سوال ۱۶ — سؤال ۱۶ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — شهریور ۱۴۰۵، نوبت عصر
۱ بارمبا استفاده از عبارت‌های داخل جعبهٔ کلمات، جمله‌های زیر را کامل کنید. (یک مورد اضافی است.)
مدل رادرفورد – فروسرخ – مدل بور – فرابنفش – مدل تامسون
الف) در اثر برهم‌کنش نور ........ با کلاهک یک برق‌نما با بار منفی، ورقه‌ها به سرعت به هم نزدیک می‌شوند.
ب) در دمای معمولی، بیشتر تابش گسیل‌شده از سطح اجسام در ناحیهٔ ........ قرار دارد.
پ) توزیع بار الکتریکی مثبت به‌طور همگن در اتم، از ویژگی‌های ........ است.
ت) سقوط الکترون روی هسته و در نتیجه ناپایداری اتم، از چالش‌های ........ است.
پاسخ این سوال همراه با حل تشریحی و نکات آموزشی
در یک قدمی شماست!
پاسخ تشریحیبستن پاسخ
الف) فرابنفش — ب) فروسرخ — پ) مدل تامسون — ت) مدل رادرفورد
راه‌حل قدم‌به‌قدم
الف) فرابنفش. این آزمایش نمونه‌ای از اثر فوتوالکتریک است. فوتون‌های نور فرابنفش انرژی کافی دارند تا الکترون‌ها را از سطح فلزِ کلاهک جدا کنند. با خارج شدن الکترون‌ها، بار منفی برق‌نما کم می‌شود و ورقه‌ها که پیش‌تر یکدیگر را می‌راندند، به هم نزدیک می‌شوند. (نور مرئی معمولی چنین اثری ندارد.)
ب) فروسرخ. هر جسمی بسته به دمایش تابش گرمایی گسیل می‌کند. در دماهای معمولی (مثل دمای اتاق یا بدن)، بیشتر این تابش در ناحیهٔ فروسرخ است و برای همین با چشم دیده نمی‌شود؛ فقط در دماهای خیلی بالا بخش چشمگیری از تابش به ناحیهٔ مرئی می‌رسد.
پ) مدل تامسون. در مدل تامسون (مدل کیک کشمشی)، بار مثبت به‌طور یکنواخت در سراسر حجم اتم پخش شده و الکترون‌ها مثل کشمش در آن فرو رفته‌اند.
ت) مدل رادرفورد. در مدل رادرفورد، الکترون‌ها به دور هستهٔ کوچک و مثبت می‌چرخند. طبق فیزیک کلاسیک، ذرهٔ باردار شتاب‌دار موج الکترومغناطیسی گسیل می‌کند و انرژی از دست می‌دهد؛ پس الکترون باید کم‌کم به هسته نزدیک شود و روی آن سقوط کند و اتم پایدار نمی‌ماند. این چالش بعدها با مدل بور پاسخ داده شد. («مدل بور» مورد اضافی است.)
