معترض على بعض الإثباتات الفيزيائية

[الزمان]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

سوف أتدرج في طرح أسئلة للوصول إلى هدفي وسوف أضع أجوبة ناتجة من فهمي فإن كان في أي سؤال طرحته و إجابته خطأ فأرجو التنبيه والتعديل.

أولاً : هل سرعة الفوتونات ثابتة ؟
بالطبع هي ثابته وتساوي سرعة الضوء 3×10^8 متر / ثانية

ثانياً : هل كل الفوتونات متساوية في الكتلة ؟
أعتقد والله أعلم بأنها متساوية في الكتلة حيث لم أجد ما ينقض ذلك

ثالثاً : هل ترددات الفوتونات متساوية ؟
كلا وألف كلا فكل نوع من الفوتونات له تردده والدليل على ذلك اختلاف ترددات الموجات الكهرومغناطيسية

الآن وبعد كل هذه الأسئلة وإجاباتها التي أتمنى أن تكون صحيحة نقول الآتي :

E = h × f
هذا القانون يحسب طاقة الفوتونات بمعرفة ترددها f وطبعاً h هي ثابت بلانك

E = m × c^2

في المدرسة نستخلص قوانين عدة من مساواة هاتين المعادلتين وذلك لحساب الطول الموجي وغير ذلك ، وهنا يبرز الخطأ !

إذا ساوينا المعادلتين نحصل على
h × f = m × c^2

الطرف الأيسر لهذه المعادلة  يتغير بتغير تردد الفوتون ( انظر إلى الأسئلة السابقة أعلاه )
أما الطرف الأيمن فيظل ثابتاً لأن الكتلة والسرعة ثابتين بالنسبة للفوتونات

وهذا متناقض حيث أن الطرف الأيسر يتغير والطرف الأيمن ثابت

فهل مساواة طرفي المعادلتين أمر غير مقبول رياضياً ومقبول فيزيائياً ! ! ! أمر غريب

[ابو سلمان]

وعليكم السلام ورحمة الله وبركاته

مساء الخير أخي الزمان '>

تعليقي على ما ذكرت هو :

اقتباس

أولاً : هل سرعة الفوتونات ثابتة ؟ بالطبع هي ثابته وتساوي سرعة الضوء 3×10^8 متر / ثانية

هذه الصيغة غير دقيقة وتحتاج إلى التوضيح وهو أن سرعة الفوتونات (الضوء ) ثابتة في نفس الوسط المادي المنتقلة فيه  بمعنى أن سرعة الضوء قد تتغير بتغير الاوساط المختلفة فمثلاً سرعة الضوء في (الفراغ) كما تفضلت هي 3×10^8 متر / ثانية  وأما سرعته في بقية الاوساط فلا شك أنه اقل من ذلك .

وأما قولك :

اقتباس

ثانياً : هل كل الفوتونات متساوية في الكتلة ؟ أعتقد والله أعلم بأنها متساوية في الكتلة حيث لم أجد ما ينقض ذلك

وهذه ايضاً صيغة غير دقيقة ... فكما هو معلوم بأن كتلة الفوتون يحدد بطاقته أو تردده  من خلال العلاقة التالية :     m = h × f/c^2   حيث أن h × f  تعبر عن طاقة الفوتون  E
وأما إن كنت تقصد بأن كل الفوتونات ذات نفس الطاقة متساوية في الكتلة فهذا صحيح

قولك

اقتباس

ثالثاً : هل ترددات الفوتونات متساوية ؟ كلا وألف كلا فكل نوع من الفوتونات له تردده والدليل على ذلك اختلاف ترددات الموجات الكهرومغناطيسية

نعم صحيح تردد الفوتونات غير متساوية مادام أنها ذات طاقات مختلفة  ( 10/10 ) '>

نأتي الان إلى التناقض (المزعوم) '>

ليس هناك تناقض يا أخي العزيز  ولكن الخطأ في تصورك بأن كتلة الفوتون واحدة لكل الفوتونات باختلاف تردداتها

شكراً لك وتقبل فائق تقديري

أخوك / ابو سلمان

[212فيز]

وعليكم السلام ورحمة الله وبركاته
الاخ الموقر الزمان ..حماك الله
يبدو انني دخلت في دوامه فكريه
ولكن..
E = m × c^2 تمثل طاقه الالكترون
اما  E = h × f تمثل طاقة الفوتون ولااظن ان نساوي بين الصيغتين ويتضح ذالك وفقا لانعدام اثبات فعلي يدل على ذالك.. والله اعلم
وسؤضح لك معلومه يبدو انها بعيده بالنسبة لك واظن في الوقت الراهن فقط وهو ان انطلاق الطاقه يؤدي الى فقد في الكتله ولكن بكتله صغيره لذا تم استبعادها

حفظك الله ورعاك

212فيز

[الزمان]

أخواني الأعزاء أبو سلمان ، 212فيز

شكراً لكما على هذين الردين المزيلين للشكوك التي شلت تفكيري ، فقد دخلت في نقاش مع مدرس الفيزياء بخصوص هذا الأمر

الآن أريد أن أعيد ترتيب أفكاري وأسردها هنا فأرجو التصحيح إن ورد خطأ :

الفوتون يملك طاقة وفقاً لتردده وعندما يسقط على سطح فلز ينطلق إلكترون بسرعة ناتجة من فقد الفوتون لجزء من كتلته :rock:  هل هذا صحيح

إن كان ما توصلت إليه غير صحيح فأرجو منكما - حفظكما الله - أن تشرحوا لي ظاهرة التأثير الكهروضوئي أو إعطائي عنوان موقع مناسب يشرح هذا الأمر بشكل متدرج يقنعني

وشكراً لكما

[ابو سلمان]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

الاخت الكريمة 212 فيز
الفوتون ما هو إلا الوجه أو الصورة المادية للضوء وبالتالي فإن له طاقة وكتلة  وكمية حركة مثله مثل أي جسيم كالالكترون والبروتون وغيرها ... لذا فإن الصيغة    E = m ×c^2  يمكن تطبيقها على الفوتون ومعرفة كتلته

أخي الزمان
الظاهرة الكهروضوئية أمرها يسير إن شاء الله ولا أعلم أين مكن الاشكال لديك ولعلك تجد لها شرحاً وافياً باذن الله ولكن في موقع الفيزياء (دعاية على الماشي '> )

باختصار
هذه الظاهرة تطلق على عملية انتاج تيار كهربائي (إلكترونات) من خلال اسقاط فوتونات (ضوء) على سطح فلز أو معدن
 فكرة هذه العلملية تدور على أساس أن كل الكترونات المعدن تكون مرتبطة بذراتها  ... وطبعاً فإن قوة الارتباط هذه مقدارها يختلف من معدن إلى آخر  .... وحتى نتمكن من اخراج تلك الالكترونات وفك ارتباطها بذراتها علينا أن نعطيها طاقة مناسبة يتمكن كل الكترون بواسطتها من الهروب والفكاك من الارتباط والبحث عن الحرية
تخيل أن هناك الكتروناً يرتبط بذرته بطاقة قدرها 1 الكترون فولت
لو اعطينا هذا الالكترون طاقة قدرها  0.5 ev هل سيتطيع الحصول على حريته ؟؟  بالطبع لا ..لأن هذه الطاقة غير كافية ... وبالمثل لو اعطيناه  أي طاقة أقل من ا ev  
ولكن ماذا لو اعطيناه طاقة تساوي 1 ev  ؟؟ طبعاً سيتمكن الالكترون من التحرر والشعور بالحرية ... ولكنه لا يستطيع الحركة لأنه لا يمكلك طاقة اضافية تمكنه من الحركة .... ولكن عندما يعطى طاقة أكبر من طاقة الارتباط مثلاً 1.5 ev  فإنه سيدفع 1 ev من أجل حريته ..ويستغل الباقي (0.5 ev ) على شكل طاقة حركية يتحرك بها .

الالكترونات الموجودة على سطح المعدن تستطيع الحصول على الطاقة من خلال امتصاصها للفوتونات الضوئية الساقطة على السطح .... ولكن كما قلنا سابقاً فإن الالكترون يحتاج إلى طاقة محددة ( طاقة العتبة ) والتي تمكنه من مقاومة طاقة الارتباط ... وبالتالي فليس أي فوتون يستطيع تخليص ذلك الالكترون ..وإنما يجب أن يكون أن يحمل الفوتون طاقة ( E = h × f  ) كافية تساوي أو تزيد على طاقة الارتباط (طاقة العتبة ) ويسمى تردد الفوتون الذي الذي يملك (طاقة العتبة ) بـ (تردد العتبة ) أو (Thershold frequency)
لو تحاول التأمل في تجارب الكهروضوئية فإنك تلاحظ ما يلي :
لو سلطنا على المعدن اشعة ضوئية (فوتونات) ذات تردد أقل من تردد العتبة ... فلن يكون هناك أي تحرر للالكترونات بمعنى آخر لن يكون هناك أي تيار كهربائي ناتج حتى لو قمنا بزيادة كمية الضوء الساقطة (شدة الاشعاع)
لو سلطنا على المعدن اشعة ضوئية ذات تردد أكبر من تردد العتبة ... فسوف تتحرر الكترونات وينتج عن ذلك سريات تيار كهربائي .... لكن ماذا لو قمنا بزيادة الاشعة الساقطة ؟ ... في هذه الحالة ستتحرر الاكترونات أكثر وبالتالي سينتج إلينا تيار كهربائي أكبر .

أتمنى أن يكون في هذا الشرح البسيط فائدة لفهم اساس ظاهرة الكهروضيئة ... وبالله التوفيق

أخوك / ابو سلمان

[212فيز]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
استاذي الفاضل .. حماك الله
لااعلم لماذا لم اتدارك ماتعنيه .. "الفوتون ما هو إلا الوجه أو الصورة المادية للضوء وبالتالي فإن له طاقة وكتلة  وكمية حركة مثله مثل أي جسيم كالالكترون والبروتون وغيرها "
هذا بديهيا
المعذره
ارجو الاسترسال في هذا الجانب ..
ابقاك الله ورعاك

فيز

[فيزيائي]

أخي الزمان...
نعم كتلة الفوتون تساوسد صفر ويكمن الخطأ في استعمالك للمعادلة  E=m ×c^2.
ففي الحالة العامة  
E^2=m^2×c^4+p^2×c^2
وفي حالة الفوتون و نتيجة لأن الكتلة تساوي صفر تصبح العلاقة E=p×c، حيث أن p هي كمية الحركة. اذن الفوتون ليس لديه كتلة ولكن لديه كمية حركة. '> ...

على فكره أفتراض أن الفوتون لديه كتلة افتراض يتعارض مع نضرية الكم الكهروديناميكية ((Quantum Electrodynamics )) وهي النضرية الكمية التي تفسر القوى الكهرومغناطيسية... ففي حالة وجود كتلة للفوتون سوف تظهر العديد من المشاكل ابسطها بطلان مبداء حفظ الشحنة في النظرية... هذا بلاضافة الى العديد من المشاكل الأخرى.

من ناحية تجريبية لايوجد مايشير الى أن الفوتون له كتلة.

هذا بختصار والله أعلم

تحياتي،

[ابو سلمان]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

أهلاً وسهلاً بالاخ العزيز فيزيائي '>

سعدت برؤية مشاركتك

بالنسبة  للمعادلة
E^2=m^2×c^4+p^2×c^2

فهي تعبر عن الطاقة النسبية للجسم المتحرك .. ولكن ينبغي أن تنتبه إلى أن (m) الموجودة في هذا القانون تعبر عن كتلة السكون للجسم ( rest mass )
طبعاً في حالة الفوتون فإن كتلته السكونية تم افتراضها عل أنها = الصفر

وبالتالي فإن معادلة الطاقة في حق الفوتون تصبح كما تفضلت :
E=p×c

وهذه النتيجة لا تعنى بأن الفوتون ليس له كتلة نسبية
فـ p هي كمية حركة الفوتون وهي تعبر عن  mc

نضرية الكم الكهروديناميكية ((Quantum Electrodynamics )) التي تكلمت عنها تتعارض مع فكرة وجود (كتلة سكونية ) وليس مع وجود كتلة له أثناء حركته ( moving mass)

عموماً هناك الكثير من الكتب والمراجع التي تصف الفوتون بأنه ذو كمية حركة  p=hf/c  وذو كتلة نسبية  m=hf/c^2  

قولك :
 

اقتباس

من ناحية تجريبية لايوجد مايشير الى أن الفوتون له كتلة

هذا صحيح إذا كنت تقصد الكتلة السكونية فليس هناك تجارب تثبت ذلك ... أما إن كنت تقصد كتلته الحركية فأنا اخالفك الرأي ..فحسب علمي أن هناك تجارب اجريت على أثر الجاذبية في تغيير تردده (طاقته) نظراً لكون الفوتون ذو كتله وبالتالي سوف يتأثر بالجاذبية أثناء سقوطه ... ووجد أن الزيادة في التردد في حدود 1.63 هيرتز  وهو ما يشير لوجود الكتلة .

هذا ما أعلمه فإن فإن كان يه خطأ فصوبني بارك الله فيك وفي علمك فأنا استفيد كثيراً من مداخلاتك

أخوك / ابو سلمان

والله تعالى أعلم