خطوة 1 من 7 · أقسام الكتاب الستة؛ أعداد الكم خطوة إضافية داخل النموذج الكمي.
الضوء والموجات
سؤال من الحياة
لماذا يفرّق المنشور الضوء الأبيض إلى ألوان؟ اللون مرتبط بالطول الموجي؛ الضوء الأبيض يحتوي أطوالًا مختلفة.
راقب الضوء قبل المنشور وبعده
الضوء الأبيض يضم أطوالًا موجية مختلفة. يفصل المنشور الألوان لأن انكسارها يختلف. الصورة تمثيلية؛ لا نستخدمها لقياس زوايا أو أطوال موجية.
لاحظ وفكّر: أين ترى الضوء الأبيض؟ وأين ترى الألوان منفصلة؟ اربط اللون بالطول الموجي، ثم جرّب المنزلق.
أحتاج أساسًا بسيطًا قبل الدرس
المتر وحدة طول؛ الهرتز Hz يعني مرة في الثانية.
1 nm = 10⁻⁹ m. للتحويل إلى متر نضرب في 10⁻⁹.
10⁻⁷ يعني 0.0000001؛ عند القسمة نطرح الأسس: 10⁸ ÷ 10⁻⁷ = 10¹⁵.
الفكرة بكلمات بسيطة
الضوء موجة كهرومغناطيسية، لا تحتاج وسطًا ماديًا. الطول الموجي λ هو المسافة بين قمتين متتاليتين. التردد ν هو عدد الموجات التي تمر بنقطة في ثانية. في الفراغ c = λν.
توقّع: لو قصّرنا المسافة بين القمم، هل تمر قمم أكثر أم أقل في الثانية؟
حرّك المنزلق. الرسم يبيّن الشكل الموجي؛ ليس مسارًا يتحرك فيه فوتون.
لاحظ: λ تقل وν تزيد؛ حاصل ضربهما ثابت في الفراغ.
أقصر طولًا: غاما ثم السينية ثم فوق البنفسجية ثم المرئي ثم تحت الحمراء ثم الميكروويف ثم الراديو.
طاقة الفوتون E = hν = hc/λ؛ h = 6.63 × 10⁻³⁴ J·s. طاقة الفوتون الواحد تزيد بزيادة التردد، ولا تساوي شدة المصدر.
مثال محلول: لماذا فعلنا كل خطوة؟
موجة طولها 600 nm ترددها 5 × 10¹⁴ Hz تقريبًا.
المعطى λ = 600 nm والمطلوب ν وE.
نحوّل: 600 × 10⁻⁹ = 6 × 10⁻⁷ m.
نرتب c = λν إلى ν = c/λ.
ν = (3 × 10⁸)/(6 × 10⁻⁷) = 5 × 10¹⁴ Hz.
E = (6.63 × 10⁻³⁴)(5 × 10¹⁴) = 3.315 × 10⁻¹⁹ J.
فحص معقولية: 600 nm ضمن المرئي؛ الوحدة Hz للتردد وJ للطاقة.
انتبه لهذا الخلط الشائع
نستخدم العلاقة هنا في الفراغ؛ سرعة الضوء في مادة ليست بالضرورة c.
الطول الموجي طول، والتردد عدد في الزمن؛ ليسا كميتين من النوع نفسه.
اللون البنفسجي أعلى ترددًا وطاقة للفوتون من الأحمر.
تدريب متدرج: من الأساس إلى التطبيق
اختر، اقرأ السبب، وعدّل إجابتك دون عقوبة.
جرّب فكرة جديدة واشرح بكلماتك
فوتونان: أحدهما طوله 400 nm والآخر 800 nm. قارن ترددهما وطاقتيهما دون آلة حاسبة.
هذا التفسير للتفكير الذاتي؛ لا نصححه آليًا ولا نحفظه. هل ذكرت السبب والعلاقة؟
مراجعة قبل الامتحان
هل تستطيع تفسير العلاقة بينλ وν، وحساب طاقة فوتون وانتقال هيدروجين، وفحص أعداد الكم، وتوزيع الإلكترونات وعدّ التكافؤ؟ إذا تعثرت في واحدة، افتح محورها وابدأ من الأساس.
التدريبات الصحيحة الآن: 0 من 28. العدد لا يعني إتقان الوحدة؛ جرّب سؤال النقل واشرحه.
ابدأ امتحان الوحدةالكيمياء في الحياة — الضوء والعمل الدقيق (إثراء اختياري)
تطبيق الوحدة: الحزم الضوئية المركزة تربط فهم الضوء بالطاقة والعمل الدقيق.
هل لون الضوء وحده يكفي لتحديد تأثيره؟
للاطلاع وربط الفكرة بالحياة؛ لا يدخل هذا النشاط في نتيجة امتحان الوحدة.
