جدول ال فكرة
بحث عن الطاقة الضوئية والكمية ، وهو موضوع مهم يبحث عنه العديد من الطلاب في مستويات مختلفة من التعليم ، حيث ظهرت العديد من النظريات حول هذا الموضوع نتيجة لدراسات عديدة أجراها أينشتاين ، خاصة بعد أن نشر كتابه Theory of Relativity ، والذي يصف حركة الأجسام بسرعة عالية.
المحتويات
البحث في الضوء والطاقة الكمومية
فيما يلي بحث مفصل عن الضوء والطاقة الكمومية:
مقدمة للبحث: تعتبر علاقة الضوء بالطاقة الكمومية علاقة وثيقة جدًا حيث ارتبط مفهوم الضوء بالطاقة بأبسط مثال من حولنا ، وهو أن أكبر مصدر للضوء هو طاقة الشمس ، لذلك يمكن للضوء أن يفعل ذلك. ترتبط الطاقة الكمومية ، والتي سنقدمها في البحث بعد التعرف على مفهوم الضوء والطاقة الكمومية. البحث: يمكن تعريف الضوء على أنه نوع من الطاقة ، ويسمى الضوء بالإشعاع الكهرومغناطيسي ، وأهم مصدر للضوء هو الشمس ، والضوء هو المادة الأسرع في الكون ، حيث يسافر بسرعة 186000 ميل في الثانية. [1]
طاقة الكم: يكمن سبب تسميتها في أهمية الكوانتا في بنائها ، وهو مصطلح يستخدم لوصف أصغر كمية من الطاقة يمكن تبادلها بين الجسيمات.
حيث تنص نظرية الكم على أن كلا من الضوء والمادة يتكونان من جسيمات صغيرة جدًا لها خصائص موجية مرتبطة بها ، حيث يتكون الضوء من جسيمات تسمى الفوتونات وتتكون المادة من جسيمات تسمى الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات ، وإذا كان ستبدو كتلة الجسيم صغيرة بما يكفي لخصائصها الموجية ، ومن وجهة النظر هذه ، يعتبر الضوء جسيمًا وموجة.
يتضح هنا كيف يتصرف الضوء كموجة ، حيث يختلف سلوك موجات الضوء من خلال الحيود والتداخل ، وقد أظهر جيمس كلارك ماكسويل في القرن التاسع عشر أن الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية تنتقل بسرعة الضوء عبر الفضاء. يتحرك ، ويعتمد تردد الضوء على طوله الموجي حسب المعادلة التالية:
التردد = سرعة الضوء٪ الطول الموجي للضوء
سرعة الضوء 3 * 10 ^ 8 م / ث
تختلف الأطوال الموجية بين المرئي وغير المرئي ، وتسمى الموجات المرئية الطيف الكهرومغناطيسي ، الذي يتراوح أطوال موجاته بين 400 و 750 نانومتر ، وتتنوع طاقة الموجة حسب سعة الموجة أو شدتها.
كيف يتصرف الضوء كجسيم يسمى الفوتون ، والذي يشير إلى كمية طاقة الضوء ، عندما يكون الضوء أكثر سطوعًا ، فإنه يصدر الكثير من الإلكترونات ، لكن لديهم جميعًا نفس الطاقة الحركية ، وكان من المفترض أن يجب أن تعتمد الطاقة الحركية للإلكترون المنبعث على شيء ما. لذلك قمت بتغيير تردد الضوء وهذا غيّر الطاقة الحركية للإلكترون المنبعث ، لذا فإن الطاقة الحركية تعتمد على تردد الضوء ، ولكن هناك تردد حرج لأي مادة لا يُسمح فيها بانبعاث الإلكترونات ، و يشير هذا إلى أن الطاقة الحركية تساوي تردد الضوء مضروبًا في ثابت ، وهذا الثابت يسمى ثابت بلانك ويرمز إليه بالرمز h.
لا تتفق هذه النتيجة مع الصورة القائلة بأن الضوء يتصرف مثل الموجة ، ولكن التفسير المتوافق مع هذه الصورة هو أن الضوء يأتي في حزم منفصلة تسمى الفوتونات ويجب أن يكون لكل فوتون طاقة كافية لإخراج إلكترون وطاقة a الفوتون هو:
طاقة الفوتون = التردد * ح
ختام البحث: يتم تمثيل خصائص الموجة والجسيمات للضوء بأنواع مختلفة من انتقالات الإلكترونات التي تصدر أو تمتص الضوء المرئي ، متخيلًا أن الإلكترون يقفز بين مستويات الطاقة الذرية الكمومية ويتم حساب طاقته بناءً على القانون المذكور.
تقرير عن الضوء والطاقة الكمومية
ترتبط ميكانيكا الكم بسلوك المادة والضوء وتصف خصائص الجسيمات والذرات و فكرةها من البروتونات والإلكترونات والنيوترونات والجسيمات الأخرى. وتشمل هذه الخصائص تفاعلات الجسيمات مع بعضها البعض ومع الضوء والإشعاع الكهرومغناطيسي الناتج. والمادة لها خصائص موجية وجسيمية ، وتتكون من جسيمات يتم إطلاقها في الفراغ ، وتطلق عليها الفوتونات ، وهي نوع من الطاقة المشعة التي يتم إنتاجها عندما يقفز أحد الإلكترونات في الذرة من مستوى طاقة أعلى إلى مستوى طاقة أقل ، وبعد ذلك يصدر الإلكترون طاقة مشعة بموجة معينة وتكون هذه الموجة على شكل فوتونات. وهذا يحدث بعد إثارة الفوتون بتعريضه لنوع من الطاقة ، على سبيل المثال الطاقة الحرارية ، بحيث يكون الضوء والطاقة الكمومية عمليتين مترافقتين ، إحداهما لا تحدث بدون الأخرى.
خصائص الضوء
تتنوع خواص الضوء ونذكر ما يلي:[2]
- الانعكاس: يتغير اتجاه أشعة الضوء عند اصطدامها بسطح ، وينص قانون الانعكاس على أن زاوية الشعاع المنعكس تساوي زاوية الشعاع الساقط عند انعكاسه عن سطح أملس.
- الانكسار: يحدث انكسار الضوء عندما يمر الضوء بين وسيطين مختلفين مثل الهواء والماء ثم تنخفض سرعة الضوء بحيث ينحرف الشعاع الساقط عن السطح وتعتمد زاوية الانكسار على نوع المادة.
- الاستقطاب: هو تذبذب موجات الضوء في الطائرة.
- الامتصاص: عندما يدخل الضوء إلى مادة شفافة ، يتم إطلاق بعض الطاقة على شكل طاقة حرارية ويفقد الضوء شدته.
- التشتت: عندما يسقط الضوء على سطح خشن ، يتشتت الضوء وينعكس في جميع الاتجاهات.
أخيرًا ، قدمت هذه المقالة بحثًا عن الطاقة الضوئية والكمية وتقريرًا عن الضوء والطاقة الكمومية وعلاقتهما الوثيقة ، بالإضافة إلى خصائص الضوء.