سوال ۱۹ — سؤال ۱۹ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — شهریور ۱۴۰۵، نوبت عصر
۱ بارمبه پرسش‌های زیر پاسخ دهید.
الف) دو ویژگی عمدهٔ گسیل القایی را بنویسید.
ب) منظور از انرژی بستگی هسته‌ای چیست؟
پاسخ این سوال همراه با حل تشریحی و نکات آموزشی
در یک قدمی شماست!
پاسخ تشریحیبستن پاسخ
الف) هر دو مورد از این‌ها کافی است:
۱) یک فوتون وارد شده و دو فوتون خارج می‌شود (یا نور تقویت می‌شود).
۲) فوتون گسیلی در جهت فوتون ورودی حرکت می‌کند.
۳) فوتون گسیلی با فوتون ورودی همگام یا هم‌فاز است.
ب) انرژی لازم برای جدا کردن نوکلئون‌های یک هسته را انرژی بستگی هسته‌ای می‌نامند.
راه‌حل قدم‌به‌قدم
الف) در گسیل القایی، اتمی که در حالت برانگیخته است با فوتونی برخورد می‌کند که انرژی‌اش درست برابر اختلاف انرژی دو تراز اتم است. این فوتون اتم را وادار می‌کند به تراز پایین‌تر برود و فوتونی گسیل کند که درست مانند فوتون ورودی است. نتیجه:
- تقویت نور: یک فوتون وارد می‌شود و دو فوتون بیرون می‌آید.
- هم‌جهتی: فوتون گسیلی در همان جهت فوتون ورودی حرکت می‌کند.
- هم‌فازی: فوتون گسیلی با فوتون ورودی همگام (هم‌فاز) است.
نوشتن هر دو مورد از این سه کافی است. همین ویژگی‌ها پایهٔ کار لیزر است.
ب) نوکلئون‌ها (پروتون‌ها و نوترون‌ها) با نیروی هسته‌ای قوی در کنار هم نگه داشته می‌شوند. برای این‌که نوکلئون‌های یک هسته را از هم جدا کنیم، باید به هسته انرژی بدهیم؛ این انرژی لازم، انرژی بستگی هسته‌ای نام دارد. هرچه این انرژی (به ازای هر نوکلئون) بیشتر باشد، هسته پایدارتر است.
