Cours 1: Spectres, corps noir et effet photoélectrique – Rayonnements – Physique des rayonnements

يتناول هذا الدرس جزءا من مقرر فيزياء الإشعاعات، حيث يعرض مفاهيم أساسية حول طبيعة الإشعاع وطيفه وتفاعله مع المادة. يبدأ الدرس بالتمييز بين الإشعاع أحادي الطاقة الذي يتكون من فوتونات أو جسيمات ذات طاقة محددة، والإشعاع متعدد الطاقات الذي يمثل حزمة من الفوتونات أو الجسيمات. كما يشرح مفهوم الطيف باعتباره توزيع شدة الإشعاع بدلالة الطاقة أو الطول الموجي، مع التمييز بين الطيف المتقطع المكون من خطوط طيفية والطيف المستمر الممتد بين حدين من الطاقة.

يعرض الدرس نموذج إشعاع الجسم الأسود، وهو جسم مثالي يمتص كل الطاقة الإشعاعية الساقطة عليه ثم يصدر إشعاعا يعتمد على درجة حرارته. يتم تقديم قانون ستيفان-بولتزمان الذي يربط القدرة الإشعاعية بدرجة الحرارة، وقانون فين الذي يحدد علاقة طول الموجة عند شدة الإشعاع العظمى بدرجة حرارة الجسم. هذه القوانين مهمة لفهم الإشعاع الحراري وتفسير الأطياف المنبعثة من الأجسام الساخنة.

يتناول الجزء الأخير ظاهرة التأثير الكهروضوئي، حيث يوضح تجربة هرتز وتحرر الإلكترونات من سطح المعدن عند تعرضه لإشعاع ذي تردد كاف. يشرح العلاقة بين طاقة الفوتون وطاقة استخراج الإلكترون والطاقة الحركية للإلكترونات المنبعثة، إضافة إلى مفهوم تردد العتبة وجهد الإيقاف والتيار الكهروضوئي.

يساعد هذا الدرس الطالب على فهم العلاقة بين طاقة الإشعاع والمادة، ويعد أساسيا لحل مسائل الفيزياء الحديثة المتعلقة بالأطياف والإشعاع والتأثيرات الكمومية.