جاري تحميل ... electrokarim77

إعلان الرئيسية

close

أخبار ساخنة

إعلان في أعلي التدوينة

close
الالكترونيككهرباء صناعية

ما هي المواد الهندسية و تصنيفها engineering materials؟

النظرية الذرية Atomic Theory




ما هي المواد الهندسية وتصنيفه engineering materials؟



مستويات الطاقة الذرية Atomic Energy Levels



 Atoms ( الذرات ) تشكل اللبنات الأساسية لجميع المواد الموجودة.  في هذه الذرات ، يوجد جزء مركزي يسمى النواة (N في الشكل 1) والذي يتكون من البروتونات والنيوترونات ، والتي تدور حولها جسيمات تسمى الإلكترونات.  


بعد ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن جميع الإلكترونات التي تشكل المادة المدروسة لا تدور على نفس المسار.  لكن هذا لا يعني أن مساراتهم الثورية يمكن أن تكون عشوائية. 


 أي أن كل إلكترون من ذرة معينة له مساره المخصص ، المسمى المدار ، والذي يدور حوله حول النواة المركزية.  يشار إلى هذه المدارات بمستويات طاقة الذرة.




ما هي المواد الهندسية وتصنيفه engineering materials؟



هذا لأن كل واحد منهم يمتلك كمية مخصصة من الطاقة والتي يتم التعبير عنها من حيث مضاعف متكامل للمعادلة



ما هي المواد الهندسية وتصنيفه engineering materials؟



حيث h هو ثابت بلانك و هو التردد.


يوضح الشكل 2 الطاقة المحدودة التي تمتلكها حالات الطاقة المختلفة (وبالتالي جميع الإلكترونات الموجودة فيها) في فولت الإلكترون (eV).  من الشكل ، يمكن ملاحظة أن طاقة الإلكترونات تزداد كلما ابتعد المرء عن مركز الذرة.  على سبيل المثال ، يمتلك الإلكترون في حالة الطاقة الأولى (E1) طاقة تبلغ -13.6 فولتًا ، في حين يمتلك الإلكترون في الحالة الثانية (E2) طاقة تبلغ -3.4 فولت وما إلى ذلك.  مع الاستمرار في ذلك ، قد يصل المرء إلى مستوى تصبح فيه الطاقة 0 eV ، أي مستوى الطاقة E∞.


ما هي المواد الهندسية و تصنيفها engineering materials؟



افترض الآن أننا نوفر طاقة خارجية (قد تكون بأي شكل من الأشكال بما في ذلك طاقة الضوء) للمادة.  سيتم امتصاص هذه الطاقة المزودة بواسطة الإلكترونات الموجودة في الذرات التي تشكل المادة.  


ومع ذلك ، لا يُسمح للإلكترونات بامتصاص أي كمية من الطاقة كما يحلو لها.  هذا لأنه إذا امتص الإلكترون بعض الطاقة ، فإن صافي طاقته يتغير.  


هذا يعني أن الإلكترون لم يعد بإمكانه البقاء في مستوى طاقته الأصلي.  لنفترض على سبيل المثال ، أن إلكترونًا في حالة الطاقة E1 يمتص 4 فولت من الطاقة.  عند القيام بذلك ، ستزيد الطاقة الصافية للإلكترون إلى


ما هي المواد الهندسية و تصنيفها engineering materials؟


بسبب أنه لم يعد بإمكانه البقاء في مستوى الطاقة E1 الذي تبلغ طاقته -13.6 فولت.  علاوة على ذلك ، لا يمكنه رؤية أي مستوى آخر له طاقة مكافئة لما لديه.  هذا يجعلها تفقد مسارها!

 من ناحية أخرى ، إذا كان هذا الإلكترون يمتص طاقة 10.2 فولت ، فإن طاقته المتزايدة ستكون

ما هي المواد الهندسية و تصنيفها engineering materials؟



هذا ليس سوى الطاقة التي يمتلكها المستوى E2 ، مما يعني أن الإلكترون الذي كان سابقًا في E1 أصبح الآن في مستوى الطاقة E2.  بمعنى آخر ، نقول إن هذا الإلكترون قد انتقل من المستوى E1 إلى المستوى E2 الذي يؤدي إلى ذرة مثارة.  


ومع ذلك ، لا يمكن للإلكترون البقاء في هذه الحالة غير المستقرة لفترة طويلة.  وسيعود قريبًا إلى حالته الأصلية عن طريق الانتقال من المستوى E2 إلى المستوى E1.  لكن النقطة المهمة التي يجب ملاحظتها هنا هي حقيقة أنه أثناء القيام بذلك ، يصدر الإلكترون طاقة قدرها 10.2 فولت (وهو نفس طاقة الامتصاص) في شكل موجات كهرومغناطيسية.



من المناقشة المقدمة ، من الواضح أن الإلكترونات مسموح لها بامتصاص (أو ما يعادلها) فقط كميات كمية من الطاقة.  كمية هذه الطاقة ليست سوى الاختلاف في طاقات المستويات التي يحدث فيها الانتقال.  بعد ذلك ، من الشكل 2 ، يُلاحظ أن هذا الاختلاف بين حالات الطاقة يتناقص كلما ابتعد المرء عن E1 ، أي ...


ما هي المواد الهندسية و تصنيفها engineering materials؟



هذا يعني أن الإلكترونات الموجودة في الأصداف الخارجية تتطلب قدرًا أقل من الطاقة للإثارة من تلك الموجودة في الأصداف الداخلية.  هذا يتوافق مع الحقيقة المعروفة المتمثلة في أن الإلكترونات الموجودة بالقرب من النواة مرتبطة بقوة بالذرات بدلاً من الذرات الموجودة بعيدًا عنها.
 

على الرغم من أننا شرحنا عملية الإثارة ، فإن نفس أسلوب الحجة يظل جيدًا حتى في حالة التحرر ، وذلك لأنه يمكننا افتراض أن الإلكترون عندما يتحمس إلى مستوى الطاقة بطاقة تساوي 0 eV (E)  ، ستكون خالية تمامًا من القوة الجاذبة لنواة الذرة.  هذه الإلكترونات الحرة هي التي تساهم في التوصيل في حالة المواد مثل المعادن.

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

إعلان أسفل المقال

إتصل بنا

نموذج الاتصال

الاسم

بريد إلكتروني *

رسالة *