىذرة محرضة
ضوء مضخم و ذرة

54. أضغط هنا لترى كيف يولد الفوتون فوتونا آخر
اشعاع الليزر ؟
يدخل فوتون
يخرج فوتونان
أضغط هنا لترى كيف يولد الفوتون فوتونا آخر
Laser

55. بلورات أكسيد الألمنيوم + شوائب معدنية رخيصة = مجوهرات باهضة الثمن !
بلورات أكسيد الألمنيوم + شوائب معدنية رخيصة = مجوهرات باهضة الثمن !
Fe2+ - Ti4+
Fe2+ - Fe3+
Cr3+
Fe3+
Photo: R.F. Symes et R.R. Harding, Pierres Précieuses, Gallimard (1991)

56. الياقوت يمتص ا الضوء الأصفر-الأخضر
الياقوت يمتص ا الضوء الأصفر-الأخضر
و البنفسجي و يشع الأحمر
بنفسجي
تفلور أحمر
الأصفر-الأخضر
Photo: R.F. Symes et R.R. Harding, Pierres Précieuses, Gallimard (1991)

57. بلورة ياقوت http://semsci.u-strasbg.fr/rubis.htm
Photo: R.F. Symes et R.R. Harding, Pierres Précieuses, Gallimard (1991)

58. والسلام عليكم و رحمة الله
وفق الله الجميع
والسلام عليكم و رحمة الله