ملتقى الفيزيائيين العرب - أحتاج شرح الشكل 8-1من فصل الكم

بسم الله الرحمن الرحيم
معروف انه كل ما اكسبنا الغاز حرارة فإن الطاقة الحركية لذراتها تزداد وبالمثل عند إكساب أي جسم حرارة فإنها تكتسب طاقة حركية ولكن بسبب قوة ترابط ذراتها مع بعضها البعض فإنها تبدأ بالإهتزاز حول نفسها وعدد الاهتزازات للذرة في الثانية الواحدة نطلق عليه تردد .

لنفترض عندنا جسم وعملنا على تسخينه في البداية سوف يطلق موجات كهرومغناطيسي تحت الحمراء ( لها طو موجي كبير وتردد قليل ) وثم إذا زدنا درجة الحرارة سوف يطلق الجسم موجات كهرومغناطيسية ( الطيف المرئي ) مبتدأ بالأحمر ثم البرتقالي ثم الأصفر ثم الأخضر ثم الأزرق ثم البنفسجي ثم الأبيض ( كلما تغير اللون قل الطول الموجي وزاد التردد ) ثم إذا زدنا درجة الحرارة سوف يطلق الجسم الموجات الكهرومغناطيسية فوق البنفسجية ( لها طول موجي قصير وتردد عالي )
كانت تواجه الفيزياء الكلاسيكيه إشكالية في تفسير الطيف المنبعث من الجسم الساخن وهذه الإشكالية تتمثل في شكل الطيف المنبعث من الجسم المرفق صورته مع السؤال حيث تم رسم هذا الشكل نتيجة التجارب المعملية والشكل هذا يتعارض مع تفسيرات الفيزياء الكلاسيكية التي تقول أنه كل مازاد التردد الإشعاع زادت شدته وهذا التفسير ينطبق في الجزء الأول من الرسم أما الجزء الثاني في الرسم بدل ما يزيد الشعاع حصل العكس بزيادة التردد قل الإشعاع ( الفيزياء الكلاسيكية تقول أنه من المفروض أن تكون العلاقة بين شدة وتردد الإشعاع طردية بمعنى أنه إذا قل الطول الموجي للصفر فإن طاقة الإشعاع تؤول إلى مالا نهاية وهذا مايسمى بالنكبة فوق البنفسجية )

بعد ذلك استطاع العالم بلانك حل المعضلة باعتبار أن الجسم الساخن يتكون من ذرات عند إكسابها حرارة فإنها تهتز بترددات مختلفة وتطلق موجات كهرومغناطيسية بترددات وأطوال موجية مختلفة
فمثلا عند إكساب جسم لدرجة حرارة 8000 كلفن فإن جزء من ذراته تطلق موجات تحت الحمراء والجزء الغالب يقع قريب من الطيف المرئي ذروة اشعاعه عند اللون الأحمر والجزء الآخر يطلق موجات كهرومغناطيسية فوق بنفسجية بمعنى كل ما زدنا من درجة الحرارة تنزاح القيمة العظمى للإشعاع في اتجاه اليمين ( بالنسبة للرسم المرفق مع السؤال )
وكذلك قال إن هذه الذرات تكتسب وتشع طاقة بكميات محددة و منفصلة فقط سماها كمات ( أطلق عليها اينشتاين فيما بعد فوتونات ) كما وجد أن طاقة الذرة المهتزه تشع طاقة تتناسب طرديا مع ترددها hf=E حيث f تردد الذرة المهتزه و h ثابت بلانك والذي يعد أقل قيمة للطاقة ف الكون
وتوصل أن الطاقة التي يمتلكها الجسم أو يشعها عند تردد معين يعطى بالعلاقة E = nhf حيث n عدد الذرات التي تهتز التردد نفسه

واتمنى ان اكون وفقت ف إيضاح الإجابة