الفيزياء: المستوى العالي

1. 1.

   يسقط ضوء ترددها 7.5 × 10¹⁴ Hz على سطح معدني دالة شغله 2.5 × 10⁻¹⁹ J. احسب أقصى طاقة حركة للإلكترونات الضوئية المنبعثة. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s.

   [4 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
   2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: استخدام معادلة التأثير الكهروضوئي hf = Φ + EKmax. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: حساب طاقة الفوتون hf = (6.63 × 10⁻³⁴)(7.5 × 10¹⁴) ≈ 4.97 × 10⁻¹⁹ J. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: إعادة الترتيب إلى EKmax = hf − Φ. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: الحصول على EKmax ≈ 2.47 × 10⁻¹⁹ J. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: دالة الشغل هي أدنى طاقة لازمة لإزالة إلكترون؛ وتتحول أي طاقة فوتون زائدة عنها إلى طاقة حركة الإلكترون، وليس إلى إزالة إلكترونات إضافية.

   نقاط التصحيح

   • استخدام معادلة التأثير الكهروضوئي hf = Φ + EKmax.
   • حساب طاقة الفوتون hf = (6.63 × 10⁻³⁴)(7.5 × 10¹⁴) ≈ 4.97 × 10⁻¹⁹ J.
   • إعادة الترتيب إلى EKmax = hf − Φ.
   • الحصول على EKmax ≈ 2.47 × 10⁻¹⁹ J.

   ملاحظة الفاحص: دالة الشغل هي أدنى طاقة لازمة لإزالة إلكترون؛ وتتحول أي طاقة فوتون زائدة عنها إلى طاقة حركة الإلكترون، وليس إلى إزالة إلكترونات إضافية.

2. 2.

   تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يسقط ضوء ترددها 7.5 × 10¹⁴ Hz على سطح معدني دالة شغله 2.5 × 10⁻¹⁹ J. احسب أقصى طاقة حركة للإلكترونات الضوئية المنبعثة. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام معادلة التأثير الكهروضوئي hf = Φ + EKmax.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

   [4 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
   2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام معادلة التأثير الكهروضوئي hf = Φ + EKmax. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: حساب طاقة الفوتون hf = (6.63 × 10⁻³⁴)(7.5 × 10¹⁴) ≈ 4.97 × 10⁻¹⁹ J. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: إعادة الترتيب إلى EKmax = hf − Φ. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: الحصول على EKmax ≈ 2.47 × 10⁻¹⁹ J. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

   نقاط التصحيح

   • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام معادلة التأثير الكهروضوئي hf = Φ + EKmax.
   • يحدد المتطلب الناقص: حساب طاقة الفوتون hf = (6.63 × 10⁻³⁴)(7.5 × 10¹⁴) ≈ 4.97 × 10⁻¹⁹ J.
   • يحدد المتطلب الناقص: إعادة الترتيب إلى EKmax = hf − Φ.
   • يحدد المتطلب الناقص: الحصول على EKmax ≈ 2.47 × 10⁻¹⁹ J.

   ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

3. 3.

   اشرح كيف يقدّم التأثير الكهروضوئي دليلاً على الطبيعة الجسيمية للضوء، مع الإشارة إلى ملاحظة أن الانبعاث فوري ويعتمد على التردد وليس الشدة.

   [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
   2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن نظرية الموجة تتنبأ بأن الانبعاث يجب أن يعتمد على الشدة (طاقة الموجة) وأن يُظهر تأخيراً زمنياً لتراكم الطاقة، وكلاهما غير ملاحظ. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه تحت تردد حدي، لا تُنبعث إلكترونات بغض النظر عن الشدة، وهو ما لا تستطيع نظرية الموجة تفسيره. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: توضيح أنه في نموذج الفوتون، يحمل كل فوتون طاقة منفصلة E = hf، وإما أن يمتلك تفاعل فوتون-إلكترون واحد طاقة كافية لقذف إلكترون أو لا يمتلكها — ما يفسر العتبة الفورية المعتمدة على التردد. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: الاستنتاج أن هذا الدليل يدعم سلوك الضوء ككميات منفصلة (فوتونات) بدلاً من موجة مستمرة في هذا التفاعل. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: التردد الحدي والانبعاث الفوري هما الملاحظتان المحددتان اللتان تفشل نظرية الموجة الكلاسيكية في تفسيرهما — استشهد بهما دائماً عند الإجابة عن هذا السؤال الكلاسيكي.

   نقاط التصحيح

   • توضيح أن نظرية الموجة تتنبأ بأن الانبعاث يجب أن يعتمد على الشدة (طاقة الموجة) وأن يُظهر تأخيراً زمنياً لتراكم الطاقة، وكلاهما غير ملاحظ.
   • توضيح أنه تحت تردد حدي، لا تُنبعث إلكترونات بغض النظر عن الشدة، وهو ما لا تستطيع نظرية الموجة تفسيره.
   • توضيح أنه في نموذج الفوتون، يحمل كل فوتون طاقة منفصلة E = hf، وإما أن يمتلك تفاعل فوتون-إلكترون واحد طاقة كافية لقذف إلكترون أو لا يمتلكها — ما يفسر العتبة الفورية المعتمدة على التردد.
   • الاستنتاج أن هذا الدليل يدعم سلوك الضوء ككميات منفصلة (فوتونات) بدلاً من موجة مستمرة في هذا التفاعل.

   ملاحظة الفاحص: التردد الحدي والانبعاث الفوري هما الملاحظتان المحددتان اللتان تفشل نظرية الموجة الكلاسيكية في تفسيرهما — استشهد بهما دائماً عند الإجابة عن هذا السؤال الكلاسيكي.

4. 4.

   تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح كيف يقدّم التأثير الكهروضوئي دليلاً على الطبيعة الجسيمية للضوء، مع الإشارة إلى ملاحظة أن الانبعاث فوري ويعتمد على التردد وليس الشدة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن نظرية الموجة تتنبأ بأن الانبعاث يجب أن يعتمد على الشدة (طاقة الموجة) وأن يُظهر تأخيراً زمنياً لتراكم الطاقة، وكلاهما غير ملاحظ.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

   [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
   2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن نظرية الموجة تتنبأ بأن الانبعاث يجب أن يعتمد على الشدة (طاقة الموجة) وأن يُظهر تأخيراً زمنياً لتراكم الطاقة، وكلاهما غير ملاحظ. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه تحت تردد حدي، لا تُنبعث إلكترونات بغض النظر عن الشدة، وهو ما لا تستطيع نظرية الموجة تفسيره. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه في نموذج الفوتون، يحمل كل فوتون طاقة منفصلة E = hf، وإما أن يمتلك تفاعل فوتون-إلكترون واحد طاقة كافية لقذف إلكترون أو لا يمتلكها — ما يفسر العتبة الفورية المعتمدة على التردد. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: الاستنتاج أن هذا الدليل يدعم سلوك الضوء ككميات منفصلة (فوتونات) بدلاً من موجة مستمرة في هذا التفاعل. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

   نقاط التصحيح

   • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن نظرية الموجة تتنبأ بأن الانبعاث يجب أن يعتمد على الشدة (طاقة الموجة) وأن يُظهر تأخيراً زمنياً لتراكم الطاقة، وكلاهما غير ملاحظ.
   • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه تحت تردد حدي، لا تُنبعث إلكترونات بغض النظر عن الشدة، وهو ما لا تستطيع نظرية الموجة تفسيره.
   • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه في نموذج الفوتون، يحمل كل فوتون طاقة منفصلة E = hf، وإما أن يمتلك تفاعل فوتون-إلكترون واحد طاقة كافية لقذف إلكترون أو لا يمتلكها — ما يفسر العتبة الفورية المعتمدة على التردد.
   • يحدد المتطلب الناقص: الاستنتاج أن هذا الدليل يدعم سلوك الضوء ككميات منفصلة (فوتونات) بدلاً من موجة مستمرة في هذا التفاعل.

   ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

5. 5.

   احسب طول موجة دي برولي لإلكترون (كتلته 9.11 × 10⁻³¹ kg) يتحرك بسرعة 2.0 × 10⁶ m s⁻¹. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s.

   [3 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
   2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: استخدام λ = h/(mv). اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: التعويض λ = (6.63 × 10⁻³⁴)/((9.11 × 10⁻³¹)(2.0 × 10⁶)). اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: الحصول على λ ≈ 3.64 × 10⁻¹⁰ m. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تنطبق علاقة دي برولي على أي جسيم متحرك له زخم، وليس الفوتونات فقط — وطول الموجة هذا بمقياس تباعد الذرات، وهذا سبب إمكانية رصد حيود الإلكترونات بواسطة البلورات.

   نقاط التصحيح

   • استخدام λ = h/(mv).
   • التعويض λ = (6.63 × 10⁻³⁴)/((9.11 × 10⁻³¹)(2.0 × 10⁶)).
   • الحصول على λ ≈ 3.64 × 10⁻¹⁰ m.

   ملاحظة الفاحص: تنطبق علاقة دي برولي على أي جسيم متحرك له زخم، وليس الفوتونات فقط — وطول الموجة هذا بمقياس تباعد الذرات، وهذا سبب إمكانية رصد حيود الإلكترونات بواسطة البلورات.

6. 6.

   تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «احسب طول موجة دي برولي لإلكترون (كتلته 9.11 × 10⁻³¹ kg) يتحرك بسرعة 2.0 × 10⁶ m s⁻¹. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام λ = h/(mv).» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

   [3 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
   2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام λ = h/(mv). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: التعويض λ = (6.63 × 10⁻³⁴)/((9.11 × 10⁻³¹)(2.0 × 10⁶)). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: الحصول على λ ≈ 3.64 × 10⁻¹⁰ m. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

   نقاط التصحيح

   • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام λ = h/(mv).
   • يحدد المتطلب الناقص: التعويض λ = (6.63 × 10⁻³⁴)/((9.11 × 10⁻³¹)(2.0 × 10⁶)).
   • يحدد المتطلب الناقص: الحصول على λ ≈ 3.64 × 10⁻¹⁰ m.

   ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

7. 7.

   اشرح ما تُظهره تجارب حيود الإلكترونات بشأن طبيعة المادة، واذكر جهازاً عملياً واحداً يعتمد على هذا السلوك الموجي للإلكترونات.

   [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
   2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن حيود الإلكترونات يُنتج أنماط تداخل، وهو سلوك مميز للموجات، عندما تمر الإلكترونات عبر بلورة أو غشاء رقيق. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن هذا يُظهر أن المادة (التي تُعد عادة جسيمات) تُظهر خصائص موجية، ما يدعم ازدواجية الموجة والجسيم. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر تطبيق عملي، مثل المجهر الإلكتروني، الذي يستخدم أطوال موجة الإلكترونات (الأقصر بكثير من الضوء المرئي) لتحقيق دقة أعلى بكثير. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تنطبق ازدواجية الموجة والجسيم على كل المادة والإشعاع؛ ويُعد إظهار الإلكترونات للحيود دليل جانب المادة، بالتوازي مع التأثير الكهروضوئي كدليل جانب الإشعاع على السلوك الجسيمي.

   نقاط التصحيح

   • توضيح أن حيود الإلكترونات يُنتج أنماط تداخل، وهو سلوك مميز للموجات، عندما تمر الإلكترونات عبر بلورة أو غشاء رقيق.
   • توضيح أن هذا يُظهر أن المادة (التي تُعد عادة جسيمات) تُظهر خصائص موجية، ما يدعم ازدواجية الموجة والجسيم.
   • ذكر تطبيق عملي، مثل المجهر الإلكتروني، الذي يستخدم أطوال موجة الإلكترونات (الأقصر بكثير من الضوء المرئي) لتحقيق دقة أعلى بكثير.

   ملاحظة الفاحص: تنطبق ازدواجية الموجة والجسيم على كل المادة والإشعاع؛ ويُعد إظهار الإلكترونات للحيود دليل جانب المادة، بالتوازي مع التأثير الكهروضوئي كدليل جانب الإشعاع على السلوك الجسيمي.

8. 8.

   تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح ما تُظهره تجارب حيود الإلكترونات بشأن طبيعة المادة، واذكر جهازاً عملياً واحداً يعتمد على هذا السلوك الموجي للإلكترونات.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن حيود الإلكترونات يُنتج أنماط تداخل، وهو سلوك مميز للموجات، عندما تمر الإلكترونات عبر بلورة أو غشاء رقيق.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

   [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
   2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن حيود الإلكترونات يُنتج أنماط تداخل، وهو سلوك مميز للموجات، عندما تمر الإلكترونات عبر بلورة أو غشاء رقيق. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا يُظهر أن المادة (التي تُعد عادة جسيمات) تُظهر خصائص موجية، ما يدعم ازدواجية الموجة والجسيم. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: ذكر تطبيق عملي، مثل المجهر الإلكتروني، الذي يستخدم أطوال موجة الإلكترونات (الأقصر بكثير من الضوء المرئي) لتحقيق دقة أعلى بكثير. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

   نقاط التصحيح

   • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن حيود الإلكترونات يُنتج أنماط تداخل، وهو سلوك مميز للموجات، عندما تمر الإلكترونات عبر بلورة أو غشاء رقيق.
   • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا يُظهر أن المادة (التي تُعد عادة جسيمات) تُظهر خصائص موجية، ما يدعم ازدواجية الموجة والجسيم.
   • يحدد المتطلب الناقص: ذكر تطبيق عملي، مثل المجهر الإلكتروني، الذي يستخدم أطوال موجة الإلكترونات (الأقصر بكثير من الضوء المرئي) لتحقيق دقة أعلى بكثير.

   ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

9. 9.

   ينتقل إلكترون في ذرة هيدروجين من مستوى طاقة −1.51 eV إلى مستوى −3.40 eV، ويصدر فوتوناً. احسب طاقة الفوتون المنبعث وتردده. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s و1 eV = 1.60 × 10⁻¹⁹ J.

   [5 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
   2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: حساب الطاقة المنطلقة: ΔE = (−1.51) − (−3.40) = 1.89 eV. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: التحويل إلى جول: 1.89 × 1.60 × 10⁻¹⁹ ≈ 3.02 × 10⁻¹⁹ J. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: توضيح أن هذه الطاقة تساوي طاقة الفوتون: Eالفوتون = hf. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   5. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: إعادة الترتيب إلى f = E/h. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   6. طوّر هذا الجزء من الإجابة: الحصول على f ≈ 4.56 × 10¹⁴ Hz. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   7. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يُطلق الانتقال من مستوى طاقة أعلى (أقل سلبية) إلى مستوى أدنى (أكثر سلبية) فوتوناً؛ حوّل eV إلى جول قبل استخدام hf، لأن h معطاة بوحدات النظام الدولي.

   نقاط التصحيح

   • حساب الطاقة المنطلقة: ΔE = (−1.51) − (−3.40) = 1.89 eV.
   • التحويل إلى جول: 1.89 × 1.60 × 10⁻¹⁹ ≈ 3.02 × 10⁻¹⁹ J.
   • توضيح أن هذه الطاقة تساوي طاقة الفوتون: Eالفوتون = hf.
   • إعادة الترتيب إلى f = E/h.
   • الحصول على f ≈ 4.56 × 10¹⁴ Hz.

   ملاحظة الفاحص: يُطلق الانتقال من مستوى طاقة أعلى (أقل سلبية) إلى مستوى أدنى (أكثر سلبية) فوتوناً؛ حوّل eV إلى جول قبل استخدام hf، لأن h معطاة بوحدات النظام الدولي.

10. 10.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «ينتقل إلكترون في ذرة هيدروجين من مستوى طاقة −1.51 eV إلى مستوى −3.40 eV، ويصدر فوتوناً. احسب طاقة الفوتون المنبعث وتردده. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s و1 eV = 1.60 × 10⁻¹⁹ J.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «حساب الطاقة المنطلقة: ΔE = (−1.51) − (−3.40) = 1.89 eV.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 5 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [5 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: حساب الطاقة المنطلقة: ΔE = (−1.51) − (−3.40) = 1.89 eV. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: التحويل إلى جول: 1.89 × 1.60 × 10⁻¹⁹ ≈ 3.02 × 10⁻¹⁹ J. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذه الطاقة تساوي طاقة الفوتون: Eالفوتون = hf. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: إعادة الترتيب إلى f = E/h. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    6. المطلب 5: يحدد المتطلب الناقص: الحصول على f ≈ 4.56 × 10¹⁴ Hz. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    7. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: حساب الطاقة المنطلقة: ΔE = (−1.51) − (−3.40) = 1.89 eV.
    • يحدد المتطلب الناقص: التحويل إلى جول: 1.89 × 1.60 × 10⁻¹⁹ ≈ 3.02 × 10⁻¹⁹ J.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذه الطاقة تساوي طاقة الفوتون: Eالفوتون = hf.
    • يحدد المتطلب الناقص: إعادة الترتيب إلى f = E/h.
    • يحدد المتطلب الناقص: الحصول على f ≈ 4.56 × 10¹⁴ Hz.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

11. 11.

    اشرح لماذا تتكون أطياف الانبعاث الذري من خطوط منفصلة بدلاً من مدى مستمر من الأطوال الموجية، من حيث مستويات طاقة الإلكترون.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن الإلكترونات في الذرة يمكن أن تشغل فقط مستويات طاقة محددة ومنفصلة (مكممة). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن الفوتون يُصدر فقط عند انتقال إلكترون بين مستويي طاقة محددين، مع طاقة فوتون تساوي فرق الطاقة بالضبط. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه بما أن فروق طاقة محددة فقط ممكنة، يمكن إصدار ترددات فوتون محددة فقط (وبالتالي أطوال موجية)، ما يُنتج خطوطاً طيفية منفصلة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يقابل كل خط طيفي انتقالاً محدداً واحداً للإلكترون بين مستويي طاقة — ويعكس انفصال الطيف مباشرة انفصال (تكميم) مستويات الطاقة الذرية.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن الإلكترونات في الذرة يمكن أن تشغل فقط مستويات طاقة محددة ومنفصلة (مكممة).
    • توضيح أن الفوتون يُصدر فقط عند انتقال إلكترون بين مستويي طاقة محددين، مع طاقة فوتون تساوي فرق الطاقة بالضبط.
    • توضيح أنه بما أن فروق طاقة محددة فقط ممكنة، يمكن إصدار ترددات فوتون محددة فقط (وبالتالي أطوال موجية)، ما يُنتج خطوطاً طيفية منفصلة.

    ملاحظة الفاحص: يقابل كل خط طيفي انتقالاً محدداً واحداً للإلكترون بين مستويي طاقة — ويعكس انفصال الطيف مباشرة انفصال (تكميم) مستويات الطاقة الذرية.

12. 12.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح لماذا تتكون أطياف الانبعاث الذري من خطوط منفصلة بدلاً من مدى مستمر من الأطوال الموجية، من حيث مستويات طاقة الإلكترون.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن الإلكترونات في الذرة يمكن أن تشغل فقط مستويات طاقة محددة ومنفصلة (مكممة).» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن الإلكترونات في الذرة يمكن أن تشغل فقط مستويات طاقة محددة ومنفصلة (مكممة). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن الفوتون يُصدر فقط عند انتقال إلكترون بين مستويي طاقة محددين، مع طاقة فوتون تساوي فرق الطاقة بالضبط. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه بما أن فروق طاقة محددة فقط ممكنة، يمكن إصدار ترددات فوتون محددة فقط (وبالتالي أطوال موجية)، ما يُنتج خطوطاً طيفية منفصلة. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن الإلكترونات في الذرة يمكن أن تشغل فقط مستويات طاقة محددة ومنفصلة (مكممة).
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن الفوتون يُصدر فقط عند انتقال إلكترون بين مستويي طاقة محددين، مع طاقة فوتون تساوي فرق الطاقة بالضبط.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه بما أن فروق طاقة محددة فقط ممكنة، يمكن إصدار ترددات فوتون محددة فقط (وبالتالي أطوال موجية)، ما يُنتج خطوطاً طيفية منفصلة.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

13. 13.

    يمكن التعبير عن مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ بالصيغة ΔxΔp ≥ h/4π. اشرح ما ينص عليه هذا المبدأ بشأن قياس موضع وزخم جسيم في آنٍ واحد.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه من المستحيل أساساً معرفة الموضع الدقيق والزخم الدقيق لجسيم في آنٍ واحد. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن Δx وΔp تمثلان عدم اليقين (وليس خطأ القياس) في الموضع والزخم على التوالي. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن تقليل عدم اليقين في الموضع (موضع أدق) يزيد بالضرورة عدم اليقين في الزخم، والعكس صحيح. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: هذه خاصية أساسية في الطبيعة، وليست قصوراً في أدوات القياس — فحتى الأداة المثالية لا يمكنها تجاوز هذا الحد.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أنه من المستحيل أساساً معرفة الموضع الدقيق والزخم الدقيق لجسيم في آنٍ واحد.
    • توضيح أن Δx وΔp تمثلان عدم اليقين (وليس خطأ القياس) في الموضع والزخم على التوالي.
    • توضيح أن تقليل عدم اليقين في الموضع (موضع أدق) يزيد بالضرورة عدم اليقين في الزخم، والعكس صحيح.

    ملاحظة الفاحص: هذه خاصية أساسية في الطبيعة، وليست قصوراً في أدوات القياس — فحتى الأداة المثالية لا يمكنها تجاوز هذا الحد.

14. 14.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يمكن التعبير عن مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ بالصيغة ΔxΔp ≥ h/4π. اشرح ما ينص عليه هذا المبدأ بشأن قياس موضع وزخم جسيم في آنٍ واحد.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه من المستحيل أساساً معرفة الموضع الدقيق والزخم الدقيق لجسيم في آنٍ واحد.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أنه من المستحيل أساساً معرفة الموضع الدقيق والزخم الدقيق لجسيم في آنٍ واحد. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن Δx وΔp تمثلان عدم اليقين (وليس خطأ القياس) في الموضع والزخم على التوالي. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن تقليل عدم اليقين في الموضع (موضع أدق) يزيد بالضرورة عدم اليقين في الزخم، والعكس صحيح. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أنه من المستحيل أساساً معرفة الموضع الدقيق والزخم الدقيق لجسيم في آنٍ واحد.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن Δx وΔp تمثلان عدم اليقين (وليس خطأ القياس) في الموضع والزخم على التوالي.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن تقليل عدم اليقين في الموضع (موضع أدق) يزيد بالضرورة عدم اليقين في الزخم، والعكس صحيح.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

15. 15.

    لنواة في حالة مثارة طاقتها 4.8 MeV فوق حالتها الأرضية، وتتحلل بإصدار فوتون أشعة غاما. احسب الطول الموجي لأشعة غاما المنبعثة. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s وc = 3.00 × 10⁸ m s⁻¹ و1 eV = 1.60 × 10⁻¹⁹ J.

    [4 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: تحويل الطاقة إلى جول: 4.8 × 10⁶ × 1.60 × 10⁻¹⁹ ≈ 7.68 × 10⁻¹³ J. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: استخدام E = hc/λ. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: إعادة الترتيب إلى λ = hc/E. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: الحصول على λ ≈ 2.59 × 10⁻¹³ m. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تتبع انتقالات مستويات الطاقة النووية علاقة E = hc/λ نفسها لانتقالات المستويات الذرية، لكن بطاقات أكبر بمليون مرة تقريباً، ما يعطي أطوالاً موجية لأشعة غاما (وليس الضوء المرئي).

    نقاط التصحيح

    • تحويل الطاقة إلى جول: 4.8 × 10⁶ × 1.60 × 10⁻¹⁹ ≈ 7.68 × 10⁻¹³ J.
    • استخدام E = hc/λ.
    • إعادة الترتيب إلى λ = hc/E.
    • الحصول على λ ≈ 2.59 × 10⁻¹³ m.

    ملاحظة الفاحص: تتبع انتقالات مستويات الطاقة النووية علاقة E = hc/λ نفسها لانتقالات المستويات الذرية، لكن بطاقات أكبر بمليون مرة تقريباً، ما يعطي أطوالاً موجية لأشعة غاما (وليس الضوء المرئي).

16. 16.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لنواة في حالة مثارة طاقتها 4.8 MeV فوق حالتها الأرضية، وتتحلل بإصدار فوتون أشعة غاما. احسب الطول الموجي لأشعة غاما المنبعثة. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s وc = 3.00 × 10⁸ m s⁻¹ و1 eV = 1.60 × 10⁻¹⁹ J.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تحويل الطاقة إلى جول: 4.8 × 10⁶ × 1.60 × 10⁻¹⁹ ≈ 7.68 × 10⁻¹³ J.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [4 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: تحويل الطاقة إلى جول: 4.8 × 10⁶ × 1.60 × 10⁻¹⁹ ≈ 7.68 × 10⁻¹³ J. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: استخدام E = hc/λ. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: إعادة الترتيب إلى λ = hc/E. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: الحصول على λ ≈ 2.59 × 10⁻¹³ m. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: تحويل الطاقة إلى جول: 4.8 × 10⁶ × 1.60 × 10⁻¹⁹ ≈ 7.68 × 10⁻¹³ J.
    • يحدد المتطلب الناقص: استخدام E = hc/λ.
    • يحدد المتطلب الناقص: إعادة الترتيب إلى λ = hc/E.
    • يحدد المتطلب الناقص: الحصول على λ ≈ 2.59 × 10⁻¹³ m.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

17. 17.

    ميّز بين طيف انبعاث مستمر وطيف امتصاص خطي، واذكر الظروف التي يُنتج فيها كل منهما.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن الطيف المستمر يحتوي على جميع الأطوال الموجية عبر مدى، ويُنتج بواسطة مصدر ساخن وكثيف مثل صلب أو سائل أو غاز كثيف (مثل مصباح فتيلة). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن طيف الامتصاص الخطي يُظهر خطوطاً داكنة عند أطوال موجية محددة فوق خلفية مستمرة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن ذلك يحدث عندما يمر ضوء الطيف المستمر عبر غاز أبرد ومنخفض الكثافة، يمتص أطوالاً موجية محددة تقابل انتقالات الطاقة المسموحة لذراته. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تحدث الخطوط الداكنة في طيف الامتصاص عند الأطوال الموجية نفسها للخطوط الساطعة في طيف انبعاث ذلك العنصر بالضبط، لأن كليهما يقابل مجموعة انتقالات الطاقة المسموحة نفسها.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن الطيف المستمر يحتوي على جميع الأطوال الموجية عبر مدى، ويُنتج بواسطة مصدر ساخن وكثيف مثل صلب أو سائل أو غاز كثيف (مثل مصباح فتيلة).
    • توضيح أن طيف الامتصاص الخطي يُظهر خطوطاً داكنة عند أطوال موجية محددة فوق خلفية مستمرة.
    • توضيح أن ذلك يحدث عندما يمر ضوء الطيف المستمر عبر غاز أبرد ومنخفض الكثافة، يمتص أطوالاً موجية محددة تقابل انتقالات الطاقة المسموحة لذراته.

    ملاحظة الفاحص: تحدث الخطوط الداكنة في طيف الامتصاص عند الأطوال الموجية نفسها للخطوط الساطعة في طيف انبعاث ذلك العنصر بالضبط، لأن كليهما يقابل مجموعة انتقالات الطاقة المسموحة نفسها.

18. 18.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «ميّز بين طيف انبعاث مستمر وطيف امتصاص خطي، واذكر الظروف التي يُنتج فيها كل منهما.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن الطيف المستمر يحتوي على جميع الأطوال الموجية عبر مدى، ويُنتج بواسطة مصدر ساخن وكثيف مثل صلب أو سائل أو غاز كثيف (مثل مصباح فتيلة).» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن الطيف المستمر يحتوي على جميع الأطوال الموجية عبر مدى، ويُنتج بواسطة مصدر ساخن وكثيف مثل صلب أو سائل أو غاز كثيف (مثل مصباح فتيلة). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن طيف الامتصاص الخطي يُظهر خطوطاً داكنة عند أطوال موجية محددة فوق خلفية مستمرة. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن ذلك يحدث عندما يمر ضوء الطيف المستمر عبر غاز أبرد ومنخفض الكثافة، يمتص أطوالاً موجية محددة تقابل انتقالات الطاقة المسموحة لذراته. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن الطيف المستمر يحتوي على جميع الأطوال الموجية عبر مدى، ويُنتج بواسطة مصدر ساخن وكثيف مثل صلب أو سائل أو غاز كثيف (مثل مصباح فتيلة).
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن طيف الامتصاص الخطي يُظهر خطوطاً داكنة عند أطوال موجية محددة فوق خلفية مستمرة.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن ذلك يحدث عندما يمر ضوء الطيف المستمر عبر غاز أبرد ومنخفض الكثافة، يمتص أطوالاً موجية محددة تقابل انتقالات الطاقة المسموحة لذراته.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

19. 19.

    في تجربة، تُسرَّع إلكترونات خلال فرق جهد 150 V قبل اصطدامها بهدف. احسب طول موجة دي برولي لهذه الإلكترونات. استخدم e = 1.60 × 10⁻¹⁹ C وmₑ = 9.11 × 10⁻³¹ kg وh = 6.63 × 10⁻³⁴ J s.

    [5 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
    2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: استخدام علاقة الشغل والطاقة: eV = ½mv²، لذا طاقة الحركة = eV. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: حساب طاقة الحركة: (1.60 × 10⁻¹⁹)(150) = 2.4 × 10⁻¹⁷ J. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: إعادة الترتيب ½mv² = EK لإيجاد v = √(2EK/m). اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    5. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: حساب v ≈ 7.25 × 10⁶ m s⁻¹، ثم استخدام λ = h/(mv). اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    6. طوّر هذا الجزء من الإجابة: الحصول على λ ≈ 1.00 × 10⁻¹⁰ m. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    7. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يمنح تسريع الإلكترونات عبر فرق جهد طاقة حركة eV؛ ويجب تحويلها إلى سرعة قبل تطبيق علاقة دي برولي، التي تحتاج إلى الزخم (mv)، وليس الطاقة مباشرة.

    نقاط التصحيح

    • استخدام علاقة الشغل والطاقة: eV = ½mv²، لذا طاقة الحركة = eV.
    • حساب طاقة الحركة: (1.60 × 10⁻¹⁹)(150) = 2.4 × 10⁻¹⁷ J.
    • إعادة الترتيب ½mv² = EK لإيجاد v = √(2EK/m).
    • حساب v ≈ 7.25 × 10⁶ m s⁻¹، ثم استخدام λ = h/(mv).
    • الحصول على λ ≈ 1.00 × 10⁻¹⁰ m.

    ملاحظة الفاحص: يمنح تسريع الإلكترونات عبر فرق جهد طاقة حركة eV؛ ويجب تحويلها إلى سرعة قبل تطبيق علاقة دي برولي، التي تحتاج إلى الزخم (mv)، وليس الطاقة مباشرة.

20. 20.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «في تجربة، تُسرَّع إلكترونات خلال فرق جهد 150 V قبل اصطدامها بهدف. احسب طول موجة دي برولي لهذه الإلكترونات. استخدم e = 1.60 × 10⁻¹⁹ C وmₑ = 9.11 × 10⁻³¹ kg وh = 6.63 × 10⁻³⁴ J s.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام علاقة الشغل والطاقة: eV = ½mv²، لذا طاقة الحركة = eV.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 5 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [5 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام علاقة الشغل والطاقة: eV = ½mv²، لذا طاقة الحركة = eV. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: حساب طاقة الحركة: (1.60 × 10⁻¹⁹)(150) = 2.4 × 10⁻¹⁷ J. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: إعادة الترتيب ½mv² = EK لإيجاد v = √(2EK/m). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: حساب v ≈ 7.25 × 10⁶ m s⁻¹، ثم استخدام λ = h/(mv). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    6. المطلب 5: يحدد المتطلب الناقص: الحصول على λ ≈ 1.00 × 10⁻¹⁰ m. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    7. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام علاقة الشغل والطاقة: eV = ½mv²، لذا طاقة الحركة = eV.
    • يحدد المتطلب الناقص: حساب طاقة الحركة: (1.60 × 10⁻¹⁹)(150) = 2.4 × 10⁻¹⁷ J.
    • يحدد المتطلب الناقص: إعادة الترتيب ½mv² = EK لإيجاد v = √(2EK/m).
    • يحدد المتطلب الناقص: حساب v ≈ 7.25 × 10⁶ m s⁻¹، ثم استخدام λ = h/(mv).
    • يحدد المتطلب الناقص: الحصول على λ ≈ 1.00 × 10⁻¹⁰ m.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

21. 21.

    ميّز بين نموذج بور ونموذج شرودنغر (الميكانيكا الكمية) للذرة، من حيث كيفية وصف كل منهما لموضع الإلكترون.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه في نموذج بور، تدور الإلكترونات حول النواة في مسارات دائرية محددة وثابتة (مدارات) عند أنصاف أقطار معينة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه في نموذج شرودنغر، لا يمكن معرفة موضع الإلكترون أو التنبؤ به بدقة؛ بل يُوصف بدالة موجية تعطي احتمال إيجاد الإلكترون في موضع معين (سحابة إلكترونية أو فلك). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن نموذج شرودنغر يتسق مع مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ، بينما لا تتسق معه مدارات نموذج بور المحددة بدقة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يتنبأ نموذج بور بدقة بمستويات طاقة الهيدروجين لكنه يوحي خطأً بمسارات إلكترونية معروفة بدقة — يحافظ نموذج شرودنغر على مستويات الطاقة المكممة بينما يستبدل المدارات الثابتة بتوزيعات احتمالية.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أنه في نموذج بور، تدور الإلكترونات حول النواة في مسارات دائرية محددة وثابتة (مدارات) عند أنصاف أقطار معينة.
    • توضيح أنه في نموذج شرودنغر، لا يمكن معرفة موضع الإلكترون أو التنبؤ به بدقة؛ بل يُوصف بدالة موجية تعطي احتمال إيجاد الإلكترون في موضع معين (سحابة إلكترونية أو فلك).
    • توضيح أن نموذج شرودنغر يتسق مع مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ، بينما لا تتسق معه مدارات نموذج بور المحددة بدقة.

    ملاحظة الفاحص: يتنبأ نموذج بور بدقة بمستويات طاقة الهيدروجين لكنه يوحي خطأً بمسارات إلكترونية معروفة بدقة — يحافظ نموذج شرودنغر على مستويات الطاقة المكممة بينما يستبدل المدارات الثابتة بتوزيعات احتمالية.

22. 22.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «ميّز بين نموذج بور ونموذج شرودنغر (الميكانيكا الكمية) للذرة، من حيث كيفية وصف كل منهما لموضع الإلكترون.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه في نموذج بور، تدور الإلكترونات حول النواة في مسارات دائرية محددة وثابتة (مدارات) عند أنصاف أقطار معينة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أنه في نموذج بور، تدور الإلكترونات حول النواة في مسارات دائرية محددة وثابتة (مدارات) عند أنصاف أقطار معينة. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه في نموذج شرودنغر، لا يمكن معرفة موضع الإلكترون أو التنبؤ به بدقة؛ بل يُوصف بدالة موجية تعطي احتمال إيجاد الإلكترون في موضع معين (سحابة إلكترونية أو فلك). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن نموذج شرودنغر يتسق مع مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ، بينما لا تتسق معه مدارات نموذج بور المحددة بدقة. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أنه في نموذج بور، تدور الإلكترونات حول النواة في مسارات دائرية محددة وثابتة (مدارات) عند أنصاف أقطار معينة.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه في نموذج شرودنغر، لا يمكن معرفة موضع الإلكترون أو التنبؤ به بدقة؛ بل يُوصف بدالة موجية تعطي احتمال إيجاد الإلكترون في موضع معين (سحابة إلكترونية أو فلك).
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن نموذج شرودنغر يتسق مع مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ، بينما لا تتسق معه مدارات نموذج بور المحددة بدقة.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

23. 23.

    احسب زخم فوتون طوله الموجي 500 nm. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s.

    [3 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
    2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: استخدام p = h/λ. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: تحويل الطول الموجي إلى أمتار: 500 nm = 5.00 × 10⁻⁷ m. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: تعويض p = (6.63 × 10⁻³⁴)/(5.00 × 10⁻⁷) للحصول على p ≈ 1.33 × 10⁻²⁷ kg m s⁻¹. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: الفوتون عديم الكتلة السكونية لكنه يحمل زخماً رغم ذلك، يُعطى بـ p = h/λ (أو بشكل مكافئ p = E/c) — وهذا أساسي لتفسير ظواهر مثل ضغط الإشعاع وتشتت كومبتون.

    نقاط التصحيح

    • استخدام p = h/λ.
    • تحويل الطول الموجي إلى أمتار: 500 nm = 5.00 × 10⁻⁷ m.
    • تعويض p = (6.63 × 10⁻³⁴)/(5.00 × 10⁻⁷) للحصول على p ≈ 1.33 × 10⁻²⁷ kg m s⁻¹.

    ملاحظة الفاحص: الفوتون عديم الكتلة السكونية لكنه يحمل زخماً رغم ذلك، يُعطى بـ p = h/λ (أو بشكل مكافئ p = E/c) — وهذا أساسي لتفسير ظواهر مثل ضغط الإشعاع وتشتت كومبتون.

24. 24.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «احسب زخم فوتون طوله الموجي 500 nm. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام p = h/λ.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [3 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام p = h/λ. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: تحويل الطول الموجي إلى أمتار: 500 nm = 5.00 × 10⁻⁷ m. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: تعويض p = (6.63 × 10⁻³⁴)/(5.00 × 10⁻⁷) للحصول على p ≈ 1.33 × 10⁻²⁷ kg m s⁻¹. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام p = h/λ.
    • يحدد المتطلب الناقص: تحويل الطول الموجي إلى أمتار: 500 nm = 5.00 × 10⁻⁷ m.
    • يحدد المتطلب الناقص: تعويض p = (6.63 × 10⁻³⁴)/(5.00 × 10⁻⁷) للحصول على p ≈ 1.33 × 10⁻²⁷ kg m s⁻¹.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

25. 25.

    لمعدن دالة شغله 3.5 × 10⁻¹⁹ J. احسب التردد الحدي لحدوث التأثير الكهروضوئي عند هذا السطح. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s.

    [3 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
    2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: توضيح أنه عند التردد الحدي، EKmax = 0، لذا hf₀ = Φ. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: إعادة الترتيب إلى f₀ = Φ/h. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: تعويض f₀ = (3.5 × 10⁻¹⁹)/(6.63 × 10⁻³⁴) للحصول على f₀ ≈ 5.28 × 10¹⁴ Hz. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: التردد الحدي هو أدنى تردد فوتوني قادر على قذف إلكترون إطلاقاً — دونه، لا تُصدَر إلكترونات ضوئية مهما بلغت شدة الضوء.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أنه عند التردد الحدي، EKmax = 0، لذا hf₀ = Φ.
    • إعادة الترتيب إلى f₀ = Φ/h.
    • تعويض f₀ = (3.5 × 10⁻¹⁹)/(6.63 × 10⁻³⁴) للحصول على f₀ ≈ 5.28 × 10¹⁴ Hz.

    ملاحظة الفاحص: التردد الحدي هو أدنى تردد فوتوني قادر على قذف إلكترون إطلاقاً — دونه، لا تُصدَر إلكترونات ضوئية مهما بلغت شدة الضوء.

26. 26.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لمعدن دالة شغله 3.5 × 10⁻¹⁹ J. احسب التردد الحدي لحدوث التأثير الكهروضوئي عند هذا السطح. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه عند التردد الحدي، EKmax = 0، لذا hf₀ = Φ.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [3 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أنه عند التردد الحدي، EKmax = 0، لذا hf₀ = Φ. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: إعادة الترتيب إلى f₀ = Φ/h. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: تعويض f₀ = (3.5 × 10⁻¹⁹)/(6.63 × 10⁻³⁴) للحصول على f₀ ≈ 5.28 × 10¹⁴ Hz. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أنه عند التردد الحدي، EKmax = 0، لذا hf₀ = Φ.
    • يحدد المتطلب الناقص: إعادة الترتيب إلى f₀ = Φ/h.
    • يحدد المتطلب الناقص: تعويض f₀ = (3.5 × 10⁻¹⁹)/(6.63 × 10⁻³⁴) للحصول على f₀ ≈ 5.28 × 10¹⁴ Hz.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

27. 27.

    اذكر أقل طاقة فوتون لازمة لحدوث إنتاج الزوج (حيث يتحول فوتون إلى إلكترون وبوزيترون)، من حيث الكتلة السكونية للإلكترون mₑ، واحسب هذه الطاقة الدنيا بالجول. استخدم c = 3.00 × 10⁸ m s⁻¹ وmₑ = 9.11 × 10⁻³¹ kg.

    [4 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن إنتاج الزوج يتطلب أن تكون طاقة الفوتون كافية على الأقل لتكوين طاقة الكتلة السكونية لكل من الإلكترون والبوزيترون الناتجين. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر الطاقة الدنيا بصيغة 2mₑc². بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: تعويض 2 × (9.11 × 10⁻³¹) × (3.00 × 10⁸)². اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: الحصول على طاقة دنيا ≈ 1.64 × 10⁻¹³ J. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: إنتاج الزوج والإفناء عمليتان متعاكستان: يمكن لفوتون طاقته 2mₑc² على الأقل إنتاج زوج إلكترون-بوزيترون، ويُنتج تصادم زوج إلكترون-بوزيترون فوتونات بالطاقة الكلية نفسها عند إفنائه.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن إنتاج الزوج يتطلب أن تكون طاقة الفوتون كافية على الأقل لتكوين طاقة الكتلة السكونية لكل من الإلكترون والبوزيترون الناتجين.
    • ذكر الطاقة الدنيا بصيغة 2mₑc².
    • تعويض 2 × (9.11 × 10⁻³¹) × (3.00 × 10⁸)².
    • الحصول على طاقة دنيا ≈ 1.64 × 10⁻¹³ J.

    ملاحظة الفاحص: إنتاج الزوج والإفناء عمليتان متعاكستان: يمكن لفوتون طاقته 2mₑc² على الأقل إنتاج زوج إلكترون-بوزيترون، ويُنتج تصادم زوج إلكترون-بوزيترون فوتونات بالطاقة الكلية نفسها عند إفنائه.

28. 28.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اذكر أقل طاقة فوتون لازمة لحدوث إنتاج الزوج (حيث يتحول فوتون إلى إلكترون وبوزيترون)، من حيث الكتلة السكونية للإلكترون mₑ، واحسب هذه الطاقة الدنيا بالجول. استخدم c = 3.00 × 10⁸ m s⁻¹ وmₑ = 9.11 × 10⁻³¹ kg.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن إنتاج الزوج يتطلب أن تكون طاقة الفوتون كافية على الأقل لتكوين طاقة الكتلة السكونية لكل من الإلكترون والبوزيترون الناتجين.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [4 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن إنتاج الزوج يتطلب أن تكون طاقة الفوتون كافية على الأقل لتكوين طاقة الكتلة السكونية لكل من الإلكترون والبوزيترون الناتجين. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: ذكر الطاقة الدنيا بصيغة 2mₑc². قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: تعويض 2 × (9.11 × 10⁻³¹) × (3.00 × 10⁸)². قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: الحصول على طاقة دنيا ≈ 1.64 × 10⁻¹³ J. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن إنتاج الزوج يتطلب أن تكون طاقة الفوتون كافية على الأقل لتكوين طاقة الكتلة السكونية لكل من الإلكترون والبوزيترون الناتجين.
    • يحدد المتطلب الناقص: ذكر الطاقة الدنيا بصيغة 2mₑc².
    • يحدد المتطلب الناقص: تعويض 2 × (9.11 × 10⁻³¹) × (3.00 × 10⁸)².
    • يحدد المتطلب الناقص: الحصول على طاقة دنيا ≈ 1.64 × 10⁻¹³ J.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

29. 29.

    اشرح المقصود بالنفق الكمي، واذكر ظاهرة فيزيائية أو تطبيقاً واحداً يعتمد عليه.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن النفق الكمي ظاهرة يمتلك فيها جسيم احتمالاً غير صفري لعبور حاجز طاقة كامنة، حتى عندما تكون طاقة الجسيم أقل من ارتفاع الحاجز — وهو وضع ممنوع في الفيزياء الكلاسيكية. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن هذا يُفسَّر باعتبار أن الدالة الموجية للجسيم تمتد، بسعة منخفضة لكن غير صفرية، إلى داخل منطقة الحاجز وما بعدها. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر تطبيق صحيح، مثل تحلل ألفا، حيث ينفق جسيم ألفا عبر حاجز الجهد النووي، أو المجهر النفقي الماسح. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: لا يمتلك النفق الكمي أي نظير كلاسيكي إطلاقاً — إنه نتيجة مباشرة وقابلة للملاحظة لمعاملة الجسيمات كجسيمات ذات طبيعة موجية، بدالة موجية لا تتوقف ببساطة عند حافة الحاجز.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن النفق الكمي ظاهرة يمتلك فيها جسيم احتمالاً غير صفري لعبور حاجز طاقة كامنة، حتى عندما تكون طاقة الجسيم أقل من ارتفاع الحاجز — وهو وضع ممنوع في الفيزياء الكلاسيكية.
    • توضيح أن هذا يُفسَّر باعتبار أن الدالة الموجية للجسيم تمتد، بسعة منخفضة لكن غير صفرية، إلى داخل منطقة الحاجز وما بعدها.
    • ذكر تطبيق صحيح، مثل تحلل ألفا، حيث ينفق جسيم ألفا عبر حاجز الجهد النووي، أو المجهر النفقي الماسح.

    ملاحظة الفاحص: لا يمتلك النفق الكمي أي نظير كلاسيكي إطلاقاً — إنه نتيجة مباشرة وقابلة للملاحظة لمعاملة الجسيمات كجسيمات ذات طبيعة موجية، بدالة موجية لا تتوقف ببساطة عند حافة الحاجز.

30. 30.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح المقصود بالنفق الكمي، واذكر ظاهرة فيزيائية أو تطبيقاً واحداً يعتمد عليه.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن النفق الكمي ظاهرة يمتلك فيها جسيم احتمالاً غير صفري لعبور حاجز طاقة كامنة، حتى عندما تكون طاقة الجسيم أقل من ارتفاع الحاجز — وهو وضع ممنوع في الفيزياء الكلاسيكية.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن النفق الكمي ظاهرة يمتلك فيها جسيم احتمالاً غير صفري لعبور حاجز طاقة كامنة، حتى عندما تكون طاقة الجسيم أقل من ارتفاع الحاجز — وهو وضع ممنوع في الفيزياء الكلاسيكية. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا يُفسَّر باعتبار أن الدالة الموجية للجسيم تمتد، بسعة منخفضة لكن غير صفرية، إلى داخل منطقة الحاجز وما بعدها. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: ذكر تطبيق صحيح، مثل تحلل ألفا، حيث ينفق جسيم ألفا عبر حاجز الجهد النووي، أو المجهر النفقي الماسح. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن النفق الكمي ظاهرة يمتلك فيها جسيم احتمالاً غير صفري لعبور حاجز طاقة كامنة، حتى عندما تكون طاقة الجسيم أقل من ارتفاع الحاجز — وهو وضع ممنوع في الفيزياء الكلاسيكية.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا يُفسَّر باعتبار أن الدالة الموجية للجسيم تمتد، بسعة منخفضة لكن غير صفرية، إلى داخل منطقة الحاجز وما بعدها.
    • يحدد المتطلب الناقص: ذكر تطبيق صحيح، مثل تحلل ألفا، حيث ينفق جسيم ألفا عبر حاجز الجهد النووي، أو المجهر النفقي الماسح.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

أسئلة تدريبية أصلية غير رسمية من SubjectScout، وليست أسئلة أوراق سابقة رسمية.