방사선과 물질의 이중 특성에 대한 중요한 질문

처음에는 방사선이 파동을 갖는 것으로 여겨졌다. Maxwell의 방정식과 Hertz가 수행 한 실험에 의해 입증되었습니다. 동시에, 여러 다른 실험은 입자 특성을 갖는 빛의 가능성을 암시했다. William Crookes는 1870 년에 캐소드 광선의 발견으로 인정 받았으며, 이는 방사선의 입자 특성을 확립하는 데 큰 이정표였습니다. 따라서 방사선은 입자와 파동의 이중 특성을 가지고 있습니다. 이 주제에 대한 시험에는 일반적으로 몇 가지 질문이 있습니다. 방사선과 물질의 이중 특성에 대해 자세히 알아 보려면 계속 읽으십시오.

중요한 질문

1. 파장 600 nm의 광자가 있습니다. 이 광자의 에너지와 주파수는 무엇입니까?
   ans :광자의 에너지는 e =h𝜈과 같은 주파수와 관련 될 수 있습니다. 여기서 e는 광자의 에너지, h는 값이 6.6 x 10-34 j 초이며 𝜈 𝜈는 주파수입니다.

    

또한, 𝜈 =c/𝜆; 여기서 C는 빛의 속도이고 파장의 속도입니다.

𝜆 =600 nm =6 x 10-7 m

따라서 E =6.6 x 10-34 x 3 x 108 /6 x 10-7 =3.3 x 10-19 j 또는 3.3 ev

주파수, 𝜈 =3 x 108 /6 x 10-7 =5 x 1014 sec-1

1. 광전 방출 현상을 정의하십시오.
   ANS :금속 표면에 방사선이 발생할 때 표면 전자는 표면의 양성 이온에 의한 인력의 정전기력을 극복하기 위해 방사선의 에너지를 흡수합니다. 전자는 표면에서 배출되고 주변 대기로 빠져 나옵니다. 이 현상은 광전자 방출로 알려져 있으며, Hertz에 의해 발견되었습니다.
   이에 대한 기본 요구 사항은 입사 방사선의 에너지가 전자의 에너지와 동일해야한다는 것입니다.

    

2. 2 개의 금속 x와 y의 작업 함수는 각각 15 eV와 20 eV입니다. 임계 값 파장이 어느 금속이 더 높을까요?
   ans :임계 값 파장과 작업 함수 사이에는 역 비례 관계가 있습니다. 작업 기능이 높을수록 임계 값 파장이 낮습니다. 따라서, 임계 값 파장은 Y에 대해 더 높을 것이다.

    

3. 최대 운동 에너지가 5ev 인 전자의 정지 전위 값을 찾으십시오.
   ans :정지 전위는 지연 전위로 정의되며, 이는 광전자의 흐름이 중지되도록 금속에 주어집니다. 전위를 중지하는 값은 최대 운동 에너지의 값과 같 으며이 경우 5ev입니다.
   
4. 다른 작업 함수의 두 가지 재료 x와 y (x의 작업 기능이 Y보다 작도록)는 X- 레이로 방사되었습니다. 어떤 경우 동역학 에너지가 더 높을까요?
   ans :동일한 에너지의 방사선이 두 재료에 두 사건이 발생하면, 방출 된 전자의 운동 에너지가 더 높아서 작업 기능이 더 낮은 값을 가질 것입니다. 따라서, 운동 에너지는 X의 표면에서 방출 된 전자의 경우 더 높아질 것이다.

    

5. 파장 200 nm의 방사선이 4.2 eV 인 금속 표면에서 사건이 발생할 때 가장 빠르게 움직이는 전자와 가장 느리게 움직이는 전자의 운동 에너지를 찾으십시오. .
   ans :가장 빠르게 움직이는 전자의 운동 에너지 =방사선의 에너지 - 작업 기능
   따라서 K.emax =hc /𝜆 - 𝛟

    

k.emax =(6.6 x 10-34 x 3 x 108)/ (2 x 10-7)-(4.2 x 10-19)

=2 x 10-19 j 또는 2 ev

가장 느리게 움직이는 전자의 운동 에너지는 0이 될 것입니다. 그러한 전자의 속도는 0이기 때문입니다.

1. 운동 에너지가 100ev의 운동량, 속도 및 파장을 찾으십시오.
   ans :k.e =0.5 x mv2

    

100 x 10-19 =0.5 x 9.1 x 10-31 x v2

이것을 해결, v =5.9 x 106 m/s

파장, 𝜆 =h/mv

𝜆 =6.6 x 10-34/ (9.1 x 10-31 x 5.9 x 106)

𝜆 =123 PM (PM PICOTOR)

모멘텀, p =mv

p =9.1 x 10-31 x 5.9 x 106 =5.4 x 10-24 kg m/s

1. 입사 방사선의 에너지는 방사선이 발생하는 재료의 임계 값 주파수보다 큽니다. 입사 방사선의 주파수가 두 배가되는 경우 배출 된 전자의 운동 에너지와 광전 전류에 미치는 영향은 무엇입니까?
   ans :입사 방사선의 주파수가 증가하면 운동 에너지가 증가합니다. 그러나 광전류 전류는 여전히 남아 있습니다 - 배출 될 전자의 수는 동일하게 유지됩니다 (속도 만 변합니다).

    

2. 테니스 공처럼 큰 입자의 파장이 보이지 않는 이유는 무엇입니까?
   ans :입자의 파장은 𝜆 =h /mv (de-broglie의 방정식)와 같이 크기에 반비례합니다. 따라서 크기가 클수록 파장이 작습니다. 테니스 공은 너무 커서 그와 관련된 파장이 인간의 눈에는 보이지 않을 것입니다.

    

3. α- 입자와 양성자에 대한 de-broglie 파장의 비율을 찾으십시오.
   ans :입자의 운동량, p =(2mqv) 1/2